QAZAQ GREEN.  Ученые Университета Бригама (BYU) Янга Ярон Хансен и Зак Аандеруд превращают отходы в возобновляемые источники энергии с беспрецедентной эффективностью, сообщается на сайте университета.

В течение многих лет на сельскохозяйственных предприятиях по всей стране использовались анаэробные метантенки (устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана.) для переработки коровьего навоза в возобновляемую энергию. Однако их эффективность ограничивалась скромными 30-40%. Новаторское исследование, проведенное группой профессоров университета BYU, революционизирует этот процесс, делая его более быстрым и эффективным, чем когда-либо прежде, за счет предварительной обработки отходов специальными бактериями.

Профессора университета BYU создали систему предварительной обработки отходов, позволяющую повысить степень извлечения химических веществ, которые обычно улетучиваются из анаэробных метантенков. Инновационная разработка превращает отходы в осадок, состоящий из мелких цепочек молекул, который затем закачивается в существующие метантенки для получения полезного природного газа. Процесс значительно повышает эффективность улавливания газа метана до 80-85%, при этом преобразование происходит менее чем за половину времени. Вместо обычных 30-45 дней предварительная обработка отходов, в том числе сложных растительных отходов, занимает всего один-два дня, а для полного разложения требуется пять-семь дней в обычном метантенке.

«Нам удалось существенно улучшить существующую технологию, которая, как мне кажется, станет благословением для всего мира. Мы были мотивированы тем, что должны быть хорошими хозяевами Земли», - сказал профессор химии и биохимии BYU Джарон Хансен, соавтор исследования.

 Секретный ингредиент предварительной обработки? Сочетание бактерий и архей, которые процветают в самых экстремальных условиях на Земле. Гипертермофилы лучше всего выживают при температурах 170-230 градусов по Фаренгейту. При таких высоких температурах один из видов гипертермофилов, инициирующих предварительную очистку отходов, можно встретить только в российских горячих источниках. Эти микроорганизмы существуют уже тысячи лет, но в качестве агентов очистки отходов они признаны недавно.

Внедрение этой технологии предварительной обработки отходов не так просто, как кажется. «Это не так просто - просто смешать несколько бактерий и бросить их в большую емкость. Мы используем много химии, генетики и секвенирования. Речь идет о понимании того, как мелкие вещи, которые мы не можем увидеть, оказывают огромное влияние на нашу жизнь и окружающую среду», - сказал профессор биологии растений и дикой природы BYU Зак Аандеруд, соавтор статьи.

При хранении отходов в прудах-накопителях или захоронении на полигонах происходит естественное выделение метана, что в конечном итоге приводит к выбросам парниковых газов. Улавливая этот метан и используя его для питания домов, данная технология повторно использует метан, который уже выбрасывается в окружающую среду. Это идеальный способ рационального удаления отходов и сопутствующего им запаха.

«Я вижу в этом огромное преимущество. Мы уменьшаем количество отходов, которые создает постоянно растущее население, и генерируем возобновляемую энергию, которую можем непосредственно использовать», - говорит Аандеруд.

По словам Аандеруда, возобновляемые источники энергии помогут миру меньше полагаться на ископаемое топливо и гидроразрыв пласта - другие источники выбросов парниковых газов. Очистка отходов также позволит предотвратить загрязнение воды в результате разлива токсичных веществ.

Запатентованный BYU процесс предварительной обработки отходов уже показывает многообещающие результаты в реальных условиях. Молочные фермы в штатах Индиана и Висконсин уже внедрили процесс предварительной очистки в свою повседневную деятельность, и каждая из них производит достаточно энергии, чтобы обеспечить энергией небольшой город. Ведущие инжиниринговые компании, такие как Jacobs и Aqua Engineering, используют запатентованную технологию для переработки бытовых отходов в природный газ, что вносит дополнительный вклад в устойчивое производство энергии.

Дополнительным преимуществом является то, что новая технология предварительного сбраживания не требует создания новой или дорогостоящей инфраструктуры. Ученые могут использовать существующие резервуары для улавливания метана и направлять его непосредственно в трубы, по которым природный газ поступает в дома.

Профессора BYU Хансен и Аандеруд работали над этим проектом более семи лет при участии более 30 студентов и трех аспирантов. Результаты их работы были опубликованы в 2021 году и помещены на обложку престижного журнала Biofuel Research Journal. С тех пор группа работает над совершенствованием своей конструкции.

«Наука занимает много времени. Моменты «а-ха» наступают тогда, когда мои отдельные студенты понимают, что то, что они делают, может оказать огромное влияние на мир», - говорит Аандеруд.