استفاده از سلول سوختی برای به دست آوردن انرژی از تصفیه آب و فاضلاب ، مسیر جذابی را برای ایجاد ارزش بوجود آورده است.

در فرآیندهای امروزی ، آب‌های زیرزمینی مورد استفاده برای آشامیدن معمولاً برای حذف متان تصفیه می‌شوند.

روی آوردن به فناوری انرژی برای تصفیه آب

فن آوری های سلولی سوخت به عنوان یکی از راه های پایداری برداشت و تصفیه آب‌های زیرزمینی مورد نظر قرار گرفته است.

متان معمولاً در آب‌های زیرزمینی یافت می‌شود و اگر آب برای شُرب مصرف شود ، باید به عنوان بخشی از فرآیند تصفیه متان از آب حذف شود.

Enhanced Renewable Methane Production System Benefits Wastewater Treatment  Plants, Farms, and Landfills (ANL-IN-05-079) | Argonne National Laboratory

در حالیکه مدتهاست که در موتورهای احتراق داخلی از متان حاصل از تصفیه فاضلاب استفاده می‌شود ، اما کارایی نسبتاً ضعیف آنها هنگام استفاده از گاز غنی از متان ، منجر به رویکردهای جایگزین شده است.

یک مطالعه که اخیراً در هلند انجام شده ، ثابت کرده است که می‌توان متان استخراج شده از تصفیه آب و فاضلاب را برای تأمین انرژی سلول‌های سوختی اکسید جامد (SOFC) استفادده کرد.

یک تصفیه خانه در شهر اسپاننبورگ ، هلند با استفاده از برج های خلاء ، آب زیرزمینی را با غلظت متان ۴۵ میلی گرم در لیتر بازیابی و تصفیه کرد.

از کربن فعال شناور برای حذف آثاری از سولفید هیدروژن از گاز بازیابی شده استفاده شد ، در همین حال از اصلاح بخار برای سلب هیدروژن از متان برای استفاده در سلول سوختی الکتروشیمیایی استفاده شد.

“این فرایندهای اضافی باعث می شود که سیستم از کارآیی کمتری برخوردار باشد .”

برای کارکرد سلول سوختی اکسید جامد و جلوگیری از آسیب رساندن به ترکیبات گوگرد ، پردازش بیشتر گاز ، از جمله تمیز کردن و اصلاح ، نیاز است.

بر اساس این مطالعه ، متان بازیافت شده در اسپاننبورگ قادر به اجرای یک سیستم SOFC 915 کیلوواتی بود که بیش از نیمی از کل انرژی الکتریکی مورد نیاز نیروگاه را تأمین می کرد.

در نتیجه ، میزان انتشار گازهای کلی به میزان ۱۷.۶ درصد یا در حدود ۱۷۹۴ تن CO2 کاهش یافت.

گاز گلخانه ای به مقدار قابل توجه

متان به طور معمول از باکتری ها و تجزیه مواد آلی یا رسوبات گاز طبیعی مشتق می‌شود ، همچنین یک گاز گلخانه ای قابل توجه است.

پس از حذف این گاز از آب و دفع پس از آن با تهویه هوا یا شعله ور شدن می تواند به معنای این باشد که فرآیندهای تصفیه آب به یک عامل بزرگتر در گرم شدن کره زمین تبدیل می شوند.

“متان حاصل از تصفیه فاضلاب مدت‌هاست که در موتورهای احتراق داخلی مورد استفاده قرار می گیرد ، اما کارایی نسبتاً ضعیف آنها هنگام استفاده از گاز غنی از متان منجر به کاوش رویکردهای جایگزین شده است.”

بررسی دقیق فناوری سلول سوختی

سلول‌های سوخت جامد اکسید انعطاف پذیر هستند و می‌توانند به طور بالقوه تا ۶۰ درصد به بازده الکتریکی برسند ، که دور از موتورهای معمولی نیست.

تلاش‌های دیگری نیز برای استفاده از متان و سایر مواد حاصل از تصفیه فاضلاب در سلول‌های سوختی صورت گرفته است.

به عنوان مثال از سلول‌های سوختی میکروبی (MFC) برای تصفیه طیف وسیعی از آلاینده های فاضلاب استفاده شده است و می تواند به طور مستقیم از جریان فاضلاب ، انرژی و همچنین مواد شیمیایی مفید تولید کند.

سلول های سوختی میکروبی و باکتریایی می توانند از مواد زائد غنی از مواد آلی مانند آنچه در گیاهان تصفیه آب وجود دارد ، جریان الکتریکی تولید کنند.

گسترس بازار سلول های سوختی میکروبی

طبق یک گزارش و تجزیه و تحلیل داده ها ، پیش بینی می شود بازار جهانی باطری های سوختی میکروبی تا سال ۲۰۲۶ به ۱۹.۵ میلیون دلار برسد ، که عمده آن برای تصفیه آب تمیز است.

اگرچه این یک رقم متوسط جهانی است ، اما پتانسیل قابل توجهی برای تأثیر فن آوری های سلول سوختی در بخش تصفیه آب وجود دارد.

یک فرصت بزرگ در بازار تصفیه آب

دکتر میکائلا کندال ، مدیر اجرایی سلول سوخت مستقر در انگلیس ، می‌گوید:

“فرآیندهای الکتروشیمیایی کارآمد و تمیز موجود در باطری های سوختی ، فرصتی بزرگ برای بهبود پایداری در بخش تصفیه فاضلاب با استفاده موثرتر از مواد اولیه موجود در آب است.” .

وی اضافه کرده: “این فرایندها نه تنها کیفیت آب را بهبود می بخشند بلکه می توانند روند تصفیه را برای تأمین انرژی پاک و منابع بالقوه ارزشمند نیز مهار کنند.

“سلول‌های اکسید جامد میکروتوبولار سوختی ، قادر به کار در جریان‌های فاضلاب خام بدون نیاز به اصلاح بخار خارجی هستند.

وی نتیجه گیری می کند: “

“با ظهور فن آوری های جدید باطری سوختی و افزایش حجم تولید ، همه پیش بینی ها نشان می دهد که کاهش سریع قیمت باطری های سوختی در این کارت ها وجود دارد و این فناوری را به گزینه ای آشکار برای بازیابی انرژی در فرآیندهای تصفیه آب تبدیل کرده است.”

روزهای ابتدایی استفاده از فناوری باطری سوختی در فرایندهای تصفیه آب است ، اما شواهد فزاینده ای در مورد مزایای قابل توجه آنها وجود دارد.

استفاده گسترده می تواند این بخش را با محیط زیست سازگارتر کند و همزمان اقتصاد تصفیه آب را بهبود بخشد.

منبع: Aquatech

ارسال پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای مورد نیاز با * مشخص شده اند.پر کردن این فیلد ضروری است *

EnglishIran