Neue Klärschlammbehandlung erhöht die Erdgasausbeute um 200 %

Dieses hochreine Gas dient als direkter, klimafreundlicher Ersatz für fossile Brennstoffe und kann zur Beheizung äusern, zur Stromerzeugung und zur Energieversorgung des Verkehrs mithilfe bestehender Infrastruktur genutzt werden.

„Diese Technologie wandelt im Grunde bis zu 80 Prozent des Klärschlamms in etwas Wertvolles um“, sagte Birgitte Ahring, Professorin im Bioproducts, Sciences, and Engineering Laboratory der WSU und an der Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering.

„Wenn wir diese Arbeit auf andere organische Materialien übertragen können, werden wir eine Abwasserbehandlungstechnologie haben, die in Bezug auf die Effizienz weltweit führend ist“, fügte der korrespondierende Autor hinzu.

Technik, Energie und Einsatz

Hohe Umwandlungsrate Mit rund 15.000 Einrichtungen, die landesweit betrieben werden, stellt die Abwasserbehandlung einen massiven und stetigen Belastungsfaktor für das amerikanische Stromnetz dar.

Diese Anlagen sind berüchtigt für ihren hohen Energieverbrauch und verbrauchen fast 4 Prozent des gesamten Stromverbrauchs des Landes zur Behandlung kommunalen Abfalls. Für viele kleine Gemeinden ist die lokale Kläranlage nicht nur ein Versorger, sondern der größte Stromverbraucher im gesamten Gebiet.

Darüber hinaus emittiert die Abwasserbehandlung jährlich 21 Millionen Tonnen Treibhausgase. Diese Anlagen sind langsam und unordentlich, da sie anaerobe Verdauung zur Abfallbehandlung nutzen.

Mikroben haben Schwierigkeiten, die zähen, komplexen

Mikroben haben Schwierigkeiten, die zähen, komplexen Moleküle in menschlichen Abfällen abzubauen, und hinterlassen Berge von „Biosolids“, die normalerweise auf Deponien landen. Das WSU-Team entwickelte einen zweistufigen Ansatz.

Durch die Integration einer fortschrittlichen Vorbehandlung mit einem neuartigen Bakterienstamm hat das Team ein „Kreislauf-Bioökonomie“-Modell geschaffen, das die aktuellen Standards der Abwasserbehandlung übertrifft. Zuerst wurde im Vorbehandlungsschritt der Schlamm auf hohe Temperaturen erhitzt und dem Sauerstoff ausgesetzt.

Unter Druck wirkt der Sauerstoff wie eine chemische Kettensäge und zerkleinert lange Molekülketten in mundgerechte Stücke für die Bakterien. Danach wurde ein neu entdeckter, patentierter Bakterienstamm hinzugefügt.

Im Gegensatz zu vielen industriellen Methoden,

Im Gegensatz zu vielen industriellen Methoden, die auf giftige Chemikalien oder teure Katalysatoren angewiesen sind, ist dieser Pilz pflegeleicht. „Dieser Pilz braucht nichts – er ist ein Arbeitstier.

Er braucht keine organischen Zusatzstoffe oder viel Pflege. Er kommt gut mit Wasser und einer Vitaminpille zurecht“, stellte Ahring in der Pressemitteilung fest.

Reduzierung der Behandlungskosten Der bakterielle Stamm wandelt Kohlendioxid und Wasserstoff in 99 Prozent reines Methan oder erneuerbares Erdgas um. Dieser Effizienzgewinn halbierte die Behandlungskosten nahezu und senkte sie von $494 auf $253 pro Tonne.

Mit einem Patent, das über das

Mit einem Patent, das über das Office of Innovation and Entrepreneurship der WSU gesichert wurde, arbeitet das Team nun mit der Industrie zusammen, um die Technologie für den kommerziellen Einsatz zu skalieren. Professor Ahring merkt an, dass das System den Methanyield maximiert und gleichzeitig gas erzeugt, das für Pipelines geeignet ist.

Das Projekt kombiniert fortschrittliche Vorbehandlung mit biologischem Aufwerten, um ein neues, skalierbares Modell für die Kreislaufbioökonomie zu schaffen und die Abfallwirtschaft in ein hocheffizientes Energierückgewinnungssystem zu verwandeln.

Wenn sie erfolgreich sind, könnten die 21 Millionen Tonnen Treibhausgase, die derzeit äranlagen emittiert werden, der Vergangenheit angehören. Die Ergebnisse wurden im Chemical Engineering Journal berichtet.