تصفیه فاضلاب فرایندی به شدت انرژی بر است. اما شاید در آینده نزدیک، تصفیه فاضلاب بتواند انرژی مورد نیاز خود را به تنهایی تامین کرده و حتی راهی برای تولید پلاستیک‌های سازگار با محیط‌زیست فراهم آورد.

محمود حاج‌زمان: تصفیه فاضلاب فرایندی به شدت انرژی‌بر است. تنها در ایالات متحده آمریکا، تصفیه فاضلاب انرژی معادل برق تولیدی 4 نیروگاه بزرگ این کشور را در سال مصرف می‌کند. اما شاید وضعیت همیشه به همین منوال باقی نماند و در آینده نزدیک، تصفیه فاضلاب بتواند انرژی مورد نیاز خود را به تنهایی تامین نماید.
به گزارش نیوساینتیست، گروهی به سرپرستی هونگ لیو از دانشگاه ایالتی اورگان طرح‌هایی را برای سلول‌های سوختی میکروبی در سر دارند که انرژی فاضلاب را احیاء، و به ازای هر لیتر فاضلاب حدود 2.87 وات انرژی تولید می‌کند. این میزان تقریبا دو برابر نیروی الکتریکی معمول برای چنین سلول سوختی است. محصول جانبی این سلول نیز می‌تواند برای تولید پلاستیک‌های ارزان و زیست تجزیه‌پذیر (Biodegradable) استفاده شود.
فاضلاب محتوی حجم عظیمی از انرژی است که در میان مولکول‌های آلی به دام افتاده است، اما دسترسی به این انرژی دشوار است. سلول سوختی اورگان بر پایه میکروب‌هایی کار می‌کند که به طور طبیعی مواد آلی را هضم می‌کنند تا آب تولید کنند. در یک سلول سوختی فاقد اکسیژن، الکترون‌های لازم برای ترکیب با پروتون و اکسیژن و تولید آب، با برقراری اختلاف پتانسیل بین کاتد و آند از درون میکروب‌ها بیرون کشیده می‌شود و یک جریان الکتریکی ایجاد می‌کند.
علاوه بر چلاندن مخلوط میکروب‌ها بر روی الکترودها، طرح سلول سوختی اورگان در نظر دارد تا الکترودهای به مراتب بیشتری را نسبت به نمونه‌های قبلی درون سلول سوختی قرار دهد. به گفته لیو، آزمایشگاه وی قصد دارد تا طی یک برنامه پنج ساله، میزان تولید این ابزار را افزایش داده و آن را ارزان‌تر سازد.
محصول جانبی تصفیه فاضلاب را نیز می‌توان به طور جداگانه مهار و استفاده کرد. این محصول چیزی جز گاز متان نیست. مهندسان مشغول کار بر روی روشی هستند که بتوان متان را به پلاستیک‌های زیست تجزیه‌پذیر تبدیل کند. این پلاستیک رویایی از مواد آلی ساخته می‌شود و ساختار آن به راحتی شکسته می‌شود. در حال حاضر، پلی‌هیدروکسی‌آلکانوات (PHA) بهترین گزینه زیست‌محیطی ممکن برای ساخت پلاستیک به نظر می‌رسد. اما پلاستیک‌های PHA توسط باکتری‌های اصلاح ژنتیکی شده‌ای تولید می‌شوند که از شکر تغذیه می‌کنند؛ فرایندی بسیار گران‌قیمت و پیچیده که رقابت PHA را با پلاستیک‌های متداول امروزی دشوار می‌سازد.
در گذشته نیز محققان از محصولات جانبی تصفیه فاضلاب برای تولید سوخت و گاهی اوقات حتی تولید پلاستیک استفاده می‌کردند، اما تمام این تلاش‌ها بر روی استفاده از «لجن» متمرکز بودند. از آنجایی‌که لجن از اجزای بسیار گوناگونی ساخته شده است، پلاستیک تولیدی آن از پایداری کمتری برخوردار بود. به همین دلیل مالی مورس و همکارانش در شرکت Mango Materials در کالیفرنیا بر روی استفاده از متان کار می‌کنند، یکی دیگر از محصولات جانبی اصلی که از تصفیه فاضلاب تولید می‌شود. متانوتروف‌ها -ارگانیزم‌های ساده‌ای که از متان تغذیه می‌کنند- در تبدیل متان به پلیمر، بسیار بهتر از باکتری‌ها در تبدیل شکر به پلاستیک عمل می‌کنند. متانی که از تصفیه‌خانه فاضلاب استحصال شده است، به همراه جریانی از اکسیژن و چند ماده غذایی دیگر به درون یک خمره از متانوتروف‌ها پمپ می‌شود. محصول نهایی یک پودر پلیمری است که می‌توان آن را از توده باکتری جدا کرد و آن را به شکل قرص‌هایی در آورد که برای تولید تجاری محصولات پلاستیکی استفاده می‌شود. مورس امیدوار است که پلاستیک فاضلابی آنها را بتوان برای تمام کاربردها، از مواد بسته‌بندی تا محصولات زیبایی استفاده کرد.
کریگ کریدل از دانشگاه استنفورد که از اعضای هیات مشاور شرکت است می‌گوید: «اگر متان به عنوان سوخت فروخته شود، ابتدا باید آن را تمیز و تصفیه کرد. پس از آن، هر 3 تا 4 کیلوگرم متان درآمدی بین 60 تا 80 سنت برای شما خواهد داشت. اما اگر همین میزان متان منجر به ساخت یک کیلوگرم پلاستیک شود، درآمد آن بین 4 تا 5 دلار خواهد بود. این ارزش افزوده عظیمی است که از تبدیل سوخت زیستی به پلاستیک حاصل می‌شود.»
 53275

کد خبر 240747

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
7 + 10 =