De nombreuses usines de traitement des eaux usées sont équipées pour traiter les déchets en utilisant une digestion anaérobie, dans laquelle les boues d'épuration sont maintenues dans une chambre sans oxygène pour fermenter et se décomposer. Dans le cadre de cette dégradation, le biogaz tel que le méthane peut être récupéré à partir de ces boues.
Mais le processus peut être coûteux car il nécessite que les générateurs électriques convertissent le biogaz en une forme plus utile comme l'électricité, et une telle conversion peut ne pas être économiquement viable lorsque la production de biogaz est à petite échelle.
Jason He, le professeur de Laura et William Jens d'énergie, de génie environnemental et chimique à l'Université de Washington à St. Louis, voulait trouver des moyens plus efficaces de se forger des richesses.
« Pouvons-nous récupérer quelque chose potentiellement de valeur plus élevée que le biogaz? » il a demandé.
Lui et son équipe ont examiné les acides gras volatils à chaîne à chaîne courte (VFA), un composé intermédiaire commun pour de nombreux matériaux, y compris les bioplastiques.
Les VFA peuvent également servir de matière première pour nettoyer les eaux usées à moindre coût. Les installations de traitement pourraient utiliser les APV de leurs propres eaux usées pour servir de source de carbone pour les convertisseurs d'azote et pour les déménagements biologiques au phosphore, a-t-il déclaré.
En plus de réduire les dépenses du nettoyage des eaux usées, les VFA peuvent être récupérés sous forme liquide et potentiellement vendus pour une utilisation dans les processus de fabrication et agricoles pour récupérer davantage les coûts de traitement des eaux usées.
En œuvre publiée dans Recherche sur l'eaul'équipe de l'école d'ingénierie de McKelcey montre comment l'utilisation du peroxyde d'hydrogène sur les eaux usées inhibera la méthanogenèse et enverra plutôt les eaux usées sur le chemin de la production de VFA.
Le peroxyde d'hydrogène est un ajout à faible coût qui conduit à plus de 30 fois la production de VFA dans les boues par rapport aux témoins. Encore plus d'efficacité ont émergé lorsque Jiasi Sun, il est Ph.D. L'étudiant et le premier auteur du journal ont remarqué comment l'exposition à la lumière a amélioré l'efficacité du processus.
Le soleil a vu que deux réacteurs identiques produisaient des résultats différents. Elle pensait d'abord que c'était une erreur de mesure, mais a ensuite réalisé que le réacteur était plus proche d'une source légère.
« J'ai réalisé que la lumière accélérait la dégradation du peroxyde d'hydrogène en espèces réactives. Cette petite observation a complètement changé la façon dont j'ai compris le processus de récupération des VFA », a-t-elle déclaré.
Le morceau de sérendipité scientifique envoie l'équipe dans un nouveau trou de lapin de recherche: ramener la lumière aux réservoirs de fermentation sombre.
« Avec la lumière, le dosage du peroxyde d'hydrogène peut être considérablement réduit », a-t-il ajouté.
Pour l'instant, ils explorent l'ajout de lumières LED aux réacteurs et bricolant avec la conception des réacteurs pour pousser les efficacités encore plus loin.
« Tout vient de ces résultats inattendus », a-t-il déclaré.
