污水处理厂是消耗大量能量。电力研究所2013年的一项研究,水研究基金会报告说,他们每年消耗300亿千瓦时的电力,或大约0.8%的总用电量在美国。

废水处理的高能源足迹是讽刺,因为废水中的有机物质包含五倍的能量处理厂使用,根据美国沼气协会。通过能源效率和减少处理工厂的能源足迹使用当前浪费能源可以省钱和减少温室气体排放。

尽管能源看似的,减少了化石燃料的需求处理厂是具有挑战性的,需要无数的方法。在世界各地,这个行业正在试验新技术,评估他们不仅能源好处也成本和意想不到的后果,如额外的废物流的管理。

大都会水填海地区更大的芝加哥- MWRD已经设定了一个目标是energy-neutral到2023年,在英国的工厂后,丹麦,和东方湾市政公用事业区在奥克兰,加利福尼亚州,实际上已超越零能源能源卖回电网。这些创新者是使用各种技术来减少它们所使用的电能通过能源效率和发电现场来抵消他们做什么用。

把泡沫

污水处理在发达国家通常包括四个主要步骤:主要治疗,这将固体从液体废弃物;二级处理,细菌分解溶解废物含有氨和其他污染物和剩余的固体是分开处理的液体;厌氧一步,固体的主要和次要的步骤是由微生物消化在一个没有氧气的密封罐;最后,消毒阶段。

细菌发挥关键作用分解我们的污水和工业废水通过使用有机污染物和无机营养物质如氨。但让他们快乐并不容易。他们需要特定条件下茁壮成长:最佳温度,食物和氧气。让细菌所需的氧气占四分之一超过一半的能源使用的污水处理厂。所以核电站运营商的重点是减少能源使用在这个步骤来提高能源效率。

传统植物注入空气罐的细菌做他们的工作,扩散通过小洞创建小氧气泡,细菌很容易访问。这个过程浪费大量的能量,因为大多数的泡沫上升到顶部和流行没有细菌使用它们。

这个行业一直在试图减少这种能量流失了几十年。最有前途的方法之一是一个叫做膜曝气生物膜反应器,或MABR。

而不是迫使空气进入细菌,运营商插入充满多孔膜管的大规模数据集。鼓风机移动低压空气进入管道。细菌聚集的外管,吸收氧气,通过创建一个氧浓度差,帮助更多的氧气扩散。

”实际上是要求氧气和细菌导致梯度,”格伦Vicevic说,执行产品管理的通用电气(General Electric)的水和过程技术,这使得一个版本的技术,ZeeLung, MWRD测试在O ' brien在科水回收工厂,伊利诺斯州。通用电气估计,根据现有的工厂设计和操作,ZeeLung是四倍比传统的强制通风节能曝气。

提振沼气

捕获的能量浪费在大型工厂废水标准,使用坦克被称为厌氧消化器或沼气消化器有机固体主要和次要的步骤分解为甲烷和二氧化碳。细菌再做这项工作,但这一次没有氧气。由此产生的甲烷可以捕获,沼气发动机燃烧来产生电力和热能,可用于工厂的操作。也可以升级到天然气质量和管道。

只有35%的美国植物从沼气发电,部分原因是大多数污水处理设施在美国相对较小。“为了节省成本,你必须是一个相当大的设施,至少每天500万加仑的污水处理,”维吉尼亚州卢说,能源效率研究办公室的经理加州能源委员会。

植物不产生足够的气体经常打扰发电燃烧掉。增加电池存储可以允许他们储存足够的能量,使其使用价值,卢说。“我认为会有更强调试图利用尽可能多的在未来沼气来抵消购买电力和减少他们的碳足迹。”

氨分解

MRWD减少能源使用的另一种方式是与一个叫做氨氧化细菌。氨,废水中的污染物,被挑战中和在废水处理。它通常是由细菌分解在曝气过程中在二级处理,但需要更多的能量来处理它比其他任何污染物。“氨是你最高空气曝气过程的需求,”皮埃尔MWRD执行董事大卫说。

热泪盈眶¼蒙古包,威立雅水解决方案和技术的子公司,商标这一过程被称为ANITA混合氧化物燃料更好地处理氨。销售塑料运营商,看上去有点像蜂窝麦片,无数表面主机氨氧化和ammonia-oxidizing细菌。这两种类型的细菌是最需要移除的氨-约80%至85%。MWRD是使用液体中的安妮塔混合氧化物燃料分解氨污泥之前进入曝气的一步。

“如果你可以打破,氨在厌氧过程中,需求的空气明显减少,”皮埃尔说。“它承诺减少60%的电力使用在你的工厂。这是巨大的。”

MWRD灵感来源于Marselisborg污水处理厂在丹麦,皮埃尔说,2015年是能够产生153%的能源使用,由于安妮塔混合氧化物燃料和其他节能措施以及沼气发电。ANITA氧化物也被使用在另一个植物在丹麦;两个在瑞典;在纽波特纽斯,弗吉尼亚州;和达勒姆,北卡罗莱纳。

结合其他能源努力,包括太阳能电池板工厂,MWRD预计很快就会产生90%的能源使用。

“我们试图从运行浪费工厂转移到资源回收设施,”皮埃尔说。

艾丽卡给是一个独立的记者。这篇文章最初发表在网站上Ensia。