A szingapúri Nanyang Technológiai Egyetem (NTU) tudósai áttörést értek el a hulladékgazdálkodás terén: egy innovatív technológia segítségével a szennyvíziszapot tiszta energiává és fenntartható fehérjeforrássá tudják alakítani. Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy a korábban értéktelen hulladékokból értékes erőforrás váljon – zöld hidrogént és tápanyagban gazdag állati takarmányt állítanak elő belőle. Az új megközelítés világszerte forradalmasíthatja a szennyvízkezelést és hozzájárulhat a fenntartható jövőhöz – számol be róla a happyeconews.
Az ENSZ előrejelzése szerint 2050-re mintegy 2,5 milliárd fővel nő a városok lakossága, ami jelentősen fokozza a hulladéktermelést. Jelenleg évente több mint 100 millió tonna szennyvíziszap keletkezik világszerte – ez a mennyiség a városi népesség növekedésével és az ipari tevékenységek terjedésével várhatóan tovább emelkedik. A helyzet sürgető megoldásokat követel a fenntartható hulladékgazdálkodás érdekében.
A városi központoknak egyre nehezebb feladatot jelent a hulladékáramok hatékony kezelése. Különösen a szennyvíziszap feldolgozása okoz gondot, hiszen ez az anyag szerves és szervetlen komponensek bonyolult keveréke. Legfőképp vizet, szerves anyagokat, tápanyagokat, valamint veszélyes szennyezőket – például nehézfémeket és kórokozókat – tartalmaz.
A kutatók most egy kifinomult, háromlépcsős, napenergiával működő technológiát fejlesztettek ki, amely alapjaiban újítja meg a hulladékkezelés szemléletét. Ezt követően fejlett kémiai eljárásokkal precízen elkülönítik a veszélyes nehézfémeket a hasznos szerves összetevőktől – például a fehérjéktől és szénhidrátoktól. A kutatócsoport speciális, napenergiával működő elektródák segítségével két értékes termékké alakítja át a szennyvíziszapból kinyert szerves anyagokat. Az első ilyen termék az ecetsav – egy sokoldalúan felhasználható vegyület, amely elengedhetetlen az élelmiszer- és gyógyszeripar számára. A másik pedig a hidrogéngáz, amely tiszta, szén-dioxid-kibocsátás nélküli energiaforrásként jelenthet kulcsot a fenntartható jövőhöz.
A technológia utolsó szakaszában fényaktivált baktériumokat juttatnak a már megtisztított folyadékáramba. Ezek az apró, mikroszkopikus organizmusok a maradék tápanyagokat egysejtű fehérjévé alakítják, így kiváló minőségű, fehérjedús takarmány-kiegészítő jön létre, amely ideális az állattenyésztés és az akvakultúra számára. Ami korábban kezelhetetlen hulladék volt, most tápláló erőforrássá válik a mezőgazdaságban.
Az ilyen jellegű tudományos innovációk kulcsszerepet játszanak a globális fenntarthatósági kihívások kezelésében.
A laboratóriumi eredmények figyelemre méltóak: az NTU által kidolgozott módszer a szennyvíziszapban található szerves szén 91,4%-át képes visszanyerni, és ennek 63%-át egysejtű fehérjévé alakítja – mindezt káros melléktermékek képződése nélkül. Ezzel szemben a hagyományos eljárások jellemzően csupán az organikus anyagok körülbelül 50%-át hasznosítják, így az új megközelítés lényegesen hatékonyabb.
Az eljárás első lépésében mechanikusan bontják le a szennyvíziszapot. (Kép forrása: Unsplash)
A folyamat környezeti hatása is lenyűgöző: a szén-dioxid-kibocsátás 99,5%-kal, az energiafelhasználás pedig 99,3%-kal csökken a hagyományos technológiákhoz képest. Ráadásul a napfény energiáját kihasználva óránként akár 13 liter hidrogént képes előállítani – ez 10%-kal nagyobb energiahatékonyságot jelent a jelenlegi hidrogéngyártási eljárásokhoz képest.
A kutatás vezetője, Li Hong egyetemi docens kiemelte a fejlesztés széleskörű jelentőségét:
„Módszerünk a hulladékot értékes erőforrássá alakítja, csökkentve a környezeti terhelést, miközben megújuló energiát és fenntartható élelmiszert állít elő. Ez a megközelítés a körforgásos gazdaság alapelvein nyugszik, és irányt mutat egy zöldebb, élhetőbb jövő felé.”
A technológia széles körű alkalmazása ugyanakkor továbbra is kihívásokkal teli. A komplex elektrokémiai folyamatok, valamint a meglévő szennyvíztisztító rendszerekhez való integráció magas költségei további kutatásokat és beruházásokat tesznek szükségessé. Ennek ellenére a potenciális környezeti és gazdasági előnyök messze meghaladják ezeket a kezdeti akadályokat.
A kutatás, amely a Nature Water című tudományos folyóiratban jelent meg, jelentős interdiszciplináris áttörésnek számít. A mechanikai, kémiai és biológiai eljárások ötvözésével az NTU tudósai megmutatták, hogyan lehet az innovatív gondolkodás segítségével a súlyos környezeti problémákat fenntartható megoldásokká formálni – új utat nyitva a zöldebb jövő felé.
Kiemelt kép: Pixabay
Devenyi Dalma
