Prezentul și viitorul producției de hidrogen din apele uzate

Prezentul și viitorul producției de hidrogen din apele uzate

Energia hidrogenului este o parte importantă a viitorului sistem energetic național și o direcție cheie de dezvoltare pentru industriile emergente strategice, iar dezvoltarea unei tehnologii ecologice și ecologice de producere a hidrogenului este un sprijin important pentru construirea viitorului sistem energetic național cu hidrogen și realizarea obiectivului „dual”. -carbon". Cu toate acestea, tehnologia curentă de energie regenerabilă de producție de hidrogen din apă electrolizată are cerințe foarte ridicate privind calitatea apei, consumă o cantitate mare de apă curată și are problema dezechilibrului „resurse-energie”. Prepararea hidrogenului verde din apele uzate poate rezolva simultan cele două probleme majore de tratare a apelor uzate și consumul de apă dulce pentru producția de hidrogen, care este o strategie ideală pentru a obține neutralitatea carbonului în tratarea apelor uzate.

Tehnologia de producere a hidrogenului din canalizare

Sursele obișnuite de canalizare includ topirea oțelului, fabricarea hârtiei, mineritul, petrochimia, fabricarea berii, prelucrarea alimentelor, pielea și produsele lactate etc. Canalele din diferite industrii au proprietăți diferite. Aceste industrii necesită mult tratament pentru a îndeplini standardele de evacuare înainte ca apa reziduală să fie evacuată în siguranță în mediu. Sistemele tradiționale de tratare a apelor uzate se concentrează pe separarea sau eliminarea poluanților, dar aceste metode consumă de obicei energie suplimentară și resurse de apă dulce. Aproximativ 380 de miliarde de m3 de ape uzate sunt generate în fiecare an din cauza epurării apelor uzate la nivel mondial și se așteaptă să crească cu încă 51% până în 2050. În plus, apele uzate conțin de obicei materie organică, minerale rare, acizi, alcaline și săruri cu valoare adăugată mare. potenţialul, iar procesele actuale nu dispun de măsuri eficiente de reutilizare şi reciclare.

Prin urmare, combinarea tehnologiei de producere a hidrogenului cu industria de tratare a apelor uzate poate promova dezvoltarea industriei apei într-o direcție mai durabilă și mai ecologică, ceea ce poate nu numai să îmbunătățească beneficiile industriei energetice cu hidrogen, ci și să realizeze un consum aproape de zero de ape uzate. tratarea și depozitarea deșeurilor aproape de zero. Sunt necesare diferite procese de producere a hidrogenului în funcție de diferitele proprietăți ale apei uzate. De exemplu, apele uzate din minerit, industria siderurgică și industria pielăriei provin în principal din prelucrarea metalelor, așa că de obicei conțin ioni de metale grele precum zinc, cupru, mercur, cadmiu, au o conductivitate ridicată și conține substanțe chimice precum cianura care pot migra grele. metale. Acest lucru face ca tehnologia de electroliză a apei cea mai bună alegere pentru tratarea acestor ape uzate.

Pentru industria hârtiei, fabricarea berii, prelucrarea alimentelor și industria lactatelor, apele lor uzate sunt bogate în materie organică, cum ar fi solide dizolvate (TDS), astfel încât tehnologia de producere a hidrogenului de biodegradare este mai aplicabilă. Prin fermentația microbiană, aceste substanțe organice pot fi transformate eficient în hidrogen. Apele uzate din industria petrochimică conțin de obicei poluanți precum uleiul, grăsimile, plumbul și hidrocarburile. Materia organică alcanică cu lanț scurt face ca tehnologia reacțiilor fotocatalitice să fie mai potrivită pentru producerea de hidrogen. În plus, apele uzate din industriile farmaceutice, vopselelor și textile au, de obicei, o cerere chimică ridicată de oxigen (COD) și un raport ridicat COD/cerere biologică de oxigen (BOD). Antibioticele și componentele chimice organice complexe din apele uzate cresc, de asemenea, dificultatea epurării. Pentru aceste ape uzate complexe, procesele mai avansate de producere a hidrogenului, cum ar fi utilizarea materialelor piezoelectrice, ar putea trebui dezvoltate pentru a face față mediului lor chimic complex.

Prin urmare, complexitatea și diversitatea tratării diferitelor tipuri de ape uzate necesită o abordare cuprinzătoare de tratare și o proiectare complexă a instalației pentru a asigura eliminarea eficientă a diferiților poluanți și a obține reutilizarea apei.