دنفر (ا ف ب) – عندما كان يجري تطوير مركز ضخم للفعاليات في دنفر، كان على المخططين أن يتعاملوا مع أنبوبين للصرف الصحي يبلغ عرضهما 6 أقدام (1.8 متر) تم تفريغهما في النهر، مما خلق معضلة قبيحة. أراد المطورون دفنهم. قالت الهيئة إن المياه العادمة تحتاج إلى تنفيس الحرارة قبل دخول النهر.

وهناك، أصبحت المشكلة حلاً.

تعمل الطاقة الحرارية الناتجة عن مياه الصرف الصحي الآن على تشغيل نظام يعمل على تدفئة وتبريد الفصول الدراسية، ومركز الفروسية والمستشفى البيطري في مجمع المركز الوطني الغربي.

إنه مثال حديث على كيفية قيام مياه الصرف الصحي التي يتم صرفها في المجاري بتدفئة المباني وتبريدها بطريقة مستدامة. يقول خبراء المناخ إن مياه الصرف الصحي هي مصدر غير مستغل للطاقة إلى حد كبير بسبب درجة حرارتها المستقرة التي تبلغ حوالي 70 فهرنهايت (21 درجة مئوية). وقد تم بالفعل تركيب أنظمة استعادة حرارة مياه الصرف الصحي في كاليفورنيا وواشنطن وكولورادو ونيويورك وكندا. لقد تم بالفعل بناء الأنابيب التي تنقل مياه الصرف الصحي، مما يجعلها موردًا منخفض التكلفة ومتاحًا على نطاق واسع مما يقلل الحاجة إلى مصادر الطاقة الملوثة.

لا توجد أي رائحة لأن أنظمة نقل الطاقة الحرارية تفصل مياه الصرف الصحي عن المكونات الأخرى.

"مياه الصرف الصحي هي الحدود الأخيرة للطاقة المستدامة"، قال آرون ميلر، المدير الإقليمي الشرقي لشركة SHARC Energy، مضيفًا: "حتى في هذه البيئة الحالية حيث لا يتم بيع المواد البيئية حقًا، هناك فائدة مالية يمكننا بيعها لأصحاب الأعمال."

على الرغم من أن التكنولوجيا تعمل في مجموعة متنوعة من المواقع، إلا أن مجمع دنفر يتمتع بموقع فريد لأنه قريب من خطوط الصرف الصحي الرئيسية في منطقة صناعية منخفضة. الغالبية العظمى من عمليات التدفئة والتبريد في المركز تأتي من استعادة حرارة مياه الصرف الصحي. أثناء الطقس الحار أو البارد للغاية، يتم استخدام أبراج التبريد والغلايات لملء الفجوات.

وقال براد بوكانان، الرئيس التنفيذي للمركز: "كل مدينة على هذا الكوكب لديها مكان مثل هذا". "هذه في الواقع قيمة، وهي ميزة تتمتع بها القاعات ولا تتمتع بها بقية المدينة."

كيف يمكن للحرارة الناتجة عن مياه الصرف الصحي تدفئة المباني

يبدأ استخراج الطاقة الحرارية بالمياه من المراحيض والحمامات والمغاسل التي تنتقل عبر خطوط الصرف الصحي المعتادة قبل أن تتدفق إلى الخزان الذي يعد جزءًا من نظام استعادة الحرارة. يتم فصل المواد الصلبة الثقيلة ويتدفق السائل المتبقي من خلال مبادل حراري، وهو جهاز مغلق به أكوام من الصفائح المعدنية التي يمكنها أخذ الحرارة من مصدر ووضعها في مصدر آخر.

يتم نقل الطاقة الحرارية من مياه الصرف الصحي إلى حلقة مياه نظيفة دون ملامسة السوائل. يتم بعد ذلك إرسال المياه النظيفة التي تحمل الطاقة الحرارية إلى مضخة حرارية يمكنها تسخين الغرف أو تبريدها، حسب الطقس. ويمكنه أيضًا تسخين المياه الصالحة للشرب. وبمجرد استخراج الطاقة الحرارية، تتدفق مياه الصرف الصحي مرة أخرى إلى نظام الصرف الصحي وفي النهاية إلى محطة معالجة المياه.

تحل الحرارة الناتجة عن مياه الصرف الصحي محل الحاجة إلى الطاقة من مصادر أخرى لتدفئة وتبريد المباني، مثل الكهرباء من الشبكة. هناك حاجة إلى الكهرباء فقط لتشغيل المبادل الحراري والمضخات التي تحرك المياه، وهي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الغلايات والمبردات المستخدمة في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التقليدية.

حيث يتم استخدام تسخين مياه الصرف الصحي

قال ميلر إن الأنظمة تعمل بشكل أفضل في المباني ذات الإنتاج المركزي للمياه الساخنة، مثل الشقق والمغاسل التجارية ومغاسل السيارات والمصانع. وفي المناطق السكنية، قال ميلر إن التكنولوجيا مناسبة بشكل أفضل للمباني التي تضم 50 وحدة سكنية أو أكثر. تعمل هذه التكنولوجيا في مناخات مختلفة في جميع أنحاء البلاد. تكمل بعض المباني مكونات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء التقليدية.

تستخدم التكنولوجيا أنابيب المدينة الحالية، مما يقلل الحاجة إلى البناء مقارنة ببعض أنواع الطاقة المتجددة، كما تقول أنيا كامارغو كورتيس، خبيرة شبكات الطاقة الحرارية وعضو مجلس إدارة HEET (فريق كفاءة الطاقة المنزلية) غير الربحي.

"إذا كان بإمكانك استخدام مياه الصرف الصحي، فسيكون ذلك توفيرًا هائلاً... مليارات الكيلووات متاحة لنا للاستخدام"، كما تقول كامارغو. كورتيس.

وفقًا لبيانات عام 2005 الصادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية، يتم صرف ما يعادل 350 مليار كيلووات/ساعة من الماء الساخن في المصارف كل عام.

في فانكوفر، كندا، يساعد نظام استعادة حرارة مياه الصرف الصحي على توفير الحرارة والمياه الساخنة لـ 47 مبنى تخدمها False Creek Neighborhood Energy Utility. قال مارك شوارك، مدير إدارة المياه والمرافق في مدينة فانكوفر، إن 60% من الطاقة المولدة في عام 2025 جاءت من استعادة حرارة مياه الصرف الصحي.

مستقبل استعادة حرارة مياه الصرف الصحي

قال آرون براون، الأستاذ المشارك في هندسة النظم في جامعة ولاية كولورادو، إنه يعتقد أن استخدام أنظمة استعادة حرارة مياه الصرف الصحي سوف ينمو لأنه نظام فعال ومنخفض الكربون وسهل الاستخدام نسبيًا. التثبيت.

بخلاف الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح التي يمكن أن تختلف حسب الطقس أو الوقت من اليوم، يمكن أن تكون الطاقة الحرارية من مياه الصرف الصحي متاحة عند الحاجة إليها، كما قال براون.

"أعتقد أنه لإزالة الكربون، علينا أن نفكر في بعض الحلول المبتكرة. وهذا ليس معقدًا بقدر ما يتعلق بالتكنولوجيا الهندسية، ولكنه فعال للغاية".

تتوسع شركة Epic Cleantec، التي تصنع أنظمة إعادة استخدام المياه للمباني المكتبية والشقق، في مجال استعادة الحرارة بعد أن ركزت سابقًا على معالجة المياه للمراحيض والري. قامت الشركة مؤخرًا بتركيب نظام لاستعادة حرارة مياه الصرف الصحي في مبنى شاهق في سان فرانسيسكو.

وقال آرون تارتاكوفسكي، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Epic Cleantec، إن الناس اعتادوا على الاعتقاد بأن مياه الصرف الصحي قذرة ويجب التخلص منها دائمًا، لكن شركته أطلقت مؤخرًا علبتين من البيرة بالتعاون مع صانع جعة مصنوع من مياه الاستحمام المعاد تدويرها ومياه الغسيل لتوضيح طرق جديدة لإعادة استخدامها.

"أعتقد أن استعادة مياه الصرف الصحي مستمرة قال تارتاكوفسكي: "يجب أن نكون شيئًا ينمو باستمرار لأنه شيء لا نستفيد منه".

___

أفاد بيترسون من دنفر وأومالي من فيلادلفيا.

__

تتلقى التغطية المناخية والبيئية لوكالة أسوشيتد برس دعمًا ماليًا من مؤسسات خاصة متعددة. AP هي المسؤولة الوحيدة عن جميع المحتويات. ابحث عن معايير AP للعمل مع المؤسسات الخيرية، وقائمة الداعمين ومناطق التغطية الممولة على AP.org.