تولید برق از فاضلاب شهری/وقتی نور چراخ خانه از فاضلاب تامین می‌شود
شهریار تبریز/ مهراب محرابی‌نیا: فرایند تولید انرژی در بعضی از فازهای تحقیقاتی حالت هیجان انگیز تری به خود گرفته است. به عنوان، مثال تولید انرژی از کثیف ترین آب شهری، فاضلاب، را تصور کنید.
جایگاههای تصفیه آب و فاضلاب قبل از بازگشت فاضلاب به محیط زیست آنرا تمیز می‌کنند. این فرایندی است که به زمان، هزینه و انرژی زیادی نیاز دارد. اما چطور می‌شود اگر خود فاضلاب به انرژی تبدیل شود؟
پژوهشگران رشته آب، در سالهای اخیر، به طور جدی به دنبال روشهایی هستند که بتوانند با استفاده از باکتری مکانیزم‌هایی برای تصفیه آب پیدا کنند که با محیط زیست سازگار باشند که نتیجه آن، آب پاکیزه با هزینه‌های انرژی صفر و بدون آلودگی و البته تولید انرژی الکتریسیته باشد. در این ارتباط علاوه بر روش‌های مرسوم تصفیه آب، هر سال روشهایی ابداعی جدیدی معرفی می‌شود که خلاصه‌ای از یکی از جالب‌ترین پروژه‌های اجرا شده در این ارتباط(iMETland) ارائه می‌شود.
واحدهای آزمایشی این پروژه که به ظاهر شبیه پارک هستند، در شهر «کاریون دلوس سسپدس» در نزدیکی سویل اسپانیا قرار دارند که برای انجام آزمایشات از پساب شهرهای نزدیک استفاده می‌کنند. در اینجا بوی فاضلاب به استشمام نمی‌رسد و آب بوسیله روش طبیعی و با استفاده از میکرو ارگانیسم زیرزمینی تصفیه و پالایش می‌شود.
در واقع بعضی از میکروب‌ها، به مانند مواد هادی جریان الکتریسته عمل می‌کنند، بطوریکه باکتریها از این طریق ته نشین می‌شوند و طی فرایند الکتروشیمایی تولید انرژی می‌کنند. الکتروباکتریها می‌توانند آب را ۱۰ برابر سریع‌تر از روش‌های معمول تصفیه کنند. از این رو، محل تصفیه آب به جای شن، مواد هادی جریان الکتریسیته است.
آبراهام استو نونز، محقق بیوتکنولوژی زیست محیطی و مسئول هماهنگ کننده پروژه iMETland درباره این روش می‌گوید: پسابها از شهرهای نزدیک وارد سیستم می‌شوند. در این روش، به هیچ منبع خارجی برای تامین انرژی نیاز نیست. در واقع، الکتروباکتریهایی که می‌توانند الکتریسیته تولید کنند وارد واکنش با این مواد می شوند.
این باکتریها سطح مواد هادی الکتریسیته را پوشانده و مانند یک تکیه گاه فیزیکی عمل کرده و همزمان باعث تسریع فرایند متابولیک پالایش آب می‌شوند. نتیجه کار، آب کاملا پالایش شده‌ای است که بدون مصرف انرژی به دست می‌آید.
در این روش از باکتری استفاده می‌شود تا هر ارگانیسمی را به الکتریسیته تبدیل کند و این چرخه ادامه دارد. همانطور که می‌دانید برخی از جایگاههای تصفیه از باکتری استفاده می‌کنند. آنها سلول‌های سوخت مایکرو را توسعه می‌دهند تا فعالیت باکتریها را به سمت تولید انرژی هدایت کنند. باکتری پسماند ارگانیک را می‌خورد و الکترون آزاد می‌کند و از این طریق برق تولید می‌شود.
خوان خوزه سالاس رودریگز، مدیر مرکز تحقیقاتی فن آوری‌های جدید تصفیه آب در اسپانیا می‌گوید که استفاده از این فن آوری تنها منحصر به اینجا نمی‌شود و می‌توان آن را در سراسر جهان به کار برد. ثابت شده است که این فناوری می‌تواند در مناطق با آب و هوای سرد نیز کار کند. فراموش نکنیم که زیست توده‌هایی که آب را پاک می‌کنند زیر لایه‌های خاک قرار دارند، در نتیجه در دمای کم هم می‌توانند کار کنند و به همین شکل آب را تصفیه کنند.
در راکتورهای قدیمی از فلزات و مواد گران قیمت استفاده می‌شد ولی در راکتورهای جدید از مواد ارزان قیمت و دوستدار محیط زیست استفاده می‌شود.
محققان این طرح اروپایی در دانمارک برروی مواد مختلف رسانای الکتریسیته کار می‌کنند که هم جریان الکتریسیته را به خوبی از خود عبور دهند و هم ارزان قیمت باشند.
کارلوس آریاس، محقق زیست‌شناسی آبزیان از دانشگاه «آرهوس» در دانمارک می‌گوید: "ماده‌ای که به کار می بریم پسماند نفتی است و باکتریهای الکتریکی به سطح آن می‌چسبند. این ماده یک رسانا است، در نتیجه جریان الکتریسیته در سطح آن به تجزیه و شکستن مواد آلی کمک می‌کند. "
محققان با کمک الکترودهای شیشه‌ای جریان برق تولید شده را اندازه گیری می‌کنند. آنها همچنین نمونه‌های مختلفی از آب پالایش شده را بررسی می‌کنند تا ببینند آب تا چه میزان پاک شده است.
کارلوس آریاس در این زمینه می‌گوید: برای اینکه بدانیم کدام ماده در کدام ستون بازدهی بیشتری دارد باید دریچه‌هایی (سوپاپهایی) در سطوح مختلف بگذاریم تا همبستگی بین جریان الکترونها و میزان پاک شدن آب را پیدا کنیم.
برای یافتن مواد بهتر برای این روش سریع و پاک تصفیه پساب، به تحقیقات بیشتری نیاز است. دانشمندان امیدوارند این فناوری درسرتاسر جهان با استقبال روبرو شود.
در فاز اول این پروژه، الکتریسیته لازم برای تصفیه فاضلاب؛ به جای تامین شدن از بیرون، توسط خود مکانیزم تولید می شود، ولی محققان در تلاش هستند با بهینه سازی این روش، قسمتی از الکتریسیته تولیدی را ذخیره کرده و در اختیار شهروندان خانگی برای استفاده قرار دهند.
____________________________________
*مترجم
http://imetland.eu/news/turning-urban-sewage-clean-water-thanks-electric-bacteria/
لینک اصل خبر در سایت شهرداری تبریز
نظرات