O tratamento de esgoto - uma espinha dorsal nada glamourosa da vida urbana - poderia oferecer uma maneira econômica de combater a mudança climática, liberando gases de efeito estufa da atmosfera.

Em um artigo analisando várias abordagens técnicas possíveis na revista Sustentabilidade da Natureza em 18 de dezembro, 2018, pesquisadores da Universidade de Princeton concluíram que as usinas de esgoto que atendem aos municípios em todo o mundo oferecem uma opção importante para a captura de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa. Embora alertando que a pesquisa e o desenvolvimento são necessários antes que os sistemas possam ser implantados, a equipe identificou vários caminhos potencialmente viáveis ​​para o uso de esgoto como sumidouro de carbono, ou seja, as usinas de esgoto poderiam limpar a atmosfera assim como limpam a água.

“A indústria da água pode desempenhar um grande papel no combate às mudanças climáticas, "disse o autor sênior Jason Ren, professor de engenharia civil e ambiental e do Centro Andlinger de Energia e Meio Ambiente. "É uma ideia muito empolgante porque as pessoas sempre pensam em energia ou transporte, mas a água não foi considerada um fator importante na redução do carbono. "

As estações de esgoto são operações industriais massivas que usam uma variedade de técnicas para remover poluentes antes que as águas residuais retornem ao meio ambiente. Embora a maioria das pessoas nunca pense sobre os sistemas, o volume de água é impressionante. Cidade de Nova York, por exemplo, opera 14 estações de esgoto e processa 1,3 bilhões de galões de água diariamente (o suficiente para encher cerca de 22, 000 piscinas olímpicas.)

Nos últimos anos, pesquisadores propuseram métodos para usar essas águas residuais para capturar carbono suficiente para compensar a quantidade gerada para alimentar equipamentos pesados ​​usados ​​para operar as usinas de esgoto. Eles descobriram que algumas técnicas não só permitiriam às plantas equilibrar suas próprias emissões (a água de limpeza requer um uso considerável de energia), eles também podiam absorver carbono extra que os operadores bombeavam para o esgoto à medida que ele se movia pelas usinas.

"Se você considerar isso como um recurso, você pode converter parte do material residual, incluindo o CO2 em produtos, "Ren disse." Você poderia realmente ganhar dinheiro. "

Geralmente, os operadores usariam canos para bombear gás dióxido de carbono na água de esgoto das fábricas. Eles então usariam uma variedade de técnicas para converter o gás em minerais carbonáticos, biocombustíveis ou um fertilizante à base de lodo denominado biochar.

Os pesquisadores revisaram uma série de técnicas, incluindo:

Captura de carbono eletrolítico microbiano

Esta técnica usa uma combinação de bactérias e uma carga elétrica baixa para alterar a alcalinidade da água e, com a adição de silicatos, converter dióxido de carbono em carbonato sólido e bicarbonato. Além dos sólidos, que pode ser usado pela indústria, o processo cria grandes quantidades de gás hidrogênio. Os pesquisadores observaram que essa técnica é usada atualmente em laboratório e é necessário um trabalho adicional para mostrar se ela é econômica e aplicável em nível industrial.

Eletrossíntese microbiana

A eletrossíntese microbiana é semelhante à técnica eletrolítica microbiana, exceto que o processo depende de bactérias para capturar dióxido de carbono diretamente e convertê-lo em outros compostos orgânicos, como etanol ou ácido fórmico. Os pesquisadores observaram que a tecnologia é promissora, mas avanços importantes são necessários para desenvolver totalmente o processo.

Cultivo de microalgas

O cultivo de microalgas pode ser usado como complemento de outros processos. Algas e bactérias usam o dióxido de carbono, nitrogênio e fósforo nas águas residuais para crescer. Os operadores então colhem as algas, que pode ser usado como ração animal, para tratamento do solo ou na produção de biocombustíveis. Os pesquisadores disseram que o trabalho está avançando na identificação das melhores comunidades microbianas locais, biorreatores pequenos e intensivos, e técnicas eficientes de separação de sólidos e líquidos.

Produção de biochar

Este método converte lodo de águas residuais e microalgas em material que melhora a capacidade do solo de reter água e nutrientes. A tecnica, que remove patógenos, geralmente é autossuficiente em termos de energia, embora a maior parte do biochar seja agora feita de plantas secas. Os pesquisadores disseram que o uso de lodo de águas residuais para fazer biochar pode exigir mais energia ou etapas adicionais para contabilizar o conteúdo adicional de água.

Ren disse que em muitos locais, as usinas de esgoto já estão localizadas perto de instalações industriais que emitem grandes quantidades de dióxido de carbono, como usinas de energia, fábricas e refinarias de cimento. Ele disse que usar os sistemas de esgoto para capturar o carbono pode trazer um retorno econômico para essas empresas na forma de créditos de carbono. Ele também disse que a técnica poderia ser usada por indústrias que já operam seus próprios sistemas de tratamento de águas residuais, como produtores de petróleo e gás, cervejeiros, e destiladores. Ao analisar os potenciais benefícios ambientais e econômicos de tal operação, eles descobriram que milhões de toneladas de CO2 poderiam ser capturadas e utilizadas, enquanto bilhões de dólares em receita poderiam ser gerados tanto nos EUA quanto na China, os dois maiores emissores de CO2 do mundo.

Os pesquisadores alertaram que embora muitas técnicas sejam promissoras, "o conceito ainda está em sua infância." Eles disseram que o uso total da tecnologia exigirá o trabalho não apenas de cientistas, mas também reguladores, investidores e indústria.

Jerald Schnoor, professor de engenharia da Universidade de Iowa, disse que os líderes nacionais devem considerar o tratamento de águas residuais como parte dos esforços para reduzir a pegada de carbono do país nas próximas décadas.

“O tratamento de águas residuais é um dos maiores usuários de energia e emissores de gases de efeito estufa de uma planilha municipal, "disse Schnoor, que não esteve envolvido nesta pesquisa. "Existem tecnologias em escala piloto para atingir pegadas zero de carbono e energia, mas eles não são comprovados como escaláveis ​​ou econômicos no momento. Enquanto o país agora embarca em iniciativas de 'infraestrutura verde', como sendo discutido pelo novo Congresso, isso deve ser uma alta prioridade. "