Innováció és fenntarthatóság: Energiatermelés szennyvízből

A világ összes városa számára a szennyvíz Jelentős problémát jelentenek, amelyet megfelelően kell kezelni. A szennyvíztisztító telepek célja a szennyeződések eltávolítása a környezetbe való visszavezetés előtt.

Néhány éve azonban olyan módszereket és technológiákat tárnak fel, amelyek nem csak a víz tisztítására törekszenek, hanem a hulladékot energiává alakítani, kihasználva az ezekben a vizekben rejlő energiapotenciált.

Mi az a szennyvíz?

az szennyvíz Olyan vízről van szó, amelyet háztartási, ipari vagy mezőgazdasági tevékenységekre használtak fel, és amely hulladékot és szennyeződéseket tartalmaz. Ezeket a vizeket eredetüktől függően háztartási, ipari és esővízbe sorolják. Összességében jelentős környezeti problémát jelentenek a bennük található szennyeződések és a nem megfelelő kezelés esetén a környezetre gyakorolt ​​hatásuk miatt. A városok számára ennek a víznek a kezelése döntő jelentőségű, de a tisztítás mellett lehetőség van energiát nyerni belőle.

Energiatermelés szennyvízből

Az elmúlt években a technológia jelentősen fejlődött, lehetővé téve szennyvíz Nemcsak megtisztítják, hanem energiatermelésre is használják őket. Az ebből a hulladékból energia előállításának legnépszerűbb módszerei a következők:

• Biogáz beszerzése a szennyvízben jelenlévő szerves anyagok lebontásából.
• Generáció villamos energia mikrobiális üzemanyagcellákon keresztül.
• Termikus hasznosítás szennyvízből származó hő légkondicionáláshoz.
• Termelése hidrogén, tiszta energiaforrás.

Biogáz felhasználása

Az egyik legelterjedtebb módszer az előállítás biogáz szennyvízből. Ezt a biogázt az ún metanizálás, amelyben a szennyvízben lévő szerves anyag oxigénmentes (anaerob) környezetben bomlik le.

Ennek a bomlásnak a fő terméke a metán, amely energiaforrásként felhasználható különféle célokra, beleértve a villamosenergia-termelést és a fűtést.

A metánnak számos felhasználási területe van, beleértve a villamos energia előállítását turbinákban történő elégetéssel vagy épületek fűtésével. Több városban pl Grenoble o Strasbourg, biogázt fecskendeztek be a földgázelosztó hálózatba, amely energiát biztosít az otthonok és a járművek számára egyaránt.

Nemzetközi tapasztalatok

Számos város és ország van a világon, ahol már szennyvizet használnak energiatermelésre. Néhány példa:

• En Basel, Svájc, a hőt a szennyvízből nyerik vissza fűtésre a tisztítási folyamat után. Példa arra, hogy a vízkezelés a közösség által felhasznált hőenergia forrása is lehet.
• Az USA, különösen Oregonban, a Tri-City vízkészlet-visszanyerő üzem olyan rendszert vezetett be, amelyben a szennyvízben lévő szerves anyagok lebontása során keletkező metánt elektromos és hőenergia előállítására használják fel.
• En Szlovákia, projekteket is kidolgoztak a szennyvíz biogáz előállításában való felhasználására.

Hidrogéntermelés szennyvízből

Egy másik innovatív módszer, amely kutatás tárgyát képezi, az előállítása zöld hidrogén szennyvízből. Ezt a hidrogént mikrobiális elektrolízis cellákból állítják elő, ez a technológia lehetővé teszi nagy tisztaságú hidrogén előállítását speciális baktériumok segítségével, amelyek lebontják a vízben lévő szerves anyagokat. Az olyan vállalatok, mint az Ingeobras, olyan technológiákat fejlesztenek, amelyek ezt a hatékony és fenntartható megoldást kínálják.

A zöld hidrogén jelentős potenciállal rendelkezik tiszta üzemanyagként, és szennyvízből történő előállítása gazdaságosabb és fenntarthatóbb megközelítést kínál a hagyományos hidrogéntermelési módszerekhez képest, mint például a fosszilis anyagok reformálása vagy a hagyományos elektrolízis. Ahogy ez a technológia fejlődik, kulcsfontosságú megoldássá válhat a közlekedési és energiaipar dekarbonizálására.

Elektromos áram előállítása mikroorganizmusokon keresztül

A szennyvíz felhasználásának másik leginnovatívabb módja a szennyvíz felhasználása mikrobiális üzemanyagcellák. Ez a módszer olyan baktériumokat használ, amelyek a szennyvízben lévő szerves anyagokat metabolizálják, és a folyamat során elektronokat szabadítanak fel. Ezek az elektronok befoghatók, hogy közvetlenül villamos energiát állítsanak elő. A mikrobiális üzemanyagcellákat már használják néhány kísérleti projektben, és képesek folyamatosan és fenntartható módon villamos energiát termelni. Ezen túlmenően ez az eljárás javíthatja a tisztítótelepek energiahatékonyságát azáltal, hogy csökkenti a drága levegőztető- és szivattyúrendszerek szükségességét.

Sikertörténetek a világ városaiban

Számos sikeres projektet dolgoztak ki a világ városaiban. Például:

• En Strasbourg, várhatóan napi 1,6 millió köbméter biometánt állít elő szennyvízkezelésből, ami körülbelül 5.000 otthon energiaellátásához elegendő.
• En Helsinki, Finnország, a Katri Vala Park fűtő- és hűtőmű szennyvizet használ hőenergia-forrásként.
• En Madrid, a Szennyvíztisztító Telep (South WWTP) turbinákat telepített, hogy kihasználja a víz kinetikus energiáját a kifolyónál, és az erőmű saját fogyasztásra termeljen villamos energiát.

Fontos a technológia továbbfejlesztése

Bár már több projekt is folyamatban van, kulcsfontosságú, hogy továbbra is fektessenek be a kutatásba és fejlesztésbe, hogy javítsák e technológiák hatékonyságát és csökkentsék a költségeket. A szennyvíz nemcsak szennyezés forrása, hanem lehetőség is a keletkezésre zöld energiacsökkenti a szénlábnyomot, és elmozdul egy fenntarthatóbb energiamodell felé. Ezeknek a technológiáknak a nagyobb léptékű bevezetése segítheti a városokat abban, hogy energia-önellátóvá váljanak, és pozitív hatásokat fejtsen ki az éghajlatváltozás elleni küzdelemben. Ha a szennyvízfelhasználást javítják, akkor a globális energiaátállás kulcsfontosságú megoldásával állhatunk szemben.