Mniej marnotrawny sposób radzenia sobie ze ściekami

Izraelska firma Emefcy opracowała proces, który obiecuje zmniejszenie zużycia energii przez oczyszczanie ścieków. W tym tygodniu Energy Technology Ventures – wspólne przedsięwzięcie GE, NRG Energy i ConocoPhillips – zainwestowało w firmę, oznaczając pierwszą w historii inwestycję tego przedsięwzięcia w firmę spoza USA.

Konwencjonalne oczyszczanie ścieków zużywa 2% globalnej mocy, około 80 000 megawatów, przy koszcie 40 miliardów dolarów rocznie.

Wykorzystując konwencjonalną technologię mikrobiologicznych ogniw paliwowych i własną, zastrzeżoną inżynierię, Emefcy pozyskuje energię ze ścieków, wytwarzając wystarczającą ilość do zasilania całego procesu oczyszczania. Firma twierdzi, że przy oczyszczaniu szczególnie bogatych w węgiel ścieków przemysłowych, proces ten wytwarza nadmiar energii elektrycznej, która może być z zyskiem oddawana z powrotem do sieci.

W mikrobiologicznych ogniwach paliwowych naturalnie występujące mikroorganizmy utleniają ścieki. Anoda i katoda, umieszczone w wodzie w krytycznej odległości od siebie, tworzą obwód elektryczny z elektronów uzyskanych w wyniku tego utleniania.

Ely Cohen, wiceprezes ds. marketingu Emefcy, mówi, że proces firmy zmniejsza całkowity koszt oczyszczania ścieków o 30 do 40 procent, eliminując wydatki na energię, a także zmniejsza ilość osadów, które muszą być później wywiezione nawet o 80 procent.

Tradycyjne oczyszczanie ścieków polega na przetłaczaniu powietrza przez wodę w celu jej napowietrzenia. Ma to również znaczenie dla aktywności komórek drobnoustrojów. Emefcy naraża więcej ścieków na działanie powietrza, ale bez energochłonnego procesu pompowania powietrza przez wodę. Zamiast tego ścieki przepływają przez reaktor biogeniczny zbudowany z rur o średnicy 1,7 metra i wysokości czterech metrów. Wewnątrz rurek woda i powietrze przepływają obok siebie, oddzielone membraną.

Reaktor jest podzielony na dwa obszary, mówi dyrektor generalny Emefcy Eytan Levy. W jednym obszarze jest dużo ścieków, ale nie ma powietrza. W innym obszarze jest powietrze, ale nie ma ścieków. Te dwa obszary są oddzielone ścianą membrany i oba obszary są połączone z powierzchnią przewodzącą elektryczność, na której rozwijają się bakterie.

Elektrony wytwarzane przez bakterie przepływają w kierunku tlenu w powietrzu przez nanodruty wykonane z naturalnie występujących włoskowatych wypustek znajdujących się na powierzchni drobnoustrojów. W tych warunkach reaktora bakterie rozwijają zdolność do przekształcania tych pilusów w elektryczność i zachowują się jak drut metalowy, mówi Levy.

Zastosowane elektrody wykonane są z powlekanego tworzywa sztucznego, co czyni je tańszymi i łatwiejszymi w utrzymaniu.

Każdy komin może przetworzyć 10 metrów sześciennych ścieków dziennie i ma planowaną żywotność 15 lat. Stosy można dodawać na zasadzie modułowej, unikając konieczności dużych inwestycji wstępnych w infrastrukturę. Emefcy ma nadzieję rozpocząć produkcję przemysłową w tym miesiącu, a pierwsza sprzedaż ma nastąpić na początku 2012 roku.

Itamar Willner, profesor w Instytucie Chemii Uniwersytetu Hebrajskiego i autor ostatniego przeglądu technologii ogniw biopaliwowych w czasopiśmie Ogniwa paliwowe , mówi, że wykorzystanie mikrobiologicznych ogniw paliwowych do odkażania ścieków pozostaje wyzwaniem.

„Istnieje ogromna różnica między systemem demonstracyjnym a zwiększaniem wydajności do tysięcy ton ścieków oraz różnica między sztucznie zanieczyszczoną wodą używaną do testów laboratoryjnych a rzeczywistym światem, w którym masz różne odpady i różne materiały”, mówi Willner.

Lital Alfonta, adiunkt na Wydziale Inżynierii Biotechnologicznej na Uniwersytecie Ben-Guriona, który opracowuje genetycznie zmodyfikowane mikrobiologiczne ogniwa paliwowe, mówi, że na międzynarodowych konferencjach rośnie podekscytowanie postępami poczynionymi przez Emefcy.

Używają bardzo tanich materiałów, które nadal zapewniają im najwyższą możliwą moc wyjściową, mówi Alfonta. Udoskonalili również znacznie podejście, układając elektrody, dając znacznie większą powierzchnię.

Ale Alfonta mówi, że 80 procent energii generowanej przez mikroby jest tracone w procesie, ponieważ elektrony nigdy nie docierają do elektrod. Bada, czy drobnoustroje można genetycznie modyfikować, aby poprawić wydajność transferu elektronów między mikroorganizmem a elektrodą ogniwa paliwowego.

Na razie Emefcy będzie zadowolona, ​​jeśli jej kominy okażą się neutralne energetycznie, z niewielką nadwyżką z oczyszczania ścieków przemysłowych.

Jeśli jesteś organizacją, która szuka energii odnawialnej, nie przychodź do nas – mówi Cohen. Idź na wiatr. Przejdź do energii słonecznej. Jeśli masz problem ze ściekami, przyjdź do nas, a znajdziemy sposób, który jest bardzo opłacalny i do pewnego stopnia może być nawet rozwiązaniem pozytywnym energetycznie.

ukryć