Egy új eljárásnak köszönhetően a szennyvízből egyszerre állítható elő ivóvíz és villamosenergia

2021. május 31. 17:41
Jason Zhen, a Washingtoni Egyetem professzora szerint, a szennyvíz tekinthető értékes erőforrásnak is, hiszen tele van szerves anyagokkal, melyekből számos módon képesek energiát előállítani. Emellett a megfelelő eljárások segítségével visszanyerhető belőle nagy mennyiségű tiszta víz is. Ezt a két eredményt egyszerre képes elérni az általa kifejlesztett eljárás.

Gazdálkodjunk okosan az erőforrásokkal

A szennyvíz tele van olyan szerves anyagokkal, amelyek táplálékot jelentenek a baktériumok számára. A biogáz és a bioelektromosság olyan energiaforrások, melyeket ilyen eljárással kinyerhetünk a szennyvízből. Bár, már léteznek módszerek a baktériumok kiaknázására, hasonló céllal, de a vizet gyakran elpazarolják ezek az eljárások, ahelyett, hogy ivóvízként, vagy legalább öntözésre és WC öblítésre használható szürkevízként hasznosítanák. 

Áramtermelő baktériumok

Zhen professzor módszere ötvözi a víz szűrését és az energiatermelést. Egy kombinált szűrő rendszert integrált egy mikrobiális elektrokémiai rendszer anódelektródájába. A rendszer tulajdonképpen egy bakteriális akkumulátor, amely elektrokémiailag aktív baktériumokat használ katalizátorként. A hagyományos akkumulátorokban ezt a funkciót a platina látja el. A folyamat során a baktériumok az elektródához kapcsolódnak, és amikor a szennyvizet az anódba pumpálják, a baktériumok jóízűen elfogyasztják az abban található szerves anyagokat. Táplálkozás közben pedig elektronokat szabadítanak fel, és így a folyamat áramot termel. 

A víz is tiszta lesz

A víz szűrésére a professzor kialakított egy áteresztő anódot, amely szűrőként működik. Az anód egy dinamikus membrán, mely jól vezető szénszövetből készült. A baktériumok és a membrán együttesen kiszűrik a szerves anyagok 80-90 százalékát. Ezáltal a víz már elég tiszta lesz ahhoz, hogy visszakerüljön a természetbe, vagy akár további kezelés által ivóvízként kerüljön felhasználásra. 

Válogatott „társaság”

Az eljáráshoz a kutató vegyes baktériumkultúrát alkalmazott, de csak olyan baktériumok kerülhettek a rendszerbe, melyek képesek a túlélésre oxigénmentes környezetben is. Ezzel biztosította ugyanis, hogy a baktériumok az elektronokat mindenképpen az elektródákon adják le, ahelyett, hogy az oxigén atomokkal tennék ugyanezt. Így a hasznos baktériumok kiválasztása nem egy természetes folyamat volt, hanem mesterségesen válogatták őket össze, viszont ezzel garantálható a folyamat hatékonysága. 

Nem ez a módszer oldja meg az USA áramellátását

Az Egyesült Állomok teljes villamos energia fogyasztásának körülbelül 3-5 százalékát használják fel a szennyvízzel és a vízfogyasztással kapcsolatos tevékenységek során. A professzor úgy véli, bár a létrehozott áram mennyisége nem elegendő például egy város működtetéséhez, de képes lehet arra, hogy megtermelje egy tipikus amerikai vízkezelő üzem energiafelhasználásának jelentős részét. A víztisztítás folyamata általában köbméterenként 0,5 kilowattóra villamosáramot fogyaszt, amit a kísérletek alapján kevesebb, mint a felére lehet csökkenteni az új eljárással. Az elsődleges cél nem is az energiatermelés, sokkal inkább a szennyvízkezelés, illetve visszanyerni a tápanyagokat és egyéb erőforrásokat. A folyamat során kinyerhetőek olyan hasznos anyagok, mint például a műtrágyagyártásban alkalmazott nitrogén vagy foszfor. Zhen professzor szerint a szennyvíz csak abban az esetben hulladék, ha nem hasznosítjuk eredményesen. 

A cikk szerzője Papp Helga.
 


Kedvelje a Makronómot Facebookon!



Hozzászóláshoz és a további kommentek megtekintéséhez lépjen be, vagy regisztráljon!

Bejelentkezés