Forskere opfinder billigere og grønnere spildevandsrensning

En ny energieffektiv proces udviklet på Murdoch University skal revolutionere spildevandsrensning ved at reducere industriens elektricitetsforbrug markant.

Dr. Ralf Cord-Ruwisch og Dr. Liang Cheng, sammen med to ph.d.-studerende har designet et nyt spildevandsrensningssystem, der kræver mindre end halvdelen elektricitet for at fungere, og et nyt selskab er ved at blive dannet for at kommercialisere teknologien.

Med den nuværende spildevandsbehandlingsteknologi i Australien, der er mere end 100 år gammel, Dr. Cord-Ruwisch mener, at tiden er inde til en mere energieffektiv tilgang.

"På nuværende tidspunkt størstedelen af ​​den elektricitet, der forbruges af landets spildevandsrensningsanlæg, bruges til at ilte spildevand som en del af rensningsprocessen, og dette design har potentialet til at revolutionere dette, " sagde Dr Cord-Ruwisch.

"Vi kan ikke kun tilbyde betydelige driftsbesparelser for vandværksoperatører ved at reducere mængden af ​​elektricitet, der kræves med mindst 50 procent, men denne nye proces kan også dramatisk sænke CO2-fodaftrykket i forbindelse med behandling af vores spildevand."

Dr. Cord-Ruwisch sagde, at få en dybere forståelse af de bakterier, der nedbryder og behandler organisk affald i vandet, var et vigtigt første skridt i udviklingen af ​​det nye system, som er designet omkring disse naturligt forekommende, nyttige bakterier.

"Alt det hårde arbejde med at nedbryde organisk materiale i spildevand udføres af en række levende bakterier, som kan dyrkes i en form, vi omtaler som 'biofilm' under behandlingsprocessen, Dr. Cord-Ruwisch forklarede.

"Som mennesker, disse levende bakterier kræver ilt for at fungere og overleve, og i traditionelle renseanlæg, der bruges meget elektricitet til at pumpe luftbobler gennem spildevandet for at lade denne bakterie 'ånde'.

"Dette er ikke en meget energieffektiv proces, da disse luftbobler kun er omkring 20 procent ilt, og resten af ​​det er nitrogen, som ikke er påkrævet."

Forskerholdet mente, at der måtte være en mere effektiv måde at levere ilt til disse vandlevende bakterier på end at sende luftbobler til dem gennem spildevandet.

"Som mennesker, vi fylder ikke vores lunger med vand og pumper så luftbobler ind i dem for at modtage ilt, vi trækker simpelthen luften direkte ind i vores lunger. Hvorfor skulle den måde, bakterierne optager ilt på, være anderledes?" sagde Dr. Cord-Ruwisch.

Det nye rensningsanlægsdesign opererer efter konceptet 'passiv beluftning', hvorved vandet drænes fra behandlingsreaktorerne, efterlader bakterierne på en understøttet 'biofilm' og udsætter dem direkte i fri luft i en periode.

Denne eksponering gør det muligt for bakterierne at optage den nødvendige mængde ilt for at fungere, før de igen nedsænkes i spildevandet for at absorbere og opbevare flere forurenende stoffer.

"Dette ligner den måde, hvorpå en hval flyder på vandoverfladen, tager nok ilt fra luften ind i lungerne til at opretholde sig selv, før den sænker sig, " sagde Dr Cord-Ruwisch.

Bakterierne kan derefter fortsætte deres arbejde med at fjerne organiske kulstof- og nitrogenforurenende stoffer fra spildevandet på en måde, der producerer væsentligt færre drivhusgasser, lugt og slam.

Med et foreløbigt patent på processen, holdet har dannet en virksomhed, der har ambitioner om at fremstille forarbejdningsanlægget i industriel skala og søger i øjeblikket partnere til at kommercialisere teknologien.