En ny energieffektiv process som utvecklats vid Murdoch University kommer att revolutionera rening av avloppsvatten genom att avsevärt minska industrins elförbrukning.

Dr Ralf Cord-Ruwisch och Dr Liang Cheng, tillsammans med två doktorander har designat ett nytt avloppsvattenreningssystem som kräver mindre än hälften elektricitet för att fungera, och ett nytt företag håller på att bildas för att kommersialisera tekniken.

Med nuvarande avloppsvattenreningsteknik i Australien som är mer än 100 år gammal, Dr Cord-Ruwisch anser att tiden är rätt för ett mer energieffektivt tillvägagångssätt.

"För närvarande, majoriteten av den el som förbrukas av landets avloppsreningsverk används för att syresätta avloppsvatten som en del av reningsprocessen, och den här designen har potential att revolutionera detta, " sa Dr Cord-Ruwisch.

"Vi kan inte bara erbjuda betydande driftsbesparingar för vattenverksoperatörer genom att minska mängden el som krävs med minst 50 procent, men den här nya processen kan också drastiskt sänka koldioxidavtrycket i samband med rening av vårt avloppsvatten."

Dr Cord-Ruwisch sa att få en djupare förståelse för bakterierna som bryter ner och bearbetar organiskt avfall i vattnet, var ett viktigt första steg i utvecklingen av det nya systemet, som är designad kring dessa naturligt förekommande, nyttiga bakterier.

"Allt det hårda arbetet med att bryta ner organiskt material i avloppsvatten utförs av en rad levande bakterier, som kan odlas i en form som vi kallar "biofilm" under behandlingsprocessen, " förklarade Dr Cord-Ruwisch.

"Som människor, dessa levande bakterier kräver syre för att fungera och överleva, och i traditionella reningsverk, mycket elektricitet används för att pumpa luftbubblor genom avloppsvattnet för att låta denna bakterie "andas".

"Det här är inte en mycket energieffektiv process, eftersom dessa luftbubblor bara är cirka 20 procent syre och resten av det är kväve, som inte krävs."

Forskarteamet trodde att det måste finnas ett effektivare sätt att leverera syre till dessa vattenlevande bakterier än att skicka luftbubblor till dem genom avloppsvattnet.

"Som människor, vi fyller inte våra lungor med vatten och pumpar sedan in luftbubblor i dem för att ta emot syre, vi andas helt enkelt luften direkt in i våra lungor. Varför skulle bakteriernas sätt att ta in syre vara annorlunda?" sa Dr Cord-Ruwisch.

Den nya reningsverksdesignen bygger på konceptet "passiv luftning", varvid vattnet dräneras från reaktorerna, lämnar bakterierna kvar på en understödd "biofilm" och exponerar dem direkt i det fria under en period.

Denna exponering gör att bakterierna kan ta in den mängd syre som krävs för att fungera, innan de åter sänks ned i avloppsvattnet för att absorbera och lagra fler föroreningar.

"Detta liknar det sätt på vilket en val flyter på vattenytan, tar in tillräckligt med syre från luften till dess lungor för att upprätthålla sig själv innan den sjunker under vatten, " sa Dr Cord-Ruwisch.

Bakterierna kan sedan fortsätta sitt arbete med att ta bort organiska kol- och kväveföroreningar från avloppsvattnet på ett sätt som producerar betydligt mindre växthusgaser, lukt och slam.

Med ett provisoriskt patent på processen, teamet har bildat ett företag som har ambitioner att tillverka bearbetningsanläggningen i industriell skala och söker för närvarande partner för att kommersialisera tekniken.