Todo mundo sabe que as águas residuais estão cheias de “resíduos”. Mas é realmente assim ou é apenas uma questão de perspectiva.
Ele também pergunta Zhen Ele, professor do Departamento de Energia, Engenharia Ambiental e Química da Universidade de Washington em St. Louis.
"Por que eles são desperdiçados?"
“São materiais orgânicos”, diz ele, “e podem fornecer energia de diferentes maneiras”. E depois, não se deve esquecer, existe outro recurso precioso nas águas residuais. O mais precioso de todos: a água.
Seu laboratório desenvolveu um sistema que recupera energia e água. Um sistema que filtra as águas residuais enquanto cria eletricidade. Os resultados dos primeiros testes foram publicado e apresentado como artigo de capa na revista Ciência Ambiental: Pesquisa e Tecnologia da Água.
"Água residual" para quem?
Só porque não gostamos deles não significa que ninguém goste de resíduos em águas residuais. Por exemplo, para as bactérias, eles são alimentos. “As bactérias os amam e podem convertê-los em coisas que podemos usar”, disse o professor He. “Existem duas fontes de energia que podem ser recuperadas de águas residuais. Um é o biogás, o outro é a bioeletricidade”.
Já existem formas de capitalizar as bactérias para produzir energia a partir de águas residuais, mas estes métodos fazem-no muitas vezes à custa da água, que poderia ser filtrada e utilizada de outra forma. Se não for para beber, pelo menos para fins de “água cinzenta”, como irrigação e descarga de vasos sanitários.
O laboratório da Universidade de Washington pegou os dois processos (filtragem e geração de energia) e os combinou em uma espécie de célula a combustível microbiana. Embora talvez o termo exato seja outro.
Uma bateria bacteriana
É efetivamente uma bateria bacteriana, usando bactérias eletroquimicamente ativas como catalisador (onde uma célula de combustível tradicional usaria platina). Neste tipo de sistema, as bactérias ficam fixadas no eletrodo: quando as águas residuais são bombeadas para o ânodo, as bactérias “comem” os materiais orgânicos e liberam elétrons, criando eletricidade.
Para filtrar essa mesma água, então, os pesquisadores se certificaram de que o mesmo ânodo funcionasse como um filtro.
O ânodo é uma membrana dinâmica, feita de tecido de carbono condutor. Juntos, as bactérias e o filtro de membrana 80% a 90% de materiais orgânicos, o que deixa a água limpa o suficiente para ser lançada na natureza ou posteriormente tratada para usos não potáveis.
Gabinete de fundição para águas residuais
Um sistema que parece verdadeiramente brilhante e completo, sem dúvida. Mas como surgiu a escolha da melhor bactéria candidata a fazer parte dessa bateria especial? Os pesquisadores escolheram uma mistura de bactérias que tinham uma coisa em comum: a capacidade de sobreviver em um ambiente sem oxigênio.
“Se houvesse oxigênio, as bactérias simplesmente despejariam elétrons no oxigênio e não no eletrodo”, diz Zhen He. “Deixamos a natureza escolher. Seleção natural. As bactérias que sobreviveram aos vários testes foram as escolhidas”.
Quanta energia pode produzir tal sistema?
A quantidade de eletricidade gerada não é suficiente para abastecer uma cidade, é claro. Mas, em teoria, é o suficiente para ajudar a compensar a quantidade significativa de energia usada em uma estação de tratamento de águas residuais típica. Em outras palavras, seria o suficiente para torná-lo energeticamente independente, e isso não é pouca coisa.
3% a 5% da eletricidade é usada para tarefas como filtragem de águas residuais. Imagine as poupanças que as estações de purificação municipais poderiam ter. O processo “bacteriano” consome aproximadamente 0,5 kWh de eletricidade por metro cúbico. Os pesquisadores da equipe de He pretendem reduzir esse número pela metade, se não mais.
Em resumo: uma planta de filtragem de águas residuais que filtra, recupera nutrientes como nitrogênio ou fósforo para as plantas e se alimenta sozinha. Você ainda acha que é apenas desperdício?
