Как органические технологии меняют очистку промышленных сточных вод

Арлин Каридис | 25 апреля 2023 г.

Органические вещества в сточных водах представляют собой проблему на нескольких уровнях. Их трудно отфильтровать, и они вредны для промышленного оборудования. Воду, содержащую органические вещества, дорого перевозить и утилизировать. Генераторы должны соблюдать жесткие ограничения на выбросы питательных веществ. И все это время заголовки кричат ​​о водном кризисе, а именно об ухудшающемся истощении запасов чистой воды, причем наибольший вклад вносят промышленные предприятия и сельское хозяйство. Ежедневно они потребляют сотни миллиардов галлонов воды.

В ответ компания ZwitterCo из Бостона разработала технологию мембранной фильтрации для отделения воды и органических твердых веществ. Мембранная фильтрация не является чем-то новым, но компания рекламирует свой продукт как уникальный, поскольку его очень тонкий фильтр (с размером пор 1 нанометр в диаметре) улавливает твердые соединения, которые в противном случае прошли бы через него, что делает его невосприимчивым к загрязнению или засорению, в то время как традиционные Фильтры засоряются, что ухудшает поток и, в конечном итоге, приводит к необходимости частой замены фильтров.

Как объясняет Джон Гудман, вице-президент по коммерческому развитию ZwitterCo, мембрана технологической компании отделяет жиры, масла, жиры, белки, сахар и крахмал, а также твердые вещества, образующиеся в результате анаэробного сбраживания и фильтрата. Чистую отделенную воду можно использовать повторно, как и восстановленные питательные вещества. И фильтры продолжают работать как новые благодаря простому процессу очистки.

Молодая компания привлекает внимание целого ряда отраслей. Основными из них являются продукты питания и напитки, биоперерабатывающие заводы, использующие процесс ферментации, сельское хозяйство и операции по захоронению отходов. С момента своего внедрения фильтр ZwitterCo был установлен примерно в шести коммерческих проектах и ​​десятках пилотных проектов.

Магия кроется в химии материала. Мембрана изготовлена ​​из гидрофильных («водолюбивых») полимеров, которые пропускают воду и отталкивают твердые частицы, которые в противном случае прилипли бы к поверхности мембраны. Органику просто смывают водой с добавлением небольшого количества мягкого химического чистящего средства.

В частности, набирает обороты применение в сельском хозяйстве, и это является приоритетной областью деятельности ZwitterCo, во многом благодаря растущему интересу фермеров к анаэробному сбраживанию (AD) для утилизации навоза и одновременного производства возобновляемого природного газа из этих отходов. Фильтр является ключевым компонентом более крупной системы очистки сточных вод, мембрана которого используется для концентрирования дигестата, оставшегося после процесса AD.

По словам Гудмана, этот процесс сокращает объемы дигестата и затраты на его транспортировку на 50 процентов. Фермеры извлекают выгоду из удобрений, изготовленных из дигестата и чистой воды, для повторного использования в своей сельскохозяйственной практике. И материалы легче хранить — это необходимая практика, поскольку фермеры могут одновременно вносить на свои поля лишь определенное количество питательных удобрений.

Повторное использование является важным фактором в каждой из отраслей, которые начинают внедрять эту технологию.

«Повторное использование сточных вод — это цель ESG или даже лицензия на эксплуатацию. Повторное использование сточных вод полезно не только для окружающей среды, но и для бизнеса», — говорит Гудман.

Он видит пустоту, которую технология переработки сточных вод могла бы помочь заполнить, в частности, на западе США, в регионе, сильно пострадавшем от засухи, особенно в Калифорнии, крупнейшем производителе сельскохозяйственной продукции в США, зависящем от очень больших запасов воды.

ZwitterCo предлагает ежемесячную модель «оплата за производительность», основанную на мощности фильтрации, необходимой для удовлетворения требований к пропускной способности.

«Наши клиенты предпочитают эту модель, поскольку она обеспечивает измеримую окупаемость инвестиций. Это упрощает управление бюджетом и выравнивает стимулы между всеми сторонами», — говорит Гудман.

Получив финансирование в размере 33 миллионов долларов США в рамках серии А в конце 2022 года, компания ZwitterCo на сегодняшний день собрала 46 миллионов долларов США.

В 2019 году стартап получил грант в размере 1,25 миллиона долларов от Министерства энергетики США (DOE). Целью гранта является ускорение разработки и коммерциализации технологий очистки для преобразования воды, добываемой энергетическим сектором Пермского бассейна, в восстанавливаемый ресурс.