Singapur (NTU Singapur) Nanyang Technology Üniversitesi'ndeki bilim adamları, kanalizasyon çamurunu -- --} --} bir yan ürününü, hayvan yemi için temiz enerji ve tek hücreli protein için yeşil hidrojene dönüştürmek için yenilikçi bir güneş enerjili yöntem geliştirdiler.
YayınlandıDoğa suyu, Çamur-gıda ve yakıt yöntemi iki acil küresel zorlukla başa çıkmaktadır: atıkların yönetilmesi ve sürdürülebilir kaynakların üretilmesi. Bu, NTU'nun iklim değişikliği ve sürdürülebilirlik gibi en büyük zorlukları ele alma hedefine uyuyor.
Birleşmiş Milletler 2050 yılına kadar şehirlerde yaklaşık 2,5 milyar daha fazla insanın yaşayacağını tahmin ediyor. Şehirlerin ve endüstrilerin büyümesi ile birlikte, ağır metaller ve patogenler gibi karmaşık yapısı, kompozisyonu ve kirletici maddeleri nedeniyle işlenmesi ve imha edilmesi zor olan kanalizasyon çamurunda bir artış geliyor.
BM-Habitat'a göre, her yıl küresel olarak 100 milyon tondan fazla kanalizasyon çamuru üretiliyor, bu da her yıl artıyor. Bununla birlikte, -- gibi yaygın bertaraf yöntemleri -- gibi --, zaman alıcı, enerji yetersizdir ve çevre kirliliğine katkıda bulunur.
NTU araştırmacıları, istenmeyen ve tedavi edilmesi zor kanalizasyon çamuru sorununu çözmek için mekanik, kimyasal ve biyolojik teknikleri entegre eden üç aşamalı güneş enerjili bir süreç oluşturdular.
Kavram kanıtı testleri, NTU ekibinin sürecinin, bakterilerin biyogaz ve besin açısından zengin kalıntı üretmek için organik atıkları parçaladığı anaerobik sindirim -- gibi geleneksel tekniklerden daha etkili olduğunu ortaya koymuştur. Daha fazla kaynağı kurtarır, ağır metal kirleticileri tamamen kaldırır, daha küçük bir çevresel ayak izine sahiptir ve daha iyi ekonomik fizibilite sunar.
NTU Mekanik ve Havacılık Mühendisliği Okulu'ndan (MAE) baş araştırmacı Doçent Doçent Li Hong ve Enerji Araştırma Enstitüsü, "Yöntemimiz, atıkları değerli kaynaklara dönüştürür, yenilenebilir enerji ve sürdürülebilir gıda yaratırken çevresel hasarı azaltır. Bu, dairesel ekonomiyi örnekler ve daha yeşil bir geleceğe katkıda bulunur."
NTU'nun Sivil ve Çevre Mühendisliği Okulu'ndan (CEE) ve Nanyang Çevre ve Su Araştırma Enstitüsü'nden ortak lider araştırmacı Profesör Zhou Yan, "Güneş enerjili sürecimiz -- --, zor bir atık ürünü temiz enerji ve biyolojik yaklaşımlara neden olarak ele alarak nasıl başarı ile ele alabileceğimizi gösterir. Kıtlık, atık su yönetiminde yeni bir sürdürülebilir strateji sunuyor. "
NTU'nun üç aşamalı süreci
İşlem, kanalizasyon çamurunu mekanik olarak parçalayarak başlar. Bir kimyasal tedavi, zararlı ağır metalleri proteinler ve karbonhidratlar dahil organik malzemelerden ayırır.
Daha sonra, güneş enerjili bir elektrokimyasal işlem, organik malzemeleri asetik asit -- gibi değerli ürünlere dönüştürmek için özel elektrotlar kullanır -- ve temiz bir enerji kaynağı olan hidrojen gazı.
Son olarak, ışıkla aktive edilen bacteRIAişlenmiş sıvı akışına tanıtılır. Bu bakteriler besinleri hayvan yemi için uygun tek hücreli proteine dönüştürür.
Çevre dostu, uygun maliyetli ve ölçeklenebilir
Laboratuvar testleri, yeni yöntemin kanalizasyon çamurunda organik karbonun yüzde 91,4'ünü geri kazandığını ve organik karbonun yüzde 63'ünü zararlı yan ürünler üretmeden tek hücreli proteine dönüştürdüğünü gösterdi. Buna karşılık, geleneksel anaerobik sindirim tipik olarak kanalizasyon çamurundaki organik malzemelerin yaklaşık yüzde 50'sini geri kazanır ve dönüştürür.
Güneş enerjisiyle çalışan süreç, geleneksel hidrojen üretim yöntemlerinden yaklaşık yüzde 10 daha fazla enerji tasarruflu olan güneş ışığını kullanarak saatte 13 litreye kadar hidrojen üreten yüzde 10'luk bir enerji verimliliği elde eder.
NTU işlemi, geleneksel yöntemlere kıyasla karbon emisyonlarını yüzde 99,5 ve enerji kullanımını yüzde 99,3 oranında azaltır. Ayrıca, aksi takdirde uygun tedavi olmadan atılacak olan çamurdan zararlı ağır metalleri ortadan kaldırır, bu da süreci çevre dostu bir seçim haline getirir.
İlk yazar Dr. Zhao Hu, MAE School of Mae, "Önerilen yöntemimizin atıkları sürdürülebilir bir şekilde yönetme ve kanalizasyon çamurunun -- --} atıklardan temiz enerji ve sürdürülebilir gıda üretimini destekleyen değerli bir kaynağa nasıl algılandığını gösterdiğini umuyoruz."
NTU araştırma ekibi, yeni geliştirilen süreç umut verici olsa da, ölçeklendirilip ölçeklenemeyeceğini belirlemek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu ekledi. Önemli bir zorluk, organik malzemeleri tamamen parçalamak ve tüm ağır metalleri atıktan çıkarmak için elektrokimyasal bir işlem kullanmanın maliyetidir. Ek olarak, atık su arıtma tesisi için karmaşık bir sistem tasarlamak zorluğa katkıda bulunur.