污水種植蔬菜項目獲得美國農(nóng)業(yè)部500萬美元巨額資助
【蘭州純水設備http://www.ilangnet.cn】很多人都盡量選擇當?shù)氐氖澄铮X得比較靠譜，但其實我們消費的大部分水果和蔬菜都可能來自遙遠的地方 - 特別對于那些住在大城市的人來說。原因很簡單——在城市里很難獲得種植作物的水和土地。對此，有很多科學家在尋找可以在城市地區(qū)種植農(nóng)產(chǎn)物的可持續(xù)的方案。美國佐治亞理工學院(Georgia Tech)的土木與環(huán)境工程學院陳永勝教授的團隊就是其中的探索者之一。去年10月，他們一個利用校園廢水種植作物的試點項目獲得了美國農(nóng)業(yè)部(USDA)500萬美元的資助，這是佐治亞理工學院校史上獲得的來自USDA最大的一筆撥款。
話說用污水來澆灌作物，這個理念我們的祖先在好多年前就實踐了。佐治亞理工的這個團隊的項目有何獨特之處能獲得美國農(nóng)業(yè)部如此巨額的資助呢?本期《第三眼》專欄小編請來美國著名雜志“Forbes”的作家Jeff Kart帶大家看個究竟。
原著：Jeff Kart 譯者：瓦村農(nóng)夫
奧尼卡水處理創(chuàng)新中心
用污水澆灌作物
"記得要多吃水果和蔬菜啊，"相信在座各位都這樣被你們的媽媽嘮叨過。而在不久的將來，你可能會聽到網(wǎng)上專家給你這樣的建議：“用污水澆灌的漿果和蔬菜有益身體健康。”
這真不是玩笑，如果你能放下對污水的“成見”，專家們這樣的建議其實對我們的地球是很有好處的。緊，美國農(nóng)業(yè)部就給佐治亞理工學院的一個用校園污水澆灌作物的中試項目授予了500萬美元的撥款。這是美國農(nóng)業(yè)部給予該校史上金額最大的一筆資助撥款。
當然這筆款項不會一次過達到學校賬戶里，它會分5期由美國農(nóng)業(yè)部的國家食品和農(nóng)業(yè)研究所 (NIFA-National Institute of Food and Agriculture)撥出。該項目已經(jīng)從去年8月開始設計，系統(tǒng)的搭建和安裝估計會在今年秋天完成工業(yè)純水設備，但一些小試會從今年1月開始進行。
陳教授和他團隊提出了用厭氧膜反應器(AnMBR)的生物處理方法來講有機污染物轉(zhuǎn)化成沼氣，并去除大腸桿菌等病原體，確保食物安全。與此同時，保留污水中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)物。借助陳教授團隊在納米材料上的研究成果，他們的AnMBR還可以去除微量污染物，例如內(nèi)分泌干擾物、重金屬和藥物等。處理后的出水將泵送進入垂直水培系統(tǒng)。他們會安裝相應儀表設備連續(xù)監(jiān)測出水和作物的質(zhì)量，測量化學污染物的含量和微生物的情況。
在水培種植部分，他們會在可控生長環(huán)境中使用機器學習技術(shù)來為每種作物尋找合適的“食譜”，找到理想的養(yǎng)分配比、生長溫度和濕度等。此外他們還會測試一些周邊技術(shù)，例如用太陽能降溫，污水和廚余消化產(chǎn)生的沼氣來為微型冷卻降溫系統(tǒng)供電。最后他們還會對整個系統(tǒng)做LCA生命周期分析，以綜合評估其可行性。
有了這些營養(yǎng)物，垂直水培系統(tǒng)就不需要在額外添加肥料了。這些都是針對城市農(nóng)業(yè)目前存在的困境設計的，因為這些地方人多地少，很難獲得作物種植所需的水和土地。現(xiàn)在長途運輸食物也耗費了大量的化石燃料。
佐治亞理工學院土木和環(huán)境該工程系的的陳永勝教授表示，項目目標是要展示污水處理的潛能，除了被抽水馬桶沖走排入集中式的污水處理廠，它還可以被用于所謂的城市可控環(huán)境農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。“從社交、環(huán)境和經(jīng)濟角度來看它都是可持續(xù)發(fā)展的，而且可以很容易地在其他城市復制。”陳教授說。
獨一無二的嘗試
在陳教授看來，除了是佐治亞理工獲得了來自美國農(nóng)業(yè)部最大的 資助撥款之外，這個項目真正獨一無二之處在于用生活污水的營養(yǎng)物來種植水培作物，這應該是第一個這樣的項目。"這種方法能耗更低，效率更高，這意味著我們的技術(shù)比市場上現(xiàn)有的技術(shù)更大程度地利用污水中蘊含的資源，而且不需要使用額外的肥料，也節(jié)省了運輸?shù)某杀尽?/span>"陳教授說。
想美國其他學校和城市，佐治亞理工學院校園的污水產(chǎn)量都不小。2012年該校的年污水產(chǎn)量約為4.24億加侖，也就是它每天產(chǎn)生的污水多大40000立方米，相當于一個中型污水廠的規(guī)模。
中試項目的設計處理能力為10m3/天。"聽上去可能只是水桶里的一滴水，但在中試規(guī)模應足夠用來驗證技術(shù)的可行性。"陳教授說。除了探尋更加綠色的蔬果種植方式，該項目還會幫助學生了解他們的水都是從哪里來的。
"厭氧工藝產(chǎn)生的污泥只是好氧活性污泥的10%，”陳教授補充道，“這減少了污泥后續(xù)處置的量，還將碳氮磷等資源變成甲烷、溶解性氮磷肥，而不是二氧化碳、氮氣或者化學除磷的沉淀物。”
無肉星期一
但是，佐治亞理工學院的學生目前還買不到這些用污水澆灌收獲的水果和蔬菜。因為研究人員在忙著這個污水處理+水培種植的中試系統(tǒng)的搭建工作。校方將建設地點放在了他們的“Eco-Commons”里，后者是一個展示各種可持續(xù)建筑和基礎設施項目的集成場地工業(yè)純水設備。
這些農(nóng)產(chǎn)品會首先進去實驗室進行廣泛的測試。要找到消費者來生產(chǎn)污水不是一件容易的事情。“如果我們想推行這樣的分散式系統(tǒng)，在政策層面我們會遇到什么問題呢?”陳教授會給自己如此提問，“人們會買這些靠污水種植的農(nóng)產(chǎn)品嗎?”就此，他們和校方和亞特蘭大州的其他機構(gòu)合作，例如包括公共政策學院的Kaye Husbands Fealing教授和市長可持續(xù)發(fā)展辦公室。
“我們將測試水果和蔬菜的營養(yǎng)成分，以驗證污水中的營養(yǎng)物可以取代傳統(tǒng)化肥作為養(yǎng)分來源，最終種出營養(yǎng)豐富的作物產(chǎn)品，”陳教授解釋說。
當然他們還將對其健康安全進行相關檢測，確保產(chǎn)品符合國家標準。一旦這些產(chǎn)品得到安全認證，誰知道會不會因此掀起新一輪“無肉星期一”的時尚潮流? 本文由皙全蘭州水處理設備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用。
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