Atık su arıtma sistemi elektriği geri kazanır, suyu filtreler

Atık suyun “atık” ile dolu olup olmadığı bir perspektif meselesidir.,

“Neden israf?” Zhen (Jason) O, St. Louis Washington Üniversitesi McKelvey Mühendislik Fakültesi Enerji, Çevre ve Kimya Mühendisliği Bölümü’nde profesör olarak sordu.

“Bunlar organik malzemeler,” dedi ve bunlar çeşitli şekillerde enerji sağlayabilir. Sonra atık suda diğer değerli kaynak var. Su.

Kendisinin laboratuvarı, elektrik üretirken atık suyu filtreleyen, her ikisini de kurtaran bir sistem geliştirdi. Bench ölçekli denemelerden elde edilen sonuçlar 6 Mayıs’ta yayınlandı ve Environmental Science: Water Research & Technology dergisinde bir ön kapak makalesi olarak yayınlandı .

Atık sudaki atık maddeler, bakteriler için gıda olan organik maddelerle doludur.

“Bakteriler onları severler ve onları kullanabileceğimiz şeylere dönüştürebilirler,” dedi. “Biyogaz, atık sudan geri kazanabileceğimiz birincil enerji kaynağıdır; diğeri ise biyoelektriktir.”

Atık sudan enerji üretmek için bakterilerden yararlanmanın yolları zaten vardır, ancak bu tür yöntemler genellikle bunu filtrelenebilecek ve başka türlü – içme için olmasa da – “gri su” gibi amaçlarla kullanılabilecek olan su pahasına yapar. sulama ve tuvalet sifonu olarak.

Laboratuvarı iki işlemi (filtreleme ve enerji üretimi) aldı ve bunları birleştirerek filtrasyon sistemini mikrobiyal bir elektrokimyasal sistemin anot elektroduna entegre etti.

Sistem, geleneksel bir yakıt hücresinin platin kullanacağı bir katalizör olarak elektrokimyasal olarak aktif bakteriler kullanan bir bakteri pili olan tipik bir mikrobiyal yakıt hücresi gibi kurulur. Bu tür bir sistemde bakteri elektroda bağlanır. Atık su anoda pompalandığında, bakteriler organik maddeleri “yiyor” ve elektronları serbest bırakarak elektrik oluşturuyor.

Ancak aynı suyu filtrelemek için farklı bir sistem gerekir.

O, sistemleri bir araya getirerek filtre görevi gören geçirgen bir anot geliştirdi.

Anot, iletken, karbon kumaştan yapılmış dinamik bir zardır. Bakteriler ve membran birlikte, organik materyallerin% 80 ila% 90’ını filtreler – bu da suyu doğaya salınacak kadar temiz bırakır veya içilemeyen su kullanımları için daha fazla işlenir.

Karışık bir bakteri kültürü kullandı, ancak tek bir özelliği paylaşmaları gerekiyordu – bakterilerin sıfır oksijen ortamında hayatta kalabilmeleri gerekiyordu.

“Oksijen olsaydı, bakteriler elektronları elektroda değil oksijene boşaltırdı,” dedi. “Elektrotla nefes alamazsanız, mahvolursunuz.”

Doğru bakteriyi bulmak için çoğunlukla doğaya boyun eğiyor.

“Yüzde 100 doğal değil, ancak bu durumda hayatta kalabilenleri seçiyoruz” dedi. Sistem için elektrotla hayatta kalan ve solunan bakteriler “daha çok ‘tasarlanmış seçime’ benziyor.

Üretilen elektrik miktarı, diyelim ki bir şehre enerji sağlamak için yeterli değildir, ancak teoride tipik bir ABD su arıtma tesisinde kullanılan önemli miktardaki enerjiyi dengelemeye yardımcı olmak için yeterlidir.

“ABD’de elektriğin yaklaşık% 3 ila% 5’i su ve atık su aktivitesi için kullanılıyor” dedi. Yerel bir belediye fabrikası tarafından kullanımı göz önüne alındığında, sisteminin enerji tüketimini önemli ölçüde azaltabileceğine inanıyor.

“Tipik olarak, işlem metreküp başına yaklaşık 0,5 KWH elektrik tüketir,” dedi. Bench ölçekli deneylere dayanarak, “Bunu yarı yarıya veya daha fazla azaltabiliriz.”

Ancak He’nin sisteminin temel amacı elektrik üretimi değil, atık su arıtımı ve besin geri kazanımıdır.

“Bakteriler bu organik malzemeleri kullanabileceğimiz şeylere dönüştürebilir” dedi. “Gübre için nitrojen veya fosfor gibi besinleri de geri kazanabiliriz. Onu bitkileri beslemek için kullanabiliriz. Sadece kullanmadığımız zaman atık olur.

“Atık su, yanlış yerdeki bir kaynaktır.”