Inovācijas un ilgtspējība: enerģijas ražošana no notekūdeņiem

Visām pasaules pilsētām notekūdeņi Tie ir nopietna problēma, kas ir pienācīgi jāpārvalda. Notekūdeņu attīrīšanas iekārtas tiek ieviestas, lai noņemtu piesārņotājus pirms to novadīšanas atpakaļ vidē.

Taču jau dažus gadus tiek pētītas metodes un tehnoloģijas, kas ne tikai cenšas attīrīt ūdeni, bet arī pārvērst atkritumus enerģijā, izmantojot enerģijas potenciālu, ko šie ūdeņi satur.

Kas ir notekūdeņi?

the notekūdeņi Tie ir ūdens, kas ir izmantots sadzīves, rūpnieciskām vai lauksaimniecības darbībām un satur atkritumus un piesārņotājus. Šie ūdeņi atkarībā no to izcelsmes tiek klasificēti kā sadzīves, rūpnieciskie un lietus ūdeņi. Kopumā tie ir ievērojama vides problēma to radīto piesārņotāju un to ietekmes uz vidi dēļ, ja tie netiek pienācīgi apstrādāti. Pilsētām šī ūdens attīrīšana ir ļoti svarīga, taču papildus tā attīrīšanai ir iespēja no tā iegūt enerģiju.

Enerģijas ražošana no notekūdeņiem

Pēdējos gados tehnoloģijas ir ievērojami attīstījušās, ļaujot notekūdeņi Tie tiek ne tikai attīrīti, bet arī izmantoti enerģijas ražošanai. Starp populārākajām metodēm enerģijas iegūšanai no šiem atkritumiem ir:

• Biogāzes iegūšana no notekūdeņos esošo organisko vielu sadalīšanās.
• Ģenerācijas elektrība caur mikrobu degvielas šūnām.
• Termiskā izmantošana siltuma no notekūdeņiem gaisa kondicionēšanai.
• Ražošana ūdeņradis, tīras enerģijas avots.

Biogāzes izmantošana

Viena no visizplatītākajām metodēm ir ražošana biogāze no notekūdeņiem. Šo biogāzi iegūst, izmantojot procesu, ko sauc metanizācija, kurā notekūdeņos esošās organiskās vielas sadalās bezskābekļa (anaerobā) vidē.

Galvenais šīs sadalīšanās produkts ir metāns, ko var izmantot kā enerģijas avotu dažādiem mērķiem, tostarp elektroenerģijas ražošanai un apkurei.

Metānam ir vairāki pielietojumi, tostarp elektroenerģijas ražošana, sadedzinot to turbīnās vai apsildot ēkas. Vairākās pilsētās, piemēram Grenoble o Strasbūrā, dabasgāzes sadales tīklā ir iesūknēta biogāze, nodrošinot enerģiju gan mājām, gan transportlīdzekļiem.

Starptautiskā pieredze

Pasaulē ir dažādas pilsētas un valstis, kurās tās jau izmanto notekūdeņus enerģijas ražošanai. Daži piemēri:

• En Bāzele, Šveice, siltums tiek reģenerēts no notekūdeņiem apkurei pēc attīrīšanas procesa. Tas ir piemērs tam, kā ūdens apstrāde var būt arī siltumenerģijas avots, ko izmanto sabiedrība.
• Jo ASV, īpaši Oregonas štatā, Tri-City ūdens resursu reģenerācijas rūpnīca ir ieviesusi sistēmu, kurā metāns, kas rodas, sadaloties notekūdeņos esošajām organiskajām vielām, tiek izmantots elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošanai.
• En Slovākija, izstrādāti arī projekti notekūdeņu izmantošanai biogāzes ražošanā.

Ūdeņraža ražošana no notekūdeņiem

Vēl viena novatoriska metode, kas ir bijusi izpētes priekšmets, ir ražošana zaļais ūdeņradis no notekūdeņiem. Šis ūdeņradis tiek iegūts no mikrobu elektrolīzes šūnām, kas ļauj iegūt augstas tīrības pakāpes ūdeņradi, izmantojot specializētas baktērijas, kas sadala ūdenī esošās organiskās vielas. Tādi uzņēmumi kā Ingeobras izstrādā tehnoloģijas, kas piedāvā šo efektīvu un ilgtspējīgu risinājumu.

Zaļajam ūdeņradim ir ievērojams tīras degvielas potenciāls, un tā ražošana no notekūdeņiem piedāvā ekonomiskāku un ilgtspējīgāku pieeju salīdzinājumā ar tradicionālajām ūdeņraža ražošanas metodēm, piemēram, fosilo materiālu reformēšanu vai parasto elektrolīzi. Šai tehnoloģijai attīstoties, tā varētu kļūt par galveno risinājumu transporta un enerģētikas nozares dekarbonizēšanai.

Elektroenerģijas ražošana, izmantojot mikroorganismus

Vēl viena no inovatīvākajām notekūdeņu izmantošanas metodēm ir izmantošana mikrobu degvielas šūnas. Šī metode izmanto baktērijas, kas metabolizē organiskās vielas notekūdeņos, šajā procesā atbrīvojot elektronus. Šos elektronus var notvert, lai tiešā veidā ražotu elektroenerģiju. Mikrobu kurināmā elementi jau tiek izmantoti dažos izmēģinājuma projektos, un tiem ir potenciāls nepārtraukti un ilgtspējīgi ražot elektroenerģiju. Turklāt šis process var uzlabot attīrīšanas iekārtu energoefektivitāti, samazinot vajadzību pēc dārgām aerācijas un sūknēšanas sistēmām.

Veiksmes stāsti pilsētās visā pasaulē

Dažādi veiksmīgi projekti ir izstrādāti pilsētās visā pasaulē. Piemēram:

• En Strasbūrā, paredzams, ka tas no notekūdeņu attīrīšanas katru dienu saražos 1,6 miljonus kubikmetru biometāna, kas ir pietiekami, lai nodrošinātu enerģiju aptuveni 5.000 māju.
• En Helsinki, Somija, Katri Vala Park siltumapgādes un dzesēšanas stacija izmanto notekūdeņus kā siltumenerģijas avotu.
• En Madride, Notekūdeņu attīrīšanas iekārtā (Dienvidu NAI) ir uzstādītas turbīnas, lai izmantotu ūdens kinētisko enerģiju tās izplūdes atverē un ražotu elektroenerģiju pašas stacijas patēriņam.

Ir svarīgi turpināt šīs tehnoloģijas attīstību

Lai gan jau tiek īstenoti vairāki projekti, ir ļoti svarīgi turpināt ieguldīt pētniecībā un attīstībā, lai uzlabotu šo tehnoloģiju efektivitāti un samazinātu izmaksas. Notekūdeņi ir ne tikai piesārņojuma avots, bet arī ir iespēja radīt zaļā enerģija, samazināt oglekļa pēdas nospiedumu un virzīties uz ilgtspējīgāku enerģijas modeli. Šo tehnoloģiju plašāka ieviešana var palīdzēt pilsētām kļūt energoapgādes pašpietiekamākām un radīt pozitīvu ietekmi cīņā pret klimata pārmaiņām. Ja tiks uzlabota notekūdeņu izmantošana, mēs varētu saskarties ar galveno risinājumu globālajai enerģētikas pārejai.