Les innovations de technologie transforment des usines d'eau usagée en producteurs d'énergie

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Leurs affaires principales peuvent nettoyer l'eau pour le boire et d'autres buts humains. Mais aujourd'hui, la quelques eau et équipements de traitement des eaux résiduaires se transforment également en centrales de petite taille. L'idée est d'employer les processus qui ont lieu à ces équipements pour produire de l'électricité, qui, alternativement, aide à actionner leurs opérations, réduisant de ce fait des coûts énergetiques globaux.

Une technologie disponible pour faire ce possible est digestion anaérobie. Dans un procédé de digestion anaérobie, les micro-organismes décomposent le matériel organique en eau usagée dans un environnement en l'absence d'oxygène. Les rendements de processus ? biogaz ? consister principalement en méthane et anhydride carbonique. Le méthane peut être brûlé pour produire l'électricité aussi bien que le gaz naturel comprimé (CNG).

La digestion anaérobie n'est pas nouvelle, mais les compagnies telles que le groupe Energie Cleveland-basé de quasar essayent de faire avancer la technologie. Quasar ? la recherche et développement de digestion anaérobie de s est un effort de collaboration avec le centre agricole de recherche et développement de l'Ohio à l'université de l'Etat d'Ohio. La compagnie offre la technologie qu'elle espère fera appel aux milliers des installations de traitement municipales plus anciennes de wastewaster aux États-Unis qui ont besoin des mises à niveau.

En quasar ? le système de digestion anaérobie de s, micro-organismes sont alimentés la perte organique de l'eau usagée et d'autres sources. Le procédé de digestion convertit la perte en biogaz qui se compose de l'anhydride carbonique de méthane environ de 60% et de 40%, selon Clemens Halene, quasar ? Directeur des Opérations de s.

Le biogaz, qui a environ 60% de la valeur calorifique du gaz naturel, peut être employé pour actionner un moteur de gaz naturel modifié pour courir sur le gaz bas-BTU, dit Halene, un ingénieur qui conçoit le quasar ? équipement de s. Ce moteur alimenté au gaz conduit un générateur qui produit l'électricité.

Halene estime que l'énergie a dû diriger une usine utilisant la compagnie ? la technologie de digestion anaérobie de s est environ 10% de ce que l'usine peut produire, laissant beaucoup de puissance excessive qui peut être employée pour d'autres buts. Ainsi quel est l'impact potentiel de la technologie, devrait il être largement adopté ? « Environ 3% de l'électricité produite aux États-Unis est employé pour actionner des usines de traitement des eaux résiduaires, » Halene indique. ? Nous pourrions couvrir cela et également produire d'encore 3%. ?

En baisse, gaz de la digestion anaérobie habituellement isn ? t très propre. Halene indique que le sulfure d'hydrogène dans le gaz peut doubler ou tripler des coûts de maintenance pour un moteur ou une turbine de combustion. Pour aborder ce problème, le quasar a développé ce qu'est les réclamations de Halene ? une manière très peu coûteuse de frotter le gaz ? ce qui élimine les coûts de maintenance supplémentaires.

Quasar ? la technologie de gaspiller-à-énergie de s est considérée favorable à l'environnement, que les clients potentiels aiment ? tant que ils mettent ? t doivent payer plus lui. ? Quoique vous ? vert re, vous pouvez ? t soit plus cher ? Halene indique. Ainsi pendant les huit dernières années, sa compagnie avait travaillé pour rendre la digestion anaérobie plus accessible. Aujourd'hui, il réclame, capex et les frais d'exploitation liés au système de quasar sont inférieurs à ceux d'autres options de traitement des eaux résiduaires.

Plutôt que le quasar d'achat ? l'équipement de s, Wooster paye à la compagnie des honoraires mensuels pour actionner et maintenir son dextérité de digestion anaérobie. Le quasar apporte la tiers perte au service et les honoraires de remplissage pour prendre cette perte, appelés un « emboutage des honoraires. » Selon Givins, la perte supplémentaire est nécessaire parce que doesn de déchets municipaux ? t contiennent assez de matériel organique pour produire une quantité suffisante de biogaz pour actionner une installation de traitement.

? En six années où nous avons actionné notre propre système de cogénération avant que le quasar soit devenu impliqué, je mettez ? t pensent que nous avons gagné assez d'argent pour payer même l'entretien que nous avons dû faire sur cet équipement ? il dit. ? Vous avez besoin de la perte de haute résistance de quelque part pour produire assez de méthane pour rendre vraiment le processus valable. ?

Une autre option de traitement basée sur la digestion anaérobie vient d'un avantage supplémentaire de MIT appelé Cambrian Innovation. Conçu pour des établissements vinicoles, des brasseries et d'autres nourriture et producteurs de boisson, la société de Boston ? le système de s EcoVolt emploie électriquement les organizations actives pour produire l'électricité et pour la chauffer tout en traitant l'eau usagée.

Le traitement anaérobie qui a lieu dans le réacteur d'EcoVolt est augmenté par un electromethanogenesis appelé de processus. Dans ce processus, des électrodes sont enduites des microbes électriquement actifs qui convertissent les polluants organiques d'eau usagée en électricité. L'électricité alors est envoyée à d'autres électrodes enduites des différents micro-organismes, qui convertissent l'électricité, les protons ambiants et l'anhydride carbonique en méthane.

Le gaz sortant les unités de traitement est envoyé à un système de cogénération qui des convertis il à l'électricité et à la chaleur pour l'usage sur place. L'eau usagée traitée sort le réacteur avec 80-90% des polluants enlevés, de réclamations cambriennes, lui permettant d'être réutilisé dans des processus d'usine tels que le nettoyage et le chauffage.

Conçu pour l'expédition de route, le produit d'EcoVolt de norme est un système modulaire préfabriqué qui peut manipuler des écoulements d'eau usagée de jusqu'à 300.000 gallons par jour et produire jusqu'à 400 kilowatts de puissance, selon cambrien. Pour ceux qui achètent le système (cambrien offre également le crédit-bail et d'autres options de financement), la période de remboursement est-elle en général juste quelques années, dit-elle le mâle de Justin, la société ? dirigeant en chef de technologie de s.

Comme avec le système de quasar, l'EcoVolt doit être conçu pour relever les défis du biogaz de combustion. Selon le mâle, ces défis incluent traiter le sulfure d'hydrogène, qui est presque toujours un thème principal, et le siloxane, qui peut être un problème selon le processus et les matériaux impliqués. Un gaz corrosif, sulfure d'hydrogène peut endommager la tuyauterie, alors que le siloxane peut se transformer en petites particules qui sont nocives aux microturbines et aux moteurs d'échange.

Différentes stratégies peuvent être employées pour manipuler ces substances ennuyeuses. On est de choisir les composants et les matériaux qui sont plus résistants à eux. Un autre, le mâle indique, est de nettoyer le biogaz avec une unité de traitement, qui est habituellement l'approche préférée pour traiter le siloxane.

Cambrien a lancé l'EcoVolt en 2013. La compagnie discute publiquement deux projets d'EcoVolt, les deux brasseries impliquantes. On est Lagunitas brassant Cie., une brasserie de métier dans Petaluma, transports de la Californie Lagunitas plus de 50.000 gallons d'eau usagée par jour au service local de traitement, exigeant plus de 3.000 expéditions de camion par année.

Pour éliminer ces expéditions, Lagunitas a opté pour un système d'EcoVolt conçu pour traiter 20.000 gallons d'eau usagée par jour pour rencontrer la compagnie ? conditions de décharge d'égout de s. (Les unités extensibles permettront la capacité de grimper jusqu'à 180.000 gallons par jour.) En outre, le système peut produire 130 kilowatts de l'électricité renouvelable lui permettant de rencontrer jusqu'à 20% de l'emplacement ? les besoins de l'électricité de chargement de base de s, cambriens indique.

Digestion anaérobie isn ? t l'histoire entière quand il vient production d'électricité de traitement-usine. Une option actuellement sur le marché tape la puissance de la pression de dans-pipe. La surpression s'accumule dans des pipes quand l'eau est stockée aux altitudes qui sont plus hautes que ceux qui l'emploient. Les processeurs d'eau potable potable installent normalement des valves de pression-réduction (PRVs) pour soulager cette pression, produisant la chaleur dans le processus.

Au lieu de la chaleur résiduelle, cependant, cette pression peut être transformée en électricité propre. New York City Rentricity Inc. appelé ferme offre ce qu'il appelle dans-pipe les systèmes hydrocinétiques de production d'électricité. Les systèmes utilisent les pompes qui fonctionnent à l'envers pour capturer la pression normalement absorbée par PRVs dans des systèmes d'eau potable potable. La pression de l'écoulement pesanteur-alimenté de l'eau conduit une roue à aubes qui actionne un générateur qui produit un champ électrique, dit Frank Zammataro, Rentricity ? président de s.

À la différence des systèmes solaire et d'énergie éolienne, la technologie hydraulique de dans-pipe doit être ajoutée à une usine ? commande de surveillance de s et système par acquisition de données et surveillé de façon régulière. D'une part, Zammataro indique que l'énergie hydraulique de dans-pipe produira l'électricité un pourcentage beaucoup plus élevé du temps que les systèmes qui dépendent du soleil brillant ou le soufflement de vent.

Zammataro indique que les utilisateurs obtiendront probablement ? un remboursement décent ? de l'énergie hydraulique de dans-pipe si leur coût d'électricité en gros est au-dessus de $0.06 par heure de kilowatt. Les périodes de remboursement peuvent avoir lieu n'importe où de 5-10 ans, il dit.

Dans sa recherche des clients, Rentricity avait visé les canalisations domestiques d'eau potable potable en raison des pressions plus élevées dans les ces système. Jusqu'ici, la compagnie ? la technologie de s a été installée à cinq équipements. On est une installation de traitement de l'eau dans Keene, N.H. Ce service a un circuit de refroidissement pesanteur-alimenté avec un PRV qui réduit la pression dans une ligne descendant d'un réservoir d'eau-stockage. Une paire de turbos-générateur de Rentricity fonctionne parallèlement au PRV, produisant de 62 kilowatts de l'électricité, selon Zammataro.