У місті Річленд вчені з Університету штату Вашингтон впровадили новий метод переробки сміття, який дозволяє ефективніше та дешевше виробляти природний газ для трубопроводів. Це може допомогти містам краще управляти відходами, одночасно виробляючи енергію. У дослідженні, опублікованому у журналі Chemical Engineering Journal, виявлено, що попереднє змішування сміття перед анаеробним розкладанням збільшує виробництво природного газу на 200% порівняно з поточними методами та зменшує вартість відходів на 50%.
Вчені зазначили, що технологія дозволяє перетворити до 80% сміття на цінні ресурси. ‘Якщо ми зможемо застосувати цю роботу до інших органічних матеріалів, ми отримаємо технологію переробки відходів, яка є світовим стандартом у ефективності’, – сказала Біргітта Ахрінг, відповідна авторка статті та професор Університету штату Вашингтон.
Установи по очищенню стічних вод використовують значні обсяги електроенергії, що становить від 3% до 4% загальної електропотужності США. У малих містах вони часто є найбільшими споживачами електроенергії, а процеси очищення внесли значний вклад у глобальне потепління, викидаючи щорічно близько 21 мільйону тонн вуглекислого газу в атмосферу.
Близько половини з 15 тисяч установок по очищенню стічних вод використовують анаеробне розкладання для зменшення сміття та виробництва біогазу, але процес є неефективним і має труднощі з розкладанням складних молекул у смітті. Відходи, які залишаються, часто викидаються на свалки.
У дослідженні Університету штату Вашингтон вчені додали попереднє змішування, яке обробляло сміття під високим тиском і температурою з додаванням кисню перед анаеробним розкладанням. Вчені зазначили, що невелика кількість кисню під високим тиском виступає як каталізатор для розкладання довгих полімерних ланцюгів. Вони повідомили, що попереднє змішування знизило вартість очищення стічних вод з $494 до $253 на тону сухих речовин.
Потім вчені використовували бактеріальну культуру, яку відкрили та ізольовали, щоб підвищити біогаз, перетворюючи вуглекислий газ з водню на метан, отримуючи природний газ. Вчені аналізували та підтвердили газ, вказуючи, що він містить 99% метану.
‘Ця бактерія не потребує нічого – вона є справжнім працівником’, – сказала Ахрінг. ‘Вона не потребує органічних додатків або багато уваги. Вона добре витримує воду та вітамінну таблетку’.
Ахрінг зазначила, що метод поєднує попереднє змішування та біологічне підвищення, щоб усунути основні недоліки існуючих систем переробки сміття в енергію.
‘Цей підхід не тільки підвищує ефективність перетворення вуглецю та виробництва метану, але й дозволяє безпосередньо виробляти природний газ для трубопроводів з мінімальним вмістом CO2 – усуваючи дві основні проблеми існуючих систем переробки сміття в енергію в єдиний, масштабований метод’, – сказала Ахрінг. ‘Успішне поєднання передового попереднього змішування з біологічним підвищенням біогазу дає новий інтегрований підхід до екологічної переробки сміття, максимізує відновлення енергії та вносить вклад у циклічну біоекономіку’. Вчені працюють з Університетом штату Вашингтон через його Офіс інновацій та ентузіазму та мають патент на бактеріальну культуру. Вони також працюють з промисловим партнером для розробки більш масштабного проекту.
поділитися в твіттері: Університет Вашингтон перетворює сміття на природний газ