Stateside Podcast: Grand Rapids verwandelt Kot mit neuen Biodigester in Strom

Die Amerikaner produzieren viel Abfall. Ein Teil davon wird in den Küchenmüll geworfen oder auf die Mülldeponie geschleppt, während ein anderer Teil in die Toilette gespült oder in die Müllentsorgung gelangt.

Wie das Zeug, das Sie in Ihre Mülltonne werfen, landen viele der Feststoffe in unserem Abwasserstrom schließlich auf der Mülldeponie, wo sie Treibhausgase ausstoßen und zum Klimawandel beitragen.

In Grand Rapids jedoch nimmt die städtische Abwasseraufbereitungsanlage die organische Substanz, die durch das Abwassersystem gelangt, auf und wandelt sie in etwas Nützliches um: Energie.

Im Grunde verwandeln sie Kacke in Macht.

Rapid, das Verkehrssystem, das Busse rund um Grand Rapids und seine Vororte betreibt, hat damit begonnen, Busse auf Motoren umzustellen, die mit komprimiertem Erdgas betrieben werden können.

Steve Schipper, Chief Operating Officer von Rapid, sagte, die Abkehr vom Diesel sei sowohl ökologisch als auch finanziell motiviert. Erdgas verursacht weniger Emissionen und ist weniger anfällig für große Preisschwankungen.

Der Rapid fährt schon seit einiger Zeit mit von DTE gekauftem Erdgas. Nun wird ein Teil dieses Erdgases aus dem Abwasser der Stadt stammen.

Wie funktioniert das?

In der Water Resource Recovery Facility landet alles, was in eine Toilette oder Müllentsorgung in Grand Rapids gespült wird.

Jared Grabinski, stellvertretender Umweltdienstleiter der Anlage, hat maßgeblich dazu beigetragen, die 85 Millionen US-Dollar teure Biogasanlage der Stadt in Betrieb zu nehmen. Ein Biodigester ist ein System, das Abfall in eine Form von komprimiertem Erdgas umwandelt.

Bevor die festen Abfälle die Biodigester erreichen, gibt es eine Reihe von Prozessen, um die gewünschten Abfälle von den unerwünschten Abfällen zu trennen.

„Hier beginnt der erste Teil des physikalischen Prozesses der Abwassertrennung“, sagte Grabinski und verwies auf die rotierenden Siebe, die größere Gegenstände auffangen, die nicht dazugehören. „Wir spannen alles, was größer als ein Viertel Zoll ist, bis zu unseren Stabsieben aus und verlangsamen die Geschwindigkeit so weit, dass Sand, Splitt, Muscheln, Schmutz und Steine ​​aus dem Prozess herausfallen.“

Anschließend pumpt die Anlage das gesamte Abwasser, das durch diese ersten Siebe gelangt ist, in tiefe Zementtanks im Freien. Anschließend verlangsamen sie die Geschwindigkeit des durchströmenden Wassers auf etwa 30 cm pro Sekunde.

„Diese Durchgänge dienen der Sandentfernung. Hier verlangsamen wir die Geschwindigkeit so weit, dass das schwerere Fahrzeug einfach aus der Federung fällt“, sagte Grabinski. „Schwereres Zeug, Splitt, Sand, Muscheln, Steine, alles, was groß oder klein genug ist, um durch die Siebe zu gelangen, aber schwer genug, um sich abzusetzen.“

Der Rest des Wassers gelangt in die nächste Aufbereitungsphase, in der das Wasser erneut verlangsamt wird. Langsam bewegte Stäbe saugen Öle und Ablagerungen von der Oberfläche ab.

„An diesem Punkt wird das Abwasser dem eigentlichen Fleisch und den Kartoffeln des Aufbereitungsprozesses, der biologischen Behandlung, zugeführt“, sagte Grabinski.

Sobald sie den gesamten Sand und das Fett abgetrennt haben, vermischt sich mit dem Wasser eine Menge organisches Material. Das nennen sie „Primärabwasser“. Sie mischen es mit dem sogenannten „Rücklaufschlamm“, um eine „Mischlauge“ herzustellen.

„Also werden das Futter und die Insekten miteinander vermischt und dann beginnt der Behandlungsprozess von vorne“, sagte Grabinski.

Das Personal sorgt dafür, dass das richtige Gleichgewicht von Mikroorganismen und Abfall für den Biodigester gewährleistet ist. Sie fügen Sauerstoff hinzu, um das Wachstum der Käfer aufrechtzuerhalten.

„Diese sprudelnde Wirkung sorgt für eine Vermischung und einen Kontakt zwischen der Nahrung und den Insekten und gibt der Biologie auch Luft zum Atmen … um mehr aus sich selbst zu machen“, sagte Grabinski. „Die Zellen werden sich durch die Nutzung dieser Schadstoffe im Wasser weiter vermehren.“

Das Wasser, das zum Grand River zurückgeleitet wird, wird abgetrennt und anschließend mit UV-Licht desinfiziert.

„Und hier drüben ist unser letztes Absetzbecken. Hier sind also die Käfer, jetzt, wo sie glücklich sind, sind sie satt“, sagte Grabinski. „Sie produzieren einen Zooglealschleim und kleben zusammen.“

Jetzt, da die Käfer in Scharen den Abfall fressen und sauberes Wasser zum Fluss fließt, kann es endlich zu den Biodigester gelangen.

Die Biodigester

Biodigester sind drei riesige Zylinder auf dem Grundstück, die jeweils 1,4 Millionen Gallonen fassen.

Ähnlich wie Ihr Magen ist das Innere des Biodigesters eine warme, feuchte Umgebung, in der Mikroorganismen die zugeführten Stoffe verdauen. Wenn diese Insekten das organische Material zerfressen, produzieren sie Gas. Ein großer Bestandteil des von ihnen erzeugten Biogases sind Methangas und Kohlendioxid.

„Man kann auf den Fermenter hinunterschauen. Im Grunde sind es nur wirbelnde schwarze Blasen … Die Blasen sind das Gas, das aus der Lösung austritt, und die Mischpumpen mischen es einfach und drehen es um“, sagte Grabinski.

Anstatt dass dieser Abfall auf eine Mülldeponie gebracht wird und das gesamte Biogas in die Atmosphäre gelangt, wird es in der Biogasanlage aufgefangen. Dann durchläuft es eine Reihe von Prozessen, die es von dieser Mischung aus Methan, Kohlendioxid und anderen Substanzen in reines Methan umwandeln, das die Stadt dann an DTE verkaufen kann.

Wie das Methan aus dem Biogasgemisch herausgefiltert wird

„Wir lassen es durch ein Dreifachmembransystem laufen“, sagte Russ Lewis, ein Betriebsleiter der Anlage. „Es muss einer Kondensationsentfernung unterzogen werden und es durchläuft einen Siloxan-VOC-Entfernungszylinder, um diese zu entfernen. Und dann passiert es das Dreifachmembransystem, das das CO2 und das Gas, das mit dem CO2 durchdringt, entfernt. Wir lassen es durch einen anderen Abschnitt laufen und es fängt so wenig davon auf, wie wir können, durch einen anderen Satz Membranen.“

Bildschirme überwachen jeden Schritt sowohl der Abwasseraufbereitung als auch der Biogasanlagen. Sie verfolgen, wie schnell das Wasser fließt, melden die Temperatur- und Druckwerte im Inneren der Biodigester und überwachen die Pumpstationen, die sie über die ganze Stadt verteilt haben.

Sobald das Gas vollständig gereinigt ist und chemisch mit dem komprimierten Erdgas aus anderen Quellen identisch ist, wird es in eine DTE-Pipeline eingespeist.

Damit können die Busse angetrieben werden.

Uriah Thompson, seit 46 Jahren in Grand Rapids ansässig, nutzt den Bus für seine täglichen Fahrten und hatte noch nie davon gehört, dass die Biogasanlage die Rapid-Busse mit Treibstoff versorgt.

„Ich weiß, dass die Erde jeden Tag verschmutzt wird. Täglich. Daher bin ich mit dem natürlichen Weg einverstanden“, sagte Thompson.