Alger brukade deponera avloppsvatten och producera kompost

Suspense: Sorry, Wrong Number - West Coast / Banquo's Chair / Five Canaries in the Room (Maj 2019).

Anonim

Avloppsreningssystem är utformade för att undvika att kasta stora mängder kol, fosfor och kväve, komponenter av organisk materialbelastning som huvudsakligen innefattar avföring och urin i vattendrag. Den massiva dumpningen av sådana ämnen i vattendrag orsakar eutrofiering, den överdrivna tillväxten av vattenmikroorganismer, särskilt alger. Detta leder till potentiellt allvarliga obalanser i vattenlevande samhällen och frigör patogener i miljön.

Emellertid har vanliga fosfor / kväveavlägsnande tekniker en oönskade effekt. Reaktionen mellan dessa ämnen och de kemiska tillsatsmedel som används i processen ger residualer i form av ett lågt användbarhetskrävande slam, förklarar Luiz Antonio Daniel, professor vid São Paulo-universitetets São Carlos Engineering School. "Vissa brasilianska stater förbjuder sin användning som gödselmedel i jordbruket, till exempel", förklarade han. "Slammet slutar släppas ut i deponier. Kostnaden för bortskaffande är därför stor."

Ett sätt att göra avloppsrening så hållbar som möjligt är att genomföra ett decentraliserat system. Därför kommer det så kallade "svarta vattnet" av hushållsavfall, att utflödesens "tyngsta" fraktion huvudsakligen består av en relativt ospädd blandning av avföring och urin, skulle skickas till mini-centra som betjänar mindre populationer från husenheter till småstäder, snarare än till stora avfallsbehandlingsanläggningar. Det svarta vattnet skulle behandlas av encellsalger, vilket bidrar till att avlägsna föroreningarna och samtidigt producera stora mängder biomassa för sådana användningsområden som kompostering. Denna modell studeras av ett partnerskap mellan holländska och brasilianska forskare.

I reaktorerna som testas av EESC-USP-teamet, mikroalger av arten Chlorella sorokiniana, använder kväve och fosfor från svart vatten och mikronäringsämnena som finns i människans avfall för att multiplicera. Speciellt, eftersom de absorberar kväve och fosfor i svart vatten, är algerna rika på dessa element, vilket är avgörande för de gödselmedel som används i dagsläget.

"Det skulle inte vara nödvändigt att decentralisera alltför. Vi behöver inte behandla avloppsvatten från varje bostad eller byggnad separat. Vi kan få enheter som tjänar några tusen invånare, upp till cirka 10 000, " beräknas Daniel. "Eftersom cirka 50 procent av de brasilianska städerna har färre än 10 000 invånare och endast 25 procent har avloppsreningssystem, kan många lokaliteter introducera sådana system från början."

Grietje Zeeman är en emeritusprofessor i Wageningen Universitets Institution för miljöteknik i Nederländerna. Hon påminner om att fekal materia och urin från hushållen i 1800-talet användes som gödselmedel från nederländska bönder. Faktum är att systemet bara avaktiverades i början av 1980-talet. "Med det system vi har idag, som kan kallas" spola och glömma ", har denna återanvändningscykel för näringsämnen gått vilse. Vår idé är att stänga cykeln igen, säger Zeeman.

Det första steget innebär decentralisering av avloppssamling för att förhindra utspädning av svartvatten och näringsämnena i avföring och urin. Efter att algerna har slutfört absorptionen av organisk substans samlar nästa steg de lager av mikrober som växer i vätskan. Detta kan göras på två sätt, enligt Daniel. "I Nederländerna använder de mest sedimentering, där en polymer används för att sedimentera algerna i reaktorns botten, och de kan hämtas därifrån", sa han. "Här använder vi flotation. Vi sprutar in tryckluft i vätskan och bubblor bildas på ytan som innehåller algerna när de flyter upp. En mekanisk skrapa samlar sedan upp denna biomassa och släpper ut den i en kanal."

För att utnyttja denna teknik är det nödvändigt att använda effektiva biomassatorkningsmetoder, enligt Daniel. Om alger lagras utan att torkas kan deras celler brista, och näringsämnena som används vid slutet av processen kan läcka ut.

Samarbetet med det nederländska laget, tillade han, har varit mycket användbart för jämförelse. Med tanke på skillnaderna mellan de två länderna när det gäller klimat är det möjligt att utveckla metoder för att optimera algproduktionen beroende på sammanhanget. "Solen skiner inte året runt i Nederländerna, som det här gör, till exempel, och de har inte heller våra höga temperaturer, vilket ibland hämmar algstillväxten. Därför blir den nederländska reaktorn vi har testat hos USP för varm. uppnå en större skala måste vi göra flera justeringar, säger Daniel.

Optimera processen så att den fungerar i industriell skala är nästa steg i studierna. Fältförsök kommer att genomföras på reningsverket Monjolinho i São Carlos.

En fördel med att använda Chlorella i processen är att dessa alger redan är närvarande i naturen och inte kräver genetisk modifiering för att göra sitt arbete. Därför bör det inte finnas några problem med avyttringen av behandlat avloppsvatten i floder och sjöar. "Om du lämnar ett prov av avloppsvatten ut i det öppna, kommer det naturligtvis att koloniseras och bli grönt", säger Daniel, betonade vikten av att se svartvatten och andra avloppsvatten som potentiella resurser.

menu
menu