Стэнфордская лаборатория создаёт воду

Поскольку американский Запад сталкивается с беспрецедентной засухой, одним из многообещающих решений является расширение программ и технологий переработки воды. Стэнфордский Центр восстановления ресурсов Уильяма и Клоя Кодиги (CR2C) поддерживается спросом на решения и продолжает расширяться, выполняя свою миссию по исследованию восстановления и переработки водных и энергетических ресурсов.

В последние годы водные системы на американском Западе испытывают все большую нагрузку, кульминацией которой стала сегодняшняя сильная засуха. На Западе не хватает водных ресурсов, однако население продолжает расти, что требует срочного поиска устойчивых решений.

«Тот факт, что мы снова столкнулись с засухой через пару лет после сильной засухи, — это проблематично, и это реальная проблема», — сказала Ньюша Аджами, директор по городской водной политике в Стэнфордской программе «Вода на Западе». . «Это действительно проблематичный вопрос, особенно потому, что мы переживаем более засушливые и жаркие засухи, чем раньше».

Но из-за истории засух большинство юрисдикций Калифорнии обратились к «самым низким фруктам» с точки зрения сохранения воды, говорит исполнительный директор CR2C Себастьян Тильманс, доктор философии '10. '15 сказал. Таким образом, решение состоит не в простом сокращении потребления воды, поскольку большая часть текущего спроса на воду довольно жесткая; вместо этого, по словам Тилманс, переработка воды имеет решающее значение для устойчивой системы водоснабжения в долгосрочной перспективе.

Но финансирование и регулирование отстают. Многие существующие системы рециркуляции воды в Калифорнии, в том числе многие из тех, которые были построены после принятия Закона о чистой воде в 1972 году, приближаются к концу своего жизненного цикла или превышают его. Что еще более важно, они используют технологии, которые потребляют значительное количество электроэнергии для работы. Именно из-за этого недостатка и появляются исследовательские инициативы CR2C.

CR2C — это действующий исследовательский центр на территории Стэнфордского кампуса, спрятанный за полицейским участком и банком. Он состоит из скромного набора дорожек, цветных труб, резервуаров и счетчиков, защищенных от непогоды металлическим навесом. Резервуары и трубы позволяют активно экспериментировать с реальными сточными водами, которые откачиваются из сточных вод Стэнфорда.

Любой полученный в результате экспериментов материал затем возвращается в обычный поток сточных вод Стэнфорда, который поступает на очистные сооружения Пало-Альто, где обрабатывается как обычные сточные воды. Хотя все, что CR2C в настоящее время производит в своих резервуарах, предназначено исключительно для исследовательских целей, конечной целью будет очистка сточных вод с использованием процессов, которые CR2C тестирует, для повторного использования в реальных системах водоснабжения.

Исследования, проводимые в CR2C, различаются, но яркая звезда программы — это проект по тестированию новых анаэробных биологических методов очистки сточных вод. В настоящее время такая биологическая очистка обычно является аэробной и осуществляется с использованием типов бактерий, которым требуется постоянная закачка кислорода. Этот процесс требует огромного количества энергии и производит нежелательные побочные продукты, включая углекислый газ.

Анаэробная обработка, для которой не требуется кислород, обычно считается слишком медленной для коммерческого и крупномасштабного использования. Но анаэробная система, которую тестирует CR2C, под названием «Поэтапный анаэробный псевдоожиженный мембранный биореактор» (SAF-MBR), не только не требует перекачки кислорода, но даже производит метан, который затем можно использовать для производства энергии.

По словам Тилманс, в отличие от сегодняшних обычных очистных сооружений, потребляющих электроэнергию, смоделированная выработка энергии от сжигания метана на установке SAF-MBR превышает энергию, необходимую для работы системы в полном масштабе.

«Вы можете увидеть будущее, в котором эти очистные сооружения можно будет превратить в экологически чистые электростанции», — сказал Тилманс. «Таким образом, вы не только производите чистую воду, но и производите возобновляемую энергию».

В качестве продолжения испытаний SAF-MBR компания CR2C недавно заключила партнерское соглашение с Silicon Valley Clean Water, группой по очистке сточных вод в районе залива, с целью строительства вторичной испытательной площадки для очистки в Редвуд-Сити. Этот второй объект, по сути, представляет собой увеличенную версию того, что находится в кампусе Стэнфорда, и создан для проведения дальнейших экспериментов в более крупном масштабе.