双极膜电渗析尿回收系统

近零排放资源回收

集成的双极膜电渗析与中空纤维膜系统，实现对尿液中氮、磷、钾的高效分离回收，并转化为酸、碱和液体肥料等高价值产品。

Ran, Yang · 刘元 · Hu, Jie · 张跃 · 吴迪 · 郑雷 · 中林 · 王川 · 刘宏

Water Research 2024

参数信息

盐分离率

90.13 %

盐分离能耗

8.45 kWh/kg_base

氮回收率

89 %

磷回收率

96 %

钾回收率

95 %

产物酸浓度

85 mM

产物碱浓度

69.5 mM

实验室规模处理成本

6.29 $/kg products

技术优势

90%盐分快速分离

40分钟内从尿液中分离出90.13%的盐分，大幅缩短处理时间。

能耗低至8.45 kWh/kg

盐分离能耗仅为8.45 kWh/kg_base，较传统电渗析显著节能。

回收氮磷钾并转化为产品

从新鲜尿液中回收89%的氮、96%的磷和95%的钾，并转化为85 mM酸、69.5 mM碱和液体肥料。

成本比沉淀法低三分之二

实验室规模处理成本为6.29美元/kg产品，远低于沉淀法生产鸟粪石的20.44美元/kg。

应用场景

• 尿液资源回收：从尿液中同步回收氮磷钾并转化为酸、碱和液体肥料，实现近零排放。
• 电化学废水处理：利用电渗析在常温下分离盐分并回收资源，替代高能耗热法处理。
• 膜分离技术：双极膜与中空纤维膜联用，实现盐分选择性分离和产物浓缩。
• 液体肥料生产：将回收的氮磷钾直接转化为液体肥料，避免鸟粪石沉淀的额外步骤。
• 可持续养分回收：以较低能耗和成本回收养分，净利润18.24美元/m³，经济上可持续。