Innovation at sustainability: Pagbuo ng enerhiya mula sa wastewater

Para sa lahat ng mga lungsod sa mundo, ang tubig kanal Kinakatawan nila ang isang malaking problema na dapat pangasiwaan nang naaangkop. Ang mga wastewater treatment plant ay ipinapatupad para sa layunin ng pag-alis ng mga kontaminant bago ilabas ang mga ito pabalik sa kapaligiran.

Gayunpaman, sa loob ng ilang taon na ngayon, ang mga pamamaraan at teknolohiya ay ginalugad na hindi lamang naglalayong linisin ang tubig, kundi pati na rin gawing enerhiya ang basura, sinasamantala ang potensyal ng enerhiya na taglay ng mga tubig na ito.

Ano ang wastewater?

ang tubig kanal Ang mga ito ay tubig na ginamit para sa mga gawaing domestic, industriyal o agrikultura at naglalaman ng mga basura at mga kontaminado. Ang mga tubig na ito ay inuri bilang domestic, industriyal at tubig-ulan, depende sa kanilang pinagmulan. Sa kabuuan, ang mga ito ay isang malaking problema sa kapaligiran dahil sa mga kontaminant na kanilang ipinakita at ang epekto nito sa kapaligiran kung hindi ito ginagamot nang maayos. Para sa mga lungsod, ang paggamot sa tubig na ito ay mahalaga, ngunit bilang karagdagan sa paglilinis nito, may potensyal na makakuha ng enerhiya mula dito.

Pagbuo ng enerhiya mula sa wastewater

Sa mga nagdaang taon, ang teknolohiya ay umunlad nang malaki, na nagpapahintulot tubig kanal Hindi lamang sila dinadalisay, ngunit ginagamit din sila upang makagawa ng enerhiya. Kabilang sa mga pinakasikat na paraan upang makabuo ng enerhiya mula sa basurang ito ay:

• Pagkuha ng biogas mula sa pagkabulok ng mga organikong bagay na nasa wastewater.
• Pagbuo ng kuryente sa pamamagitan ng microbial fuel cells.
• Thermal na paggamit ng init mula sa wastewater para sa air conditioning.
• Produksyon ng hydrogen, isang pinagmumulan ng malinis na enerhiya.

Paggamit ng biogas

Ang isa sa mga pinakakaraniwang pamamaraan ay ang paggawa ng biogas mula sa wastewater. Ang biogas na ito ay nakukuha sa pamamagitan ng isang proseso na tinatawag na methanization, kung saan ang mga organikong bagay na nasa wastewater ay nabubulok sa isang kapaligirang walang oxygen (anaerobic).

Ang pangunahing produkto ng agnas na ito ay methane, na maaaring magamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya para sa iba't ibang layunin, kabilang ang pagbuo ng kuryente at pag-init.

Ang methane ay may ilang gamit, kabilang ang paggawa ng kuryente sa pamamagitan ng pagsunog nito sa mga turbine o mga gusaling pampainit. Sa ilang mga lungsod tulad ng Grenoble o Strasbourg, ang biogas ay na-injected sa natural gas distribution network, na nagbibigay ng enerhiya sa parehong mga tahanan at sasakyan.

Mga karanasan sa internasyonal

Mayroong iba't ibang mga lungsod at bansa sa mundo kung saan ginagamit na nila ang wastewater upang makabuo ng enerhiya. Ang ilang mga halimbawa ay:

• En Basel, Switzerland, ang init ay nakuhang muli mula sa wastewater para sa pagpainit pagkatapos ng proseso ng paglilinis. Ito ay isang halimbawa kung paano ang paggamot sa tubig ay maaari ding maging mapagkukunan ng thermal energy na ginagamit ng komunidad.
• Sa Estados Unidos, partikular sa Oregon, ang Tri-City water resource recovery plant ay nagpatupad ng isang sistema kung saan ang methane na ginawa ng agnas ng organikong bagay sa wastewater ay ginagamit upang makabuo ng elektrikal at thermal energy.
• En Slovakia, ang mga proyekto ay binuo din para sa paggamit ng wastewater sa pagbuo ng biogas.

Ang produksyon ng hydrogen mula sa wastewater

Ang isa pang makabagong pamamaraan na naging paksa ng pananaliksik ay ang paggawa ng berdeng hydrogen mula sa wastewater. Ang hydrogen na ito ay nabuo mula sa mga microbial electrolysis cells, isang teknolohiya na nagbibigay-daan sa pagkuha ng mataas na kadalisayan ng hydrogen gamit ang mga espesyal na bakterya na nabubulok ang mga organikong bagay na nasa tubig. Ang mga kumpanyang tulad ng Ingeobras ay bumubuo ng mga teknolohiya na nag-aalok ng mahusay at napapanatiling solusyon na ito.

Ang berdeng hydrogen ay may malaking potensyal bilang isang malinis na gasolina, at ang produksyon nito mula sa wastewater ay nag-aalok ng isang mas matipid at napapanatiling diskarte kumpara sa mga tradisyonal na paraan ng produksyon ng hydrogen, tulad ng pag-reporma ng mga fossil na materyales o conventional electrolysis. Habang umuunlad ang teknolohiyang ito, maaari itong maging pangunahing solusyon para sa pag-decarbonize sa industriya ng transportasyon at enerhiya.

Pagbuo ng kuryente sa pamamagitan ng mga mikroorganismo

Isa pa sa mga pinaka-makabagong paraan ng paggamit ng wastewater ay ang paggamit ng microbial fuel cells. Ang pamamaraang ito ay gumagamit ng bakterya na nag-metabolize ng organikong bagay sa wastewater, na naglalabas ng mga electron sa proseso. Ang mga electron na ito ay maaaring makuha upang direktang makabuo ng kuryente. Ginagamit na ang mga microbial fuel cell sa ilang pilot project at may potensyal na makagawa ng kuryente nang tuluy-tuloy at sustainably. Bilang karagdagan, ang prosesong ito ay maaaring mapabuti ang kahusayan ng enerhiya ng mga planta ng paggamot sa pamamagitan ng pagbabawas ng pangangailangan para sa mamahaling aeration at pumping system.

Mga kwento ng tagumpay sa mga lungsod sa buong mundo

Iba't ibang matagumpay na proyekto ang binuo sa mga lungsod sa buong mundo. Halimbawa:

• En Strasbourg, ito ay inaasahang makagawa ng 1,6 milyong kubiko metro ng biomethane araw-araw mula sa wastewater treatment, sapat na upang magbigay ng enerhiya para sa humigit-kumulang 5.000 mga tahanan.
• En Helsinki, Finland, ang Katri Vala Park heating and cooling plant ay gumagamit ng wastewater bilang pinagmumulan ng thermal energy.
• En Madrid, ang Wastewater Treatment Plant (South WWTP) ay nag-install ng mga turbine upang samantalahin ang kinetic energy ng tubig sa labasan nito at makagawa ng kuryente para sa sariling pagkonsumo ng planta.

Kahalagahan ng patuloy na pagpapaunlad ng teknolohiyang ito

Bagama't marami nang proyekto ang isinasagawa, napakahalaga na magpatuloy sa pamumuhunan sa pananaliksik at pag-unlad upang mapabuti ang kahusayan at bawasan ang mga gastos ng mga teknolohiyang ito. Ang wastewater ay hindi lamang pinagmumulan ng polusyon, ngunit kumakatawan din sa isang pagkakataon upang makabuo berdeng enerhiya, bawasan ang carbon footprint at lumipat patungo sa isang mas napapanatiling modelo ng enerhiya. Ang mas malaking sukat na pagpapatupad ng mga teknolohiyang ito ay maaaring makatulong sa mga lungsod na maging mas sapat na enerhiya sa sarili at makabuo ng mga positibong epekto sa paglaban sa pagbabago ng klima. Kung mapapabuti ang paggamit ng wastewater, maaaring nahaharap tayo sa isang pangunahing solusyon para sa pandaigdigang paglipat ng enerhiya.