Todo el mundo sabe que las aguas residuales están llenas de "residuos". Pero, ¿es este realmente el caso o es solo una cuestión de perspectiva?
El tambien pregunta Zhen él, profesor del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química de la Universidad de Washington en St. Louis.
"¿Por qué son desperdicios?"
"Son materiales orgánicos", dice, "y pueden proporcionar energía de varias formas". Y luego, no hay que olvidarlo, en las aguas residuales está el otro recurso precioso. El más preciado de todos: el agua.
Su laboratorio ha desarrollado un sistema que recupera energía y agua. Un sistema que filtra las aguas residuales mientras genera electricidad. Los resultados de las primeras pruebas fueron publicado y presentado como artículo de portada en la revista Ciencias ambientales: investigación y tecnología del agua.
"Aguas residuales" a quién?
El hecho de que no nos gusten no significa que a nadie le gusten los materiales de desecho en las aguas residuales. Por ejemplo, para las bacterias son alimento. "Las bacterias los aman y pueden convertirlos en cosas que podemos usar", dijo el profesor He. “Hay dos fuentes de energía que se pueden recuperar de las aguas residuales. Uno es biogás, el otro es bioelectricidad ”.
Ya existen formas de capitalizar las bacterias para generar energía a partir de las aguas residuales, pero estos métodos a menudo lo hacen a expensas del agua, que podría filtrarse y utilizarse de otro modo. Si no es para beber, al menos para fines de "aguas grises", como la descarga de la cadena y los inodoros.
El laboratorio de la Universidad de Washington tomó los dos procesos (filtrado y generación de energía) y los combinó en una especie de celda de combustible microbiana. Aunque quizás el término exacto sea otro.
Una batería bacteriana
En realidad, es una batería bacteriana, que usa bacterias electroquímicamente activas como catalizador (donde una celda de combustible tradicional usaría platino). En este tipo de sistema, las bacterias se adhieren al electrodo: cuando las aguas residuales se bombean al ánodo, las bacterias "comen" materiales orgánicos y liberan electrones, creando electricidad.
Para filtrar esa misma agua, los investigadores se aseguraron de que el mismo ánodo actuara como filtro.
El ánodo es una membrana dinámica, hecha de tejido de carbono conductor. Juntos, las bacterias y el filtro de membrana 80% a 90% de materiales orgánicos, que deja el agua lo suficientemente limpia como para ser liberada a la naturaleza o tratada posteriormente para usos no potables.
Oficina de colada de aguas residuales
Un sistema que se ve realmente brillante y completo, no hay duda. Pero, ¿cómo surgió la elección de la mejor bacteria candidata para formar parte de esta batería especial? Los investigadores eligieron una mezcla de bacterias que tenían una cosa en común: la capacidad de sobrevivir en un entorno sin oxígeno.
"Si hubiera oxígeno, las bacterias simplemente descargarían los electrones en el oxígeno y no en el electrodo", dice Zhen He. “Dejamos que la naturaleza elija. Seleccion natural. Las bacterias que sobrevivieron a las distintas pruebas fueron las elegidas ”.
¿Cuánto energia puede producir tal sistema?
La cantidad de electricidad creada no es suficiente para alimentar una ciudad, por supuesto. Pero, en teoría, es suficiente para ayudar a compensar la importante cantidad de energía utilizada en una planta de tratamiento de aguas residuales típica. En otras palabras, sería suficiente para hacerlo energéticamente independiente, y eso no es poca cosa.
Del 3% al 5% de la electricidad se utiliza para actividades como el filtrado de aguas residuales. Imagínese el ahorro que podrían tener las depuradoras municipales. El proceso "bacteriano" consume aproximadamente 0,5 KWH de electricidad por metro cúbico. Los investigadores del equipo de He apuntan a reducir a la mitad, si no más.
En resumen: una planta de filtración de aguas residuales que filtra, recupera nutrientes como nitrógeno o fósforo para las plantas y se alimenta. ¿Sigues pensando que es un desperdicio?
