Νέα προσέγγιση βιωσιμότητας: “Πράσινα” λιπάσματα από οικιακά λύματα

Το χρηματοδοτούμενο από την ΕΕ έργο RUN4LIFE πρότεινε μια νέα προσέγγιση για την αποτελεσματική ανάκτηση των πόρων (νερό, ενέργεια και θρεπτικά συστατικά), σε αποκεντρωμένες μονάδες επεξεργασίας.

Τα οικιακά λύματα είναι πλούσια σε θρεπτικά συστατικά, αλλά η ανάκτηση πόρων από αραιωμένα λύματα είναι αναποτελεσματική. Ευρωπαίοι επιστήμονες πρότειναν μια νέα μέθοδο επεξεργασίας λυμάτων για πιο βιώσιμο εφοδιασμό με λιπάσματα.

Η συμβατική οικιακή επεξεργασία λυμάτων βασίζεται σε μια παρωχημένη έννοια «τέλος του σωλήνα». Διαφορετικά ρεύματα λυμάτων αναμειγνύονται και μεταφέρονται μέσω αρκετών χιλιομέτρων αποχέτευσης σε μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας λυμάτων. Εκεί, μόνο ένα κλάσμα αραιωμένων θρεπτικών ουσιών και πόρων μπορεί να ανακτηθεί, ενώ μια σημαντική ποσότητα καθαρού νερού σπαταλάται για τη μεταφορά.

Καινοτόμες τεχνολογίες επεξεργασίας λυμάτων

Το χρηματοδοτούμενο από την ΕΕ έργο RUN4LIFE πρότεινε μια νέα προσέγγιση για την αποτελεσματική ανάκτηση των πόρων (νερό, ενέργεια και θρεπτικά συστατικά) στην πηγή, σε αποκεντρωμένες μονάδες επεξεργασίας.

“Η ιδέα ήταν να διαχωριστούν τα ρεύματα λυμάτων όπως το μαύρο νερό (BW), τα απόβλητα κουζίνας (KW) και το γκρίζο νερό και να αυξηθούν τα ποσοστά ανάκτησης και επαναχρησιμοποίησης για κάθε ρεύμα”, εξηγεί στο CORDIS ο συντονιστής του έργου Frank Rogalla.

Οι εταίροι του έργου ανέπτυξαν μια σειρά καινοτόμων τεχνολογιών που μπορούν να μειώσουν τον όγκο των λυμάτων, τα οποία στη συνέχεια αφομοιώνονται από υπερθερμόφιλα αναερόβια μικρόβια, που ευδοκιμούν σε ζεστές συνθήκες χωρίς οξυγόνο. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ασφαλή λιπάσματα σε μια επεξεργασία ενός βήματος. Η ενσωμάτωση ενός βιοηλεκτροχημικού συστήματος συγκεντρώνει αμμωνία και παράγει υγρό λίπασμα νιτρικού αμμωνίου. Το RUN4LIFE συνδύασε επίσης συμβατικές διεργασίες που χρησιμοποιούνται ήδη σε κεντρικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της ανάκτησης φωσφόρου, της αναερόβιας επεξεργασίας, καθώς και αερόβιων και αναερόβιων βιοδραστήρων μεμβράνης. Οι τελευταίοι ανακτούν ενέργεια από την BW με τη μορφή βιοαερίου και παράγουν υψηλής ποιότητας νερό χωρίς παθογόνα.

Εφαρμογή συστημάτων επεξεργασίας RUN4LIFE

Για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια και η συνεπής ποιότητα των συστημάτων επεξεργασίας RUN4LIFE, οι τεχνολογίες εφαρμόστηκαν σε μεγάλης κλίμακας αποκεντρωμένους χώρους επίδειξης σε τέσσερις πόλεις της Ευρώπης (Γάνδη στο Βέλγιο, Vigo στην Ισπανία, Sneek στην Ολλανδία και Helsingborg στη Σουηδία).

Κάθε χώρος διέθετε το δικό του συνδυασμό διαφορετικών ροών αποβλήτων, καινοτόμων επεξεργασιών και τεχνολογιών ανάκτησης, προσαρμοσμένων στα χαρακτηριστικά των λυμάτων, τις τοπικές κανονιστικές απαιτήσεις και τις τοπικές ανάγκες των ανακτημένων πόρων.

Οι εγκαταστάσεις στο Helsingborg, τη Γάνδη και το Vigo παρήγαγαν ένα λίπασμα φωσφόρου αργής αποδέσμευσης, κατάλληλο για γεωργική χρήση, μέσω μιας διαδικασίας καθίζησης struvite. Στο Helsingborg, ο συνδυασμός με θειικό αμμώνιο παρήγαγε σφαιρίδια NPK, ένα προσαρμοσμένο λίπασμα καλών ιδιοτήτων λόγω της οργανικής ύλης και της περιεκτικότητας σε θρεπτικά συστατικά. Επιπλέον, η Sneek και η Vigo εφάρμοσαν υπερθερμοφιλική αναερόβια πέψη και βιοαντιδραστήρες αναερόβιας μεμβράνης, αντίστοιχα, για να δημιουργήσουν ένα πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά υγρό ρεύμα κατάλληλο για εφαρμογές λίπανσης. Η αξία των λιπασμάτων των προϊόντων που ελήφθησαν αποδείχθηκε σε πειράματα σε γλάστρα και αγρούς.

RUN4LIFE αποκεντρωμένες προοπτικές επεξεργασίας λυμάτων

Συνολικά, το RUN4LIFE κατέδειξε τη βιωσιμότητα μιας εναλλακτικής διαδικασίας επεξεργασίας λυμάτων που βασίζεται σε αποκεντρωμένες εγκαταστάσεις και διαχωρισμό των ρευμάτων. Η προτεινόμενη προσέγγιση μεγιστοποιεί την ανάκαμψη των πόρων και προωθεί την κυκλική οικονομία.

Οι εταίροι του έργου διενήργησαν αξιολογήσεις του κύκλου ζωής για να επαληθεύσουν τις δυνατότητες καινοτομίας, βιωσιμότητας και περιβαλλοντικών οφελών των διαφόρων τεχνολογιών και διαμορφώσεων RUN4LIFE. Για παράδειγμα, σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα, ο χώρος επίδειξης της Γάνδης παρουσίασε μείωση κατά 26% των περιβαλλοντικών επιπτώσεων κατά την ανάκτηση θρεπτικών ουσιών και την παραγωγή λιπασμάτων.

Πολλά προϊόντα RUN4LIFE είναι εμπορικά εκμεταλλεύσιμα, ενώ επιχειρηματικές περιπτώσεις έχουν σχεδιαστεί για κάθε χώρο επίδειξης με δυνατότητα υλοποίησης αλλού.