Сточные воды содержат питательные вещества, энергию и драгоценные металлы — ученые учатся их извлекать

Большинство людей думает о сточных водах, ежедневно образующихся из душа, ванны, раковин, посудомоечных машин и туалетов, как можно меньше. Однако с помощью правильных технологий они могут стать ценным ресурсом. В среднем каждый американец использует около 60 галлонов воды в день, включая смыв в туалете, душ и стирку. Большая часть этой использованной воды в итоге превращается в сточные воды, требующие энергоемкой очистки перед сбросом в природу.

Исследователи ищут креативные способы получения ценных продуктов из сточных вод. Например, сточные воды содержат более чем в три раза больше энергии, чем требуется для их обработки. Одна из простых и зрелых технологий — анаэробное сбраживание, в ходе которого микроорганизмы перерабатывают органические вещества, производя биогаз, содержащий около 50% метана. Более продвинутые методы, такие как гидротермальные процессы, могут превращать осадок сточных вод в биотопливо, заменяющее бензин и дизель.

Кроме того, сточные воды богаты питательными веществами, такими как азот и фосфор. Вместо энергозатратного процесса преобразования аммиака в азот и обратно, можно извлекать его напрямую. Один из способов — использование туалетов с раздельным сбором мочи, которую после обеззараживания можно применять как удобрение. Альтернатива — контролируемое извлечение питательных веществ в виде минерала струвита (фосфата магния-аммония), показавшего в лабораторных испытаниях эффективность, сопоставимую с коммерческими удобрениями.

Сточные воды также содержат следы драгоценных металлов на миллионы долларов в год. Исследователи разрабатывают новые методы их извлечения, включая мембранные системы и биотехнологии с использованием микроорганизмов. Дополнительный ресурс — тепловая энергия, так как сточные воды обычно теплее природных источников, особенно зимой. Технологии рекуперации тепла уже хорошо зарекомендовали себя.