Тим академика Ку Јиухуија у Еколошком центру Кинеске академије наука направио је значајан напредак у истраживању електрохемијских анаеробних мембранских биореактора. Релевантни резултати објављени су у часопису Натуре Цоммуницатионс. Први аутор рада је Џанг Јухан, докторанд у Еколошком центру Кинеске академије наука, а одговарајући аутор је Ху Ченгџи, истраживач у Еколошком центру Кинеске академије наука.
Истовремени опоравак ресурса и енергије у пречишћавању отпадних вода један је од важних праваца зелене и нискоугљеничне трансформације у индустрији вода.
Анаеробни мембрански биореактори (АнМБР) имају предности ниске потрошње енергије, високог органског оптерећења и квалитета ефлуента, и имају значајне изгледе за примену у области коришћења канализационих ресурса.
Међутим, традиционалне АнМБР мембране су озбиљно загађене и не могу повратити амонијачни азот и фосфор у отпадним водама.
У ту сврху, тим академика Ку Јиухуија створио је анаеробни мембрански биореактор за обнављање електрохемијских ресурса (еРАнМБР). Преко магнезијумске аноде-проводљиве мембране са двоструком анодом и графитном катодном структуром, постигао је први потпуни опоравак угљеника, азота и фосфора у отпадним водама и значајно ублажио загађење мембране.
Магнезијумска анода ослобађа јоне магнезијума и комбинује се са амонијачним азотом и фосфатом да би се формирао струвит; реакција еволуције катодног водоника повећава локални пХ, што је погодно за катодно таложење струвита, чиме се промовише одвајање и ин ситу обнављање струвита и муља.
Механизам опоравка угљеника, азота и фосфора и ублажавање запрљања мембране у електрохемијском анаеробном мембранском биореактору
Ова студија је дубоко истражила ефекат регулисања структуре слоја филтерског колача на површини мембране на ублажавање загађења мембране и улогу путање преноса електрона у промовисању стварања метана.
Ослобођени Мг2+ доводи до повећања величине флокула муља и смањења адхезије између честица муља и површине мембране, а такође смањује удео водоничних веза у секундарној структури екстрацелуларних полимерних протеина, чиме се слабљење формирања слоја гела и стварање лабаве и порозне структуре слоја филтерског колача.
Електрохемијска реакција јача директан пренос електрона између врста, обогаћује пут производње метана и повећава чистоћу произведеног метана на 94%.
Ако се метанска електрична енергија еРАНМБР-а рециклира, може покрити трошкове електричне енергије и потрошње електрода у реактору.
Генерално, еРАНМБР реактор има предности једноставног процеса, мање одржавања мембране и ниског угљичног отиска, пружајући нову техничку опцију за следећу генерацију третмана отпадних вода.