تكنولوجيا بيئية مبتكرة لاستعادة الموارد من مياه الفضلات

توفر منتجات طبيعية للأغراض الصناعية والزراعية

تشارك 18 مؤسسة من سبع دول أوروبية في مشروع يهدف إلى استعادة الموارد الطبيعية من مياه التصريف والفضلات. ويأتي هذا المشروع مع ازدياد الحاجة الماسة لتوفير مصادر المياه، والضغوط العالمية الحالية على الموارد المائية المتاحة، وارتفاع تكاليف تشغيل وصيانة معالجة مياه الفضلات.
- استعادة الموارد
وقد صمم مشروع «إنكوفر» incover (التكنولوجيا البيئية المبتكرة لاستعادة الموارد من مياه الفضلات) لنقل معالجة مياه الفضلات من تكنولوجيا الصرف الصحي في المقام الأول، إلى صناعة استرداد الموارد. ويقوم المشروع بتطوير تكنولوجيات مبتكرة لمعالجة المياه العادمة لاستعادة الطاقة والمغذيات والمياه لأغراض الري وكذلك المنتجات الحيوية ذات القيمة المضافة مثل البلاستيك الحيوي PHA).) وتشارك فيه من إسبانيا وألمانيا واليونان والبرتغال والدنمارك وفرنسا وبريطانيا. وينسق أعماله مركز التكنولوجيا «أيمن» aimen في إسبانيا. وقد تم بالفعل اختبار التكنولوجيات بشكل منفرد على نطاق المختبرات وفي إطار المشروع، ويتم الجمع بينها على نطاق تجريبي لمعالجة المياه العادمة الزراعية والبلدية والصناعية. ويهدف الجمع بين التكنولوجيات إلى الحد بنسبة 50 في المائة على الأقل، من تكاليف المعالجة التقليدية لمياه الفضلات وذلك من خلال استخدام مياه الفضلات كمصدر للطاقة وخفض انبعاثات الغازات بنسبة تصل إلى 80 في المائة. وهذا ينسجم بشكل وثيق مع استراتيجية الاتحاد الأوروبي. وخلال النصف الأول من المشروع، تم تنفيذ تكنولوجيات «إنكوفر» من خلال ثلاث دراسات إفرادية في ثلاثة مواقع - اثنتان في إسبانيا (فيلياديكانز Viladecans وشيقلانا - الميريا Chiclana - Almeria) وواحدة في ألمانيا - لايبزيغ).
- بلاستيك وغاز حيويان
وفي فيلياديكانز يتم إنتاج البلاستيك الحيوي من المياه العادمة. والبلاستيك الحيوي هو نوع من أنواع البلاستيك يصمم بعضها فقط بحيث يمكنها أن تتحلل عضوياً في الظروف الطبيعية. ويتم تصنيعه من مصادر حيوية مثل الزيوت والدهون النباتية ونشا الذرة والبازلاء.
وفي شيقلانا، ينتج البلاستيك الحيوي من خلال ارتفاع معدل طحالب البركةHRAP) ) باستخدام البكتيريا الأرجوانية. والهدف هو الوصول إلى إنتاج يبلغ 3.5 كلغم من البلاستيك الحيوي في اليوم الواحد.
وفي كلا الموقعين الإسبانيين، يتم التعامل مع الكتلة الحيوية في مياه المجاري لإنتاج الغاز الحيوي بمعدل 150 لتراً في اليوم. وتنتج تقنية تطوير الغاز الحيوي المبتكرة الميثان الحيوي بتركيز 92 في المائة بتكلفة منخفضة، ويمكن حقن هذا الميثان ذي الجودة العالية في شبكات الغاز الطبيعي أو استخدامه كوقود حيوي.
وقد ابتكرت حلول مطورة منخفضة التكلفة تسمح بإنتاج الأسمدة الحيوية.
كما تستخدم أنظمة التطهير التي تعمل بالطاقة الشمسية في المنطقتين الإسبانيتين لضمان إعادة استخدام المياه بشكل آمن للري كما هو الحال في حقول عباد الشمس أو حقول الأعشاب. وقد تم نشر نظام الري الذكي في كل حقل لضمان كفاءة الطاقة والمياه. مجموعة من أجهزة الاستشعار / المحركات مثل أجهزة استشعار الرطوبة وصمامات المياه وأجهزة الاتصال (العقد والبوابات) والتي تسمح بتدفق المياه في الوقت اللازم يجب أن تكون مصممة على توفير الري الصحيح. ويمكن رصد النظام عن بعد والتحكم فيه باستخدام التطبيقات المستندة إلى الإنترنت.
- أحماض عضوية
وفي منطقة مدينة لايبزيغ الألمانية يتم التعامل مع المياه العادمة الصناعية من قطاع الأغذية، لأغراض إنتاج الأحماض العضوية من خلال التكنولوجيا الحيوية القائمة على الخميرة. ويوفر المشروع إنتاج حامض الستريك من مياه الفضلات الزيتية. ويستخدم هذا الحامض أساساً في المنظفات ومستحضرات الغسيل، وهو بديل مستدام وفعال من حيث التكلفة، مقارنة بإنتاجه من المواد الخام القائمة على النفط.
وبعد استخراج حامض الستريك فإن ما يتبقى يستخدم لإنتاج الغاز الحيوي. أما الرواسب اللاهوائية الزائدة فيتم التعامل معها من خلال ما يسمى «عملية الكربنة الحرارية المائية» التي تسمح بتحويل الكتلة الحيوية إلى منتجات كربونية قيمة مثل البيوشار biochar المستخدم للتدفئة المحلية أو كسماد، والكربون الأسود المستخدم كعامل تعزيز في الإطارات.
وللتحكم في جميع هذه العمليات الحيوية وتحسينها يجري تطوير أجهزة استشعار ذكية. ويجري تقييم تكنولوجيات التغطية المتكاملة وفقا لأدائها البيئي والاجتماعي والاقتصادي، وتدمج النتائج تدريجياً في أداة لنظام دعم القرارات.
وتأمل الجهات المشاركة في المشروع أن تركز الجهود لاحقاً على التنفيذ الأمثل لجميع العمليات وتكثيف استراتيجيات الاستغلال والتسويق لاستيعاب السوق لتكنولوجيا هذا المشروع البيئي.