Ingenieurs van de Universiteit van Alberta hebben een manier gevonden om afvalvet om te zetten, olie en vet in een constante toevoer van hernieuwbare energie.

In een recente studie, Masterstudent milieutechniek Bappi Chowdhury en zijn collega's ontdekten dat het toevoegen van geleidende materialen aan de afvalproducten ze mogelijk in een betrouwbare grondstof zou kunnen veranderen, waardoor een productiesnelheid van maximaal 70 procent meer biomethaan - een hernieuwbare energiebron - uit een mengsel van vet mogelijk is, olie en vet en gewoon voedselafval in een anaërobe vergister.

Energierijk, met vet gevulde afvalstoffen worden extreem langzaam afgebroken, het vormen van barrières die de microbiële spijsvertering belemmeren of naar de oppervlakte drijven bij afvalverwerkingsinstallaties, die daarbij biomethaan opvangen. Ondanks hun hoge energiepotentieel - vetten zijn samengesteld uit langere koolstofketens die van nature worden afgebroken tot aardgas - komen deze stoffen vaak op stortplaatsen terecht, waar ze langzaam degraderen en vrijkomen in de atmosfeer, een bijzonder probleem omdat methaan ruwweg 30 keer krachtiger is dan koolstofdioxide als warmtevasthoudend gas.

De bevindingen kunnen gevolgen hebben voor gemeenten die worstelen met verstopte rioolleidingen, industriële landbouwfaciliteiten die zich bezighouden met dierlijk afval of regeringen die de klimaateffecten hopen te verminderen.

"Het zou veel problemen kunnen oplossen, " zei Chowdhury, wie de hoofdauteur van de studie was. "Het is duurzaam, hernieuwbare energie, want zolang er mensen zijn, er zal voedselverspilling zijn."

Granulaire actieve koolsleutel

Geleidende materialen worden al lang gebruikt in afval- en afvalwaterzuivering, maar pas in het afgelopen decennium zijn ze gebruikt om de productie van biomethaan te stimuleren.

Een stof als korrelige actieve kool - het geleidende materiaal dat het meest effectief is in de nieuwe studie - is beter bekend voor het verwijderen van verbindingen die de geur en smaak van behandeld water beïnvloeden. Maar volgens Bipro Dhar, een U of A assistent-professor milieutechniek, actieve kool kan ook fungeren als een hub voor microben die elektronen willen dumpen of oppikken als onderdeel van biochemische processen.

"Het kan veranderen hoe microben met elkaar omgaan, " zei Dhar, die het onderzoek van Chowdhury begeleidde. "Het kan aanzienlijk verbeteren hoe snel we die organische stoffen kunnen afbreken en biomethaan kunnen produceren."

De studie omvatte ook het toevoegen van voedselverspilling aan de mix om de opbrengst te verbeteren. Chowdhury vond een optimaal recept van 70 procent voedselverspilling - afkomstig van afval van de HUB Mall op de U of A's campus - en 30 procent vet, olie en vet van GHD Canada, een in Ontario gevestigde industriepartner. Hij testte twee geleidende materialen, korrelige actieve kool en magnetiet, om te zien welke beter werkte. Het eerste geleidende materiaal verminderde de ontbindingstijd van 20 tot 25 dagen tot slechts zeven.

Er is nog een tweede reden waarom actieve kool in korrelvorm zo goed werkt. Microben die van nature lipiden en vetten afbreken, groeien direct op de geleidende materialen. Een breder scala aan microben blijft in de mix in de vergister, ervoor te zorgen dat de ontbinding efficiënter is dan op zichzelf.

"Er was meer verrijking van micro-organismen, " zei Chowdhury. "Er zijn zoveel microben aan het oppervlak, het zorgt voor meer balans."

Klimaateffecten verminderen

De nieuwe studie is een potentiële gamechanger in de behandeling van organisch afval, die tot 40 procent van het gemeentelijk afval in Canada en vijf procent van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen uitmaakt.

Dhar somt een aantal mogelijke scenario's op. Als vet, olie en vet gemakkelijk en betrouwbaar kunnen worden verteerd, een stad als Edmonton kan landbouwafval of restaurantafval accepteren om de verwerking van organisch afval te verbeteren. Een landelijke pluimveehouderij zou kunnen overstappen van het transporteren van afval honderden kilometers en ervoor kiezen om ter plaatse stroom en warmte op te wekken. Een landelijk gebied in een ontwikkelingsland zou meer elektriciteit kunnen opwekken uit afval. Omdat anaërobe vergisters op verschillende schaalniveaus kunnen werken zonder ingrijpende aanpassingen, het is een oplossing die mogelijk wereldwijd kan worden geïmplementeerd.

Dhar ziet nog een voordeel in de vermindering van methaanafval, een veel krachtiger broeikasgas dat velen over het hoofd zien als een bijdrage aan klimaatverandering.

"Het grootste probleem met stortplaatsen is organisch afval, " zei Dhar. "Elke vorm van organische stoffen zal uiteindelijk degraderen en methaangas produceren."

in 2015, Epcor schatte dat het $ 2 miljoen besteedde aan het schoonmaken van 1, 200 kilometer riolen in Edmonton, samen met nog eens $ 1,6 miljoen inspectielijnen door de hele stad. Terwijl de stad heeft "Bewaar het, giet het niet" campagnes, het huishoudvet dat rioolleidingen verstopt, zou ooit als een waardevolle hulpbron kunnen worden verzameld.

Er zal eerst meer werk nodig zijn, merkte Dhar op. Dat betekent zoeken naar nog betere en goedkopere geleidende materialen, economische haalbaarheidsstudies en opgeschaalde proefprojecten.

"Dit is een heel belangrijk project, " zei Dhar. "We hebben een enorme hoeveelheid vet, olie en vet geproduceerd in het hele land."