Um mundo sem fósforo é um mundo sem vida. Mas o fósforo é um recurso finito, então os pesquisadores estão recuperando-o do esgoto.

De acordo com a agência de notícias online ABC Nyheter da Noruega, a crise do fósforo é talvez a emergência menos conhecida no mundo hoje. O site norueguês de notícias de pesquisa forskning.no diz que muitos cientistas estão alertando para um estado de "pico de fósforo, "comparável à expressão" pico do petróleo ".

A adoção da reciclagem e de uma economia circular são, portanto, essenciais para garantir que este elemento vital não se perca. É aqui que entra um projeto de pesquisa chamado Recover. Com o SINTEF como parceiro de pesquisa, colaborando com a NTNU e a Universidade Norueguesa de Ciências da Vida (NMBU), este elemento vital pode ser recuperado.

"O papel da SINTEF no projeto Recover é principalmente desenvolver processos de tratamento de águas residuais que garantam que o fósforo seja recuperado usando o mínimo de energia possível, "diz Herman Helness, Pesquisador Sênior do SINTEF. "Estamos trabalhando em uma abordagem baseada em osmose direta que pode ser adequada para estações de limpeza de esgoto costeiras, " ele diz.

Um recurso finito - tanto física quanto politicamente

Mas antes de Helness explicar em detalhes como a osmose direta funciona, um pouco sobre a importância de recuperar o fósforo - um elemento curioso em muitos aspectos.

Por exemplo, ele brilha no escuro e se auto-inflama.

"O fósforo é um recurso finito, não só fisicamente, mas também politicamente, "diz Helness." A maior parte é encontrada no Saara Ocidental ocupado pelo Marrocos, e na China. Então, em termos políticos, é desejável identificar fontes alternativas, " ele diz.

O fósforo é comum na água de esgoto, e o objetivo do projeto é recuperá-lo para uso como fertilizante. Atualmente, um resíduo de lodo que permanece após a limpeza das águas residuais é usado para espalhar nos campos para melhorar a qualidade do solo.

Contudo, experimentos demonstram que esta não é uma forma particularmente eficaz para os solos explorarem o fósforo e o nitrogênio contidos no lodo.

Além disso, Os regulamentos legais noruegueses que regem a fabricação de fertilizantes impõem requisitos rígidos sobre o tratamento e uso de lodo. Em geral, esses requisitos de qualidade tratam de problemas associados ao odor, concentrações de metais pesados ​​e a remoção de bactérias.

"As regulamentações futuras provavelmente colocarão restrições na capacidade dos agricultores de usar o lodo como fertilizante agrícola devido aos requisitos relacionados ao teor máximo de fósforo no lodo, "diz Helness. Este é um incentivo adicional suficiente para encontrar métodos que permitem a recuperação do fósforo do lodo e para explorá-lo de forma mais eficaz do que no passado, " ele diz.

Adequado para instalações de limpeza de esgoto costeiras

O SINTEF chegou à ideia de que a osmose direta pode oferecer oportunidades para uma exploração mais otimizada do fósforo. Isso acontece enviando a água através de uma membrana semipermeável. Durante este processo, as moléculas de água se movem de uma solução com uma concentração de água mais alta para uma com uma concentração de água mais baixa.

Em particular, o método é adequado para estações de limpeza de esgoto costeiras, onde altas concentrações de sal na água do mar permitem que a água nas águas residuais passe facilmente através da membrana. Todas as partículas orgânicas e elementos como nitrogênio e fósforo são mantidos no lado das águas residuais.

"O princípio da osmose significa que não há necessidade de inserir energia adicional para alcançar o efeito desejado, " explains Helness. "The water that passes into the sea is very well cleaned, and we are left with a concentrated flow of sludge on the wastewater side from which we can recover the phosphorous, " ele diz.

Laboratory experiments involving wastewater, or sewage, are commonly carried out using "artificial" sewage. But SINTEF believes that this isn't good enough. Experiments at the laboratory at Gløshaugen in Trondheim use real sewage diverted from neighboring buildings.

Mitigating water shortages

We have adequate supplies of freshwater in Norway, but water shortages are becoming a growing problem in many parts of the world. Many countries produce fresh water from salt water by using reverse osmosis membrane technology. The problem is that this is an energy-intensive process.

"When the cleaned sewage water mixes with the salt water along the coast, the salt water becomes diluted, " says Helness. "And because there is less salt in this water than in normal sea water, the process of making fresh water is less energy-intensive, " ele explica.

The researchers are currently working to calculate the costs involved in applying this method. The principle of osmosis means that the wastewater stream, or sludge, is more concentrated. Less volume means that the sewage cleaning plants can be smaller. Less energy is used to recover the phosphorous from the sludge.

The method being developed by SINTEF is new and is not currently being applied.

For its part, NTNU is conducting experiments on the biological recovery of phosphorous. This method, which is currently being applied at a full-scale plant in Hamar, involves the cultivation of a group of phosphorous-accumulating microorganic bacteria. NTNU aims to optimize this approach.

"This is a major contribution towards achieving a circular economy, " says Helness. "Our short-term vision is to adapt Norwegian and global value chains to the idea of resource recycling and achieve a viable market, " ele diz.