طريقة أقل إهدارًا للتعامل مع المياه العادمة

طورت شركة إسرائيلية تدعى Emefcy عملية تعد بتقليل استنزاف الطاقة لمعالجة مياه الصرف الصحي. هذا الأسبوع ، استثمرت شركة Energy Technology Ventures - وهي مشروع مشترك بين GE و NRG Energy و ConocoPhillips - في الشركة ، مما يمثل أول استثمار للمشروع على الإطلاق في شركة غير أمريكية.

تستهلك المعالجة التقليدية لمياه الصرف الصحي 2 في المائة من قدرة الطاقة العالمية ، حوالي 80 ألف ميغاواط ، بتكلفة 40 مليار دولار في السنة.

باستخدام تقنية خلايا الوقود الميكروبية التقليدية وهندستها الخاصة ، تحصد Emefcy الطاقة من مياه الصرف الصحي ، وتولد ما يكفي لتشغيل عملية المعالجة بأكملها. وتقول الشركة إنه في معالجة مياه الصرف الصناعي الغنية بالكربون بشكل خاص ، فإن العملية تنتج كهرباء زائدة يمكن إعادتها إلى الشبكة بربح.

في خلايا الوقود الميكروبية ، تقوم الكائنات الحية الدقيقة التي تحدث بشكل طبيعي بأكسدة مياه الصرف الصحي. يخلق القطب الموجب والكاثود ، اللذان يقعان على مسافة حرجة في الماء ، دائرة كهربائية من الإلكترونات المكتسبة من هذه الأكسدة.

يقول إيلي كوهين ، نائب رئيس التسويق في Emefcy ، إن عملية الشركة تقلل التكلفة الإجمالية لمعالجة مياه الصرف الصحي بنسبة 30 إلى 40 في المائة من خلال إلغاء الإنفاق على الطاقة ، كما تقلل من كمية الحمأة التي يجب نقلها بالشاحنات بعد ذلك بنسبة تصل إلى 80 في المائة.

تتضمن المعالجة التقليدية لمياه الصرف الصحي دفع الهواء عبر الماء لتهويته. هذا مهم أيضًا لنشاط الخلايا الميكروبية. يعرض Emefcy المزيد من المياه العادمة للهواء ولكن بدون العملية كثيفة الاستهلاك للطاقة لضخ الهواء عبر الماء. وبدلاً من ذلك ، تتدفق المياه العادمة عبر مفاعل حيوي المنشأ مصنوع من أنابيب قطرها 1.7 متر وارتفاعها أربعة أمتار. داخل الأنابيب ، يتدفق الماء والهواء جنبًا إلى جنب مفصولة بغشاء.

يقول إيتان ليفي ، الرئيس التنفيذي لشركة Emefcy ، إن المفاعل ينقسم إلى منطقتين. يوجد في إحدى المناطق الكثير من مياه الصرف الصحي ولكن لا يوجد هواء. في المنطقة الأخرى يوجد هواء ولكن لا توجد مياه صرف. يتم فصل هاتين المنطقتين بجدار غشائي وترتبط كلتا المنطقتين بسطح موصل كهربيًا تنمو عليه البكتيريا.

تتدفق الإلكترونات التي تنتجها البكتيريا نحو الأكسجين في الهواء من خلال أسلاك نانوية مصنوعة من نتوءات شبيهة بالشعر تحدث بشكل طبيعي وتوجد على سطح الميكروبات. في ظل ظروف المفاعل هذه ، تطور البكتيريا القدرة على تحويل هذه الشعيرات لتصبح موصلة للكهرباء وتتصرف تمامًا مثل الأسلاك المعدنية ، كما يقول ليفي.

الأقطاب المستخدمة مصنوعة من البلاستيك المطلي ، مما يجعلها أرخص وأسهل في الصيانة.

يمكن لكل كومة معالجة 10 أمتار مكعبة من مياه الصرف الصحي يوميًا ، ويبلغ العمر الافتراضي المخطط لها 15 عامًا. يمكن إضافة الحزم على أساس معياري ، مع تجنب الحاجة إلى استثمار كبير مقدمًا في البنية التحتية. تأمل Emefcy في بدء الإنتاج الصناعي هذا الشهر ، مع استهداف المبيعات الأولى في أوائل عام 2012.

إيتامار ويلنر ، أستاذ في معهد الكيمياء في الجامعة العبرية ، ومؤلف مراجعة حديثة لتكنولوجيا خلايا الوقود الحيوي في المجلة. خلايا الوقود ، يقول إن استخدام خلايا الوقود الميكروبية لإزالة التلوث من مياه الصرف الصحي لا يزال يمثل تحديًا.

يقول ويلنر: هناك فرق هائل بين النظام التجريبي والترقية إلى آلاف الأطنان من مياه الصرف الصحي ، والفرق بين المياه الملوثة صناعياً المستخدمة في الاختبارات المعملية والعالم الحقيقي ، حيث توجد نفايات مختلفة ومواد مختلفة.

يقول Lital Alfonta ، الأستاذ المساعد في قسم هندسة التكنولوجيا الحيوية في جامعة Ben-Gurion ، والذي يطور خلايا الوقود الميكروبية المعدلة وراثيًا ، إن هناك إثارة متزايدة في المؤتمرات الدولية حول التقدم الذي أحرزته Emefcy.

يقول ألفونتا إنهم يستخدمون مواد رخيصة جدًا لا تزال تمنحهم أعلى ناتج ممكن من الطاقة. لقد قاموا أيضًا بتحسين النهج بشكل كبير عن طريق تكديس أقطابهم ، مما يوفر مساحة سطح أعلى بكثير.

لكن ألفونتا يقول إن 80 في المائة من الطاقة التي تولدها الميكروبات تُفقد في هذه العملية ، لأن الإلكترونات لا تصل أبدًا إلى الأقطاب الكهربائية. وهي تبحث في إمكانية إجراء هندسة وراثية للميكروبات لتحسين كفاءة نقل الإلكترون بين الكائنات الحية الدقيقة والقطب الكهربي لخلية الوقود.

في الوقت الحالي ، ستكون Emefcy راضية إذا ثبت أن أكوامها محايدة للطاقة ، مع وجود فائض ضئيل من معالجة مياه الصرف الصناعية.

يقول كوهين ، إذا كنت منظمة تبحث عن الطاقة المتجددة ، فلا تأت إلينا. اذهب إلى الريح. اذهب إلى الطاقة الشمسية. إذا كانت لديك مشكلة في مياه الصرف الصحي ، فتفضل بزيارتنا وسنجد طريقة فعالة للغاية من حيث التكلفة وإلى حد ما يمكن أن تكون حلاً إيجابياً في مجال الطاقة.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به