Odzyskiwanie energii za pomocą zintegrowanego procesu oczyszczania ścieków
Przemysł mleczarski należy do sektorów najbardziej szkodliwych dla środowiska. Wytwarza on duże ilości ścieków zawierających trudne do usunięcia związki nieorganiczne i organiczne. Ścieki można oczyszczać elektrochemicznie w celu usuwania tłuszczy, olejów oraz stałych i rozpuszczonych odpadów mlecznych, które są odporne na konwencjonalne metody chemiczne lub biologiczne, jednak takie rozwiązanie jest energochłonne. Aby rozwiązać ten problem, w ramach projektu REWAGEN (Electrochemical water treatment system in the dairy industry with hydrogen recovery and electricity production), finansowanego ze środków UE, opracowano samowystarczalną oczyszczalnię ścieków zasilaną elektrycznie. Naukowcy pracowali nad możliwością wykorzystania wodoru wytwarzanego podczas oczyszczania elektrochemicznego do zasilania całej instalacji. W tym celu oddzielono tłuszcze i oleje od wody ściekowej przy pomocy prądu elektrycznego, dzięki któremu krople oleju łączą się ze sobą na granicy między olejem i wodą. Następnie w ramach dwóch etapów oczyszczania elektrochemicznego zawiesina stałych odpadów uległa koagulacji, a materia organiczna strącała się, co pomogło w usunięciu jej z wody, lub uległa rozkładowi. Po zakończeniu tych dwóch etapów przeprowadzono proces odsalania, stosując technologię pojemnościowej dejonizacji przy niskim zużyciu energii i bez środków chemicznych. Wodór będący produktem ubocznym tego procesu elektrochemicznego został następnie odzyskany, oczyszczony i zmagazynowany w ogniwie paliwowym, które służyło potem jako zapasowy generator mocy. W ten sposób odbył się cały zamknięty cykl opracowany w ramach projektu REWAGEN. Woda wytwarzana przez wodorowe ogniwo paliwowe jako odpad poddana została recyklingowi. W ramach projektu REWAGEN opracowano technologie elektrochemiczne w skali laboratoryjnej, umożliwiające usuwanie ze ścieków tłuszczów, olejów oraz do 98% odpadów stałych. Przygotowano także proces gromadzenia i oczyszczania gazu wodorowego. Partnerzy projektu opracowali instalację wykorzystującą technologie, które do tej pory nie były łączone z procesem odzyskiwania wodoru. Po rozbudowaniu systemu oczyszczania ścieków do skali wymaganej w przemyśle mleczarskim powinien on pozwolić na obniżenie kosztów dzięki zmniejszeniu zużycia energii i wody. Ponadto innowacyjna metoda opracowana w ramach projektu REWAGEN przyniesie korzyści branży ogniw paliwowych dzięki konwersji wytwarzanego elektrochemicznie wodoru na energię.
Słowa kluczowe
Odzyskiwanie wodoru, oczyszczanie wód ściekowych, uzdatnianie elektrochemiczne, REWAGEN, przemysł mleczarski