Que les eaux usées soient pleines de « déchets » est une question de perspective.

« Pourquoi est-ce du gaspillage ? » demanda Zhen (Jason) He, professeur au Département d'énergie, Génie environnemental et chimique à la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington à St. Louis.

"Ce sont des matières organiques, " Il a dit, et ceux-ci peuvent fournir de l'énergie de plusieurs manières. Ensuite, il y a l'autre ressource précieuse que sont les eaux usées.

L'eau.

Son laboratoire a développé un système qui récupère les deux, filtrer les eaux usées tout en créant de l'électricité. Les résultats des essais à l'échelle du laboratoire ont été publiés et présentés comme un article de couverture dans la revue Sciences de l'environnement :recherche et technologie de l'eau .

Les déchets dans les eaux usées sont pleins de matières organiques qui, aux bactéries, sont de la nourriture.

"Les bactéries les aiment et peuvent les convertir en choses que nous pouvons utiliser, " Il a dit. " Le biogaz est la principale source d'énergie que nous pouvons récupérer à partir des eaux usées; l'autre est la bioélectricité.

Il existe déjà des moyens de capitaliser sur les bactéries pour produire de l'énergie à partir des eaux usées, mais de telles méthodes le font souvent au détriment de l'eau, qui pourraient être filtrées et autrement utilisées - si ce n'est pour boire - à des fins « d'eaux grises » telles que l'irrigation et la chasse d'eau des toilettes.

Son laboratoire a pris les deux processus (filtration et production d'énergie) et les a combinés, intégrer le système de filtration dans l'électrode d'anode d'un système électrochimique microbien.

Le système est configuré comme une pile à combustible microbienne typique, une batterie bactérienne qui utilise des bactéries électrochimiquement actives comme catalyseur là où une pile à combustible traditionnelle utiliserait du platine. Dans ce type de système, les bactéries sont attachées à l'électrode. Lorsque les eaux usées sont pompées dans l'anode, les bactéries « mangent » les matières organiques et libèrent des électrons, créer de l'électricité.

Pour filtrer cette même eau, cependant, nécessite un système différent.

Il a combiné les systèmes en laboratoire, développer une anode perméable qui agit comme un filtre.

L'anode est une membrane dynamique, fait de conducteur, tissu de carbone. Ensemble, les bactéries et la membrane filtrent 80 à 90 % des matières organiques, ce qui laisse l'eau suffisamment propre pour être libérée dans la nature ou traitée ultérieurement pour les utilisations d'eau non potable.

Il a utilisé une culture mixte de bactéries, mais ils devaient partager une caractéristique :les bactéries devaient être capables de survivre dans un environnement sans oxygène.

"S'il y avait de l'oxygène, les bactéries ne feraient que déverser des électrons dans l'oxygène et non dans l'électrode, " Il a dit. " Si vous ne pouvez pas respirer avec l'électrode, tu vas périr."

Pour trouver les bonnes bactéries, Il s'en remet principalement à la nature.

"Ce n'est pas 100% naturel, mais nous sélectionnons ceux qui peuvent survivre dans cette condition, " Il a dit. " C'est plus comme 'la sélection technique, '" les bactéries qui ont survécu et respiré avec l'électrode ont été sélectionnées pour le système.

La quantité d'électricité créée n'est pas suffisante pour, dire, alimenter une ville, mais c'est en théorie suffisant pour aider à compenser la quantité substantielle d'énergie utilisée dans une usine de traitement d'eau américaine typique.

"Aux Etats-Unis., environ 3% à 5% de l'électricité est utilisée pour l'activité eau et assainissement, " Il a dit. Considérant l'utilisation par une usine municipale locale, Il pense que son système peut réduire considérablement la consommation d'énergie.

"Typiquement, le procédé consomme environ 0,5 KWH d'électricité par mètre cube, " Il a dit. Sur la base d'expériences à l'échelle du banc, "On peut le réduire de moitié, ou plus de ça."

Mais l'objectif principal du système de He n'est pas la production d'électricité, c'est le traitement des eaux usées et la récupération des nutriments.

"Les bactéries peuvent convertir ces matières organiques en choses que nous pouvons utiliser, " Il a dit. " Nous pouvons également récupérer des nutriments comme l'azote ou le phosphore pour l'engrais. Nous pouvons l'utiliser pour nourrir les plantes. C'est seulement quand on ne l'utilise pas, alors cela devient un déchet.

"Les eaux usées sont une ressource au mauvais endroit."