源分离尿液资源化原理与技术研究取得进展
2022/4/17 8:00:00 中科院之声

     日前，中国科学院重庆绿色智能技术研究院水污染过程与防治研究中心研究员刘元在源分离尿液资源化原理与技术研究中取得系列进展。研究工作论述并验证了电化学技术在废水资源化处理方面的优势，为源分离废水的资源化处理难题提供了新的解决思路和攻克途径。

     随着人口增长、生活水平提升，资源的消耗速度不断加快，造成了环境质量的持续恶化。构建一种以废物资源化为核心的循环经济模式有助于实现可持续发展目标，也是实现“双碳”目标的重要途径。而尿液资源化处理正是实现这一模式的突破口。常年来，尿液的资源属性被低估。尿液贡献了全球每年近25%的磷通量和5%的氮通量，是重要的营养元素物质库。但由于缺乏有效的处理，尿液也是造成偏远地区水体富营养化的重要污染源之一。因此，针对尿液开发出一种高效、经济、易行的资源化处理工艺是当前的研究热点。

     近年来，刘元与团队成员协力攻关，验证了电化学技术解决源分离尿液资源化处理的可行性，并提出了解决方案。通过对电化学反应原理的解析，科研人员开发出可适用于分散式尿液现场资源化处理的电化学系统。该团队构建了一种零电耗的镁-空气燃料电池平台，可以将尿液中的磷转化为高品质的磷酸铵镁缓释肥，将镁-空气燃料电池与电化学膜技术结合用以回收高纯度的尿素溶液，此外，还可与电化学氧化工艺相结合，从而实现再生水的回收及现场回用。该系统具有效能高、占地小、耗能低、自动化程度高、人工维护少等特点，在资源回用领域具有应用前景和推广价值。

     相关研究成果发表在Chemical Engineering Journal和Science of the Total Environment等上，并申请了发明专利。研究工作得到国家自然科学基金优秀青年科学基金、国家自然科学基金面上项目、中科院青年创新促进会等的资助。

    

     图1.源分离废水资源化与可持续发展内在关联

    

     图2.电化学技术与废水资源化相互关系

     来源：中国科学院重庆绿色智能技术研究院

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