芝加哥郊外的能源研究公司Krebs & Sisler LP已開(kāi)發(fā)出一種生化二氧化碳 (CO2) 凈水方法。這種方法將光合作用和光催化作用相結合,可快速產(chǎn)生生物質(zhì),同時(shí)凈化廢水和鹽水。在大量連續式處理過(guò)程中,這種方法應當能夠以反滲透法(RO)一半的成本生產(chǎn)飲用水。最后生物質(zhì)被回收。
二氧化碳是大氣中氧的“倉庫”。利用二氧化碳可回收碳和氧。這種工藝利用高速光合作用來(lái)分離二氧化碳。碳可產(chǎn)生生物質(zhì),而氧被釋放到大氣中,成為我們呼吸的氧氣。
在這項工藝中,在光合作用和光催化作用的共同作用下,可對鹽水、污水和工業(yè)廢水進(jìn)行凈化,同時(shí)產(chǎn)生生物質(zhì)。利用發(fā)光二極管(LED)照明系統、二氧化碳和均衡營(yíng)養素,便可從需要二氧化碳的藻類(lèi)物質(zhì)(例如螺旋藻)中產(chǎn)生生物質(zhì)。生物質(zhì)在光照充足的深層封閉空間內的生長(cháng)速度估計是自然條件下生長(cháng)速度的100倍以上,因為在這種連續溶液培養過(guò)程中,所有與藻類(lèi)培養有關(guān)的因素均可得到加強。
藻類(lèi)生物質(zhì)可吸收水中溶解的礦物質(zhì),同時(shí)當光催化的光化學(xué)反應釋放出有機和無(wú)機化合物時(shí),也可吸收其中所含的礦物質(zhì)。只要有充足的光照、二氧化碳、營(yíng)養素和時(shí)間,光合作用便可通過(guò)礦物質(zhì)吸收達到凈水目的。
產(chǎn)生的生物質(zhì)含50%碳,同時(shí)由于其含有較高的蛋白質(zhì)(60%)和碳水化合物(20%),以及維生素A、B、E,因此可干燥用作燃料、家畜飼料補充劑或人體營(yíng)養素。二氧化碳中的氧可釋放到大氣中,供人和其他生物呼吸及燃料燃燒。
這種方法是否能夠得到經(jīng)濟地應用取決于每天是否能夠獲得數千噸低成本二氧化碳,而這種來(lái)源屈指可數。幸運的是,近來(lái)發(fā)電站氧燃燒法的發(fā)展為附近的凈水廠(chǎng)提供了免費二氧化碳,而發(fā)電過(guò)程中也不會(huì )產(chǎn)生惱人的排放問(wèn)題。美國專(zhuān)利號6,907,845中詳細介紹了一個(gè)氧燃燒案例。
二氧化碳凈水法是控制大氣中二氧化碳的成本最低的方法。通過(guò)將氧燃燒和二氧化碳水凈化這些新技術(shù)相結合,便可避免使用代價(jià)高昂的地下深層封存法。