폐수를 이용한 수소 생산의 현재와 미래

폐수를 이용한 수소 생산의 현재와 미래

수소에너지 미래 국가 에너지 시스템의 중요한 부분이자 전략적 신흥산업의 핵심 발전 방향이며, 친환경적이고 친환경적인 수소 생산 기술 개발은 미래 국가 수소 에너지 시스템을 구축하고 “이원화”라는 목표를 실현하는 데 중요한 지원입니다. -탄소". 그러나 현재 주류인 전해수로부터 수소를 생산하는 재생에너지 기술은 수질에 대한 요구사항이 매우 높고, 다량의 깨끗한 물을 소비하며, '자원-에너지' 불균형이라는 문제를 안고 있습니다. 폐수로부터 녹색 수소를 제조하면 폐수 처리와 수소 생산을 위한 담수 소비라는 두 가지 주요 문제를 동시에 해결할 수 있으며, 이는 폐수 처리에서 탄소 중립을 달성하기 위한 이상적인 전략입니다.

하수수소생산기술

하수의 일반적인 발생원으로는 철강 제련, 제지, 광업, 석유화학, 양조, 식품 가공, 가죽 및 유제품 등이 있습니다. 다양한 산업에서 나오는 하수는 서로 다른 특성을 가지고 있습니다. 이들 산업에서는 하수가 안전하게 환경으로 배출되기 전에 배출 기준을 충족시키기 위해 많은 처리가 필요합니다. 전통적인 하수 처리 시스템은 오염 물질을 분리하거나 제거하는 데 중점을 두지만 이러한 방법은 일반적으로 추가 에너지와 담수 자원을 소비합니다. 전 세계적으로 하수처리로 인해 매년 약 3,800억m3의 하수가 발생하고 있으며, 2050년까지 51% 더 증가할 것으로 예상됩니다. 또한, 하수에는 일반적으로 고부가가치의 유기물, 희귀 광물, 산, 알칼리 및 염분이 포함되어 있습니다. 잠재적이고 현재 프로세스에는 효과적인 재사용 및 재활용 조치가 부족합니다.

따라서 수소 생산 기술과 하수 처리 산업을 결합하면 보다 지속 가능하고 환경 친화적인 방향으로 물 산업의 발전을 촉진할 수 있으며, 이는 수소 에너지 산업의 이점을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 하수 소비량을 거의 0에 가깝게 달성할 수 있습니다. 폐기물 처리 및 매립이 거의 제로에 가깝습니다. 폐수의 다양한 특성에 따라 다양한 수소 생산 공정이 필요합니다. 예를 들어, 광업, 철강 산업, 가죽 산업의 폐수는 주로 금속 가공에서 발생하므로 일반적으로 아연, 구리, 수은, 카드뮴과 같은 중금속 이온을 포함하고 전도성이 높으며 무거운 이동이 가능한 시안화물과 같은 화학 물질을 포함하고 있습니다. 궤조. 따라서 물 전기분해 기술은 이러한 폐수를 처리하는 데 가장 적합한 선택입니다.

제지, 양조, 식품 가공 및 유제품 산업의 경우 폐수에는 용존 고형물(TDS)과 같은 유기물이 풍부하므로 생분해 수소 생산 기술이 더 적용 가능합니다. 미생물 발효를 통해 이러한 유기 물질은 효과적으로 수소로 전환될 수 있습니다. 석유화학 산업의 폐수에는 일반적으로 오일, 그리스, 납, 탄화수소 등의 오염물질이 포함되어 있습니다. 단쇄 알칸 유기물은 광촉매 반응 기술을 수소 생산에 더욱 적합하게 만듭니다. 또한 제약, 염료 및 섬유 산업의 폐수는 일반적으로 화학적 산소 요구량(COD)과 COD/생물학적 산소 요구량(BOD) 비율이 높습니다. 폐수에 함유된 항생제와 복합 유기화학 성분도 처리의 어려움을 가중시킨다. 이러한 복잡한 폐수의 경우 복잡한 화학적 환경에 대처하기 위해 압전 재료 사용과 같은 보다 진보된 수소 생산 공정을 개발해야 할 수도 있습니다.

따라서 다양한 유형의 폐수 처리의 복잡성과 다양성으로 인해 다양한 오염 물질을 효과적으로 제거하고 물 재사용을 달성하기 위해서는 포괄적인 처리 접근 방식과 복잡한 플랜트 설계가 필요합니다.