Inginerii Universității din Alberta au găsit o modalitate de a transforma deșeurile de grăsimi, ulei și grăsimi într-o sursă constantă de energie regenerabilă.

accelera

Într-un studiu recent, Bappi Chowdhury, student al masteratului în ingineria mediului, și colegii săi au descoperit că adăugarea de materiale conductoare la deșeurile ar putea transforma acestea într-o materie primă fiabilă, permițând o rată de producție cu până la 70 la sută mai mult biometan - o sursă de energie regenerabilă - dintr-un amestec de grăsime, ulei și grăsime și deșeuri alimentare obișnuite într-un digestor anaerob.

Deșeurile bogate în energie, umplute cu grăsime, se descompun extrem de lent, formând bariere care împiedică digestia microbiană sau plutesc la suprafață la instalațiile de tratare a deșeurilor, care colectează biometanul în acest proces. În ciuda potențialului lor energetic ridicat - grăsimile sunt compuse din lanțuri de carbon mai lungi care se degradează în mod natural în gaz natural - aceste substanțe ajung deseori în depozitele de deșeuri, unde se degradează încet și sunt eliberate în atmosferă, o problemă specială deoarece metanul este de aproximativ 30 de ori mai puternic decât dioxidul de carbon ca gaz care captează căldura.

Constatările ar putea avea implicații pentru municipalitățile care se luptă cu liniile de canalizare înfundate, instalațiile agricole industriale care se ocupă cu deșeurile de animale sau guvernele care speră să reducă impactul asupra climei.

„Ar putea rezolva o mulțime de probleme”, a spus Chowdhury, care a fost autorul principal al studiului. „Este energie durabilă, regenerabilă, pentru că, atâta timp cât vor exista oameni, vor exista risipa de alimente”.

Cheie cu carbon activat granular

Materialele conductoare au fost folosite de mult timp în tratarea apelor uzate și reziduale, dar numai în ultimul deceniu au fost folosite pentru a stimula producția de biometan.

O substanță precum cărbunele granular activat - materialul conductor cel mai eficient în noul studiu - este mai bine cunoscută pentru îndepărtarea compușilor care afectează mirosul și gustul apei tratate. Dar, potrivit lui Bipro Dhar, un U al unui profesor asistent de inginerie a mediului, cărbunele activ poate funcționa și ca un hub pentru microbii care doresc să arunce sau să preia electroni ca parte a proceselor biochimice.

„Poate schimba modul în care interacționează microbii”, a spus Dhar, care a supravegheat cercetarea lui Chowdhury. „Poate îmbunătăți în mod semnificativ cât de repede putem să degradăm aceste organice și să producem biometan”.

Studiul a implicat, de asemenea, adăugarea deșeurilor alimentare la amestec pentru a îmbunătăți randamentele. Chowdhury a găsit o rețetă optimă de 70 la sută de deșeuri alimentare - provenite din deșeurile de la HUB Mall din campusul U din A - și 30 la sută grăsimi, ulei și grăsimi de la GHD Canada, un partener industrial din Ontario. El a testat două materiale conductoare, cărbune activ granular și magnetit, pentru a vedea care funcționează mai bine. Primul material conductiv a redus timpul de descompunere de la 20 la 25 de zile la doar șapte.

Există un al doilea motiv pentru care cărbunele activ granular funcționează atât de bine. Microbii care descompun în mod natural lipidele și grăsimile cresc chiar pe materialele conductoare. O gamă mai largă de microbi rămâne în amestec în digestor, asigurând descompunerea mai eficientă decât ar fi singură.

"A existat o îmbogățire mai mare a microorganismelor", a spus Chowdhury. "Există atât de mulți microbi atașați la suprafață, încât creează mai mult echilibru."

Reducerea impacturilor climatice

Noul studiu este un schimbător potențial în tratarea deșeurilor organice, care reprezintă până la 40% din deșeurile municipale din Canada și cinci la sută din emisiile globale de gaze cu efect de seră.

Dhar enumeră o serie de scenarii potențiale. Dacă grăsimea, uleiul și grăsimile ar putea fi digerate ușor și fiabil, un oraș precum Edmonton ar putea accepta deșeuri agricole sau deșeuri de restaurante pentru a-și îmbunătăți tratarea deșeurilor organice. O fermă de păsări rurale ar putea trece de la transportul deșeurilor de sute de kilometri și ar putea opta pentru a genera energie și căldură la fața locului. O zonă rurală dintr-o țară în curs de dezvoltare ar putea genera mai multă energie electrică din deșeuri. Deoarece digestorii anaerobi pot funcționa la o gamă variată, fără o modernizare semnificativă, este o soluție care ar putea fi implementată la nivel global.

Dhar vede un alt avantaj în reducerea deșeurilor de metan, un gaz cu efect de seră mult mai puternic pe care mulți îl ignoră ca fiind un contribuitor la schimbările climatice.

"Problema majoră cu depozitele de deșeuri sunt deșeurile organice", a spus Dhar. "Orice fel de organice se vor degrada în cele din urmă și vor produce gaz metan."

În 2015, Epcor a estimat că a cheltuit 2 milioane de dolari pentru curățarea a 1.200 de kilometri de canalizare din Edmonton, împreună cu alte 1,6 milioane de dolari pentru inspectarea liniilor în tot orașul. În timp ce orașul are campanii „Depozitați-l, nu-l turnați”, grăsimea menajeră care înfundă liniile de canalizare ar putea fi într-o zi colectată ca o resursă valoroasă.

Mai întâi va fi nevoie de mai multă muncă, a remarcat Dhar. Asta înseamnă căutarea de materiale conductive și mai bune și mai ieftine, studii de fezabilitate economică și proiecte pilot extinse.

"Acesta este un proiect foarte important", a spus Dhar. "Avem o cantitate imensă de grăsimi, ulei și grăsimi produse în toată țara."