Si las aguas residuales están llenas de "residuos" es una cuestión de perspectiva.

"¿Por qué es un desperdicio?" preguntó Zhen (Jason) He, profesor del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química en la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis.

"Son materiales orgánicos, " Él dijo, y pueden proporcionar energía de varias formas. Luego está el otro recurso valioso en las aguas residuales.

Agua.

Su laboratorio ha desarrollado un sistema que recupera ambos, filtrar las aguas residuales mientras se genera electricidad. Los resultados de los ensayos a escala de referencia se publicaron y se presentaron como un artículo de portada en la revista. Ciencias ambientales:investigación y tecnología del agua .

Los materiales de desecho en las aguas residuales están llenos de materiales orgánicos que, a las bacterias, son comida.

"Las bacterias los aman y pueden convertirlos en cosas que podemos usar, "Dijo." El biogás es la principal fuente de energía que podemos recuperar de las aguas residuales; el otro es la bioelectricidad ".

Ya existen formas de capitalizar las bacterias para producir energía a partir de las aguas residuales, pero tales métodos a menudo lo hacen a expensas del agua, que podrían filtrarse y utilizarse de otro modo, si no para beber, para fines de "aguas grises", como irrigación y descarga de inodoros.

Su laboratorio tomó los dos procesos, filtración y producción de energía, y los combinó, Integrar el sistema de filtración en el electrodo de ánodo de un sistema electroquímico microbiano.

El sistema está configurado como una celda de combustible microbiana típica, una batería bacteriana que usa bacterias electroquímicamente activas como catalizador donde una celda de combustible tradicional usaría platino. En este tipo de sistema, las bacterias están unidas al electrodo. Cuando se bombean aguas residuales al ánodo, las bacterias "comen" los materiales orgánicos y liberan electrones, creando electricidad.

Para filtrar esa misma agua, sin embargo, requiere un sistema diferente.

El laboratorio combinó los sistemas desarrollando un ánodo permeable que actúa como filtro.

El ánodo es una membrana dinámica, hecho de conductor, paño de carbono. Juntos, las bacterias y la membrana filtran del 80% al 90% de los materiales orgánicos, lo que deja el agua lo suficientemente limpia como para ser liberada a la naturaleza o tratada adicionalmente para usos de agua no potable.

Usó un cultivo mixto de bacterias, pero tenían que compartir una característica:las bacterias tenían que poder sobrevivir en un entorno sin oxígeno.

"Si hubiera oxígeno, las bacterias simplemente arrojarían electrones al oxígeno, no al electrodo, "Dijo." Si no puedes respirar con el electrodo, morirás ".

Para encontrar las bacterias correctas, En su mayoría, cede a la naturaleza.

"No es 100% natural, pero seleccionamos aquellos que pueden sobrevivir en esta condición, "Dijo." Es más como 'selección de ingeniería, '"Las bacterias que sobrevivieron y respiraron con el electrodo fueron seleccionadas para el sistema.

La cantidad de electricidad generada no es suficiente para, decir, dar poder a una ciudad, pero en teoría es suficiente para ayudar a compensar la cantidad sustancial de energía utilizada en una planta de tratamiento de agua típica de EE. UU.

"En los EE.UU., aproximadamente del 3% al 5% de la electricidad se utiliza para la actividad de agua y aguas residuales, "Dijo. Considerando el uso por parte de una planta municipal local, Cree que su sistema puede reducir significativamente el consumo de energía.

"Típicamente, el proceso consume alrededor de 0,5 KWH de electricidad por metro cúbico, "Dijo. Basado en experimentos a escala de banco, "Podemos reducirlo a la mitad, o más de eso ".

Pero el objetivo principal del sistema He no es la producción de electricidad, es el tratamiento de aguas residuales y la recuperación de nutrientes.

"Las bacterias pueden convertir esos materiales orgánicos en cosas que podemos usar, "Él dijo." También podemos recuperar nutrientes como nitrógeno o fósforo como fertilizante. Podemos usarlo para alimentar plantas. Es solo cuando no lo usamos entonces se convierte en un desperdicio.

"Las aguas residuales son un recurso en el lugar equivocado".