Истории

Новый метод очистки сточных вод превращает их в источник питьевой воды и электричества

Истории
Дарья Сидорова
Дарья Сидорова

Редактор отдела «Истории».

Дарья Сидорова

Исследователи из Университета Вашингтона разработали фильтр, который не только очищает сточные воды, но и генерирует электричество. Эта разработка может полностью изменить потребление энергии в очистных сооружениях. Подробнее о механизме работы новой системы и планах ее создателей — в этом материале.

Новый метод очистки сточных вод превращает их в источник питьевой воды и электричества

Как это работает

Новая система использует бактерии в качестве биокатализатора, чтобы вырабатывать электрический заряд при разрушении органических материалов. Результаты исследования, проведенного в лаборатории профессора Чжэнь Хэ, опубликованы в научном журнале Environmental Science: Water Research & Technology.

Потенциально разработка может сократить или даже устранить экологические последствия потребления энергии при очистке сточных вод. К примеру, в США на очистку сточных вод и обработку питьевой воды уходит 3-4% всей энергии.

Последние новости, актуальные события и нетворкинг в AgroTech-комьюнити — AgroCode Hub. Присоединяйся!

В зависимости от степени очистки, восстановленная вода может использовать как для «непитьевых» целей, например для полива, так и в качестве питьевой воды. Так, например, в Южной Калифорнии планируется наладить полный цикл переработки «от туалета до крана».

Новый фильтр предоставляет еще один дополнительный бонус, а именно позволяет вырабатывать энергию. 

  • Система использует ткань для сбора органических веществ из сточных вод, а также в качестве места для размещения бактерий.
  • После того, как бактерии поглотят органические вещества, электроны высвобождаются и собираются в ткани, создавая электричество.
  • Нержавеющая сталь вокруг фильтра переносит электрический ток из «топливного элемента с бактериями» во внешние цепи.

По словам Хэ, именно двусторонняя функция обеспечивает уникальность этого электрода.

В теории, процесс очистки одного кубометра воды может генерировать 20 Вт электроэнергии в час. Хэ утверждает, что при увеличении размера фильтра или объединении нескольких вместе можно питать источники света и более крупные электрические устройства.

По мнению Хэ, его команде удалось достичь значительного улучшения по сравнению с тем периодом, когда он выпускался из Университета Вашингтона около 15 лет назад. В то время он помогал создавать небольшой топливный элемент с помощью относительно новой технологии, который мог извлекать лишь незначительное количество энергии. Его было недостаточно, чтобы питать лампу.

Планы по реализации

Следующий шаг для этой технологии — масштабирование в реальном мире. Хэ надеется, что в будущем фильтры будут использоваться муниципальными водоочистительными сооружениями. Однако он добавляет, что, скорее всего, сначала они будут применяться в небольшом масштабе, лишь на отдельных промышленных объектах, которым требуется переработка сточных вод.

По словам Хэ, первой долгосрочной целью станет обеспечение «энергетической нейтральности» процесса очистки сточных вод, то есть производство достаточного количества электричества, чтобы компенсировать его потребление. Конечная цель — превратить этот процесс в источник энергии.

«Действительно ли это отходы или же мы можем рассматривать их как ресурс?», — задается вопросом Хэ.

Концепция извлечения ценности и энергии из сточных вод не нова. К примеру, американская пивоваренная компания Anheuser-Busch получает из них биогаз. В некоторых городах, таких как Денвер, Колорадо, реализуются проекты на миллиарды долларов, в рамках которых местные канализационные системы используются как источники тепла. Они помогают компенсировать энергию, потребляемую зданиями над землей.

Тем не менее Хэ отмечает, что возможности тепловой энергии могут различаться в зависимости от сезона и географического положения. По его мнению, она особенно эффективна в более холодных местах. Электричество более универсально. Но в любом случае каждый подход демонстрирует потенциал, который кроется в сточных водах. 

Источник.

Фото на обложке: hxdyl / Shutterstock

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Материалы по теме

  1. 1 Глава Mars в России назвал условия для полного перехода на возобновляемые источники энергии
  2. 2 Пивоваренная компания AB InBev и стартап Clara Foods будут производить растительные белки
  3. 3 Стартап Solar Foods, который создает белок из воздуха, привлек €10 млн
  4. 4 Сколько стоит солнечная энергия и почему вкладываться нужно сейчас
AgroCode Hub
Последние новости, актуальные события и нетворкинг в AgroTech-комьюнити — AgroCode Hub
Присоединяйся!