Innovaatio ja kestävä kehitys: Energian tuotanto jätevesistä

Kaikille maailman kaupungeille jätevesi Ne muodostavat huomattavan ongelman, jota on hoidettava asianmukaisesti. Jätevedenpuhdistamot toteutetaan epäpuhtauksien poistamiseksi ennen kuin ne päästävät takaisin ympäristöön.

Kuitenkin jo muutaman vuoden ajan on tutkittu menetelmiä ja teknologioita, joilla ei pyritä pelkästään puhdistamaan vettä, vaan myös muuntaa jätteet energiaksihyödyntäen näiden vesien energiapotentiaalia.

Mikä on jätevesi?

Las jätevesi Ne ovat vettä, jota on käytetty kotitalous-, teollisuus- tai maataloustoiminnassa ja joka sisältää jätettä ja epäpuhtauksia. Nämä vedet luokitellaan alkuperänsä mukaan kotitalous-, teollisuus- ja sadevesiin. Kaiken kaikkiaan ne ovat huomattava ympäristöongelma niiden sisältämien epäpuhtauksien ja niiden ympäristövaikutusten vuoksi, jos niitä ei käsitellä asianmukaisesti. Kaupungeille tämän veden käsittely on ratkaisevan tärkeää, mutta sen puhdistamisen lisäksi siitä on mahdollista saada energiaa.

Energian tuotanto jätevedestä

Viime vuosina tekniikka on kehittynyt merkittävästi, mikä mahdollistaa jätevesi Niitä ei vain puhdisteta, vaan niitä käytetään myös energian tuottamiseen. Suosituimpia tapoja tuottaa energiaa tästä jätteestä ovat:

• Biokaasun hankinta jätevedessä olevan orgaanisen aineen hajoamisesta.
• Sukupolvi sähkö mikrobipolttokennojen kautta.
• Lämpökäyttö jäteveden lämpöä ilmastointiin.
• Tuottama vety, puhtaan energian lähde.

Biokaasun käyttö

Yksi yleisimmistä menetelmistä on valmistus biokaasu jätevedestä. Tämä biokaasu saadaan prosessilla, jota kutsutaan nimellä metanisaatio, jossa jäteveden orgaaninen aines hajoaa hapettomassa (anaerobisessa) ympäristössä.

Tämän hajoamisen päätuote on metaani, jota voidaan käyttää energialähteenä eri tarkoituksiin, mukaan lukien sähköntuotantoon ja lämmitykseen.

Metaanilla on useita käyttötarkoituksia, kuten sähkön tuottaminen polttamalla sitä turbiineissa tai lämmittämällä rakennuksia. Useissa kaupungeissa esim Grenoble o Strasbourg, biokaasua on ruiskutettu maakaasun jakeluverkkoon, joka tuottaa energiaa sekä koteihin että ajoneuvoihin.

Kansainvälisiä kokemuksia

Maailmassa on useita kaupunkeja ja maita, joissa ne käyttävät jo jätevettä energian tuottamiseen. Joitakin esimerkkejä ovat:

• En Basel, Sveitsi, lämpö otetaan talteen jätevedestä lämmitystä varten puhdistusprosessin jälkeen. Se on esimerkki siitä, kuinka vedenkäsittely voi olla myös yhteisön käyttämä lämpöenergian lähde.
• Että USAErityisesti Oregonissa Tri-Cityn vesivarojen talteenottolaitos on ottanut käyttöön järjestelmän, jossa jäteveden orgaanisen aineen hajoamisen seurauksena syntyvää metaania käytetään sähkö- ja lämpöenergian tuottamiseen.
• En Slovakia, hankkeita on kehitetty myös jäteveden käyttöön biokaasun tuotannossa.

Vedyn tuotanto jätevedestä

Toinen innovatiivinen menetelmä, joka on ollut tutkimuksen kohteena, on tuotanto vihreää vetyä jätevedestä. Tätä vetyä tuotetaan mikrobien elektrolyysikennoista, teknologialla, joka mahdollistaa erittäin puhtaan vedyn saamisen käyttämällä erikoistuneita bakteereja, jotka hajottavat vedessä olevaa orgaanista ainetta. Yritykset, kuten Ingeobras, kehittävät teknologioita, jotka tarjoavat tämän tehokkaan ja kestävän ratkaisun.

Vihreällä vedyllä on merkittävää potentiaalia puhtaana polttoaineena, ja sen tuotanto jätevedestä tarjoaa taloudellisemman ja kestävämmän lähestymistavan verrattuna perinteisiin vedyn tuotantomenetelmiin, kuten fossiilisten materiaalien reformointiin tai perinteiseen elektrolyysiin. Tämän tekniikan kehittyessä siitä voi tulla keskeinen ratkaisu kuljetus- ja energiateollisuuden hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen.

Sähkön tuotanto mikro-organismien kautta

Toinen innovatiivisimmista tavoista käyttää jätevettä on käyttää mikrobien polttokennoja. Tässä menetelmässä käytetään bakteereja, jotka metaboloivat jäteveden orgaanista ainetta vapauttaen prosessissa elektroneja. Nämä elektronit voidaan siepata sähkön tuottamiseksi suoraan. Mikrobipolttokennoja käytetään jo joissakin pilottiprojekteissa, ja niillä on potentiaalia tuottaa sähköä jatkuvasti ja kestävästi. Lisäksi tämä prosessi voi parantaa puhdistuslaitosten energiatehokkuutta vähentämällä kalliiden ilmastus- ja pumppujärjestelmien tarvetta.

Menestystarinoita kaupungeissa ympäri maailmaa

Erilaisia ​​onnistuneita projekteja on kehitetty kaupungeissa ympäri maailmaa. Esimerkiksi:

• En Strasbourg, sen odotetaan tuottavan 1,6 miljoonaa kuutiometriä biometaania päivittäin jätevesien käsittelystä, mikä riittää energian tuottamiseen noin 5.000 XNUMX kotiin.
• En Helsinki, Suomi, Katri Vala Parkin lämpö- ja jäähdytyslaitos käyttää jätevettä lämpöenergian lähteenä.
• En Madrid, Wastewater Treatment Plant (South WWTP) on asentanut turbiinit hyödyntämään veden kineettistä energiaa ulostulossa ja tuottamaan sähköä laitoksen omaan kulutukseen.

Tämän tekniikan kehittämisen jatkaminen on tärkeää

Vaikka käynnissä on jo useita projekteja, on tärkeää jatkaa panostusta tutkimukseen ja kehitykseen näiden teknologioiden tehokkuuden parantamiseksi ja kustannusten alentamiseksi. Jätevesi ei ole vain saastumisen lähde, vaan se tarjoaa myös mahdollisuuden tuottaa vihreä energia, vähentää hiilijalanjälkeä ja siirtyä kohti kestävämpää energiamallia. Näiden teknologioiden laajempi käyttöönotto voi auttaa kaupunkeja tulemaan energiaomavaraisemmiksi ja aikaansaamaan myönteisiä vaikutuksia ilmastonmuutoksen torjunnassa. Jos jäteveden käyttöä parannetaan, voimme olla avainratkaisun edessä globaalissa energiamuutoksessa.