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Systematic Evaluation of Emerging Wastewater Nutrient Removal and Recovery Technologies to Inform Practice and Advance Resource Efficiency
ACS ES&T Engineering ( IF 7.4 ) Pub Date : 2021-03-15 , DOI: 10.1021/acsestengg.0c00253 Anna Kogler 1, 2 , McKenna Farmer 3 , Julia A. Simon 4, 5 , Sebastien Tilmans 2, 5 , George F. Wells 3 , William A. Tarpeh 2, 4
ACS ES&T Engineering ( IF 7.4 ) Pub Date : 2021-03-15 , DOI: 10.1021/acsestengg.0c00253 Anna Kogler 1, 2 , McKenna Farmer 3 , Julia A. Simon 4, 5 , Sebastien Tilmans 2, 5 , George F. Wells 3 , William A. Tarpeh 2, 4
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Advancing nutrient recovery from idea to implementation requires reporting practices that facilitate comparison among diverse nutrient removal and recovery (NRR) technologies and enhance the translation of academic research to practice. We reviewed 157 technologies that treat nitrogen- and/or phosphorus-laden wastewater across several underlying mechanisms, stages of development, and scales of operation. We outline a systematic reporting and analysis framework to characterize NRR technologies using quantitative performance metrics (i.e., removal and recovery efficiency, removal and recovery rate, energy consumption, cost, greenhouse gas emissions, effluent concentration) and qualitative attributes (e.g., technology readiness level). Comparing peer-reviewed literature with practitioner needs reveals limited reporting of energy consumption and cost, indicating misalignment between research and practice. By synthesizing literature and practitioner input on anticipated benefits, barriers to adoption, and knowledge gaps, we identify opportunities for expanding benefits achieved by NRR technologies and aligning research with critical barriers. We propose a research agenda addressing the most reported gaps (e.g., underlying process mechanisms, scale-up) and emphasizing rigorous investigations of systems-level impacts and product-market fit. Results from this study will facilitate interdisciplinary research on NRR technologies, guide technology development by academics and practitioners, and accelerate implementation for resource-efficient nutrient management fit for 21st century challenges.
中文翻译：
新兴废水营养去除和回收技术的系统评估，为实践提供指导并提高资源效率
从构思到实施推进养分回收需要报告实践，以促进各种养分去除和回收（NRR）技术之间的比较，并加强学术研究到实践的转化。我们审查了157种技术，这些技术通过多种基本机制，开发阶段和运营规模来处理含氮和/或磷的废水。我们概述了一个系统的报告和分析框架，以使用定量性能指标（即清除和回收效率，清除和回收率，能耗，成本，温室气体排放，污水浓度）和定性属性（例如技术就绪水平）来表征NRR技术）。将经过同行评审的文献与从业者的需求进行比较，发现报告的能源消耗和成本有限，表明研究与实践之间存在偏差。通过综合有关预期收益，采用障碍和知识差距的文献和从业人员的意见，我们确定了扩大NRR技术所获得的收益并将研究与关键障碍相结合的机会。我们提出了一个研究议程，以解决报告最多的差距（例如，潜在的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度进行严格的调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源节约型营养素管理措施 采用障碍和知识差距，我们确定了扩大NRR技术所获得的收益并使研究与关键障碍保持一致的机会。我们提出了一个研究议程，以解决报告最多的差距（例如，潜在的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度进行严格的调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源节约型营养素管理措施 采用障碍和知识差距，我们确定了扩大NRR技术所获得的收益并使研究与关键障碍保持一致的机会。我们提出了一个研究议程，以解决报告最多的差距（例如，潜在的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度进行严格的调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源高效营养管理 基本的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度的严格调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源节约型营养素管理措施 基本的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度的严格调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源高效营养管理二十世纪的挑战。
更新日期：2021-04-09
中文翻译：
新兴废水营养去除和回收技术的系统评估，为实践提供指导并提高资源效率
从构思到实施推进养分回收需要报告实践，以促进各种养分去除和回收（NRR）技术之间的比较，并加强学术研究到实践的转化。我们审查了157种技术，这些技术通过多种基本机制，开发阶段和运营规模来处理含氮和/或磷的废水。我们概述了一个系统的报告和分析框架，以使用定量性能指标（即清除和回收效率，清除和回收率，能耗，成本，温室气体排放，污水浓度）和定性属性（例如技术就绪水平）来表征NRR技术）。将经过同行评审的文献与从业者的需求进行比较，发现报告的能源消耗和成本有限，表明研究与实践之间存在偏差。通过综合有关预期收益，采用障碍和知识差距的文献和从业人员的意见，我们确定了扩大NRR技术所获得的收益并将研究与关键障碍相结合的机会。我们提出了一个研究议程，以解决报告最多的差距（例如，潜在的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度进行严格的调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源节约型营养素管理措施 采用障碍和知识差距，我们确定了扩大NRR技术所获得的收益并使研究与关键障碍保持一致的机会。我们提出了一个研究议程，以解决报告最多的差距（例如，潜在的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度进行严格的调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源节约型营养素管理措施 采用障碍和知识差距，我们确定了扩大NRR技术所获得的收益并使研究与关键障碍保持一致的机会。我们提出了一个研究议程，以解决报告最多的差距（例如，潜在的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度进行严格的调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源高效营养管理 基本的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度的严格调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源节约型营养素管理措施 基本的流程机制，扩大规模），并强调对系统级影响和产品市场契合度的严格调查。这项研究的结果将促进对NRR技术的跨学科研究，指导学者和从业人员进行技术开发，并加快实施适合21岁以下人群的资源高效营养管理二十世纪的挑战。
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