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以水看科技進(jìn)步，以水觀世界發(fā)展?！八词澜纭睅谠贫擞螝v世界水務(wù)，博覽眾長，以為攻玉。

本期摘要

在全球邁向碳中和與資源循環(huán)進(jìn)程中，污水處理廠正逐漸從“污染末端治理者”轉(zhuǎn)型為“資源再生利用者”。本文介紹英國創(chuàng)新案例，展示如何將日常生活中被馬桶沖走的廁紙回收再生，將其轉(zhuǎn)化為可用于制造生物塑料與生物燃料的高價值碳源——葡萄糖。這一探索不僅拓寬了污水資源化路徑，也體現(xiàn)了低碳水務(wù)體系在能源回收、物質(zhì)循環(huán)與減排協(xié)同方面的巨大潛力。對我國正在推進(jìn)的城市水系統(tǒng)“雙碳轉(zhuǎn)型”而言，這一案例為“從污水中掘取碳價值”提供了有益啟示。

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在推進(jìn)“碳中和”與“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的浪潮下，全球水務(wù)行業(yè)正重新審視污水中的“隱藏資源”。近期，英國一項創(chuàng)新試驗引發(fā)關(guān)注：研究人員正嘗試從污水廁紙中提取高分子生物原料，為塑料替代材料與低碳產(chǎn)品提供新來源。這不僅是一項技術(shù)創(chuàng)新，更是低碳水務(wù)與資源回收理念的具體實踐。

英國Blackburn污水處理廠正在開展一項由英國水務(wù)監(jiān)管機(jī)構(gòu)——Ofwat創(chuàng)新基金資助、總額780萬歐元的試點項目。項目由荷蘭Cellvation（Recell Group和CirTec合資公司）與United Utilities（聯(lián)合公用事業(yè)公司）共同推進(jìn)，屬于歐洲“循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的生物高分子（BICE）”研究計劃的一部分。項目旨在驗證：

能否將日常生活中被馬桶“沖走”的廁紙，通過技術(shù)回收與生化轉(zhuǎn)化，制成具有經(jīng)濟(jì)價值與減碳潛力的生物高分子材料？

廁紙的主要成分是植物纖維素，而纖維素的基本結(jié)構(gòu)單元就是葡萄糖——一種可作為多種生物材料與燃料的基礎(chǔ)原料。這項工藝可分解為3步：

1）從未經(jīng)處理的污水中分離并壓縮廁紙纖維；

2）加入特定的酶和化學(xué)催化劑；

3）經(jīng)約48 h加熱反應(yīng)，將纖維素分解為葡萄糖。

該技術(shù)不僅實現(xiàn)了污水中碳資源的回收利用，亦可與后續(xù)污泥處理工藝耦合，實現(xiàn)對剩余污泥中生物高分子（如，淀粉、明膠、膠原、纖維素等）的進(jìn)一步提取。這些生物高分子可廣泛用于生物塑料與可降解制品制造、生物燃料與綠色化學(xué)品合成、污水處理過程中替代石油基助劑與聚合物。這些產(chǎn)品不僅能降低石油資源依賴，還能顯著減少碳足跡，為水務(wù)企業(yè)提供新的經(jīng)濟(jì)增長點。

United Utilities創(chuàng)新與碳排首席工程師Lisa Mansell表示：“我們正在證明，污水中蘊(yùn)藏著豐富的可再利用資源，它們能成為比傳統(tǒng)塑料更低碳、更可持續(xù)的替代材料。”初步試驗結(jié)果顯示，該工藝有望提高污水處理廠處理能力、降低能耗，同時實現(xiàn)碳減排與副產(chǎn)物增值等協(xié)同效益。研究團(tuán)隊還將進(jìn)一步探索所提取的葡萄糖在水務(wù)系統(tǒng)中的循環(huán)利用途徑，例如，替代部分現(xiàn)用的油基聚合物。

這項技術(shù)最早可追溯到2016年，當(dāng)時荷蘭弗里斯蘭省一段自行車道就是用從污水回收廁紙中提取的纖維素所鋪建。隨后，該技術(shù)在SMART-Plant（低碳材料回收技術(shù)規(guī)模化項目）中得到驗證，并于2017年獲得Aquatech創(chuàng)新大滿貫獎。如今，它首次在英國污水處理廠中落地試驗，標(biāo)志著循環(huán)資源利用技術(shù)向工程化與商業(yè)化邁出了關(guān)鍵一步。

正如Cellvation所言：“這一項目展示了循環(huán)技術(shù)的變革潛力，它能為水務(wù)行業(yè)乃至更多產(chǎn)業(yè)帶來顯著的碳減排與資源價值?！蓖瑫r，這一探索提醒我們：在碳中和與資源約束背景下，污水處理廠正從“能源與物質(zhì)消耗者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤百Y源與碳匯生產(chǎn)者”。而從廁紙到生物聚合物的“再生之旅”，正是低碳水務(wù)體系構(gòu)建的一個縮影。未來，污水處理廠將不僅是末端治理的設(shè)施，跟應(yīng)該是城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系中的“碳資源工廠”。每一張被沖走的廁紙，都可能成為推動低碳未來的一份力量。

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來源：水業(yè)碳中和資訊，僅供分享交流不做商業(yè)用途，不代表凈水技術(shù)觀點，版權(quán)歸原作者與原作者出處。

排版： 《凈水技術(shù)》編輯 李濱妤

審核： 《凈水技術(shù)》社長/執(zhí)行主編 阮辰旼

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