Világszerte évente 359 milliárd köbméter szennyvíz keletkezik. A kutatók szerint ebben jelentős, ma még kihasználatlan energia- és tápanyagtartalék rejlik.
Egy, a Frontiers in Science folyóiratban megjelent áttekintő tanulmány szerint a szennyvízáramok jelentős energia- és tápanyagtartalékot hordoznak, amelyet vissza lehetne nyerni a mezőgazdaság, a szanitációs infrastruktúra és a vízkezelési műveletek támogatására.
Világszerte és évente mintegy 359 milliárd köbméter szennyvíz keletkezik, ami nagyjából négyszerese a Genfi-tó víztömegének. Ennek körülbelül a felét tisztítás nélkül engedik a környezetbe, a fennmaradó rész jelentős hányadát pedig energiaigényes eljárásokkal kezelik, mielőtt újrahasznosítanák.
A tanulmány szerzői szerint az alternatív tisztítási megközelítések nagyobb értéket nyerhetnének ki ezekből az forrásokból, miközben csökkentenék a környezetterhelést.
A szennyvíz háztartási, ipari és kereskedelmi folyamatokból, valamint élelmiszerrel kapcsolatos tevékenységekből származik, és olyan szerves, illetve tápanyagokat tartalmaz, mint a nitrogén és a foszfor.
„A szennyvíz globálisan több mint 800 000 gigawattóra kémiai energiát tartalmaz – ez 100 atomerőmű éves villamosenergia-termelésének felel meg. Emellett gazdag a mezőgazdasági műtrágyákban használt tápanyagokban is, amelyek visszanyerésével a globális ammóniaigény 11 százalékát és a foszfátigény mintegy hét százalékát lehetne fedezni” – szemléltette Uwe Schröder, a Greifswaldi Egyetem professzora.
A tanulmány a mikrobiális elektrokémiai technológiákra (MET) összpontosít. Ezek az eljárások elektrogén baktériumokat alkalmaznak, amelyek elektronokat adnak át elektródáknak, így egy üzemanyagcellában elektromos áramot hoznak létre.
A hagyományos anaerob rothasztó rendszerek a szennyvíz kémiai energiájának körülbelül 28 százalékát alakítják villamos energiává, de a laboratóriumi vizsgálatok szerint a MET-rendszerek akár 35 százalékos átalakítási arányt is elérhetnek.
A szerzők szerint az ilyen rendszereket be lehetne illeszteni a meglévő tisztítási infrastruktúrába, mert – egyelőre elvileg és részben – ellensúlyozhatnák a víziközmű-ágazat energiaigényét, amely a globális energiafelhasználás mintegy négy százalékát teszi ki.
A mikrobiális folyamatok nemcsak energiát termelnek, hanem lehetővé teszik a tápanyagok kinyerését és újrahasznosítását is.
„Ezek értékes vegyületek, amelyeket nem engedhetünk meg magunknak, hogy elpazaroljunk. Az eltávolításuk után a visszamaradó vizet sokféleképpen lehet hasznosítani, például öntözésre vagy ipari hűtésre. További kezeléssel akár ivóvíz is előállítható belőle” – állítja Elizabeth Heidrich, a Newcastle-i Egyetem kutatója.
A megvalósíthatóságot több kísérleti projekt is igazolta. A vizeletből energiát előállító Pee Power rendszert 2015-ben a Glastonbury Festival keretében mutatták be, majd Ugandában, Kenyában és Dél-Afrikában is tesztelték. A technológia a szennyvizet villamos energiává alakítja, amellyel a szanitációs létesítmények közelében világítást működtetnek olyan területeken is, ahol nincs elektromos hálózat.
„Túlzás lenne azt képzelni, hogy a háztartásainkat szennyvízből nyert energiával lássuk el, de a mikrobiális elektrokémiai technológiák javíthatják a meglévő vízkezelési folyamatok hatékonyságát. Széles körű bevezetésük különösen előnyös lehet erősen szennyezett szennyvizek esetén, vagy ott, ahol a jelenlegi kezelés túl drága, illetve nem ér el mindenkit” – érvelt a The Engineer szerint Falk Harnisch, a Helmholtz Környezetvédelmi Kutatóközpont munkatársa.
A címlapkép illusztráció. Fotó: Ivan Bandura / Unsplash
A HIPA támogatásával megvalósuló 1,9 millió eurós beruházás révén az amerikai NI egyebek mellett új generációs tesztelési megoldásokat fejleszt.
Pályakezdők és évtizedes tapasztalattal rendelkezők is csatlakozhatnak a Paks II. szakembergárdájához. Az aktuális lehetőségeket a tavaszi állásbörzéken is meg lehet ismerni.