Innovatie en duurzaamheid: Energieopwekking uit afvalwater

Voor alle steden ter wereld is de rioolwater Zij vertegenwoordigen een aanzienlijk probleem dat op passende wijze moet worden aangepakt. Afvalwaterzuiveringsinstallaties worden geïmplementeerd met als doel verontreinigende stoffen te verwijderen voordat ze weer in het milieu worden geloosd.

Sinds een paar jaar worden er echter methoden en technologieën onderzocht die niet alleen water proberen te zuiveren, maar ook afval omzetten in energie, waarbij gebruik wordt gemaakt van het energiepotentieel dat deze wateren bevatten.

Wat is afvalwater?

De rioolwater Het is water dat is gebruikt voor huishoudelijke, industriële of agrarische activiteiten en dat afval en verontreinigende stoffen bevat. Deze wateren worden, afhankelijk van hun herkomst, geclassificeerd als huishoudelijk, industrieel en regenwater. Over het geheel genomen vormen ze een aanzienlijk milieuprobleem vanwege de verontreinigende stoffen die ze met zich meebrengen en hun impact op het milieu als ze niet op de juiste manier worden behandeld. Voor steden is de behandeling van dit water cruciaal, maar naast het reinigen ervan bestaat er ook de potentie om er energie uit te halen.

Energieopwekking uit afvalwater

De afgelopen jaren is de technologie aanzienlijk vooruitgegaan, waardoor dit mogelijk is geworden rioolwater Ze worden niet alleen gezuiverd, maar worden ook gebruikt om energie te produceren. Een van de meest populaire methoden om energie uit dit afval op te wekken zijn:

• Biogas verkrijgen door de afbraak van organisch materiaal in afvalwater.
• Generatie van elektriciteit via microbiële brandstofcellen.
• Thermisch gebruik van warmte uit afvalwater voor airconditioning.
• Productie van waterstof, een bron van schone energie.

Gebruik van biogas

Een van de meest voorkomende methoden is de productie van biogas uit afvalwater. Dit biogas wordt verkregen via een proces genaamd methanisering, waarbij de in het afvalwater aanwezige organische stof uiteenvalt in een zuurstofvrije (anaerobe) omgeving.

Het belangrijkste product van deze ontleding is methaan, dat kan worden gebruikt als energiebron voor verschillende doeleinden, waaronder elektriciteitsopwekking en verwarming.

Methaan heeft verschillende toepassingen, waaronder het opwekken van elektriciteit door het in turbines te verbranden of door gebouwen te verwarmen. In verschillende steden zoals Grenoble o StraatsburgEr is biogas geïnjecteerd in het aardgasdistributienetwerk, waardoor energie wordt geleverd aan zowel huizen als voertuigen.

Internationale ervaringen

Er zijn verschillende steden en landen in de wereld waar ze al afvalwater gebruiken om energie op te wekken. Enkele voorbeelden zijn:

• En Bazel, ZwitserlandUit het afvalwater wordt na het zuiveringsproces warmte teruggewonnen voor verwarming. Het is een voorbeeld van hoe waterzuivering ook een bron van thermische energie kan zijn die door de gemeenschap wordt gebruikt.
• In de USAMet name in Oregon heeft de waterterugwinningsinstallatie van Tri-City een systeem geïmplementeerd waarbij methaan dat wordt geproduceerd door de afbraak van organisch materiaal in afvalwater wordt gebruikt om elektrische en thermische energie op te wekken.
• En SlowakijeOok zijn er projecten ontwikkeld voor het gebruik van afvalwater bij de opwekking van biogas.

Waterstofproductie uit afvalwater

Een andere innovatieve methode die onderwerp van onderzoek is, is de productie van groene waterstof uit afvalwater. Deze waterstof wordt gegenereerd uit microbiële elektrolysecellen, een technologie die het mogelijk maakt waterstof met een hoge zuiverheid te verkrijgen met behulp van gespecialiseerde bacteriën die het organische materiaal in water afbreken. Bedrijven als Ingeobras ontwikkelen technologieën die deze efficiënte en duurzame oplossing bieden.

Groene waterstof heeft een aanzienlijk potentieel als schone brandstof, en de productie ervan uit afvalwater biedt een economischere en duurzamere aanpak vergeleken met traditionele waterstofproductiemethoden, zoals het hervormen van fossiele materialen of conventionele elektrolyse. Naarmate deze technologie zich verder ontwikkelt, kan het een belangrijke oplossing worden voor het koolstofvrij maken van de transport- en energiesector.

Opwekking van elektriciteit door micro-organismen

Een andere van de meest innovatieve methoden om afvalwater te gebruiken is het gebruik van microbiële brandstofcellen. Deze methode maakt gebruik van bacteriën die organisch materiaal in afvalwater metaboliseren, waarbij elektronen vrijkomen. Deze elektronen kunnen worden opgevangen om direct elektriciteit op te wekken. Microbiële brandstofcellen worden al in sommige proefprojecten gebruikt en hebben het potentieel om continu en duurzaam elektriciteit te produceren. Bovendien kan dit proces de energie-efficiëntie van zuiveringsinstallaties verbeteren door de behoefte aan dure beluchtings- en pompsystemen te verminderen.

Succesverhalen in steden over de hele wereld

Er zijn verschillende succesvolle projecten ontwikkeld in steden over de hele wereld. Bijvoorbeeld:

• En StraatsburgVerwacht wordt dat er dagelijks 1,6 miljoen kubieke meter biomethaan zal worden geproduceerd uit afvalwaterzuivering, genoeg om ongeveer 5.000 huishoudens van energie te voorzien.
• En Helsinki, Finlandgebruikt de verwarmings- en koelingsinstallatie van Katri Vala Park afvalwater als bron van thermische energie.
• En Madridheeft de Afvalwaterzuiveringsinstallatie (Zuid-RWZI) turbines geïnstalleerd om te profiteren van de kinetische energie van het water aan de uitlaat en elektriciteit te produceren voor eigen verbruik van de installatie.

Het is belangrijk om deze technologie verder te ontwikkelen

Hoewel er al meerdere projecten lopen, is het van cruciaal belang om te blijven investeren in onderzoek en ontwikkeling om de efficiëntie te verbeteren en de kosten van deze technologieën te verlagen. Afvalwater is niet alleen een bron van vervuiling, maar biedt ook kansen groene energie, de CO2-voetafdruk verkleinen en stappen zetten in de richting van een duurzamer energiemodel. De grootschalige implementatie van deze technologieën kan steden helpen meer zelfvoorzienend te worden op energiegebied en positieve effecten te genereren in de strijd tegen de klimaatverandering. Als het gebruik van afvalwater wordt verbeterd, staan ​​we mogelijk voor een belangrijke oplossing voor de mondiale energietransitie.