O.C.衛生は、「永遠の化学物質」を殺し、廃棄物を水、クリーンエネルギーに変える技術をデモします

トイレを流した後はどうなりますか？ 260 万人の郡住民にとって、その質問に対する答えは、オレンジ郡衛生地区が運営するファウンテンバレーの 110 エーカーの工場で見つけることができます。

この工業用地は、ハンティントンビーチにある同様の施設とともに、約 1 億 8,500 万ガロンの下水が、本質的に生物学的物質をその基本成分に消化する複雑なプロセスで処理される場所です。

そのプロセスの副産物には、地下水補充システムのおかげで1日あたり約1億3,000万ガロンの飲料水、メタンガス、二酸化炭素、商業農場にトラックで運ばれる塩、栄養豊富な肥料、そして少量のプラスチック、瓦礫、砂などが含まれる。それは埋め立て地に行き着きます。

「人々は水を利用しており、私が婉曲的に言っているように、水の中に何かを加えている」と副ゼネラルマネージャーのロブ・トンプソン氏は最近のインタビューでこのプロセスについて語った。「私たちの仕事は、その水を純粋な状態に戻し、できる限りリサイクルすることです。」

これは面倒な仕事であり、環境への影響もかなり大きいものです。しかしここ数年、トンプソン氏と学区は、業界のビジネスのやり方を変える可能性のある新技術の導入に取り組んできた。

OC衛生当局は、ノースカロライナ州に本拠を置くクリーンテック企業374ウォーターと提携し、デモンストレーションプロジェクトの一環として、1日あたり最大6トンの湿った汚泥を処理できる超臨界水酸化ユニットAirSCWOをファウンテンバレー施設に導入した。地区理事会は2021年に870万ドルの費用でこのプロジェクトを承認した。

彼らは一緒に、廃水処理環境に新しい技術がどのように適用され、最終的には能力が 6 トンのユニットから 30 トン、さらには 200 トン（2 台のユニットでかかる可能性がある）まで、時間の経過とともにスケールアップできる方法を示すことを目指しています。地区全体の負荷にかかっています。

トンプソン氏は最近ファウンテンバレー施設を視察した際、「6トンという量は業界にとって大きな変革だ。なぜなら、米国のほとんどの処理施設にとってはそれで十分だからだ」と語った。「私たちは 200 トンのユニットを目指して取り組んでいます。それは私たちにとって大きな変革となるでしょう。」

非常に労働力と機械集約的な現在のプロセスとは異なり、新しい技術は最終的には物理的設置面積がはるかに小さくなり、紛れもなくクリーンな生産物、つまりきれいな水と、十分な規模で電気を生産できるようになります。

生体固形物、細菌、ウイルス、さらには有害なPFAS（こびりつかないフライパン、汚れにくい敷物、化粧品などの消費者製品に使用され、簡単に分解されないパーフルオロアルキルおよびポリフルオロアルキル「永久化学物質」）さえも、良性のミネラルに変換されるでしょう。

巨大な胃のように汚泥をかき混ぜて燃やす巨大な嫌気性消化装置によって生成されるメタンガス、湿った汚泥を脱水して毎日500トンの消化固形物にする巨大な遠心分離機を稼働させるのに必要なエネルギー、そして25トンのトラックに積んで運ばれる一連の肥料がなくなる。全国の商業農場。

トンプソン氏は「40年もすれば、これらはすべてなくなってしまうかもしれない」と語った。

使い方

374ウォーターの超臨界水酸化ユニットを支える技術は、デューク大学の土木・環境工学教授マーク・デシュースによって生み出され、後に特許を取得した。彼は、ゲイツ財団が発行した「トイレの再発明」の課題に応えてこのプロセスを開発した。

2011 年に設立されたこの呼びかけは、安全な衛生設備の不足に苦しむ世界中の貧しいコミュニティの解決策を見つけることを目的としていました。

Deshusses は、水が摂氏 374 度 (華氏 705 度)、平方インチあたり 3,210 ポンドを超える非常に高い熱と圧力にさらされると、水は 4 番目の「超臨界」状態になることを発見しました。

374ウォーターの最高収益責任者であるダグ・ハトラー氏によると、固体、液体、気体ではなく、挙動が異なり、有機材料は可溶性であるが、無機材料は可溶性ではないという。374ウォーター社は、デシュス氏と同じくデューク大学のエンジニアであるコービー・ナガー氏が2018年に立ち上げた会社である。

「超臨界水条件下で酸素が有機材料と混合されると、発熱酸化反応が起こり、炭素結合が破壊され、多量の熱が放出される」とハトラー氏は木曜日に説明した。

「有機物は鉱物化されており、この圧力と温度では何も生き残ることができないため、病原体は存在しません。そのため、きれいな水とミネラルが得られます。」

タービンを取り付けると、プロセス中に発生する高熱をより大きなユニットで電気に変換することもできます。つまり、いつか OC Sanitation がメタンの生産を停止するだけでなく、クリーンエネルギーを収穫できるようになるかもしれません。

以前は化学兵器処理に携わっていたトンプソン氏は、業界紙でデシュセス氏の特許について読み、水処理への応用について詳しく知るために 374ウォーターに連絡を取りました。

「私はプロセスの物理学を追っていました」と彼は思い出した。「この会社がそれをどのように行っているか、そしてそれがどれほど簡素化されているかを見たとき、それははるかに可能であるように思えました。そこで私は彼らに電話しました。」

より良いネズミ捕り

この夏中にOC Sanitationのファウンテンバレー施設に設置される6トンの容量のユニットは、2つの40フィートの輸送用コンテナ内に収められる予定だ。1つは魔法が起こる場所で、もう1つは汚泥を濃縮して供給する脱水システムを備えている。 AirSCWO 6ユニット。

理事会による870万ドルの予算割り当てとは別に、米国議会のアレックス・パディラ上院議員とルー・コレア下院議員（民主党、サンタアナ）は12月、プロジェクトの支援に345万ドルを割り当てることに成功したと発表した。

この発表は、環境保護庁が人間の曝露を不妊症、低出生体重、および特定の形態のがんと関連付けて、飲料水中のPFASの許容リスクをほぼゼロレベルに引き下げてから約6か月後に行われた。

AP通信が6月に報じたところによると、当局はPFASやその他の飲料水汚染物質に対処するため、新しい連邦インフラ法に基づいて10億ドルを申請するよう各州に要請した。

ファウンテンバレーでのトンプソン氏は、AirSCWO 6 ユニットのデモンストレーションが業界の大変革に向けた決定的な第一歩となる可能性があると期待しています。

「彼らは素晴らしいネズミ捕りを持っていると思いますし、成功する可能性は非常に高いと思います」と彼は言った。「ネズミ捕りを正しく行うことが重要です。」

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