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Calentar los desechos de aguas residuales en el microondas puede hacer que su uso como fertilizante en los cultivos sea seguro

Calentar los desechos de aguas residuales en el microondas puede hacer que su uso como fertilizante en los cultivos sea seguro
La purificación de agua en una moderna planta de tratamiento de aguas residuales urbanas implica la eliminación de sustancias químicas indeseables, sólidos en suspensión y gases del agua contaminada. Crédito: arhendrix / Shutterstock.com

por Gang Chen


Mi equipo ha descubierto otro uso de los hornos microondas que te sorprenderá.

Los biosólidos —principalmente bacterias muertas— de las plantas de tratamiento de aguas residuales generalmente se vierten en vertederos. Sin embargo, son ricos en nutrientes y potencialmente pueden usarse como fertilizantes. Pero los agricultores no pueden simplemente reemplazar los fertilizantes normales que usan en el suelo agrícola con estos biosólidos. La razón es que a menudo están contaminados con metales pesados ​​tóxicos como arsénico, plomo, mercurio y cadmio de la industria. Pero tirarlos a los vertederos está desperdiciando recursos preciosos. ¿Entonces, cuál es la solución?

Soy ingeniero ambiental y experto en tratamiento de aguas residuales. Mis colegas y yo hemos descubierto cómo tratar estos biosólidos y eliminar los metales pesados para que puedan usarse de forma segura como fertilizante.

Cómo las plantas de tratamiento limpian las aguas residuales

Las aguas residuales contienen desechos orgánicos como proteínas, carbohidratos, grasas, aceites y urea, que se derivan de los alimentos y los desechos humanos que tiramos en los fregaderos de la cocina y los inodoros. Dentro de las plantas de tratamiento, las bacterias descomponen estos materiales orgánicos, limpiando el agua que luego se vierte en ríos, lagos u océanos.

Calentar los desechos de aguas residuales en el microondas puede hacer que su uso como fertilizante en los cultivos sea seguro
Gang Chen calienta algunos biosólidos en el microondas, separando el material orgánico de los metales tóxicos. Crédito: Gang Chen / FAMU-FSU College of Engineering, CC BY-SA

Las bacterias no hacen el trabajo por nada. Se benefician de este proceso multiplicándose mientras comen desechos humanos . Una vez que se elimina el agua de los desechos, lo que queda es una masa sólida de bacterias llamadas biosólidos.

Esto se complica por el hecho de que las plantas de tratamiento de aguas residuales aceptan no solo aguas residuales residenciales, sino también aguas residuales industriales, incluido el líquido que se filtra de los desechos sólidos en los vertederos, llamado lixiviado, que está contaminado con metales tóxicos como arsénico, plomo, mercurio y cadmio. Durante el proceso de tratamiento de aguas residuales, los metales pesados ​​son atraídos por las bacterias y se acumulan en sus superficies.

Si los agricultores aplican los biosólidos en esta etapa, estos metales se separarán de los biosólidos y contaminarán el cultivo para consumo humano. Pero eliminar los metales pesados ​​no es fácil porque los enlaces químicos entre los metales pesados ​​y los biosólidos son muy fuertes.

Los desechos del microondas liberan metales pesados

Convencionalmente, estos metales se eliminan de los biosólidos mediante métodos químicos que involucran ácidos, pero esto es costoso y genera desechos más peligrosos. Esto se ha practicado a pequeña escala en algunos campos agrícolas.

Calentar los desechos de aguas residuales en el microondas puede hacer que su uso como fertilizante en los cultivos sea seguro
Biosólidos después de la recolección de una instalación de tratamiento de desechos. Crédito: Gang Chen / FAMU-FSU College of Engineering, CC BY-SA

Después de un cálculo cuidadoso del requerimiento de energía para liberar los metales pesados ​​de las bacterias adheridas, busqué todas las posibles fuentes de energía que pueden proporcionar lo suficiente para romper los enlaces, pero no demasiado para destruir los nutrientes de los biosólidos. Fue entonces cuando noté por casualidad el horno de microondas en la cocina de mi casa y comencé a preguntarme si el microondas era la solución.

Mi equipo y yo probamos si calentar los biosólidos en el microondas rompería los enlaces entre los metales pesados ​​y las células bacterianas. Descubrimos que era eficiente y respetuoso con el medio ambiente. El trabajo ha sido publicado en el Journal of Cleaner Production . Este concepto se puede adaptar a escala industrial utilizando ondas electromagnéticas para producir las microondas.

Esta es una solución que debería ser beneficiosa para muchas personas. Por ejemplo, los administradores de plantas de tratamiento de aguas residuales podrían potencialmente obtener ingresos vendiendo los biosólidos en lugar de pagar tarifas de eliminación por el material que se va a verter en los vertederos.

Es una mejor estrategia para el medio ambiente porque cuando los biosólidos se depositan en los vertederos, los metales pesados ​​se filtran al lixiviado del vertedero, que luego se trata en plantas de tratamiento de aguas residuales . Por tanto, los metales pesados ​​se mueven entre las plantas de tratamiento de aguas residuales y los vertederos en un bucle sin fin. Esta investigación rompe este ciclo separando los metales pesados ​​de los biosólidos y recuperándolos. Los agricultores también se beneficiarían de fertilizantes orgánicos baratos que podrían reemplazar a los sintéticos químicos, conservando valiosos recursos y protegiendo el ecosistema.

¿Es este el final? Aún no. Hasta ahora solo podemos eliminar el 50 por ciento de los metales pesados, pero esperamos cambiar esto al 80 por ciento con diseños experimentales mejorados. Actualmente, mi equipo está llevando a cabo pequeños experimentos de laboratorio y de campo para explorar si nuestra nueva estrategia funcionará a gran escala. Una lección que me gustaría compartir con todos: Sea observador. Para cualquier problema, la solución puede estar a su alrededor, en su hogar, en su oficina, incluso en los electrodomésticos que esté utilizando.


Proporcionado por The Conversation

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original .



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