Svavel, ett icke-metalliskt grundämne, finns vanligtvis i avloppsvattenströmmar från olika industrier, inklusive petroleumraffinering, kemisk tillverkning och livsmedelsförädling. Även om svavel kan utgöra miljöutmaningar, såg forskare vid University of California, Berkeley, en möjlighet att omvandla denna avfallsprodukt till användbara resurser.
Teamets forskning fokuserade på två huvudprocesser:den mikrobiella sulfatreduktionsprocessen (MSR) och den hydrotermiska processen. MSR innebär att man utnyttjar den metaboliska förmågan hos sulfatreducerande bakterier för att omvandla sulfat, en form av svavel som finns i avloppsvatten, till vätesulfidgas. Denna gas kan sedan vidarebearbetas för att producera elementärt svavel eller svavelnanopartiklar.
Å andra sidan använder den hydrotermiska processen hög temperatur och tryck för att omvandla sulfat direkt till värdefulla svavelbaserade material. Genom att optimera parametrar som temperatur, tryck och uppehållstid uppnådde forskarna hög omvandlingseffektivitet och fick svavelnanopartiklar med önskade egenskaper.
Studien visade att valet av process beror på avloppsvattnets specifika egenskaper och de önskade slutprodukterna. Till exempel är MSR mer lämplig när elementärt svavel eller vätesulfidgas är målprodukten, medan den hydrotermiska processen är att föredra när svavelnanopartiklar krävs.
Förutom att återvinna värdefulla material bidrar omvandlingsprocesserna även till rening av avloppsvatten. Reduktion av mikrobiell sulfat kan ta bort sulfat och andra föroreningar, vilket minskar miljöpåverkan från utsläpp av avloppsvatten. Den hydrotermiska processen kan samtidigt ta bort tungmetaller och andra föroreningar, vilket ger en dubbel fördel med resursåtervinning och vattenrening.
Forskarna betonar vikten av att beakta hela processkedjan, inklusive avloppsvattenegenskaper, processval, materialåtervinning och den övergripande miljöpåverkan, för att uppnå hållbar och effektiv svavelomvandling.
Denna forskning ger en lovande väg för återvinning av värdefulla material från avloppsvatten, omvandling av avfall till resurser samtidigt som den bidrar till avloppsrening och miljömässig hållbarhet.
