Fra septisk til bæredygtig:En potentiel ny kilde til gødning

En nylig offentliggjort undersøgelse fokuserer på en ny proces til at omdanne menneskeligt affald fra hjemmes septiske systemer til fosforrig gødning.

Professor i biomedicinsk og kemiteknik og videnskab Toufiq Reza, sammen med tidligere Florida Tech-forskere Nepu Saha og Kyle McGaughy og Ohio University's Sarah Davis, udgivet et nyt blad, "Vurdering af hydrotermisk karbonisering som bæredygtig hjemmespildevandshåndtering for landdistrikter:Et casestudie fra Appalachian Ohio" offentliggjort i august i tidsskriftet Videnskab om det samlede miljø .

De vigtigste resultater fra papiret er, at hydrotermisk behandling af septiktankaffald - kendt som septage - er økonomisk rentabel, og at denne behandling kan reducere omkostningerne ved at pumpe septage ud med så meget som 25 procent. Konvertering af affaldet til brugbar gødning kan også reducere gødningsbehovet i undersøgelsesområdet betydeligt, som til denne forskning var det landlige Athens amt, Ohio, et landligt Appalachian-amt i den sydøstlige del af staten. Dette arbejde kan også have store konsekvenser i udviklingslande, en fordel, der understøtter noget af Rezas tidligere forskning.

Til denne undersøgelse, affald omdannes til gødning ved høj temperatur, højtryksproces kaldet hydrotermisk karbonisering (HTC). HTC er en termokemisk konverteringsteknik, der kan omdanne våd biomasse til energi og kemikalier uden fortørring. Indtil nu, processen har givet materiale, der viser potentiale til at lette væksten af ​​ikke-spiselige afgrøder, selvom Reza bemærkede, at der skal udføres flere tests for at se, om gødningen kan bruges til dyrkning af mad.

"Ideen er, at menneskeligt spildevand har patogener, og vi er nødt til at dræbe og sterilisere dem, " sagde Reza. "Hvis vi laver høj temperatur, højt tryk, mange af disse lægemidler i affaldet, såsom antibiotika og aktive ingredienser i p-piller, vil blive forringet."

Ud over at give potentielle landbrugsfordele, denne vedvarende tilgang kunne hjælpe boligejere økonomisk. Næsten 22 millioner amerikanske husstande (ca. 25 procent af det samlede antal) bruger septiktanke. I Ohio, mere end en million hjem er afhængige af deres egen behandlingsfacilitet, med procentdelen af ​​boliger med septiske systemer endnu højere i landdistrikterne i Appalacherne. En undersøgelse fra Athens City-County Health Department viste, at mere end 25 procent af septiktanke i Ohio ikke fungerer godt eller fejler på grund af manglende forståelse for nødvendigheden af ​​vedligeholdelse og/eller dyr rengøring. For at yde rengøringsservice, septage vognmænd kan opkræve omkring $200-$500 til husejere, afhængig af tankens størrelse og kompleksitet. Dette er en ganske betydelig omkostning for husejere på landet, som har median og gennemsnitlig årlig husstandsindkomst på $24, 326 og $48, 628, henholdsvis.

"Ideen var i stedet for husejerne, der kunne kæmpe for at betale for septagepumpeafgiften, kunne vi konvertere deres byrde til noget værdifuldt og lokalt nyttigt. På denne måde kunne vi eliminere septiktankpumpeafgiften, med nogen der kommer, tage det og omdanne det til gødning og sælge det til lokalsamfundet, " sagde Reza. "Det var motivationen:kan vi tage dette ansvar fra husejerne og blive til en rentabel forretning?"

Denne tilgang kunne være gode nyheder for vandveje, såvel. Septage betragtes som farlig, da den kan overføre sygdomme og er rig på nitrogen, fosfor, og kalium, som kan føre til skadelig afstrømning af næringsstoffer. Overskydende mængder af næringsstoffer i floder og andre vandområder kan forårsage skadelig algeopblomstring og forstyrre fiskens reproduktive endokrinologi.

Ud over at teste gødningen til brug for spiselige afgrøder, forskere planlægger også at se på, hvordan systemet til fjernelse af septiktankaffald vil blive implementeret. Reza bemærkede, at en ideel situation ville være at have et hydrotermisk rensningsanlæg i nærheden af ​​et spildevandsanlæg, selvom det i landdistrikter ikke altid er muligt. En idé, de har, er en mobil enhed, der kan samle affaldet op, omdanne det til gødning og så videre til næste hus.

Reza og forskerne udfører også et relateret projekt i Ohio, finansieret af Sugarbush Foundation, der fokuserer på "reduktion af vektorattraktion." Den ser på, om rensning af spildevand kan reducere antallet af fluer og andre insekter. Det næste trin er at designe et pilotsystem og derefter anmode om godkendelse fra U.S. Environmental Protection Agency.

Reza håber, at projekternes fokus på landdistrikterne vil føre til bedre initiativer til vedvarende ressourcer samlet set.

"Hvis vi udvikler hvert enkelt amt og bruger deres egne ressourcer, der vil gøre deres amt bæredygtigt, og resulterer i en bæredygtig tilstand, " sagde han. "I stedet for at udvikle byerne, måske kunne vi bæredygtigt udvikle landdistrikterne, hvilket vil have en massiv indvirkning på amerikansk bæredygtighed."