Alger bruges til at rense spildevand og producere kompost

Kloakbehandlingssystemer er designet til at undgå at kassere store mængder kulstof, fosfor og nitrogen, komponenter af belastningen af ​​organisk materiale, der hovedsageligt består af fæces og urin, ud i vandløb. Den massive dumpning af sådanne stoffer i vandløb forårsager eutrofiering, overdreven vækst af akvatiske mikroorganismer, især alger. Dette fører til potentielt alvorlige ubalancer i akvatiske samfund og frigiver patogener til miljøet.

Imidlertid, almindelige teknikker til fjernelse af fosfor/nitrogen har en uønsket effekt. Reaktionen mellem disse stoffer og de kemiske additiver, der anvendes i processen, giver restprodukter i form af en lav anvendelighed, belastende slam, forklarer Luiz Antonio Daniel, en professor ved University of São Paulo's São Carlos Engineering School. "Nogle brasilianske stater forbyder brugen af ​​det som gødning i landbruget, for eksempel, " forklarede han. "Slammet ender med at blive udledt på lossepladser. Udgifterne til bortskaffelse er derfor betydelige."

En måde at gøre spildevandsrensning så bæredygtig som muligt på er at implementere et decentraliseret system. Derfor, det såkaldte "sort vand" af husholdningsaffald, spildevandets "tyngste" fraktion, der hovedsageligt består af en relativt ufortyndet blanding af afføring og urin, ville blive sendt til minicentre, der betjener mindre befolkninger, fra husenheder til små byer, frem for til store affaldsbehandlingsanlæg. Det sorte vand vil blive behandlet af encellede alger, som hjælper med at fjerne forurenende stoffer og samtidig producere store mængder biomasse til bl.a. kompostering. Denne model bliver undersøgt af et partnerskab mellem hollandske og brasilianske forskere.

I reaktorerne testet af EØSU-USP-teamet, mikroalger af arten Chlorella sorokiniana, bruge nitrogen og fosfor fra sortvand og de mikronæringsstoffer, der findes i menneskeligt affald, til at formere sig. Specifikt, fordi de absorberer nitrogen og fosfor i sort vand, algerne er rige på disse elementer, som er afgørende for de gødninger, der anvendes i industriel skala i dag.

"Det ville ikke være nødvendigt at decentralisere alt for meget. Vi behøver ikke behandle spildevandet fra hvert hjem eller bygning separat. Vi kunne have enheder, der betjener nogle få tusinde indbyggere, op til omkring 10, 000, " anslåede Daniel. "Fordi cirka 50 procent af brasilianske byer har færre end 10, 000 indbyggere og kun 25 procent har rensningsanlæg, mange lokaliteter kan indføre sådanne systemer fra bunden."

Grietje Zeeman er emeritusprofessor ved Wageningen Universitets afdeling for miljøteknologi i Holland. Hun husker, at i det 19. århundrede, fækalt materiale og urin indsamlet fra husholdninger blev brugt som gødning af hollandske landmænd. Faktisk, systemet blev først deaktiveret i begyndelsen af ​​1980'erne. "Med det system, vi har i dag, som kan kaldes 'flush and forget', ' denne genbrugscyklus for næringsstoffer er gået tabt. Vores idé er at lukke cyklussen igen, " sagde Zeeman.

Det første skridt indebærer decentralisering af spildevandsopsamlingen for at forhindre fortynding af sort vand og næringsstofferne i afføring og urin. Efter at algerne har afsluttet absorptionen af ​​organisk stof, det næste trin er at indsamle lagene af mikrober, der vokser i væsken. Dette kan gøres på to måder, ifølge Daniel. "I Holland, de bruger for det meste sedimentation, hvor en polymer bruges til at bundfælde algerne i bunden af ​​reaktoren, og de kan hentes derfra, sagde han. Her, vi bruger flotation. Vi sprøjter trykluft ind i væsken, og der dannes bobler på overfladen, der indeholder algerne, når de flyder op. En mekanisk skraber opsamler derefter denne biomasse og udleder den i en kanal."

For at udnytte denne teknik, det er nødvendigt at anvende effektive biomassetørringsmetoder, ifølge Daniel. Hvis alger opbevares uden at blive tørret, deres celler kan briste, og de næringsstoffer, der skal bruges i slutningen af ​​processen, kan lække ud.

Partnerskabet med det hollandske hold, han tilføjede, har været meget nyttig til sammenligning. I betragtning af forskellene mellem de to lande med hensyn til klima, det er muligt at udvikle metoder til at optimere produktionen af ​​alger afhængig af konteksten. "Solen skinner ikke året rundt i Holland, som den gør her, for eksempel, og de har heller ikke vores høje temperaturer, som nogle gange hæmmer algevækst. Derfor, den hollandske reaktor, vi har testet på USP, bliver for varm. For at opnå en større skala, vi bliver nødt til at foretage flere justeringer, " sagde Daniel.

At optimere processen, så den fungerer i industriel skala, er næste skridt i undersøgelserne. Feltforsøg vil blive udført på Monjolinho rensningsanlægget i São Carlos.

En fordel ved at bruge Chlorella i processen er, at disse alger allerede er til stede i naturen og ikke kræver genetisk modifikation for at udføre deres arbejde. Derfor, der bør ikke være problemer med hensyn til bortskaffelse af renset spildevand i floder og søer. "Hvis du efterlader en prøve af spildevand ude i det fri, det vil naturligt blive koloniseret og blive grønt, " sagde Daniel, understreger vigtigheden af ​​at se sortvand og andet spildevand som potentielle ressourcer.