Los alquimistas medievales buscaron literalmente convertir sustancias no valiosas en oro. Ahora algunos científicos han descubierto un método equivalente figurativo para transformar el lodo de aguas residuales en alimentos para animales y combustible para automóviles, según la investigación. publicado en Nature Agua.
El lodo de aguas residuales, el subproducto grueso, orgánico y, sí, el tratamiento del tratamiento de aguas residuales malolientes, representa un problema masivo y costoso. Las ciudades del mundo producen más de 100 millones de toneladas de la sustancia apestosa. A menudo obstruye las plantas de tratamiento y cuesta miles de millones procesar. Más que 100 millones de toneladas de lodo seco se acumula a nivel mundial cada año. Esto es especialmente problemático en “megacidades”. Su combinación de población masiva y densidad hace que se apresure a hacer algo a partir de este desperdicio.
“La generación cada vez mayor de lodo de aguas residuales en megacidades impone una carga sustancial para los sistemas de tratamiento de desechos”, según el documento. “La estructura compleja y resistente de los lodos hace que los métodos convencionales de pretratamiento y recuperación biológica requieran mucho tiempo, con el ineficiente de energía y el medio ambiente”.
¿Solución con energía solar?
Un equipo de científicos de Singapur y China desarrolló un enfoque que aborda múltiples problemas. Su método podría procesar los desechos en algo útil en lugar de nocivo: hidrógeno y proteínas. El hidrógeno podría alimentar los vehículos, y la proteína podría alimentar a los animales.
Los investigadores desarrollaron un proceso de tres pasos con energía solar que aprovecha técnicas mecánicas, químicas y biológicas.
Primero, aterrizan por el lodo para comenzar a descomponer su estructura. Agregar un catalizador también ayuda a separar los componentes moleculares, como los metales pesados, que luego se pueden eliminar y contener.
A continuación, el material orgánico restante sufre electrólisis, alimentado por energía solar. Aquí es donde sucede gran parte de la magia. En lugar de simplemente romper el lodo, el sistema lo convierte en algo útil. El ánodo cargado positivamente desencadena la oxidación electroquímica de los desechos, lo que resulta en ácidos grasos volátiles, incluido el ácido acético. El cátodo cargado negativamente luego divide el agua en hidrógeno y oxígeno.
Finalmente, los componentes sólidos se alimentan a los microbios. Esas bacterias transforman el ácido acético en proteínas que luego se pueden usar para el alimento animal.
Reducción de las emisiones de CO2
Las pruebas de prueba de concepto revelaron que el proceso del equipo de NTU es más eficiente que las técnicas convencionales como la digestión anaerobia, a través de la cual las bacterias descomponen los desechos orgánicos para producir biogás y residuos ricos en nutrientes.
Recupera significativamente más recursos, elimina completamente los contaminantes de metales pesados, tiene una huella ambiental más pequeña y ofrece una mejor viabilidad económica.
El estudio promociona algunos números impresionantes. El proceso recupera más del 91 por ciento del carbono orgánico del lodo, con el 63 por ciento transformado en proteínas de células individuales. También reduce las emisiones de CO2 en un 99.5 por ciento en comparación con otros métodos de procesamiento de lodo, como anaeróbico digestión.
“Las pruebas de prueba de concepto revelaron que el proceso del equipo de NTU es más eficiente que las técnicas convencionales como la digestión anaeróbica, a través de la cual las bacterias descomponen los desechos orgánicos para producir biogás y residuos ricos en nutrientes”, según una Universidad Técnica de Nanyang, Singapur, Singapur. presione soltar. “Recupera significativamente más recursos, elimina completamente los contaminantes de metales pesados, tiene una huella ambiental más pequeña y ofrece una mejor viabilidad económica”.
Para ver si esta técnica es realmente factible, otros grupos deben replicarla. Luego, una vez que el proceso se valida aún más, su escala deberá aumentar. Si una versión más grande del proceso puede, de hecho, servir a las ciudades, podría demostrar que, de hecho, podemos transformar el lodo en una especie de oro.
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Antes de unirse a la revista Discover, Paul Smaglik pasó más de 20 años como periodista científico, especializándose en la política de ciencias de la vida de los Estados Unidos y problemas de carrera científica global. Comenzó su carrera en periódicos, pero cambió a revistas científicas. Su trabajo ha aparecido en publicaciones que incluyen científicas, ciencias, naturaleza y científico americano.