Resíduos de esgoto com micro-ondas podem torná-los seguros para uso como fertilizante nas plantações
p A purificação da água em uma moderna estação de tratamento de águas residuais urbanas envolve a remoção de produtos químicos indesejáveis, sólidos e gases suspensos de água contaminada. Crédito:arhendrix / Shutterstock.com
p Minha equipe descobriu outro uso para fornos de micro-ondas que o surpreenderá. p Biossólidos - principalmente bactérias mortas - de estações de tratamento de esgoto geralmente são despejados em aterros sanitários. Contudo, eles são ricos em nutrientes e podem ser usados como fertilizantes. Mas os agricultores não podem simplesmente substituir os fertilizantes normais que usam em solo agrícola por esses biossólidos. A razão é que muitas vezes estão contaminados com metais pesados tóxicos como o arsênico, liderar, mercúrio e cádmio da indústria. Mas jogá-los em aterros está desperdiçando recursos preciosos. Então, Qual é a solução?
p Sou engenheiro ambiental e especialista em tratamento de águas residuais. Meus colegas e eu descobrimos como tratar esses biossólidos e remover metais pesados para que possam ser usados com segurança como fertilizante.
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Como as estações de tratamento limpam as águas residuais
p As águas residuais contêm resíduos orgânicos, como proteínas, carboidratos, gorduras, óleos e ureia, que são derivados de alimentos e dejetos humanos que despejamos em pias de cozinha e banheiros. Dentro das estações de tratamento, bactérias decompõem esses materiais orgânicos, limpar a água que é então lançada nos rios, lagos ou oceanos.
p Gang Chen microondas alguns biossólidos, separando o material orgânico dos metais tóxicos. Crédito:Gang Chen / FAMU-FSU College of Engineering, CC BY-SA
p As bactérias não fazem o trabalho por nada. Eles se beneficiam desse processo, multiplicando-se enquanto comem dejetos humanos. Uma vez que a água é removida do lixo, o que resta é um aglomerado sólido de bactérias chamadas biossólidos.
p Isso é complicado pelo fato de que as estações de tratamento de águas residuais aceitam não apenas águas residuais residenciais, mas também águas residuais industriais, incluindo o líquido que vaza dos resíduos sólidos em aterros sanitários - chamado de lixiviado - que está contaminado com metais tóxicos, incluindo arsênico, liderar, mercúrio e cádmio. Durante o processo de tratamento de águas residuais, metais pesados são atraídos pelas bactérias e se acumulam em suas superfícies.
p Se os agricultores aplicarem o biossólido nesta fase, esses metais se separarão do biossólido e contaminarão a colheita para consumo humano. Mas remover metais pesados não é fácil porque as ligações químicas entre metais pesados e biossólidos são muito fortes.
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Resíduos de micro-ondas liberam metais pesados
p Convencionalmente, esses metais são removidos do biossólido usando métodos químicos envolvendo ácidos, mas isso é caro e gera resíduos mais perigosos. Isso tem sido praticado em pequena escala em alguns campos agrícolas.
p Biossólido após coleta em uma instalação de tratamento de resíduos. Crédito:Gang Chen / FAMU-FSU College of Engineering, CC BY-SA
p Após um cálculo cuidadoso da necessidade de energia para liberar os metais pesados das bactérias aderidas, Procurei todas as fontes de energia possíveis que podem fornecer apenas o suficiente para quebrar as ligações, mas não muito para destruir os nutrientes no biossólido. Foi quando, por acaso, notei o forno de micro-ondas na cozinha de minha casa e comecei a me perguntar se o micro-ondas seria a solução.
p Minha equipe e eu testamos se o micro-ondas do biossólido quebraria as ligações entre os metais pesados e as células bacterianas. Descobrimos que era eficiente e amigo do ambiente. O trabalho foi publicado no
Journal of Cleaner Production . Este conceito pode ser adaptado em escala industrial usando ondas eletromagnéticas para produzir as microondas.
p Esta é uma solução que deve ser benéfica para muitas pessoas. Por exemplo, gerentes de estações de tratamento de águas residuais poderiam potencialmente ganhar receita com a venda de biossólidos em vez de pagar taxas de descarte do material a ser despejado em aterros sanitários.
p É uma estratégia melhor para o meio ambiente porque quando o biossólido é depositado em aterros sanitários, os metais pesados infiltram-se no lixiviado do aterro, que é então tratada em estações de tratamento de águas residuais. Os metais pesados, portanto, se movem entre as estações de tratamento de águas residuais e os aterros sanitários em um ciclo infinito. Esta pesquisa quebra esse ciclo separando os metais pesados do biossólido e recuperando-os. Os agricultores também se beneficiariam de fertilizantes orgânicos baratos que poderiam substituir os químicos sintéticos, conservando recursos valiosos e protegendo o ecossistema.
p Esse é o fim? Ainda não. Até agora, só podemos remover 50% dos metais pesados, mas esperamos mudar para 80% com designs experimentais aprimorados. Minha equipe está atualmente conduzindo pequenos experimentos de laboratório e de campo para explorar se nossa nova estratégia funcionará em grande escala. Uma lição que gostaria de compartilhar com todos:seja observador. Para qualquer problema, a solução pode estar perto de você, em sua casa, seu escritório, mesmo nos aparelhos que você está usando. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.