14
de maig
del
2019
Actualitzat
a les
14:32h
El fòsfor és un dels elements bàsics per a garantir el creixement de les plantes. De fet, cap altre nutrient pot substituir-ne la seva funció. I això el fa ser absolutament imprescindible. Sense fòsfor, les plantes emmalalteixen i es moren. I no només les plantes del bosc, sinó aquelles que ens mengem i que anomenem verdura. Això vol dir, doncs, que per poder degustar aquella crema de carbassó que tant ens agrada, abans hi ha hagut un pagès que ha fet créixer el vegetal en qüestió. I com? Entre d'altres coses, gràcies als fertilitzants que ha posat a la terra on els ha plantat.
Aquests fertilitzants es poden obtenir de diverses maneres, però actualment, i tenint en compte que al món hi vivim més de set mil milions de persones, l'agricultura moderna ha hagut d'optar per l'ús de fertilitzants químics: si no fos per ells, seria impossible alimentar la totalitat dels habitants del planeta. Dintre d'aquests fertilitzants hi trobem, efectivament, el fòsfor.
Però hi ha un problema, i és que es tracta d'un recurs finit. Dit d'una altra manera: si no s'aconsegueix recuperar el fòsfor que s'utilitza per a tornar-lo a reutilitzar, les reserves d'aquest nutrient s'acabaran i, en conseqüència, ens trobarem davant d'una gran crisi.
La SMART-Plant, una solució al problema
Davant d'aquesta situació, els investigadors del grup de recerca Genocov de l'Escola d'Enginyeria de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) van començar a treballar, l'any 2017, en un projecte que té com a objectiu principal recuperar el fosfat que té l'aigua residual per a futurs usos agrícoles. En aquest sentit, van aliar-se amb Aigües de Manresa, que els va cedir les instal·lacions de la seva depuradora per a col·locar-hi la planta pilot que serviria per provar que la seva investigació dona bons resultats i que és aplicable a la resta de plantes depuradores.
En aquest projecte, que s'anomena Scale-up of low-carbon footprint Material Recovery Techniques (SMART-Plant), hi treballen vint-i-sis socis de deu països de la Unió Europea. A banda de la planta pilot instal·lada a Manresa, n'hi ha vuit més que s'han col·locat en depuradores de diferents llocs d'Europa. Tot plegat, amb la voluntat de millorar el tractament de les aigües residuals, l'eficiència energètica, la reducció de gasos d'efecte hivernacle i la recuperació de recursos. En definitiva, per potenciar l'economia circular dintre del sector de l'aigua.
I com funciona, aquesta planta pilot?
Abans d'entrar en el funcionament de la planta en qüestió, cal tenir clar com treballa una depuradora. La de Manresa, concretament.
Tota l'aigua dels claveguerams de la capital del Bages (així com també els de Sant Joan, Callús i Canet de Fals), arriba a la depuradora mitjançant el col·lector. A banda de l'aigua que prové de l'ús domèstic, de la indústria i de la pluja, a la depuradora també hi arriba molta brossa (des de xiclets fins a compreses, passant per fulles, restes de menjar, envasos... de tot!). Per tant, el primer que es fa és separar els residus més grans i visibles i portar-los cap a l'abocador. Immediatament després d'això, també se'n retiren les partícules no dissoltes, com les graves o els greixos.
Malgrat que a simple vista -i després d'aquests dos processos- l'aigua sembla estar lliure de partícules, la realitat és que encara li queda un llarg recorregut per fer abans de considerar-se depurada. És per això que el seu circuit segueix pels anomenats decantadors primaris, uns dipòsits de grans dimensions que, gràcies a la poca mobilitat de l'aigua, emmagatzemen les partícules més petites que conté al fons de tot.
Quan l'aigua surt dels decantadors primaris està menys bruta però encara porta tota la matèria orgànica dissolta que, justament pel fet d'estar dissolta, no es pot separar mitjançant mètodes físics convencionals. En aquest sentit, qui haurà de fer la feina de depuració serà la mateixa aigua. I és que aquesta aigua bruta conté uns microorganismes que utilitzen la matèria orgànica dissolta en qüestió per fer les seves funcions vitals. Així, i com a resultat de l'activitat dels microorganismes, s'acaben generant flocs de fang (el fang floculat) que, amb un pes específic lleugerament superior al de l'aigua, poden ser retirats. Aquest procés s'anomena de fangs activats.
D'altra banda, els fangs que s'extreuen de la depuració de l'aigua s'envien a la planta de compostatge o a agricultura, directament. Abans, però, a la mateixa depuradora es duen a terme una sèrie de processos per espessir el fang (per a reduir-ne el percentatge d'aigua), que culminen amb un procés de digestió anaeròbica que produeix biogàs. De fet, aquest biogàs que s'aconsegueix s'utilitza per generar una part de l'energia que consumeix la instal·lació.
Ara sí, centrem-nos en la SMART-Plant
Dissenyada per depurar uns deu metres cúbics d'aigües residuals al dia, la planta pilot agafa l'aigua residual just després que aquesta passi pels decantadors primaris. A diferència del procés habitual que es duu a terme a la depuradora manresana -en el qual s'eliminen, de forma biològica, el carboni i el nitrogen presents a l'aigua, però el fòsfor no- la SMART-Plant vol fer el mateix amb el fòsfor.
Gràcies a l'activitat conjunta de diferents tipus de microorganismes situats en dos reactors diferents (R1-autotròfics i R2-heterotròfics) i sotmesos a diferents condicions de treball (aeròbia, anòxica i anaeròbia), s'aconsegueix, per una banda, depurar correctament l'aigua, i per l'altra, concentrar el fòsfor que dins del reactor R3 es convertirà en estruvita (un fertilitzant d'alliberament lent molt valorat en agricultura) mitjançant una reacció de precipitació contolada.
Tal com expliquen els mateixos investigadors de Genocov i els responsables d'Aigües de Manresa, "el sistema redueix els costos d'operació en més d'un 25% i, a més, els fangs produïts poden arribar a contenir fins a un 30% de PHA (polhidroxialcanoats), matèria primera per a produir bioplàstics amb aplicacions industrials".
En aquest sentit, l'investigador principal del projecte, Juan Antonio Baeza, explica que "el que hem de demostrar és que aquest procés és capaç de recuperar recursos en un entorn d'economia circular". En el seu cas, continua, aquests recursos han de permetre "recuperar fertilitzants en forma d'estruvita i recuperar precursors de bioplàstics com una matèria primera per a poder fer servir per altres usos". El fet de comptar amb dos reactors separats "fa que optimitzem els processos d'eliminació de matèria orgànica i fòsfor i els d'eliminació de nitrogen", conclou.
Amb aquest projecte, Aigües de Manresa referma la seva voluntat de caminar cap a un model d'eficiència energètica i de reutilització de recursos en el marc d'una economia circular. Un model que, allunyant-se de l'actitud del comprar-consumir-llençar, conscienciï sobre els beneficis ambientals i humans d'una gestió i consum responsable de l'aigua i tot el que se'n deriva.
Aquests fertilitzants es poden obtenir de diverses maneres, però actualment, i tenint en compte que al món hi vivim més de set mil milions de persones, l'agricultura moderna ha hagut d'optar per l'ús de fertilitzants químics: si no fos per ells, seria impossible alimentar la totalitat dels habitants del planeta. Dintre d'aquests fertilitzants hi trobem, efectivament, el fòsfor.
Però hi ha un problema, i és que es tracta d'un recurs finit. Dit d'una altra manera: si no s'aconsegueix recuperar el fòsfor que s'utilitza per a tornar-lo a reutilitzar, les reserves d'aquest nutrient s'acabaran i, en conseqüència, ens trobarem davant d'una gran crisi.
La SMART-Plant, una solució al problema
Davant d'aquesta situació, els investigadors del grup de recerca Genocov de l'Escola d'Enginyeria de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) van començar a treballar, l'any 2017, en un projecte que té com a objectiu principal recuperar el fosfat que té l'aigua residual per a futurs usos agrícoles. En aquest sentit, van aliar-se amb Aigües de Manresa, que els va cedir les instal·lacions de la seva depuradora per a col·locar-hi la planta pilot que serviria per provar que la seva investigació dona bons resultats i que és aplicable a la resta de plantes depuradores.
En aquest projecte, que s'anomena Scale-up of low-carbon footprint Material Recovery Techniques (SMART-Plant), hi treballen vint-i-sis socis de deu països de la Unió Europea. A banda de la planta pilot instal·lada a Manresa, n'hi ha vuit més que s'han col·locat en depuradores de diferents llocs d'Europa. Tot plegat, amb la voluntat de millorar el tractament de les aigües residuals, l'eficiència energètica, la reducció de gasos d'efecte hivernacle i la recuperació de recursos. En definitiva, per potenciar l'economia circular dintre del sector de l'aigua.
I com funciona, aquesta planta pilot?
Abans d'entrar en el funcionament de la planta en qüestió, cal tenir clar com treballa una depuradora. La de Manresa, concretament.
Tota l'aigua dels claveguerams de la capital del Bages (així com també els de Sant Joan, Callús i Canet de Fals), arriba a la depuradora mitjançant el col·lector. A banda de l'aigua que prové de l'ús domèstic, de la indústria i de la pluja, a la depuradora també hi arriba molta brossa (des de xiclets fins a compreses, passant per fulles, restes de menjar, envasos... de tot!). Per tant, el primer que es fa és separar els residus més grans i visibles i portar-los cap a l'abocador. Immediatament després d'això, també se'n retiren les partícules no dissoltes, com les graves o els greixos.
Malgrat que a simple vista -i després d'aquests dos processos- l'aigua sembla estar lliure de partícules, la realitat és que encara li queda un llarg recorregut per fer abans de considerar-se depurada. És per això que el seu circuit segueix pels anomenats decantadors primaris, uns dipòsits de grans dimensions que, gràcies a la poca mobilitat de l'aigua, emmagatzemen les partícules més petites que conté al fons de tot.
Quan l'aigua surt dels decantadors primaris està menys bruta però encara porta tota la matèria orgànica dissolta que, justament pel fet d'estar dissolta, no es pot separar mitjançant mètodes físics convencionals. En aquest sentit, qui haurà de fer la feina de depuració serà la mateixa aigua. I és que aquesta aigua bruta conté uns microorganismes que utilitzen la matèria orgànica dissolta en qüestió per fer les seves funcions vitals. Així, i com a resultat de l'activitat dels microorganismes, s'acaben generant flocs de fang (el fang floculat) que, amb un pes específic lleugerament superior al de l'aigua, poden ser retirats. Aquest procés s'anomena de fangs activats.
D'altra banda, els fangs que s'extreuen de la depuració de l'aigua s'envien a la planta de compostatge o a agricultura, directament. Abans, però, a la mateixa depuradora es duen a terme una sèrie de processos per espessir el fang (per a reduir-ne el percentatge d'aigua), que culminen amb un procés de digestió anaeròbica que produeix biogàs. De fet, aquest biogàs que s'aconsegueix s'utilitza per generar una part de l'energia que consumeix la instal·lació.
Ara sí, centrem-nos en la SMART-Plant
Dissenyada per depurar uns deu metres cúbics d'aigües residuals al dia, la planta pilot agafa l'aigua residual just després que aquesta passi pels decantadors primaris. A diferència del procés habitual que es duu a terme a la depuradora manresana -en el qual s'eliminen, de forma biològica, el carboni i el nitrogen presents a l'aigua, però el fòsfor no- la SMART-Plant vol fer el mateix amb el fòsfor.
Gràcies a l'activitat conjunta de diferents tipus de microorganismes situats en dos reactors diferents (R1-autotròfics i R2-heterotròfics) i sotmesos a diferents condicions de treball (aeròbia, anòxica i anaeròbia), s'aconsegueix, per una banda, depurar correctament l'aigua, i per l'altra, concentrar el fòsfor que dins del reactor R3 es convertirà en estruvita (un fertilitzant d'alliberament lent molt valorat en agricultura) mitjançant una reacció de precipitació contolada.
Tal com expliquen els mateixos investigadors de Genocov i els responsables d'Aigües de Manresa, "el sistema redueix els costos d'operació en més d'un 25% i, a més, els fangs produïts poden arribar a contenir fins a un 30% de PHA (polhidroxialcanoats), matèria primera per a produir bioplàstics amb aplicacions industrials".
Imatge de l'interior de la planta pilot ubicada a la depuradora de Manresa Foto: AFT
En aquest sentit, l'investigador principal del projecte, Juan Antonio Baeza, explica que "el que hem de demostrar és que aquest procés és capaç de recuperar recursos en un entorn d'economia circular". En el seu cas, continua, aquests recursos han de permetre "recuperar fertilitzants en forma d'estruvita i recuperar precursors de bioplàstics com una matèria primera per a poder fer servir per altres usos". El fet de comptar amb dos reactors separats "fa que optimitzem els processos d'eliminació de matèria orgànica i fòsfor i els d'eliminació de nitrogen", conclou.
Amb aquest projecte, Aigües de Manresa referma la seva voluntat de caminar cap a un model d'eficiència energètica i de reutilització de recursos en el marc d'una economia circular. Un model que, allunyant-se de l'actitud del comprar-consumir-llençar, conscienciï sobre els beneficis ambientals i humans d'una gestió i consum responsable de l'aigua i tot el que se'n deriva.