利用便便的力量

利用粪便的力量:重新利用世界各地的废物

全球废物再利用

为了子孙后代保护我们的世界,回收利用在世界各地变得越来越普遍当地的而且全球的水平。除了纸张和塑料,人们还在尝试新的、多样化的回收工艺。不那么传统的回收创新使所有类型的社区都能实现他们的目标,变得更加可持续。

我们已经知道,垃圾填埋场的垃圾——曾经被认为既占空间又排放有害温室气体——可以通过多种方式回收,从创造能源到建筑材料。

准备好迎接可再生能源领域的下一件大事:人类排泄物。

是的,在足智多谋的名义下,回收人类排泄物是利用自然发生的东西的最终、有效的方式。虽然这个话题听起来有些禁忌,但就连比尔·盖茨也加入了“大便便”运动(最近还被发现了)饮用饮用水由人类粪便制成)。那么,人类的排泄物是如何回收和再利用的呢?这些麻烦真的值得吗?

粪便能量:从冲洗到燃料

利用人类粪便作为能源的做法可以追溯到公元16世纪.如今,随着国家和城市努力满足新的可持续能源要求,将人类粪便回收为能源越来越受欢迎。

在大多数发达国家,有机废物被堆放在垃圾填埋场,通常位于大城市外围。经过处理后,大多数垃圾填埋会留下肮脏的污水污泥这很难处理。这种副产品会排放危险的温室气体,如二氧化碳和甲烷,这对环境有害。

然而,全球各地的社区都采用了一种名为厌氧消化(AD)来利用这些剩余的废物。厌氧消化分解污泥产生有价值的物质沼气和营养丰富的digestate

沼气是一种混合气体,可以从任何原料如农业废弃物、植物材料、粪便和城市污水中产生。具体来说,沼气含有二氧化碳(CO2)和甲烷的混合物,导致bio-methane它是一种高英国热量单位(BTU)甲烷,完全可再生,是一种低碳替代燃料。沼气可以直接用作燃料,也可以通过热电联产装置来发电。

虽然沼气是我们在生产能源方面所寻求的,但AD过程产生的消化物是相当有价值的。因为它充满了充分发酵的营养,消化是一种很好的有机肥料非常环保。

从废物到能源

从便便到饮用

比尔·盖茨最近因饮用下水道污泥制成的水而震惊世界。这位计算机巨头和受人尊敬的慈善家不仅喝人类粪便制成的水,他还将其作为未来的下一波可持续发展浪潮,这是理所当然的。

对于我们这些一辈子都有自来水的人来说,这可能是一项令人畏缩的技术7.5亿人在无法获得清洁水的世界里,上厕所可能会成为问题,并导致危险的、受污染的水。缺乏适当的卫生设施可以被归咎于无数的疾病,导致精神和身体问题,并导致超过700000个孩子每年。

认识一下Omni处理器

Omni处理器基本上是一个加速的蒸汽机,在极高的温度下安全地燃烧废物。Omni处理器系统在如此高的温度下燃烧,它符合美国所有的排放标准,并且不会发出难闻的气味。

使用蒸汽机系统,Omni处理器可以产生足够多的能量来燃烧下一批废物,这使得机器能够自我供电。更妙的是,它还能产生额外的能量。

将粪便转化为水和能源

虽然人们很容易对粪便水甚至粪便能量感到不满,但粪便是清洁饮用水和能源的可行来源。“这种处理器不仅能将人类排泄物排除在饮用水之外;它会把废物变成在市场上有真正价值的商品,”盖茨说。“这是那句老话的终极例子:一个人的垃圾是另一个人的财富。”

Poo-Fueled能源

虽然Omni处理器的使命是将人类排泄物转化为发展中社区的实用和可持续资源,但有相当多的国家多年来一直在利用他们社区的集体产出。

一些国家,包括瑞典美国和德国多年来一直在使用厌氧消化。当地的污水处理厂将他们的能源卖回给两国的国家电网。事实上,这种方法非常受欢迎,而且有利可图,一些工厂已经开始生产有目的地种植作物为了产生更多的废物来喂养厌氧消化装置。这些作物通常包括草和玉米,它们的甲烷产量很高。种植自己的作物来燃烧的做法使污水处理厂能够控制“种植”高甲烷的整个周期过程,从作物到能源生产。

厕所运输

真正将垃圾作为能源来源的领域之一是公共交通。在奥斯陆等城市,以粪便为动力的公交车已经成为该市到2050年实现碳中和计划的重要组成部分。据估计,使用人类粪便发电的城市可以消除每辆巴士排放44吨二氧化碳每年。

虽然对粪便能源世界并不陌生,但英国已经成为他们所谓的“污水废物”的先驱。2014年11月,英国首辆生物巴士(又名“便便巴士”)投入使用,这让英国登上了国际头条。这辆有40个座位的巴士仅靠处理污水和食物垃圾产生的生物甲烷来运行一位乘客每年消耗的食物和污水可以为这辆生物巴士提供37英里的燃料。

所以,即使一想到粪便产生的能量有点令人反感,但它的好处是不可否认的。Bio-methane产生减少95%的二氧化碳一氧化二氮比柴油低80%,没有颗粒物排放。研究人员报告称,英国的生物甲烷足够为该国一半的大型卡车提供燃料。

在古老的美国,汽车制造商已经开始关注粪便能源,将其作为不断上涨的汽油价格的廉价替代品。丰田的Mirai氢燃料电池汽车运行——你猜对了——便便动力。这款车是在美国发布的五款使用未经处理的污水产生的燃料的车型之一。使用一个tri-generation系统在美国,污水经过厌氧消化,每天产生100公斤氢气,足以装满25至50辆燃料电池电动汽车。

大便动力交通工具的未来

Poo-Powered房屋

对于那些仍在个人层面上怀疑可再生能源可行性的人来说,不错的老数字2已经为私人家庭提供了电力。

2010年,英国天然气公司(British Gas)和加拿大丰业天然气公司(Scotia Gas)开始将从粪便中提取的生物甲烷输送到全国电网,并直接输送到牛津郡130名客户的家中。整个过程将人类排泄物转化为生物甲烷从冲洗到完工大约需要23天。据估计,350000个家庭如果英国所有的污水处理厂都使用相同的转换技术,那么就可以用人类粪便产生的气体供应。

Urine-tricity

以防你认为我们不会把尿带进人类排泄物的讨论中,好吧,“尿尿”是个惊喜。现在我们已经讨论了回收粪便的能源效益,让我们来谈谈尿液。

我们估计64万亿升的尿液每年。这种丰富的资源促使许多人开始研究和开发将这种无处不在的黄色资源转化为电能的方法。事实上,多年来,许多“尿液转换”技术不仅成功地产生了电力,还产生了清洁的水和氢气。

Pee-Powered手机

尿液已经被证明是可带电的。“尿三合一”之所以可能是因为微生物燃料电池(mfc),其中含有活微生物。当尿液流经MFC时,微生物将其消耗为正常代谢过程的一部分。反过来,一旦电极聚集并连接到外部电路,电子就会释放出来,产生电流

利用微生物燃料堆,研究人员已经利用活微生物的新陈代谢,从转化的有机物(在这种情况下是尿液)中产生电力。使用这种方法,布里斯托机器人实验室的研究人员能够产生足够的电力给手机充电

Pee-Powered汽车

汽车行业已经在大声疾呼这种廉价且易得的燃料来源。俄亥俄大学化学和生物分子工程学教授杰拉丁·波特开发了一种技术从尿液中产生氢燃料

博特能够模拟水的电解过程,这一过程也可以用于生产燃料电池所需的氢气。然而,博特发现氨和尿素使氢原子比水更松散,因此需要更少的能量来分裂原子并产生能量。

结论

对大多数人来说,将人类粪便回收成可用能源听起来仍然令人难以置信。然而,这是一个可行的、便宜的、对环境负责的替代方案。不管我们谈论的是将粪便再生为数百万人的饮用水,还是用尿液为智能手机供电,似乎废物根本就不那么浪费。

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妮可朱厄尔

妮可朱厄尔

妮可目前居住在马德里,是一名自由撰稿人,专注于可持续设计和建筑。如果有可能,她喜欢在伊比利亚半岛旅行,探索西班牙丰富的历史和现代建筑的融合。
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