به گزارش پایگاه خبری تحلیلی خطوط، این روش علاوه بر مدیریت پسماند، به تولید انرژی تجدیدپذیر و کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای نیز کمک می‌کند. استفاده از لجن فاضلاب در ایران می‌تواند بعنوان یک راهکار دوگانه مطرح شود، باتوجه به مشکل مدیریت پسماند شهری و صنعتی از جمله لجن فاضلاب که در کشور ما وجود دارد، دفع یا سوزاندن آنها مشکلات زیست محیطی جبران ناپذیر خواهد داشت، بنابراین این فناوری نه تنها از حجم پسماند‌ها می‌کاهد بلکه از طریق تولید انرژی برق به کاهش ناترازی انرژی و افزایش سهم انرژی از منابع انرژی تجدیدپذیر نیز کمک می‌کند.
انواع روش‌های استحصال انرژی از فاضلاب:
۱) تولید بیوگاز از لجن فاضلاب ((anaerobic digester
فرآیند:در تصفیه خانه‌های فاضلاب، لجن باقی مانده در مخازن هضم بی هوازی تولید گاز متان (CH۴) می‌کند. دراین فرآیند، میکروارگانیسم‌ها مواد آلی را در غیاب اکسیژن تجزیه می‌کنند.
کاربرد:متان حاصل شده بعنوان سوخت در تولید برق، گرمایش یا حتی پس از تصفیه برای تزریق به شبکه گاز شهری می‌توان استفاده کرد.
۲) استفاده از حرارت فاضلاب:
فاضلاب خروجی از منازل، تاسیسات و صنایع به علت میزان آب گرم مورد استفاده دمای نسبتا بالایی دارد، بااستفاده از مبدل‌های حرارتی و پمپ‌های حرارتی می‌توان این گرما را بازیافت کرد و در تولید برق در سیستم‌های خاص و حتی در گرم آب گرمایش فضا می‌توان استفاده کرد.
۳) استفاده از سلول‌های سوختی میکروبی:
در این روش، باکتری‌ها در یک پیل سوختی، مواد آلی موجود در فاضلاب را تجزیه کرده و همزمان با تصفیه، الکترون آزاد می‌کنند که قابل جمع آوری به شکل جریان برق می‌باشند. این فناوری هنوز در مرحله آزمایش است و دارای پتانسیل بالایی می‌باشد.
۴) تولید هیدروژن:
بااستفاده از فرآیند‌های بیولوژیکی خاص یا فرآیند‌های فتوالکتروشیمیایی می‌توان از فاضلاب هیدروژن تولید کرد که بعنوان سوخت پاک بسیار ارزشمند است.
۵) استفاده از جامدات آلی فاضلاب برای تولید انرژی حرارتی:
برای تولیدبخار، خشک کردن و سوزاندن جامدات آلی باقیمانده در فاضلاب گرمای زیادی تولید میشود که از آن می‌توان برای تولید برق استفاده کرد.
فناوری COD,BOD
میزان استحصال انرژی از فاضلاب به عوامل مختلفی مانندنوع فاضلاب، میزان بار آلی بکاررفته و مقیاس تاسیسات وابسته است؛ در ادامه حدود تقریبی استحصال انرژی برای برخی از روش‌ها آورده شده است.
۱) تولید بیوگاز از لجن فاضلاب (هضم بی هوازی)
میزان تولید بیوگاز:به طور متوسط.۶ تا.۸ مترمکعب بیوگاز به ازای هرکیلوگرم مواد آلی تجزیه پذیر.
محتوا انرژی بیوگاز:حدود ۲۰ تا ۲۵ مگاژول بر مترمکعب معادل ۵.۵ تا ۷ کیلووات ساعت، در عمل به ازای هر.۵ مترمکعب فاضلاب خام ۲ کیلووات ساعت انرژی در قالب برق یا گرما می‌توان تولید کرد.
۲) استفاده از حرارت فاضلاب:
میزان انرژی گرمایی قابل بازیافت: حدود ۱.۵ تا ۲ کیلووات ساعت به ازای هر مترمکعب فاضلاب با دمای ۲۰ تا ۲۵ درجه سانتی گراد.
بازیافت از طریق پمپ‌های حرارتی:بازدهی پمپ‌های حرارتی می‌تواند بین ۳ تا ۵ باشد، یعنی هرواحد برق مصرفی می‌تواند تا ۵ برابر انرژی گرمایی بازیافت کند.
۳) سلول‌های سوخت میکروبی:
بازدهی انرژی آنها هنوز پایین است (حدود.۰۱ تا.۱ کیلووات ساعت به ازای هرمترمکعب فاضلاب) بیشتر در مرحله آزمایشی است. پتانسیل آینده این فناوری بیشتر است، اما هنوز از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.
۴) سوزاندن جامدات فاضلاب:
میزان انرژی:حدود ۱۰ تا ۱۵ مگاژول به ازای هرکیلوگرم لجن خشک معادل با ۲.۸ تا ۴.۲ کیلووات ساعت، بازده کلی تولید برق ممکن است حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد باشد، بنابراین خروجی قابل استفاده کمی کمتر خواهد بود.
نمونه‌های عددی ساده:
برای یک شهر با جمعیت حدود ۱۰۰ هزار نفر
تولید روزانه فاضلاب، حدود ۱۵۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ مترمکعب
انرژی قابل استحصال از بیوگاز، ۱۵۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ کیلووات ساعت در روز
میزان آلودگی ناشی از تولید انرژی از فاضلاب بسته به نوع فناوری به کاررفته متفاوت است، اما به طور کلی بسیار کمتر از سوخت‌های فسیلی است. در ادامه به تفکیک روش ها، میزان و نوع آلودگی خواهیم پرداخت.
آلودگی مستقیم:اگر گاز متان بدون احتراق رها شود، اثر گلخانه‌ای شدید دارد، ۲۵ برابر قویتر co۲
در صورت احتراق:انتشار دی اکسید کربن (CO۲)، مقادیر کمی اکسید‌های نیتروژن (NOX) و گوگرد (SOX)
نکته مثبت:از منابع زیستی به دست می‌آید.
۲) پمپ حرارتی برای بازیافت حرارت فاضلاب:
آلودگی مستقیم:ندارد.
آلودگی غیرمستقیم:وابسته به برق مصرفی پمپ، اگر برق از منابع فسیلی تامین شود CO۲ تولید میشود، اگر با برق تجدیدپذیر کار کند بسیار پاک تلقی میشود.
۳) سلول‌های سوختی میکروبی: (MFC)
آلودگی ناچیز دارد و انتشار مستقیم آلاینده وجود ندارد.
فناوری بسیار پاک است، اما در مراحل توسعه اولیه قرار دارد.
لجن خشک (سوزاندن جامدات فاضلاب)
بسته به کنترل آلایند‌ها ممکن است شامل انواع آلودگی: CO۲ دی اکسید کربن، NOX اکسید‌های نیتروژن، PM ذرات معلق، فلزات سنگین و گاهی برای کنترل آلودگی هوا نیاز به سیستم تصفیه دود وجود دارد.
حسین سلطانی آلیکوهی