Do tratamento de efluentes à recuperação de recursos

Os efluentes já foram algo a eliminar, mas hoje são considerados valiosos demais para serem desperdiçados. De fato, eles são ricos em energia, nutrientes e outros materiais promissores, sem mencionar o recurso cada vez mais valioso que é a própria água.

Muitos compostos de nitrogênio e fósforo contaminantes presentes na água, por exemplo, podem ser extraídos dos efluentes e utilizados de forma benéfica. A recuperação de energia e compostos valiosos dos efluentes agregam valor ao processo de purificação de água

À medida que os líderes do setor percebem o potencial dos efluentes, todo o modelo de planta de tratamento de efluentes (WWTP) está mudando para um modelo mais eficiente de instalações de recuperação de recursos hídricos (WRRF) que usam processos de conversão bioquímicos, físicos, físico-químicos e biológicos para extrair valor de fluxos não explorados anteriormente.

Na década de 1970, eles simplesmente descartavam o lodo dos efluentes municipais, mas, no início dos anos 90, os biossólidos estavam sendo usados de maneira benéfica, por exemplo, para criar fertilizantes. No início dos anos 2000, começaram as aplicações de bioenergia e, na década de 2010, a recuperação de outros recursos começou a ser levada a sério. Para 2018, o editor da Global Water Intelligence, Christopher Gasson, previu uma iminente “década de ouro” do tratamento de efluentes, afirmando:

Precisamos de sistemas descentralizados de confiança […] pública no reúso direto de água potável e sistemas de conversão de resíduos em energia, a fim de garantir que todo o processo de tratamento seja positivo no consumo de energia.
Recuperação de Energia de Efluentes

Uma das fontes de recursos mais robustas e valiosas que as WWTPs não exploram regularmente é a energia na forma de biogás, que contém aproximadamente 70% de metano. Para produzir esse “metano verde”, os biodigestores aquecidos criam um ambiente para as bactérias anaeróbicas fermentarem fluxos de resíduos com alto conteúdo orgânico, incluindo resíduos de animais, resíduos de processamento de alimentos e matéria vegetal. A co-digestão com resíduos sólidos domésticos agregados (HSW) pode dobrar a produção de biogás a partir da digestão de biossólidos.

O gás desse processo de conversão de resíduos em energia sobe para a parte superior do digestor, onde é coletado para produzir vapor, que é usado nos processos ou para gerar eletricidade. Isso reduz drasticamente os custos de energia de uma operação e pode até gerar um fluxo de entradas. Algumas instalações podem se tornar produtoras de energia neta ou zero neta.

Recuperação de Nutrientes e Biossólidos

Alguns recursos recuperados de efluentes, incluindo nitrogênio e fósforo, têm valores na agricultura como componentes de fertilizantes. Nos níveis encontrados nos efluentes, esses nutrientes são considerados contaminantes e podem causar eutrofização nos corpos d’água. A cristalização de estruvita, um composto de fósforo, pode danificar os sistemas mecânicos de uma instalação, mas o nitrogênio e o estruvita podem ser recuperados e explorados.

Os biossólidos são materiais orgânicos ricos que ficam do tratamento de efluentes domésticos que podem ser aplicados como fertilizantes e retificação do solo para manter a terra produtiva. Eles geralmente se recuperam no pré-tratamento através de processos físicos, químicos e biológicos. A recuperação também evita que o material útil seja desperdiçado e o espaço do aterro seja usado.

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Recuperação de Água

Obviamente, um dos recursos mais importantes recuperados na WWT é a água mais limpa. A água pode ser tratada e reutilizada como água não potável para processos industriais, como refrigeração e limpeza, irrigação de jardins ou agricultura e aplicações de tubulação roxa, como descarte de sanitários e limpeza de ruas.

No reúso de água, os efluentes também podem ser altamente tratados para aplicações indiretas de água potável e liberados em corpos de águas superficiais, como rios ou aquíferos subterrâneos, antes de serem utilizados posteriormente.

Finalmente, no reúso potável direto, a tecnologia substitui os sistemas ambientais naturais na criação de água potável. Em alguns lugares, particularmente nos Estados Unidos, é importante estabelecer uma boa comunicação entre os serviços públicos de água, o governo e o público devido a um “fator de repulsa” psicológico predominante que é frequentemente expresso quando se considera o uso direto de água potável.

Recursos Sub-explorados

No futuro, cientistas e engenheiros estão considerando uma lista de recursos ainda não explorados em efluentes, incluindo bioplásticos, enzimas, metais e minerais, mas é necessário mais trabalho para tornar sua recuperação economicamente viável.

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