A tecnologia que converte resíduos humanos em combustíveis biológicos está mais perto do que você imagina!
Pode soar como ficção científica, mas as estações de tratamento de águas residuais nos Estados Unidos um dia poderão transformar o esgoto comum em bio-petróleo, graças as novas pesquisas no Laboratório Nacional do Pacífico Noroeste do Departamento de Energia (PNNL).
A tecnologia, liquefação hidrotermal, imita as condições geológicas que a Terra usa para criar o petróleo bruto, utilizando alta pressão e de temperatura para conseguir em minutos algo que leva milhões de anos pela Natureza. O material resultante é semelhante ao petróleo bombeado para fora do solo, com uma pequena quantidade de água e de oxigênio misturados. Este bio-petróleo pode então ser refinado usando operações de refinação de petróleo convencionais.
As usinas de tratamento de águas residuais nos EUA tratam aproximadamente 34 bilhões de litros de esgoto diariamente. Esse montante poderia produzir o equivalente a cerca de 30 milhões de barris de petróleo por ano. PNNL estima que uma única pessoa poderia gerar dois a três litros de bio-petróleo por ano.
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As águas residuais, ou mais especificamente as lamas de esgoto, têm sido vistas há muito tempo como um ingrediente pobre para a produção de biocombustível, porque é muito molhado. A abordagem que está sendo estudada pelo PNNL elimina a necessidade de secagem necessária que é utilizada na maioria das tecnologias térmicas atuais, e que historicamente fez considerar a transformação da água residual para combustíveis, muito intenso em energia e caro. HTL também pode ser usado para fazer combustível a partir de outros tipos de matéria-prima orgânica molhada, como resíduos agrícolas.
Usando a liquefação hidrotérmica, a matéria orgânica, como resíduos humanos, pode ser dividida em compostos químicos mais simples. O material é pressurizado para 210,92 Kgf/cm² (Quilograma força por centímetro quadrado), quase cem vezes a pressão em um pneu de carro. A lama pressurizada entra em um sistema de reator operando a cerca de 348,89 °C (Celsius). O calor e a pressão causam a desintegração das células do material residual em diferentes frações, o bio-petróleo e uma fase líquida aquosa.
Imagem – As lamas da estação de tratamento de águas residuais de Metro Vancouver, antes da conversão para óleo bio-petróleo no PNNL.
“Há uma abundância de carbono no lodo de águas residuais municipais e, curiosamente, também há gorduras”, disse Corinne Drennan, que é responsável pela pesquisa de tecnologias de bioenergia no PNNL. “As gorduras ou lipídios parecem facilitar a conversão de outros materiais nas águas residuais como o papel higiênico, mantendo a lama movendo-se através do reator e produzindo um bio-petróleo de alta qualidade que, quando refinado, produz combustíveis como gasolina, diesel e jato Combustíveis”.
Imagem – O bio-petróleo, produzido a partir da lama da estação de tratamento de águas residuais.
Além de produzir combustível útil, o HTL poderia dar aos governos economias de custos ao eliminar virtualmente a necessidade de processamento, transporte e descarte de resíduos de esgoto, dando mais locais significativos.
Simples e eficiente
“A melhor coisa sobre este processo é como é simples”, disse Drennan.
“O reator é literalmente um tubo quente e pressurizado. Nós realmente aceleramos a tecnologia de conversão hidrotérmica nos últimos seis anos para criar um processo contínuo e escalável que permite o uso de lixo úmido como lodo de esgoto”.
Uma avaliação independente para a Water Environment & Reuse Foundation tem chamado a HTL de uma tecnologia altamente disruptiva que tem potencial para tratar sólidos de águas residuais. Os pesquisadores da WE & RF observaram que o processo tem alta eficiência de conversão de carbono, com quase 60% do carbono disponível em lodo primário tornando-se bio-petróleo. O relatório apela a uma maior demonstração, que poderá em breve estar em andamento.
Projeto piloto
A PNNL licenciou sua tecnologia HTL para a Genifuel Corporation, sediada em Utah, que agora está trabalhando com a Metro Vancouver, uma parceria de 23 autoridades locais na Colúmbia Britânica, no Canadá, para construir uma planta de demonstração.
“A Metro Vancouver espera ser a primeira empresa de tratamento de águas residuais da América do Norte a sediar a liquefação hidrotérmica em uma de suas estações de tratamento”, disse Darrell Mussatto, presidente do Comitê de Utilidades da Metro Vancouver.
“O projeto piloto custará entre US $ 8 a US $ 9 milhões (canadense) com a Metro Vancouver fornecendo quase metade do custo diretamente e o saldo restante sujeito a financiamento externo”.
Uma vez que o financiamento está no lugar, Metro Vancouver planeja passar para a fase de projeto em 2017, seguido pela fabricação de equipamentos, com start-up ocorrendo em 2018.
“Se esta tecnologia emergente for um sucesso, uma futura unidade de produção poderia abrir caminho para a operação de águas residuais da Metro Vancouver atender seus objetivos de sustentabilidade de zero energia líquida, zero odores e zero resíduos”, acrescentou Mussatto.
Zero de resíduos
Além do bio-petróleo, a fase líquida pode ser tratada com um catalisador para criar outros combustíveis e produtos químicos. Também é gerada uma pequena quantidade de material sólido, que contém nutrientes importantes. Por exemplo, os esforços iniciais demonstraram a capacidade de recuperar o fósforo, que pode substituir o minério de fósforo utilizado na produção de fertilizantes.
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