Een minder verspillende manier om met afvalwater om te gaan

Een Israëlisch bedrijf genaamd Emefcy heeft een proces ontwikkeld dat belooft de energieafvoer van afvalwaterzuivering te verminderen. Deze week investeerde Energy Technology Ventures, een joint venture tussen GE, NRG Energy en ConocoPhillips, in het bedrijf, waarmee het de allereerste investering van de onderneming in een niet-Amerikaans bedrijf markeert.

Conventionele afvalwaterzuivering verbruikt 2 procent van de wereldwijde stroomcapaciteit, zo'n 80.000 megawatt, tegen een kostprijs van $ 40 miljard per jaar.

Met behulp van conventionele microbiële brandstofceltechnologie en zijn eigen gepatenteerde engineering, haalt Emefcy energie uit afvalwater en genereert het genoeg om het hele behandelingsproces van stroom te voorzien. Bij de behandeling van bijzonder koolstofrijk industrieel afvalwater, zegt het bedrijf, produceert het proces overtollige elektriciteit die met winst kan worden teruggeleverd aan het net.

In microbiële brandstofcellen oxideren natuurlijk voorkomende micro-organismen afvalwater. Een anode en kathode, die op kritische afstand van elkaar in het water zijn geplaatst, creëren een elektrisch circuit van de elektronen die door deze oxidatie worden gewonnen.

Ely Cohen, Emefcy's vice-president marketing, zegt dat het proces van het bedrijf de totale kosten van afvalwaterzuivering met 30 tot 40 procent verlaagt door de uitgaven aan energie te elimineren, en ook de hoeveelheid slib die daarna moet worden afgevoerd met 80 procent vermindert.

Traditionele afvalwaterzuivering houdt in dat er lucht door het water wordt geperst om het te beluchten. Dit is ook belangrijk voor de activiteit van de microbiële cellen. Emefcy stelt meer afvalwater bloot aan lucht, maar zonder het energie-intensieve proces van lucht door water pompen. In plaats daarvan stroomt het afvalwater door een biogene reactor gemaakt van buizen met een diameter van 1,7 meter en een hoogte van vier meter. In de buizen stromen water en lucht naast elkaar, gescheiden door een membraan.

De reactor is opgesplitst in twee gebieden, zegt Emefcy-topman Eytan Levy. In één gebied is veel afvalwater, maar er is geen lucht. In het andere gebied is er wel lucht maar geen afvalwater. Deze twee gebieden worden gescheiden door een membraanwand en beide gebieden zijn verbonden met een elektrisch geleidend oppervlak waarop de bacterie groeit.

De door de bacteriën geproduceerde elektronen stromen naar de zuurstof in de lucht door nanodraden gemaakt van natuurlijk voorkomende haarachtige uitsteeksels die op het oppervlak van de microben worden gevonden. Onder deze reactoromstandigheden ontwikkelen de bacteriën het vermogen om deze pili om te zetten in elektrisch geleidend en gedraagt ​​het zich als een metalen draad, zegt Levy.

De gebruikte elektroden zijn gemaakt van een gecoate kunststof, waardoor ze goedkoper en gemakkelijker te onderhouden zijn.

Elke stack kan 10 kubieke meter afvalwater per dag verwerken en heeft een geplande levensduur van 15 jaar. Stacks kunnen modulair worden toegevoegd, waardoor grote investeringen vooraf in infrastructuur niet nodig zijn. Emefcy hoopt deze maand met de industriële productie te beginnen, met de eerste verkoop gepland voor begin 2012.

Itamar Willner, een professor aan het Institute of Chemistry aan de Hebreeuwse Universiteit, en auteur van een recent overzicht van biobrandstofceltechnologie in het tijdschrift Brandstofcellen , zegt dat het gebruik van microbiële brandstofcellen voor de decontaminatie van afvalwater een uitdaging blijft.

Er is een enorm verschil tussen een demosysteem en opschaling naar duizenden tonnen afvalwater, en een verschil tussen kunstmatig verontreinigd water dat wordt gebruikt voor laboratoriumtests en de echte wereld, waar je ander afval en verschillende materialen hebt, zegt Willner.

Lital Alfonta, een assistent-professor bij de afdeling Biotechnology Engineering aan de Ben-Gurion University, die genetisch gemanipuleerde microbiële brandstofcellen ontwikkelt, zegt dat er op internationale conferenties steeds meer opwinding is over de vooruitgang die door Emefcy is geboekt.

Ze gebruiken zeer goedkope materialen die toch het hoogst mogelijke vermogen opleveren, zegt Alfonta. Ze verbeterden ook de aanpak enorm door hun elektroden op elkaar te stapelen, wat een veel groter oppervlak opleverde.

Maar Alfonta zegt dat 80 procent van de energie die door de microben wordt gegenereerd daarbij verloren gaat, omdat de elektronen de elektroden nooit bereiken. Ze onderzoekt of de microben genetisch gemanipuleerd kunnen worden om de efficiëntie van de elektronenoverdracht tussen het micro-organisme en de elektrode van de brandstofcel te verbeteren.

Emefcy zal voorlopig tevreden zijn als haar schouwen energieneutraal blijken te zijn, met een klein overschot uit de industriële afvalwaterzuivering.

Als je een organisatie bent die op zoek is naar duurzame energie, kom dan niet naar ons, zegt Cohen. Ga naar wind. Ga naar zonne-energie. Als u een afvalwaterprobleem heeft, kom dan naar ons en we zullen een manier vinden die zeer kosteneffectief is en tot op zekere hoogte zelfs een energiepositieve oplossing kan zijn.

zich verstoppen