کشف جدید در مدیریت پسماند و فاضلاب؛ تبدیل لجن به هیدروژن سبز و خوراک دام
بازتاب– در دنیای امروز که بحران‌های زیست‌محیطی و چالش‌های پایداری به یکی از دغدغه‌های اصلی بشریت تبدیل شده است، یافتن راه‌حل‌های نوین برای مدیریت منابع و کاهش آلودگی‌ها ضروری‌تر از هر زمان دیگری است. یکی از بزرگ‌ترین مشکلاتی که در این راستا با آن روبرو هستیم، فاضلاب شهری و لجن‌های حاصل از آن است که علاوه بر تاثیرات منفی بر محیط زیست، منابع قابل توجهی از انرژی و مواد مفید را نیز در خود دارند. در همین راستا، گروهی از دانشمندان در دانشگاه فناوری نانیانگ سنگاپور (NTU) به روشی انقلابی دست یافته‌اند که نه تنها مشکل فاضلاب را حل می‌کند بلکه آن را به منبعی برای تولید هیدروژن سبز و خوراک دام تبدیل می‌کند.
فرآیند سه‌مرحله‌ای و نوآورانه
این تیم تحقیقاتی با استفاده از یک فرآیند خورشیدی سه‌مرحله‌ای به تجزیه لجن فاضلاب پرداخته‌اند. فرآیندی که نه تنها انرژی تجدیدپذیر تولید می‌کند بلکه مواد زائد را به منابع ارزشمندی تبدیل می‌سازد. اولین مرحله شامل تجزیه مکانیکی لجن فاضلاب است، جایی که ساختار لجن به قطعات کوچکتر تبدیل می‌شود. سپس، در مرحله دوم، یک فرآیند شیمیایی به کار می‌رود که مواد مضر مانند فلزات سنگین را از مواد آلی مانند پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها جدا می‌کند.
اما جذاب‌ترین بخش این تحقیق، مرحله سوم است که از یک فرآیند الکتروشیمیایی خورشیدی استفاده می‌کند. در این مرحله، با استفاده از الکترودهای خاص و نور خورشید، مواد آلی به هیدروژن سبز و اسید استیک تبدیل می‌شوند. هیدروژن به‌عنوان یک سوخت پاک برای تولید انرژی استفاده می‌شود و اسید استیک نیز در صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارد. در نهایت، باکتری‌هایی که تحت تأثیر نور فعال می‌شوند، به مایع حاصل اضافه می‌شوند تا مواد مغذی آن به پروتئین تک‌سلولی تبدیل شود. این پروتئین به خوراک دام تبدیل می‌شود و به این ترتیب، علاوه بر انرژی، مواد غذایی برای حیوانات نیز تولید می‌شود.
نتایج شگفت‌انگیز و کارایی بی‌نظیر
آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان داده‌اند که این روش به طرز قابل توجهی نسبت به روش‌های سنتی کارایی بیشتری دارد. این فناوری قادر است ۹۱.۴ درصد از کربن آلی موجود در لجن فاضلاب را بازیابی کند و ۶۳ درصد از آن را به پروتئین تک‌سلولی تبدیل نماید. این نتایج تقریباً دو برابر کارایی روش‌های سنتی است که معمولاً تنها ۵۰ درصد از مواد آلی را بازیابی می‌کنند. علاوه بر این، این فرآیند توانسته است ۹۹.۵ درصد از گازهای گلخانه‌ای و ۹۹.۳ درصد از انرژی مصرفی را نسبت به روش‌های معمول کاهش دهد. این ویژگی‌ها این روش را به انتخابی ایده‌آل برای یک آینده پایدار تبدیل کرده‌اند.
یک گام به سوی اقتصاد چرخشی و سبز
این نوآوری نه تنها به حل مشکل فاضلاب کمک می‌کند بلکه آن را به بخشی از اقتصاد چرخشی تبدیل می‌کند. در این اقتصاد، زباله‌ها به منابع ارزشمند تبدیل می‌شوند و به جای اینکه به عنوان مشکل زیست‌محیطی به آن‌ها نگاه شود، به‌عنوان منبعی برای تولید انرژی و غذا مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه می‌توان به‌طور پایدار از زباله‌ها بهره‌برداری کرد و در عین حال از آسیب‌های زیست‌محیطی کاسته و به تولید انرژی‌های پاک و منابع غذایی پایدار پرداخته شود.
چالش‌ها و افق‌های پیش رو
با وجود نتایج امیدوارکننده، هنوز چالش‌هایی وجود دارند که باید برای مقیاس‌پذیری این فناوری برطرف شوند. یکی از اصلی‌ترین چالش‌ها، هزینه بالای فرآیند الکتروشیمیایی است که نیاز به طراحی سیستم‌های پیچیده برای تصفیه فاضلاب دارد. اما پژوهشگران امیدوارند با ادامه تحقیقات و بهبود فناوری‌های موجود، بتوانند این هزینه‌ها را کاهش دهند و در نهایت این روش را در مقیاس وسیع‌تری به کار گیرند.
آینده‌ای سبزتر در دسترس است
گروه تحقیقاتی دانشگاه NTU با افتخار اعلام کرده‌اند که هدف آن‌ها این است که روش پیشنهادی خود را به‌عنوان یک راه‌حل جهانی برای مدیریت پایدار فاضلاب معرفی کنند. دکتر ژائو هو، نویسنده اول تحقیق، در این‌باره می‌گوید: امیدواریم این روش نشان دهد که چگونه می‌توان از زباله‌ها به منابع ارزشمند تبدیل شده و از آن‌ها برای تولید انرژی پاک و غذای پایدار استفاده کرد. این نه تنها یک گام بزرگ به سوی یک آینده سبزتر است بلکه به ما نشان می‌دهد که زباله‌ها نباید به‌عنوان بار اضافی بر دوش محیط زیست دیده شوند، بلکه باید به آن‌ها به چشم منابعی برای آینده نگاه کرد.
منبع scitechdaily
