Переработка твердых органических отходов и высококонцентрированных сточных вод, образующихся при биопроизводстве, — задача, требующая нового инженерного подхода. Оба потока содержат много органических веществ, которые можно превратить в энергию через анаэробное сбраживание. Но в традиционных реакторах процесс осложняется накоплением твердых частиц и закислением сточных вод из-за солюбилизации, а поддерживать долгосрочную стабильность микробного сообщества в таких условиях крайне трудно.
Ответ предложили исследователи из Национального института передовой промышленной науки и технологии (AIST) совместно с учеными из Национального технологического института и колледжа Кагосима. Они разработали реактор с анаэробным перемешиванием и перегородками (ABCS) — устройство, в котором перемешивающий и перегородчатый отсеки объединены в едином корпусе. Такая конструкция способствует растворению твердых органических отходов и выработке метана, обеспечивая стабильное совместное сбраживание двух типов отходов в одном устройстве.
Устройство предотвращает накопление твердых частиц и поддерживает стабильную производительность на протяжении 100 дней непрерывной работы. Скорость производства метана в 1,62 раза превышает показатели обычных реакторов. Получаемый газ может покрывать собственные нужды очистных сооружений, делая производство энергетически самодостаточным — метан, извлеченный из отходов, идет на обеспечение работы самого реактора и связанного оборудования.
Помимо переработки отходов и извлечения метана, реактор сокращает площадь, необходимую для очистных сооружений, и упрощает управление процессом: задачи, которые ранее требовали раздельных установок и сложного контроля параметров, теперь решаются в одном корпусе. Это делает микробную очистку сточных вод более привлекательной для реальных биопроизводственных предприятий.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые научились производить лимонную кислоту из отходов сои.