Buang ke kekuasaan? Penelitian baru memanfaatkan air limbah, sebagai sumber air dan listrik
Spotlight

Buang ke kekuasaan? Penelitian baru memanfaatkan air limbah, sebagai sumber air dan listrik


oleh Bryce Gray, St. Louis Pasca Pengiriman

Kredit: Pixabay/CC0 Domain Publik

Peneliti Universitas Washington telah mengembangkan filter yang mengolah air limbah dan juga menghasilkan listrik—suatu kemajuan yang dapat membentuk kembali penggunaan energi di pabrik pengolahan.

Sistem baru menggunakan bakteri sebagai “bio-katalis” untuk menghasilkan muatan listrik sambil memecah bahan organik yang dianggap sebagai limbah. Temuan dari lab Zhen He, seorang profesor energi, lingkungan dan teknik kimia, dirinci dalam cerita sampul bulan ini untuk jurnal akademik Ilmu Lingkungan: Penelitian & Teknologi Air.

Penelitian ini cocok dengan serangkaian teknologi yang berkembang yang mendorong kembali gagasan tentang air limbah sebagai limbah, dan alih-alih memanfaatkannya untuk penggunaan yang bermanfaat. Harapannya adalah bahwa teknologi Washington U. pada akhirnya dapat digunakan untuk mengurangi—jika tidak membalikkan—jejak energi besar-besaran dari pengolahan air limbah, yang, dikombinasikan dengan sistem air minum, menggunakan 3% hingga 4% dari semua energi yang dikonsumsi di AS.

“Ini adalah proses yang intensif energi,” kata He dalam wawancara baru-baru ini dengan Post-Dispatch. “Dan energi selalu berarti uang.”

Bergantung pada seberapa menyeluruh pengolahannya, air yang dipulihkan dapat digunakan kembali untuk apa saja, mulai dari penggunaan “tidak dapat diminum” seperti irigasi, hingga air minum—seperti yang diilustrasikan di tempat-tempat seperti California Selatan, di mana ada rencana perluasan untuk daur ulang air limbah “toilet to tap”.

Filter baru tim Washington U., bagaimanapun, memberikan bonus tambahan dalam bentuk energi.

Sistem ini menggunakan kain untuk mengumpulkan bahan organik dari air limbah dan menyediakan tempat bagi bakteri untuk berkoloni. Kemudian, saat bakteri mengkonsumsi bahan organik, elektron dilepaskan dan dikumpulkan oleh kain, menciptakan listrik. Baja tahan karat di sekitar filter mentransfer arus listrik dari “sel bahan bakar bakteri” ke sirkuit eksternal.

Fungsi dua arah itulah yang membuat elektroda menjadi unik, katanya. Beberapa mungkin mencemooh output listrik yang rendah.

“Kami melawan dengan mengatakan, ‘Bisakah sel bahan bakar Anda menyaring air limbah?'” Dia bertanya.

Mengolah 1 meter kubik air limbah, secara teori, dapat menghasilkan daya 20 watt selama satu jam. Itu berarti unit berukuran lebih besar atau kumpulan unit dapat menyalakan lampu atau perangkat listrik yang lebih besar, katanya.

Ini adalah peningkatan yang cukup besar dari ketika Dia adalah seorang mahasiswa pascasarjana Washington U. sekitar 15 tahun yang lalu dan membantu menciptakan sel bahan bakar kecil menggunakan teknologi baru yang hanya dapat mengumpulkan sejumlah kecil listrik—belum cukup untuk menyalakan bola lampu.

Langkah selanjutnya

Teknologi selanjutnya bertujuan untuk meningkatkan dan membuat lompatan ke dunia nyata. Idealnya, Dia akan senang melihat filter yang digunakan oleh utilitas pengolahan air limbah kota, seperti Metropolitan St. Louis Sewer District—yang saat ini menghabiskan sekitar $15 juta per tahun untuk biaya energi.

Tetapi Dia mengatakan langkah perantara yang lebih mungkin adalah filter untuk pertama kali menangkap pada skala yang lebih kecil, di fasilitas industri individu yang memiliki air limbah untuk diolah.

“Saya mencoba untuk tidak terlalu menjanjikan dan mengatakan kita akan mengubah pengolahan air limbah menjadi pembangkit listrik,” katanya.

Tonggak gambaran besar pertama, katanya, adalah menjadikan pengolahan air limbah “netral energi”, jika pengguna dapat menghasilkan daya yang cukup dari elektroda untuk mengimbangi konsumsi mereka.

Tetapi tujuan utamanya adalah untuk mengubah pengolahan air limbah dari pengguna energi menjadi sumber listrik.

Konsep memanfaatkan nilai—dan energi—dari “air limbah” tentu bukan hal baru.

Anheuser-Busch, misalnya, memulihkan biogas dari air limbahnya.

Dan di kota-kota seperti Denver, pengembang proyek bernilai miliaran dolar mencari sistem saluran pembuangan lokal sebagai sumber panas—membantu mengimbangi berapa banyak energi yang dibutuhkan di gedung-gedung di atas tanah.

Sementara energi panas itu menawarkan peluang besar, He mencatat bahwa potensinya dapat bergantung pada musim dan geografis, mengemas pukulan paling besar di tempat-tempat yang lebih dingin.

Beralih ke air limbah untuk listrik — alih-alih panas — bisa lebih berlaku secara universal.

Setiap pendekatan menunjukkan potensi terkunci dalam air limbah.

“Apakah itu benar-benar sia-sia?” Dia bertanya. “Atau bisakah kita memperlakukannya sebagai sumber daya?”


Sistem pengolahan air limbah memulihkan listrik, menyaring air


Informasi lebih lanjut:
Fubin Liu et al, Meningkatkan kinerja sistem elektrokimia mikroba dengan membran dinamis berbasis karbon sebagai elektroda anoda dan media filtrasi, Ilmu Lingkungan: Penelitian & Teknologi Air (2021). DOI: 10.1039/D0EW01027H

2021 STLtoday.com. Didistribusikan oleh Tribune Content Agency, LLC.

Kutipan: Kotoran ke kekuasaan? Penelitian baru memanfaatkan air limbah, sebagai sumber air dan listrik (2021, 3 Juni) diambil pada 3 Juni 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-06-poop-power-wastewater-source-electricity. html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SGP Hari Ini