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　　日前，重慶研究院水污染過(guò)程與防治研究中心劉元研究員在源分離尿液資源化原理與技術(shù)研究中取得系列進(jìn)展。研究工作系統(tǒng)地論述并驗(yàn)證了電化學(xué)技術(shù)在廢水資源化處理方面的優(yōu)勢(shì)，為源分離廢水的資源化處理難題提供了一種新的解決思路和攻克途徑。 

　　隨著人口的增長(zhǎng)、生活水平的提升，資源的消耗速度也在不斷地加快，同時(shí)也造成了環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)惡化。構(gòu)建一種以廢物資源化為核心的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式不但能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。而尿液資源化處理正是實(shí)現(xiàn)這一模式的突破口。常年來(lái)，尿液的資源屬性被嚴(yán)重低估。尿液貢獻(xiàn)了全球每年近25%的磷通量和5%的氮通量，是重要的營(yíng)養(yǎng)元素物質(zhì)庫(kù)。同時(shí)，由于缺乏有效的處理，尿液也是造成偏遠(yuǎn)地區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要污染源之一。因此，針對(duì)尿液開(kāi)發(fā)出一種高效、經(jīng)濟(jì)、易行的資源化處理工藝是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。 

　　近年來(lái)，劉元研究員與團(tuán)隊(duì)成員協(xié)力攻關(guān)，驗(yàn)證了電化學(xué)技術(shù)解決源分離尿液資源化處理的可行性，并提出了相應(yīng)的解決方案。通過(guò)對(duì)電化學(xué)反應(yīng)原理的解析，開(kāi)發(fā)出可適用于分散式尿液現(xiàn)場(chǎng)資源化處理的電化學(xué)系統(tǒng)。該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種零電耗的鎂-空氣燃料電池平臺(tái)，可以將尿液中的磷轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的磷酸銨鎂緩釋肥。同時(shí)，將鎂-空氣燃料電池與電化學(xué)膜技術(shù)結(jié)合用以回收高純度的尿素溶液。除此之外，還可與電化學(xué)氧化工藝相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)再生水的回收及現(xiàn)場(chǎng)回用。該系統(tǒng)具有效能高、占地小、耗能低、自動(dòng)化程度高、人工維護(hù)少等特點(diǎn)，在資源回用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和極高的推廣價(jià)值。 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》和《Science of the Total Environment》等環(huán)境領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)期刊上，并申請(qǐng)了相應(yīng)的發(fā)明專利。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院青年促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目資助。 

　　相關(guān)論文鏈接： 

　　https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.12.105 

　　https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.123517 

　　https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143901 

　　https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.136200 

源分離廢水資源化與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)在關(guān)聯(lián)

電化學(xué)技術(shù)與廢水資源化相互關(guān)系