Zielona energia z oczyszczonych osadów ściekowych
Osad ściekowy jest produktem ubocznym oczyszczania ścieków. Jednak niezwykle energochłonne usuwanie osadów ściekowych może stanowić nawet 60% kosztów operacyjnych oczyszczalni ścieków. W projekcie MFC4SLUDGE ("MFC4Sludge": Microbial fuel cell technologies for combined wastewater sludge treatment and energy production) wzięły udział europejskie MŚP w celu opracowania odpowiedniej komercyjnej alternatywy dla istniejących metod oczyszczania osadów ściekowych. Aby zapewnić jak najmniejszy wpływ na środowisko bez generowania dodatkowego zapotrzebowania energetycznego po stronie oczyszczalni ścieków, konsorcjum przyjęło innowacyjne podejście. Partnerzy projektu opracowali zrównoważone rozwiązanie w postaci mikrobiologicznego ogniwa paliwowego (MFC) w połączeniu z etapem hydrolizy i acidogenezy fermentacji beztlenowej (HA-AD). Naukowcy wykorzystali te uzupełniające się technologie do opracowania systemu energetycznego ograniczającego stężenie związków organicznych w ściekach o ponad 90% przy jednoczesnej produkcji energii. Prace nad MFC koncentrowały się na poprawie wydajności i opłacalności systemu. Dzięki zaprojektowaniu strategii kontroli optymalnej wydajności oraz opracowaniu nowej konfiguracji ogniwa i katod udało się zrealizować ten cel. Zaprojektowano i zbudowano w skali laboratoryjnej komorę do fermentacji HA-AD i przeprowadzono wstępne testy zakresu operacyjnego. Zbadano ścieki powstałe w procesie częściowej fermentacji beztlenowej osadu ściekowego pod kątem zawartości lotnych kwasów tłuszczowych. Wyniki sugerują, że ścieki z częściowej fermentacji beztlenowej nadawały się do produkcji bioelektryczności w MFC. Opracowano ponadto modele matematyczne dla HA-AD, MFC i obu połączonych procesów. Projekt MFC4SLUDGE ograniczy wpływ osadów ściekowych na środowisko poprzez zmniejszenie ich ilości, a oferując nowe źródło energii przyczyni się do waloryzacji odpadów. Rozwiązania zaproponowane w projekcie nie ograniczają się jedynie do domowych oczyszczalni ścieków, ponieważ mogą być z powodzeniem stosowane w przemysłowych zakładach oczyszczania ścieków, zawierających wysokie stężenie azotu lub siarki, o skrajnie niskim pH lub stężeniu związków organicznych. Wyniki projektu wzmocnią ponadto konkurencyjność uczestniczących w nim MŚP dostarczając cennego know-how oraz przyczyniając się do wzrostu zatrudnienia. Są również dobrą zachętą do zastosowania osadów ściekowych w rolnictwie, zapewniając lokalnym władzom będącym operatorami oczyszczalni ścieków zgodność z Dyrektywą 86/278/EWG w sprawie osadów ściekowych.
Słowa kluczowe
Osad ściekowy, oczyszczanie ścieków, MFC4SLUDGE, mikrobiologiczne ogniwo paliwowe, etap hydrolizy i acidogenezy fermentacji beztlenowej
