05/12/2011 - Bioelektrizität und Erzeugung erneuerbarer Energien: ein Schritt in der Abfallreinigung

Menéame

Die Bio-Elektrogenese ist der Prozess, bei dem bestimmte Bakterien, die bei der Abwasserreinigung eingesetzt werden, organische Stoffe oxidieren und die so erzeugten Elektronen auf eine leitfähige Oberfläche übertragen können, wie etwa Graphit. Diese Technologie ist die Grundlage des Projekts Aquaelectra, eine Initiative, die durch die Anwendung der Grundsätze der Bio-Elektrogenese, Reinigung von Abwasser und gleichzeitig Erzeugung und Lagerung sauberer, erneuerbarer Energie sucht.

Abraham Esteve, Biochemiker, Professor an der Universität von Alcalá de Henares und technischer Koordinator des Projekts zur Bio-Elektrogenese Aquaelectra, erklärt dazu: "Das Konzept der Mikro-Elektrogenetik ist die Kommunikation zwischen Bakterien und einem elektrisch leitfähigen Material, in dem sie Elektronen ablegen oder fangen können. Dieses Verfahren kann zur Reinigung von organischen Stoffen, d. h. biologisch abbaubaren Abfällen, die nicht nur urban sind, von pflanzlichen Abfällen bis zu kommunalem Abwasser, bis zu Industrieabwässern, verwendet werden und kann zur Energiegewinnung genutzt werden."

In diesem Zusammenhang hat Esteve, der am 3. Internationalen Kongress Smallwat 2011 in Sevilla mit dem Vortrag "Microbial electrogenesis: wastewater as an energy resource" teilgenommen. Aquaelectra Project," betont er, dass das, was AquaelecTRA ein anderes Projekt macht, ist, dass "wir eine Reihe von traditionell orthodoxen Schritten in der Wissenschaft überspringen werden, wie es ist, langsam auf die Prozesse zu warten und einen Schritt in die Paulatine zu gehen, und wir werden direkt zu einer pragmatischeren und stärker angewandten Vision gehen, um diese bakterielle Elektrogenese direkt auf realer Ebene zu betreiben."

Es sei darauf hingewiesen, dass das Projekt Aquaelectra auf die Zusammenarbeit der Forscher der Bio-Elektrogenese-Gruppe des IMDEA-Wasser-Instituts, der CENTA-Stiftung (Zentrum für neue Wassertechnologien) und drei auf Wasseraufbereitung spezialisierten Unternehmen (Joca, Dam (Wasserreinigung im Mittelmeer) und Eurostudien) zurückgeht. Jeder von ihnen bietet umfangreiche Erfahrungen in diesem Bereich. Der technische Koordinator des Projekts weist darauf hin, dass die Technologie an der Universität Alcalá de Henares entwickelt wurde, während ihre Umsetzung im Feld in den Anlagen der Kläranlage in CENTA erfolgen soll, während die Unternehmen ihre Erfahrung im Bereich der Infrastruktur einbringen.

Dieses Partnerschaftsprojekt hat drei vorrangige Ziele oder Leitlinien:

· Zum einen die Reinigung der organischen Substanz in Abwasser

· Auf der anderen Seite, entwickeln Sie ein System der Nährstoffreinigung wie Stickstoff

· Drittens, bauen Sie einen elektrogenen Humedal. Letzteres, wie Professor Abraham Esteve erklärt, ist ein völlig neuartiges Konzept, das noch nicht umgesetzt wurde, indem die Technik der Bio-Elektrogenese angewandt und mit dem natürlichen Reinigungssystem kombiniert wurde, das sich aus der Feuchte durch die Pflanzen ergibt.

Die Bio-Elektrogenese, eine Technologie, die, erklärt Abraham Esteve, das Abwasser in eine Energieressource umwandeln kann. In diesem Zusammenhang weist er darauf hin, dass die Vorteile seiner Nutzung einerseits darin bestehen, dass er die für die Reinigung des Wassers erforderlichen Energieinvestitionen minimieren würde. Das heißt, die Energiekosten, die die öffentlichen Verwaltungen für die Wasserreinigung tragen, und gleichzeitig würde eine Wasserversorgung mit effizienteren Behandlungen mit geringerer Schlammerzeugung erreicht, was neben den Energiekosten auch ein Problem im Zusammenhang mit der Wasserreinigung und den Energiekosten darstellt.

Energieerzeugung

Durch die Elektrogenese kann die chemische Energie, die im Rückstand angesammelt ist, mittels Mikroorganismen in elektrische Energie umgewandelt werden. Das heißt, es gibt ein Energiepotenzial in Biomasse, in Schadstoffabfällen, wie der technische Projektkoordinator erklärt.

Professor Esteve weist darauf hin, daß Bakterien vielleicht durch Elektroden aus leitfähigem Material stimuliert werden können, damit sie schneller arbeiten können. An dieser Stelle weist er darauf hin, dass die Versuche mit Schadstoffen wie Herbiziden oder Erdölderivaten "zeigen, dass Bakterien die Schadstoffe zehnmal schneller verbrauchen, wenn wir ihnen eine Stelle überlassen, an der sie Elektronen ablagern können, wie dies bei der Elektrogenese der Fall ist."

Durch Bioelektrogenese kann also durch diesen Elektronentransit Strom erzeugt werden. Die Vorteile, die sich aus der Verwendung der Abfälle ergeben, sind jedoch noch nicht zu Ende gegangen, da auch die Zeit für die Entsorgung der Abfälle reduziert werden kann, was wiederum zu einer höheren Energieeinsparung führt.

Wie Esteve erklärt, geht es darum, die Energie, die in diesen Abfällen enthalten ist, zurückzugewinnen, während die Reinigung dieser Abfälle erfolgt. Und so: "Diese Energie, die traditionell verloren geht, kann wieder gewonnen und in Elektrizität umgewandelt werden."

Was die Kosten für die Anwendung einer innovativen und neuen Technologie betrifft, so weist der Forscher darauf hin, dass "das System keine Energie erhält, und die verwendeten leitfähigen Materialien sind Schwankungen des Graphits, ein relativ kostengünstiges Material. Sie sind keine edlen Metalle, und es sind keine Ingenieurarbeiten erforderlich." Dies sei ein weiteres interessantes Merkmal des Aquaelectra-Projekts, das sich nicht auf den Bau neuer Anlagen zur Anwendung der Elektrogenese, sondern auf die Nutzung und Nutzung bereits bestehender Labors beruhe. Das Projekt bedeutet somit auch keine zusätzlichen Infrastrukturkosten.

Großmaßstäbliche Umsetzung

Das System erhält keine Energie, und die verwendeten leitfähigen Materialien sind Variationen des Graphits, ein relativ billiges Material.

Ziel des Projekts Aquaelectra ist es, auf industrieller Ebene tatsächlich zu arbeiten. Der technische Koordinator erklärt daher, dass in den Anlagen der CENTA-Stiftung alles umgesetzt werden soll, was im Labor der Universität Alcalá de Henares entwickelt wurde, mit dem tatsächlichen Abwasser aus dem nahegelegenen sevillanischen Ort Carrion de los Céspedes. Es handelt sich nicht um Laborversuche, die bereits durchgeführt wurden und die nachweislich funktionieren. Nun, "die Herausforderung ist es, aus dem Labor zu springen, aus der kleinen Skala, ins wahre Feld."

Das chemische Energiepotential in einem durchschnittlichen Abwasser ist, so Professor Esteve, das siebenfache der Energie, die in seine Behandlung investiert wird. Wenn also von vornherein die gesamte Energie im Abfall gewonnen wird, gäbe es genug Energie, um den Abfall zu behandeln, und es würde noch übrig bleiben.

In diesem Sinne weist Esteve darauf hin, dass das Interessante an diesem Projekt, das auf der Mikrobakteriellen Elektrogenese basiert, ist, dass "wir in erster Linie sind, es ist das erste Projekt, glaube ich, dass es wirklich prüfen wird, ob dies machbar ist oder nicht. Im Moment hat es niemand geschafft, sie umzusetzen, niemand in der Welt, wir sind alle Konkurrenten mehr oder weniger auf einem Niveau, arbeiten im Labor, bekommen gute Laborergebnisse, aber Klettern hat noch niemand getan."

Die ersten Feldversuche in den Anlagen der CENTA-Stiftung werden in einigen Monaten beginnen. In den drei Jahren der geplanten Versuche werden Daten gesammelt und analysiert. Die praktische Realisierbarkeit einer Technologie, die heute das Neueste bei der Behandlung von kommunalem Abwasser ist, wird genau und zutreffend bestimmt.

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