نشر باحثون من جامعة ولاية واشنطن الأمريكية نتائج دراسة تجريبية لطريقة جديدة لمعالجة الحمأة في مجلة "م journal of Chemical Engineering Journal". تزيد هذه الطريقة من إنتاج الغاز الطبيعي المتجدد بنسبة 200% مقارنة بالممارسات الحالية، وذلك من خلال إضافة مرحلة معالجة أولية قبل التحلل اللاهوائي، وتخفض تكلفة التخلص النهائي من الحمأة بنسبة تقارب 50% من 494 دولارًا إلى 253 دولارًا لكل طن من المواد الصلبة الجافة.
عالج فريق البحث الحمأة مسبقًا بإضافة كمية صغيرة من الأكسجين تحت ظروف درجات حرارة وضغط عالية، حيث يعمل الأكسجين كمحفز لتفكيك البوليمرات طويلة السلسلة في الحمأة. ثم استخدموا سلالة بكتيرية جديدة لتحسين جودة الغاز الحيوي في المفاعل، وتحويل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين إلى ميثان. بعد التحليل والتحقق، بلغت نقاء الميثان في هذا الغاز الطبيعي المتجدد 99%.
قالت البروفيسورة بيرجيت ك. أهرينغ، المؤلفة المسؤولة عن البحث ورئيسة مختبر المنتجات الحيوية والعلوم والهندسة في جامعة ولاية واشنطن: "يمكن لهذه التقنية بشكل أساسي تحويل ما يصل إلى 80% من حمأة مياه الصرف الصحي إلى مواد قيمة يعتق الآخرون أنها مجرد مواد نفايات. إذا تمكنا من نقل هذا العمل إلى مواد عضوية أخرى، فسنحصل على تقنية لمعالجة النفايات على مستوى عالمي من حيث الكفاءة. لا تحتاج هذه السلالة البكتيرية إلى أي شيء - إنها مثل حصان لا يكل. لا تحتاج إلى إضافات عضوية أو عناية دقيقة. إنها تحتاج فقط إلى الماء وشريحة فيتامينات كامل لتنمو وتزدهر."
من بين حوالي 15,000 محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي في الولايات المتحدة، يستخدم حوالي نصفها تقنية التحلل اللاهوائي لتقليل الحمأة وإنتاج الغاز الحيوي. لكن العمليات التقليدية تواجه صعوبة في تفكيك جميع الجزيئات المعقدة في الحمأة، والغاز الحيوي المنتج يتكون أساسًا من ثاني أكسيد الكربون والميثان، ويتم التخلص من معظم الحمأة المتبقية في مدافن النفايات. تستهلك معالجة مياه الصرف الصحي ما بين 3% إلى 4% من إجمالي الكهرباء في الولايات المتحدة، وتنبعث منها حوالي 21 مليون طن من غازات الدفيئة سنويًا.
قدم الباحثون طلب براءة اختراع لهذه السلالة البكتيرية، ويعملون حاليًا مع شركاء صناعيين على تطوير مشاريع أكبر. تقول بيرجيت ك. أهرينغ: "لا تؤدي هذه الطريقة فقط إلى تحسين كفاءة تحويل الكربون وإنتاج الميثان، بل يمكنها أيضًا إنتاج غاز طبيعي متجدد بدرجة أنابيب يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من ثاني أكسيد الكربون مباشرة - مما يحل القيدين الرئيسيين لأنظمة الطاقة الحالية القائمة على الحمأة من خلال دمجها في طريقة قابلة للتوسع. من خلال الجمع الناجح بين تقنية المعالجة الأولية المتقدمة وتقنية التنقية الحيوية للغاز الحيوي، يقدم هذا العمل نموذجًا شاملاً جديدًا لمعالجة الحمأة المستدامة، مع تعظيم استرداد الطاقة، بينما يعزز في الوقت نفسه تطوير الاقتصاد الحيوي الدائري."
يضم فريق المشروع أيضًا باحثين من مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني وشركة Clean-Vantage LLC الناشئة في مجال التكنولوجيا النظيفة.
تفاصيل النشر: المؤلفون: Birgitte K. Ahring وآخرون، العنوان: "تحسين التحلل اللاهوائي للحمأة لإنتاج الغاز الطبيعي المتجدد باستخدام تقنية المعالجة الأولية المتقدمة والتحلل اللاهوائي (APAD): دراسة تجريبية"، نُشرت في: مجلة "Chemical Engineering Journal" (2026). معلومات المجلة: Chemical Engineering Journal.