Notícias

A separação de urina mostra vários benefícios ambientais quando usada em escala urbana

Traduzido de Science Daily
[ad_1]

Desviar a urina das estações de tratamento de águas residuais municipais e reciclar o líquido rico em nutrientes para fazer fertilizante para as plantações resultaria em vários benefícios ambientais quando usado na escala da cidade, de acordo com um novo estudo conduzido pela Universidade de Michigan.

O estudo, publicado online em 15 de dezembro no jornal Ciência e tecnologia ambiental, modelou sistemas centralizados de processamento de fertilizantes e separação de urina em grande escala, nenhum dos quais existe atualmente, e comparou seus impactos ambientais esperados com métodos convencionais de tratamento de águas residuais e produção de fertilizantes.

Os pesquisadores descobriram que o desvio e a reciclagem da urina levaram a reduções significativas nas emissões de gases de efeito estufa, no uso de energia, no consumo de água doce e no potencial de alimentar a proliferação de algas em lagos e outros corpos d’água. Água. As reduções variaram de 26% a 64%, dependendo da categoria de impacto.

“A separação de urina teve impactos ambientais consistentemente menores do que os sistemas convencionais”, disse o autor principal Stephen Hilton, que conduziu o estudo para sua tese de mestrado na Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da U-M.

“Nossas análises indicam claramente que os benefícios bem definidos (requisitos de gestão de águas residuais reduzidos e produção de fertilizantes sintéticos evitada) superam os impactos ambientais da coleta, processamento e transporte de urina, sugerindo que esforços adicionais são necessários para desenvolver tais sistemas “.

A urina contém os nutrientes essenciais nitrogênio, fósforo e potássio e tem sido usada como fertilizante para plantações há milhares de anos. Nos últimos anos, a reciclagem da urina foi estudada como uma forma de produzir fertilizantes renováveis ​​e, ao mesmo tempo, reduzir a quantidade de energia e produtos químicos necessários para tratar as águas residuais.

Embora não existam sistemas de separação e reciclagem de urina em escala urbana, vários projetos de demonstração em pequena escala estão em andamento, incluindo um na U-M e um projeto em Vermont liderado pelo Rich Earth Institute. Hilton usou dados de ambos os projetos para modelar os prováveis ​​impactos ambientais da separação e reciclagem de urina na escala da cidade.

O tratamento de águas residuais foi o foco principal do estudo, e dados de estações de tratamento em Michigan, Vermont e Virgínia foram usados ​​na análise. A planta da Virgínia está localizada na região da Baía de Chesapeake e serviu como um exemplo de plantas de tratamento com requisitos rigorosos para remoção de nitrogênio e fósforo.

Usando uma técnica chamada avaliação do ciclo de vida, que fornece uma avaliação abrangente de vários impactos ambientais, Hilton e seus colegas compararam o desempenho de uma separação de urina centralizada em grande escala e instalações de produção de fertilizantes com as estações convencionais de tratamento de água. resíduos e produção de sintéticos. fertilizantes que usam recursos não renováveis.

A separação e a reciclagem de urina foram as vencedoras claras na maioria das categorias e, em alguns casos, eliminou a necessidade de certos produtos químicos para o tratamento de águas residuais. Por outro lado, um método para fazer fertilizantes derivados da urina levou a aumentos constantes na acidificação.

Algumas avaliações anteriores do ciclo de vida compararam os impactos ambientais da reciclagem da urina com os sistemas convencionais. Mas o novo estudo U-M é o primeiro a incluir um modelo detalhado de processos de tratamento de águas residuais, permitindo aos pesquisadores comparar a quantidade de energia e produtos químicos usados ​​em cada método.

“Esta é a primeira análise aprofundada do desempenho ambiental e dos benefícios da reciclagem de urina em grande escala em relação ao tratamento convencional de águas residuais e produção de fertilizantes”, disse Greg Keoleian, autor principal do artigo ES&T e diretor do Centro de Sistemas Sustentáveis ​​da Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da UM. Ele também presidiu o comitê de tese de Hilton.

Cerca de metade da oferta mundial de alimentos depende de fertilizantes sintéticos produzidos a partir de recursos não renováveis. A rocha fosfática é extraída e processada para produzir fertilizante fosfatado. A produção de fertilizantes nitrogenados é um processo de uso intensivo de energia que usa gás natural e é responsável por 1,2% do uso global de energia e pelas emissões de gases de efeito estufa associadas.

Ao mesmo tempo, os sistemas de água e esgoto consomem 2% da eletricidade da América e a remoção de nutrientes é um dos processos que mais consomem energia.

O desvio da urina para recuperar e reciclar nitrogênio e fósforo tem sido defendido como uma forma de melhorar a sustentabilidade da gestão da água e da produção de alimentos. Ele tem o potencial de reduzir a quantidade de energia e produtos químicos necessários para tratar águas residuais enquanto diminui o fluxo de nutrientes que alimentam a proliferação de algas nocivas nos lagos.

No entanto, o desvio e a reciclagem em grande escala exigiriam sistemas para coletar e transportar urina, processá-la em fertilizante e, então, enviar o produto final aos clientes. Cada uma dessas etapas tem impactos ambientais.

Em 2016, os pesquisadores da U-M receberam uma bolsa de US $ 3 milhões da National Science Foundation para estudar o potencial de transformar a urina humana em fertilizante seguro para as plantações. O projeto é liderado por Nancy Love e Krista Wiggington do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da U-M e envolve o teste de métodos avançados de tratamento de urina e a investigação das atitudes das pessoas em relação ao uso de fertilizantes derivados da urina. Love também é coautor do novo artigo de Ciência e Tecnologia Ambiental.

Como parte do esforço financiado pela NSF, banheiros de demonstração de separação de urina foram instalados no campus norte da U-M, junto com um laboratório onde a urina é transformada em fertilizante. Hilton, que era um aluno de mestrado de duplo grau na Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da UM e no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, usou os dados do projeto para ajudar a modelar um sistema de grande escala que desvia a urina para produzir fertilizante.

“Essas novas descobertas são encorajadoras porque demonstram os benefícios ambientais potenciais da separação de urina em grande escala e dos sistemas de reciclagem, sugerindo que estamos no caminho certo e devemos continuar a desenvolver essas tecnologias”, disse o co-autor do estudo, Glen Daigger. . professor de engenharia civil e ambiental na UM e membro do comitê de tese de Hilton.

Bowen Zhou, um ex-membro da equipe de pesquisa da U-M agora na Universidade de Waterloo, também é o autor do artigo ES&T. A pesquisa foi apoiada pela National Science Foundation e pela Water Research Foundation.

[ad_2]

Source link

Artigos relacionados

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Botão Voltar ao topo