Innovation et durabilité : production d'énergie à partir des eaux usées

Pour toutes les villes du monde, le eaux résiduelles Ils représentent un problème considérable qui doit être géré de manière appropriée. Les stations d'épuration des eaux usées sont mises en place dans le but d'éliminer les contaminants avant de les rejeter dans l'environnement.

Cependant, depuis quelques années, on explore des méthodes et des technologies qui visent non seulement à purifier l'eau, mais aussi à transformer les déchets en énergie, en profitant du potentiel énergétique que contiennent ces eaux.

Qu’est-ce que les eaux usées ?

Les eaux résiduelles Il s'agit d'eau qui a été utilisée pour des activités domestiques, industrielles ou agricoles et qui contient des déchets et des contaminants. Ces eaux sont classées en eaux domestiques, industrielles et pluviales, selon leur origine. Dans leur ensemble, ils constituent un problème environnemental considérable en raison des contaminants qu'ils présentent et de leur impact sur l'environnement s'ils ne sont pas traités correctement. Pour les villes, le traitement de cette eau est crucial, mais en plus de la nettoyer, il existe un potentiel pour en tirer de l'énergie.

Production d'énergie à partir des eaux usées

Ces dernières années, la technologie a considérablement progressé, permettant eaux résiduelles Non seulement ils sont purifiés, mais ils sont également utilisés pour produire de l’énergie. Parmi les méthodes les plus populaires pour générer de l’énergie à partir de ces déchets figurent :

• Obtention de biogaz de la décomposition de la matière organique présente dans les eaux usées.
• Génération de électricité grâce à des piles à combustible microbiennes.
• Utilisation thermique de la chaleur des eaux usées pour la climatisation.
• Production de hydrogène, une source d’énergie propre.

Utilisation du biogaz

L'une des méthodes les plus courantes est la production de biogaz provenant des eaux usées. Ce biogaz est obtenu grâce à un processus appelé méthanisation, dans lequel la matière organique présente dans les eaux usées se décompose dans un environnement sans oxygène (anaérobie).

Le principal produit de cette décomposition est le méthane, qui peut être utilisé comme source d’énergie à diverses fins, notamment la production d’électricité et le chauffage.

Le méthane a plusieurs utilisations, notamment la production d’électricité en la brûlant dans des turbines ou en chauffant des bâtiments. Dans plusieurs villes comme Grenoble o Strasbourg, le biogaz a été injecté dans le réseau de distribution de gaz naturel, fournissant de l'énergie aux habitations et aux véhicules.

Expériences internationales

Il existe déjà de nombreuses villes et pays dans le monde où les eaux usées sont utilisées pour produire de l’énergie. Voici quelques exemples :

• En Bâle, Suisse, la chaleur est récupérée des eaux usées pour être chauffée après le processus de purification. C'est un exemple de la manière dont le traitement de l'eau peut également être une source d'énergie thermique utilisée par la communauté.
• Dans le États Unis, notamment dans l'Oregon, l'usine de valorisation des ressources en eau de Tri-City a mis en place un système dans lequel le méthane produit par la décomposition des matières organiques dans les eaux usées est utilisé pour générer de l'énergie électrique et thermique.
• En Slovaquie, des projets ont également été développés pour l'utilisation des eaux usées dans la génération de biogaz.

Production d'hydrogène à partir des eaux usées

Une autre méthode innovante qui a fait l'objet de recherches est la production de hydrogène vert provenant des eaux usées. Cet hydrogène est généré à partir de cellules d'électrolyse microbienne, une technologie qui permet d'obtenir de l'hydrogène de haute pureté grâce à des bactéries spécialisées qui décomposent la matière organique présente dans l'eau. Des entreprises comme Ingeobras développent des technologies qui offrent cette solution efficace et durable.

L'hydrogène vert présente un potentiel important en tant que carburant propre, et sa production à partir des eaux usées offre une approche plus économique et durable par rapport aux méthodes traditionnelles de production d'hydrogène, telles que le reformage de matériaux fossiles ou l'électrolyse conventionnelle. À mesure que cette technologie progresse, elle pourrait devenir une solution clé pour décarboniser le secteur des transports et de l’énergie.

Production d'électricité grâce à des micro-organismes

Une autre des méthodes les plus innovantes pour utiliser les eaux usées est l'utilisation de piles à combustible microbiennes. Cette méthode utilise des bactéries qui métabolisent la matière organique présente dans les eaux usées, libérant ainsi des électrons. Ces électrons peuvent être capturés pour produire directement de l’électricité. Les piles à combustible microbiennes sont déjà utilisées dans certains projets pilotes et ont le potentiel de produire de l'électricité de manière continue et durable. De plus, ce processus peut améliorer l’efficacité énergétique des usines de traitement en réduisant le besoin de systèmes d’aération et de pompage coûteux.

Histoires de réussite dans des villes du monde entier

Divers projets réussis ont été développés dans des villes du monde entier. Par exemple:

• En Strasbourg, il devrait produire quotidiennement 1,6 million de mètres cubes de biométhane à partir du traitement des eaux usées, soit suffisamment pour alimenter en énergie environ 5.000 XNUMX foyers.
• En Helsinki, Finlande, la centrale de chauffage et de refroidissement du parc Katri Vala utilise les eaux usées comme source d'énergie thermique.
• En Madrid, la Station d'épuration des eaux usées (STEP Sud) a installé des turbines pour profiter de l'énergie cinétique de l'eau à sa sortie et produire de l'électricité pour la propre consommation de la station.

Importance de continuer à développer cette technologie

Bien que de nombreux projets soient déjà en cours, il est crucial de continuer à investir dans la recherche et le développement pour améliorer l'efficacité et réduire les coûts de ces technologies. Les eaux usées ne sont pas seulement une source de pollution, mais représentent également une opportunité de générer énergie verte, réduire l’empreinte carbone et évoluer vers un modèle énergétique plus durable. La mise en œuvre à plus grande échelle de ces technologies peut aider les villes à devenir plus autosuffisantes en énergie et générer des impacts positifs dans la lutte contre le changement climatique. Si l’utilisation des eaux usées est améliorée, nous pourrions être confrontés à une solution clé pour la transition énergétique mondiale.