Інновації та сталість: виробництво енергії зі стічних вод

Для всіх міст світу стічні води Вони являють собою значну проблему, якою необхідно відповідним чином керувати. Очисні споруди впроваджуються з метою видалення забруднюючих речовин перед їх скиданням назад у навколишнє середовище.

Проте вже кілька років досліджуються методи та технології, спрямовані не лише на очищення води, а й на перетворювати відходи в енергію, використовуючи енергетичний потенціал, який містять ці води.

Що таке стічні води?

The стічні води Це вода, яка використовувалася для побутової, промислової чи сільськогосподарської діяльності та містить відходи та забруднювачі. Залежно від походження ці води поділяються на побутові, промислові та дощові. Загалом вони становлять значну екологічну проблему через забруднювачі, які вони представляють, і їхній вплив на навколишнє середовище, якщо з ними не поводитися належним чином. Для міст очищення цієї води має вирішальне значення, але окрім її очищення, є потенціал для отримання з неї енергії.

Виробництво енергії зі стічних вод

За останні роки технології значно просунулися вперед, дозволяючи стічні води Вони не тільки очищаються, але й використовуються для виробництва енергії. Серед найпопулярніших методів отримання енергії з цих відходів:

• Отримання біогазу від розкладання органічних речовин, присутніх у стічних водах.
• Генерація електрику через мікробні паливні елементи.
• Теплова утилізація тепла від стічних вод для кондиціонування повітря.
• Виробництво водень, джерело чистої енергії.

Використання біогазу

Одним з найпоширеніших методів є виробництво біогаз від стічних вод. Цей біогаз отримують за допомогою процесу, який називається метанізація, при якому органічні речовини, присутні в стічних водах, розкладаються в безкисневому (анаеробному) середовищі.

Основним продуктом цього розкладання є метан, який можна використовувати як джерело енергії для різних цілей, включаючи виробництво електроенергії та опалення.

Метан має кілька застосувань, включаючи виробництво електроенергії шляхом його спалювання в турбінах або опалення будівель. У кількох містах схоже Гренобль o Страсбург, біогаз вводять у мережу розподілу природного газу, забезпечуючи енергією як будинки, так і транспортні засоби.

Міжнародний досвід

У світі є різні міста та країни, де стічні води вже використовуються для виробництва енергії. Деякі приклади:

• En Базель, Швейцарія, тепло відбирається зі стічних вод для нагрівання після процесу очищення. Це приклад того, як очищення води також може бути джерелом теплової енергії, яку використовує громада.
• На Сполучені Штати, зокрема в Орегоні, завод з відновлення водних ресурсів Tri-City впровадив систему, в якій метан, що утворюється в результаті розкладання органічних речовин у стічних водах, використовується для виробництва електричної та теплової енергії.
• En Словаччина, також розроблено проекти використання стічних вод для виробництва біогазу.

Виробництво водню зі стічних вод

Ще одним інноваційним методом, який став предметом дослідження, є виробництво зелений водень від стічних вод. Цей водень генерується з мікробних електролізних елементів, технологія, яка дозволяє отримувати водень високої чистоти за допомогою спеціалізованих бактерій, які розкладають органічні речовини, присутні у воді. Такі компанії, як Ingeobras, розробляють технології, які пропонують це ефективне та надійне рішення.

Зелений водень має значний потенціал як чисте паливо, і його виробництво зі стічних вод пропонує більш економічний і стійкий підхід порівняно з традиційними методами виробництва водню, такими як риформінг викопних матеріалів або звичайний електроліз. У міру розвитку цієї технології вона може стати ключовим рішенням для декарбонізації транспортної та енергетичної промисловості.

Виробництво електроенергії мікроорганізмами

Ще одним із найбільш інноваційних методів використання стічних вод є використання мікробні паливні елементи. Цей метод використовує бактерії, які метаболізують органічні речовини в стічних водах, вивільняючи електрони в процесі. Ці електрони можуть бути захоплені для безпосереднього виробництва електроенергії. Мікробні паливні елементи вже використовуються в деяких пілотних проектах і мають потенціал для безперервного та стабільного виробництва електроенергії. Крім того, цей процес може підвищити енергоефективність очисних споруд за рахунок зменшення потреби у дорогих системах аерації та насосних систем.

Історії успіху в містах по всьому світу

Різні успішні проекти були розроблені в містах по всьому світу. Наприклад:

• En СтрасбургОчікується, що від очищення стічних вод буде вироблятися 1,6 мільйона кубічних метрів біометану щодня, цього достатньо для забезпечення енергією приблизно 5.000 будинків.
• En Гельсінкі, Фінляндія, опалювальна та холодильна станція Katri Vala Park використовує стічні води як джерело теплової енергії.
• En Мадрид, на очисних спорудах (Південна КОС) встановлено турбіни, які використовують кінетичну енергію води на виході та виробляють електроенергію для власного споживання станцією.

Важливість продовження розвитку цієї технології

Незважаючи на те, що вже існує багато проектів, надзвичайно важливо продовжувати інвестувати в дослідження та розробки для підвищення ефективності та зниження вартості цих технологій. Стічні води є не лише джерелом забруднення, а й дають можливість генерувати зелена енергія, зменшити вуглецевий слід і перейти до більш сталої енергетичної моделі. Широкомасштабне впровадження цих технологій може допомогти містам стати більш енергетично самодостатніми та мати позитивний вплив на боротьбу зі зміною клімату. Якщо використання стічних вод покращиться, ми можемо зіткнутися з ключовим рішенням глобального енергетичного переходу.