스탠포드 연구실에서 물을 만든다

미국 서부가 전례 없는 가뭄에 직면함에 따라 유망한 해결책 중 하나는 물 재활용 프로그램과 기술의 확장입니다. 스탠포드의 William and Cloy Codiga 자원 회수 센터(CR2C)는 솔루션에 대한 수요에 힘입어 물과 에너지 자원 회수 및 재활용 연구 임무를 수행하면서 계속 확장하고 있습니다.

최근 몇 년 동안 미국 서부의 수자원 시스템은 점점 더 많은 압박을 받아 오늘날의 극심한 가뭄이 발생했습니다. 서부에서는 수자원이 부족하지만 인구는 계속해서 증가하고 있어 지속 가능한 솔루션을 시급히 모색하고 있습니다.

스탠포드의 Water in the West 프로그램의 도시 수자원 정책 책임자인 뉴샤 아자미(Newsha Ajami)는 "심각한 가뭄이 있었다가 몇 년 만에 다시 가뭄에 빠졌다는 사실은 문제가 되고 실제 문제입니다"라고 말했습니다. . "그것은 정말 문제가 되는 문제입니다. 특히 우리가 예전보다 더 건조하고 더 뜨거운 가뭄을 경험하고 있기 때문입니다."

그러나 가뭄의 역사로 인해 캘리포니아 대부분의 관할 구역에서는 물 보존 측면에서 "가장 낮은 열매"를 다루었습니다. CR2C 전무이사 Sebastien Tilmans MS '10 Ph.D. 15'라고 말했다. 따라서 해결책은 단순히 물 사용량을 줄이는 것이 아닙니다. 현재 물 수요의 대부분이 상당히 경직되어 있기 때문입니다. 대신, 물 재활용은 장기적으로 지속 가능한 물 시스템에 매우 중요하다고 Tilmans는 말했습니다.

하지만 자금과 규제가 뒤처져 있습니다. 1972년 청정수법(Clean Water Act) 통과를 즈음하여 구축된 많은 시스템을 포함하여 캘리포니아의 현재 많은 물 재활용 시스템은 수명 주기가 거의 끝나가거나 그 이상입니다. 더 중요한 것은 달리기 위해 상당한 양의 전기를 소비하는 기술을 사용한다는 것입니다. 그리고 이러한 단점이 바로 CR2C의 연구 이니셔티브가 등장하는 지점입니다.

CR2C는 경찰서와 은행 뒤편에 자리잡은 스탠포드 캠퍼스의 활발한 연구 시설입니다. 그것은 금속 캐노피에 의해 모든 요소로부터 보호되는 통로, 유색 파이프, 탱크 및 미터의 소박한 컬렉션으로 구성됩니다. 탱크와 파이프를 사용하면 스탠포드의 폐수 배출구에서 빨아들이는 실제 폐수에 대한 활발한 실험이 가능합니다.

실험의 결과 물질은 스탠포드의 일반 폐수 흐름에 다시 삽입되고, 이는 일반 하수로 처리되기 위해 Palo Alto의 폐수 처리장으로 흘러갑니다. CR2C가 현재 탱크에서 생산하는 모든 것은 엄격하게 연구 목적으로만 사용되지만, 최종 목표는 CR2C가 테스트하고 있는 프로세스를 사용하여 처리된 폐수를 실제 물 시스템에서 재사용하는 것입니다.

CR2C에서 수행되는 연구는 다양하지만 프로그램의 빛나는 별은 새로운 혐기성 생물학적 폐수 처리 방법을 테스트하는 프로젝트입니다. 현재 이러한 생물학적 처리는 일반적으로 산소를 지속적으로 공급해야 하는 유형의 박테리아를 사용하여 수행되는 호기성 처리입니다. 이 공정은 엄청난 양의 에너지를 사용하고 이산화탄소를 포함한 바람직하지 않은 부산물을 생성합니다.

산소가 필요하지 않은 혐기성 처리는 일반적으로 상업적인 대규모 사용에는 너무 느린 것으로 간주됩니다. 그러나 SAF-MBR(단계적 혐기성 유동막 생물반응기)이라고 불리는 혐기성 시스템 CR2C가 테스트하고 있으며 산소 펌핑이 필요하지 않을 뿐만 아니라 에너지를 생산하는 데 사용할 수 있는 메탄도 생성합니다.

Tilmans에 따르면 오늘날 일반적으로 전기를 많이 소비하는 처리 공장과 달리 SAF-MBR 시설에서 생성된 메탄을 연소하여 모델링된 에너지 출력은 시스템을 전체 규모로 실행하는 데 필요한 에너지보다 큽니다.

Tilmans는 "이러한 처리 공장이 녹색 발전소로 전환될 수 있는 미래를 볼 수 있습니다"라고 말했습니다. "그러므로 깨끗한 물을 생산할 뿐만 아니라 재생 가능 에너지도 생산하게 됩니다."

SAF-MBR 테스트의 확장으로 CR2C는 최근 베이 지역의 폐수 처리 그룹인 Silicon Valley Clean Water와 제휴하여 레드우드 시티에 2차 테스트 처리 장소를 건설했습니다. 이 두 번째 사이트는 본질적으로 스탠포드 캠퍼스에 있는 사이트의 더 큰 버전으로, 더 큰 규모로 추가 실험을 실행하기 위해 구축되었습니다.