大多數美國人衝馬桶時不會多想裡面的東西最終會去哪裡，但有幾家公司正在密切關注下水道里的東西。他們認為，應該把這些東西看作是資源，而不是廢物。
處理人類糞便是一件棘手的事情。這些溼物質通常需要在汙水處理廠進行處理，乾燥後變成生物固體，然後被運到垃圾填埋場，或變成覆蓋物並作為肥料重複使用。
根據美國地質調查局的資料，汙水處理廠每年產生約700萬噸幹生物固體。處理這些廢物的傳統方法既昂貴又耗能。垃圾填埋場也在逐漸填滿，而變成肥料的汙泥可能仍然含有對人類和環境有害的化學物質。
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現在，一些公司表示，這種處理廢物的方法簡直是浪費。
這就是汙水轉化為能源的用武之地。行業估計顯示，如果將美國所有的生物固體轉化為生物質能，它們將產生700萬至760萬兆瓦的電力。相比之下，美國目前風力發電的裝機容量約為43000兆瓦。
透過將廢物基本上回收為電力或將其轉化為生物柴油燃料，而不是將其放入垃圾填埋場，將汙水轉化為能源還可以減少溫室氣體排放。垃圾填埋場腐爛產生的甲烷的全球變暖效應大約是二氧化碳的20倍。廢物轉化過程透過捕獲氣體並將其轉化為產品來避免這些排放。
地球、風與火科技公司執行長丹尼斯·惠勒爾說：“處理汙水的選擇確實不多，但（市政當局）需要以某種方式解決這個問題。”那麼為什麼不把髒的廢物變成清潔能源呢？
惠勒爾的這家總部位於佛羅里達州的公司是世界上少數幾家擁有技術能夠持續執行汙泥轉化為能源業務的公司之一。這些公司要完全商業化還有一段路要走，但正在取得進展。“這對我們來說不是圖紙上的白日夢，”惠勒爾說。
在汙泥中尋找資金
惠勒爾說，自年初以來，地球、風與火公司已在全球50多個地點開始起草合同和工程計劃，其中大部分都在美國。該公司專注於在田納西州、阿拉巴馬州和佛羅里達州建立其新技術，但已經在製造將要運往比利時的專案的第三臺裝置。
傳統的廢物處理並不便宜。例如，佛羅里達州帕斯科縣——地球、風與火公司最近在那裡就一個新專案進行了討論——每年支付80萬美元來處理汙泥。惠勒爾說，代託納比奇花費50萬美元，而奧蘭多則花費數百萬美元。
為了少付錢，市政當局正在轉向其他汙水處理方案。惠勒爾說，該公司另一個主要的賣點是，城市和房主不會為他的工廠支付一分錢。地球、風與火公司將承擔所有資本支出，並通過出售處理過程中產生的生物柴油或電力來收回成本。
該公司的收入來源始於接收廢物並將其進行微波處理。該過程使用乾燥的人類汙泥和碳基垃圾填埋材料顆粒，透過電流，捕獲產生的蒸汽，然後將其凝結成2號柴油燃料。
惠勒爾說，這種直接可用的生物柴油比傳統的柴油-生物燃料混合物燃燒得更清潔，並且含有更少的顆粒物。他補充說，除了德國的一個測試設施和中國的一個執行中的裝置外，這種做法在世界其他任何地方都沒有使用。
第二個過程涉及昇華，即將一種物質從固體直接轉化為氣體，而無需先變成液體。這會產生甲烷氣體，將其捕獲並燃燒以旋轉發電機，從而為電網供電。要證明其中一個系統的合理性，首先需要大量的汙泥。需要30噸乾燥的廢物才能產生足夠的甲烷來產生1.2兆瓦的電力。
地球、風與火公司將其柴油“微型燃料煉油廠”和昇華過程作為解決低效廢物管理和美國對外國石油依賴的方案進行銷售。但是，這些做法可能還有其他優勢——它們是閉環系統，不會產生任何有害的副產品，並且透過回收原本會從垃圾填埋場向空氣中排放甲烷的廢物來幫助降低二氧化碳水平。
獲得蒸汽和軟飲料中的氣泡
但地球、風與火公司並不是唯一一家汙水英雄。
一家總部位於愛爾蘭科克市的公司AquaCritox也取得了重大進展。它已經有一個汙水轉化為能源的示範工廠在執行，另外三個正在建設中。據AquaCritox母公司SCFI集團的執行長兼創始人約翰·奧雷根稱，他的公司使用美國軍方首次開發的一種新型工藝來管理廢物——它會產生超臨界水。
AquaCritox的技術接收原始汙水，並將溫度和壓力提高到華氏700度以上和221巴（3000 psi）。在這些條件下，它進入超臨界狀態或“第四相”，該狀態完全破壞有機物質，僅產生二氧化碳，奧雷根說二氧化碳可用於軟飲料行業或製造乾冰。
該過程產生的蒸汽然後用於驅動渦輪機發電。奧雷根說：“我們可以從1噸消化的汙水汙泥固體中產生1兆瓦時的電力。” “我們實際上可以說我們是能源正向的。”
AquaCritox還可以處理溼廢物，而不是其競爭對手使用的預處理半固體物質。奧雷根說，使用固體的問題是，蒸發水所需能量多於處理廢物後可以回收的能量。
奧雷根說：“這非常重要，因為蒸發汙水汙泥和其他溼廢物中的水所需的能量輸入佔現有任何終端技術總能量輸入的50%以上。” 他說，機械脫水過程也是處理汙水成本的重要組成部分，並且具有相當大的碳足跡。
他補充說：“這意味著我們的技術比競爭對手的效率要高得多。”
但是，如果你問地球、風與火公司的惠勒爾，他會說他的公司在技術“簡單性”方面勝過AquaCritox。他說，儘管它需要乾燥的材料，但該公司可以在現場處理乾燥過程，這將使市政當局免於處理和付費。
當被問及地球、風與火公司時，奧雷根說他聽說過它的存在，但對此瞭解不多。
讓細菌發揮作用
PMC BioTech是一家使用嚴格的生物過程將汙水轉化為能源的公司，其董事會主席艾倫·羅齊奇說：“實際上，你正在看到一個新興產業。” 羅齊奇說，當涉及到如何部署不同型別的技術以及參與者是誰時，仍有很多不確定性。“現在是蠻荒的西部。”
PMC Biotech目前正在加勒比地區開發兩個專案，這兩個專案都將生產可再生能源和肥料。
羅齊奇說，他公司將廢物轉化為能源的方法比其他方法具有優勢，因為它很便宜，並且不需要加熱和改變材料狀態所需的能量。他說，製造能源最節儉和有效的方式是讓微生物發揮作用。微生物將汙泥原料轉化為甲烷，並將有機物分解為氮和磷，可用作肥料。
羅齊奇說，這個過程需要10到15天。但是，從汙水到能源的轉化率超過90%，這會產生可用於發電的生物柴油或生物甲烷，以及一種高品質肥料，這種肥料不像來自傳統汙水處理的肥料那樣具有相同的環境和健康問題。
羅齊奇補充說，這種自然過程釋放的能量大於輸入系統的能量。他說，對於其他公司來說，這種能量平衡不存在，這意味著他們產生的溫室氣體排放量多於他們處理的溫室氣體排放量。
但是，奧雷根堅持認為他的超臨界水工藝是能源正向的。他還說，PMC BioTech使用的厭氧消化器方法並不能提供全方位的服務，因為微生物需要以脫水汙泥為食，而不是原始汙水，因此它並沒有讓城市免於處理廢物。此外，奧雷根說，肥料業務並不是一項盈利業務。
但是，他補充說，將汙水轉化為資源的更廣泛追求是有價值的，而且確實是必要的。社會不能浪費，即使是廢物。“如果我們要產生廢物，我們就應該把它轉過來，利用它的每一個組成部分，”他說。“我們可以，而且應該這樣做。”
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