科学家研究如何更方便高效的将小便尿液回收利用

吃喝拉撒是人每天必不可少要做的事情,每次小便完都是直接冲走,感觉这些只不过是一些污垢,但是现在科学家却觉得我们的小便有潜力成为宝贵的资源。液中含有氮,磷和钾的养分(一种在农业中称为NPK的三重营养),以植物可以吸收的可溶性形式存在,类似于农作物生产中广泛使用的合成肥料。

但是,按照目前的管理方式,全世界的小便都没有为我们服务,也没有为地球服务。仅有7%的世界废水经过充分处理以除去氮,当带有尿色的废水释放到水体中时,它会作为污染物,导致藻华和鱼类死亡。全球约有80%的废水未经处理就回到了环境中,导致疾病传播。

科学家研究如何更方便高效的将小便尿液回收利用

生产合成肥料在很大程度上取决于有限的资源和化石燃料。将氮从气体(占空气的70%以上)转化为植物可使用的可溶性化合物,这需要化石燃料。据估计,这种反应被称为哈伯-博世(Haber-Bosch)过程,消耗了世界上产生的所有能源的大约1%。同时,磷和钾是储量有限的矿物质。尽管估算值有所不同,但一些科学家表示,到2030年左右,我们可能达到“峰值磷”,此后产量将随着矿物储量的减少和质量的下降而下降。

这就是为什么回收自己的液态黄金的势头越来越大的原因:升级后的尿液很容易取代常规肥料。

在佛蒙特州的Rich Earth Institute,研究人员一直在收集附近居民的尿液并进行田间试验。该研究所利用社区网络,大约200人在特殊厕所的帮助下捐献自己的尿液,这些厕所将尿液和大便分开。在比较尿液,合成肥料和无肥料对照的测试中,他们发现用小便和传统肥料施肥的干草田的产量没有差异。研究主管亚伯拉罕·诺伊·海斯(Abraham Noe-Hays)表示:“尿液回收可同时解决两个问题。”:废水中尿尿的过量和农业对氮的需求。“而且,当您回收尿液时,这是一种循环经济,因为您过去认为的废物现在实际上已经是原材料。”

收集尿液的厕所和小便池已有数十年的历史了。但是,它们并非没有问题-它们会发臭并产生大量不易储存的小便,瑞典农业大学尿液肥料生产研究人员Jenna Senecal说。一个四口之家的家庭,每周约50升的尿液,在一个大城市中,每年可加起来达数万立方米。这就是Senecal是开发潜在解决方案的团队的一部分的原因:尿液蒸发系统。

但是,通过蒸发浓缩尿液比仅仅加热尿液要困难得多。当我们撒尿时,氮主要包含在复合尿素中。但是小便中的酶将尿素转化为氨,氨很容易挥发,形成气体并飘走。Senecal正在研究使用碱性物质提高小便pH值的蒸发系统,以防止这种反应。一旦pH值超过10,就有可能蒸发水,形成营养密集的小便粉末,其体积为原始液体的5%。该团队说,通过干燥,他们能够创造出一种肥料,其营养密度与传统的传统肥料一样。

这种干燥的小便可以变成颗粒出售给农民。Senecal最近推出了Sanitation360公司,将脱水小便推向市场。她说:“我们已经有了很大的兴趣。” 燕麦奶生产商和啤酒公司已经与她联系。如果Sanitation360即将推出的马桶设计开始流行,似乎食品生产商有一个寻求绿色环保的市场。

小便制成的肥料颗粒
小便制成的肥料颗粒

还有其他几种浓缩小便的方法。在Rich Earth Institute,Noe-Hays正在研究一种基于冻结的方法。将水箱中的小便冷却后,水部分会分别冻结,从而可以排出浓度更高的尿液。最终材料的体积减少了90%,同时保留了90%的营养。

到目前为止,研究表明,与当前的常规废水和肥料系统相比,小便循环确实具有净环境效益。密歇根大学可持续系统研究人员斯蒂芬·希尔顿(Stephen Hilton)在对传统废水系统和尿液分流系统进行比较的生命周期分析中发现,后者在许多环境指标(包括温室气体排放,能源使用)方面表现更好。,淡水使用以及在水体中增加藻华的潜力。

该分析还考虑了废水处理厂从污水中去除氮和磷所需的能源和材料,以及与传统工艺相比,用尿尿生产肥料对环境的影响。希尔顿说:“希望尿液转移是我们拥有更高效系统的一种方式。”

也许在将来,我们不仅会向路边运送瓶子,罐头和食物残渣,而且还会把一桶浓缩小便运送出去。

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