现在,一种处理污水的新方法使有效地将剩余污泥转化为沼气成为可能。这是一个进步,可以支持社区减少垃圾,同时帮助环境。
一项新的研究在华盛顿州立大学试验了一种污水废物预处理技术。这为正常的处理增加了一个额外的步骤,利用含氧的高压蒸汽使污水污泥塌陷。
这项研究已经在废物管理日报》。
研究人员发现,他们可以将85%以上的有机材料转化为沼气,沼气可以用来发电,也可以升级为可再生天然气(RNG),供当地使用或在天然气电网中使用。
新预处理步骤的加入增强了污水处理设施的污水污泥厌氧变化,使转化率提高到50%以下。它们产生的甲烷总量比目前的做法多98%。
它被证明是非常有效的,这是非常令人兴奋的.这是可行的,我们可以在华盛顿州开始探索。不浪费废物,而是利用它的潜力有很大的好处.
Birgitte Ahring,华盛顿州立大学化学工程和生物工程Gene and Linda Voiland学院研究负责人和教授
目前美国近一半的污水处理厂采用厌氧消化法来减少污水废物。然而,这个微生物分解废物的过程是无效的。剩下的污泥被称为生物固体,通常最终被填埋。
此外,废水处理设施利用大量的电力来净化城市废水。通常,人们知道他们是小社区最大的用电量者。
如果他们可以自己发电,或者为一些大型电厂生产可再生天然气,并将其加入天然气电网,那么他们就可以减少化石燃料的使用。在这里,我们开始进入循环经济的概念.
Birgitte Ahring,华盛顿州立大学化学工程和生物工程Gene and Linda Voiland学院研究负责人和教授
Ahring是WSU三城分校生物制品、科学和工程实验室的教员。
在他们的研究中,华盛顿州立大学的研究团队在高压和高温下处理污泥,在厌氧消化过程之前添加氧气。在高压条件下的少量氧气充当催化剂,分解材料中的聚合物。
华盛顿州立大学的科学家多年来一直在研究这种预处理过程,利用它来分解木质材料和秸秆。他们不确定这一过程是否适用于污水污泥的不同成分,如蛋白质和脂类,但对他们的发现感到惊讶。
这不是一个非常高科技的解决方案.这实际上是一种即使在小范围内也很有用的解决方案。效率必须很高,否则就不能保证增加额外的成本.
Birgitte Ahring,华盛顿州立大学化学工程和生物工程Gene and Linda Voiland学院研究负责人和教授
Ahring补充说,这项技术对小型社区尤其有益,因为许多小型社区都在努力减少浪费和对气候的影响。
华盛顿州立大学的团队正在与clean - vantage(一家总部位于美国里奇兰的清洁技术初创公司,活跃在预处理领域)以及太平洋西北国家实验室(PNNL)合作,后者正在对新工艺进行技术经济研究。
目前,科学家们正在WSU三城分校的试点设施中扩大工作范围,以进一步说明这一过程。他们还在研究如何用一种新的生物工艺将沼气转化为更适合的可再生天然气。
如果沼气可以用来发电,那么生产可再生天然气就可以使农村社区为市政车辆制造燃料。
这项研究得到了美国能源部的财政支持。
期刊引用:
杜塔,N。等.(2022)通过厌氧消化改善循环经济中污水污泥的价化:一种创新预处理技术的影响。废物管理.doi.org/10.1016/j.wasman.2022.09.035.
来源:https://wsu.edu/