图片源于:https://www.birmingham.ac.uk/international/global-engagement/china-institute/news/birmingham-water-experts-help-china-clean-sewage-treatment
伯明翰大学的专家们开发了一种独特的设备,可能帮助中国的污水处理厂更加高效地运作,降低成本,并减少温室气体的排放。
该团队来自大学土木工程系,开发了一种光学设备,利用水的自然荧光来‘扫描’污水处理过程中的处理污水,从而判断厂房是否高效运作。
他们目前正与中国国家电器研究院合作,在位于中国南方广州的达坦沙污水处理厂使用基于荧光的仪器,快速发现处理污泥时是否使用了过多能源。
活性污泥处理过程占据了污水处理相关能耗成本的超过50%。随着中国污水处理基础设施的扩展,水务专家面临提供环境改善、降低运营成本以及提升水务行业财务表现的挑战。
领导研发“Duo Fluor”设备的约翰·布里奇曼教授表示:“‘Duo Fluor’设备在管理污水系统方面迈出了重要一步,有潜力提高水处理厂的过程效率。这将有助于减少能耗,降低运营成本,最终减少温室气体排放。
“我们研发了一种新颖的荧光测量解决方案,现正利用伯明翰大学开发的设备和技术,与广州的水务合作伙伴共同监测和控制污水质量。”
目前,检测污水是否被过度处理的测试过程长达五天,在此期间污泥的条件可能会发生变化,使得测试结果对厂房控制毫无用处。
新的设备允许专家在不到一分钟的时间内分析污水处理过程,实现对污水处理厂运作效率的连续监测,并帮助控制污水处理厂排放到河流中的污染物水平。
该仪器在全球水务行业有多种潜在应用,包括:检测各种水质中的有机物和微生物;提高水处理厂的运营效率;识别服务水库和分配系统可能存在的污染;以及在取水点和处理厂排放点测试河水质量。
此外,它还可能在全球范围内拯救生命,快速且简单地测试水源是否安全饮用,特别是在难民营和灾区。
研究人员目前正与乐施会的专家合作,得到工程与自然科学研究理事会和帝亚吉欧基金会的资助,进一步优化仪器设计,使其特别适合于灾害救援和卫生条件较差的地区。
该设备使用便携且廉价的现成设备,可在不到30秒的时间内揭示饮用水是否安全。这应该有助于减少贫困地区未来大规模霍乱和其他水相关疾病的传播风险。
布里奇曼教授补充说道,尽管联合国千年发展目标的响应人士做出了艰苦的努力,仍有7.68亿人没有安全的饮水供应,而25亿人则没有改善的卫生服务。
当前的饮用水质量分析方法需要超过12小时,并且使用昂贵的试剂。这对于灾区和贫困社区的需求来说远远不够快。
“Duo Fluor允许水务专家解读结果,同时利用用户友好的技术,使非专家也能测试水是否安全饮用,”布里奇曼教授表示。“这意味着贫困社区的人们可以帮助自己保护不受不安全饮用水的影响。”
结束语
编者注
伯明翰大学在全球百强院校中名列前茅,其研究工作吸引了来自世界各地的人士前来伯明翰,包括研究人员和教师,以及来自150个国家的5,000多名国际学生。
尽管水的荧光特性由于人眼对适当波长的不敏感性而对我们而言不可见,但已有大量研究证明水荧光在识别粪便污染方面特别有效。
可以检测到的荧光包括来自腐植质和富里酸的荧光物质、荧光污染物以及来源于细胞材料和排出的微生物内源性荧光等。
荧光的优点包括分析时间快,无需样品预处理和样品体积仅需几微升。
伯明翰团队开发了一种原型双LED仪器“Duo Fluor”,能够以一定波长检测荧光,这些荧光可作为微生物和有机碳存在的替代指标。该原型性能经过与研究级仪器的基准测试,记录了出色的性能。
如需更多信息或采访,请联系伯明翰大学国际传播经理托尼·莫兰,电话:+44 (0) 121 414 8254 或 +44 (0)782 783 2312
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