As algas podem limpar o esgoto sem eletricidade ou produtos químicos – nós a testamos na África do Sul
Em toda a África, muitas comunidades rurais enfrentam um crescimento crise de saneamento. Os sistemas de tratamento de águas residuais, onde existem, são frequentemente velho, sobrecarregado ou quebrado. Em algumas cidades, fluxos de esgoto não tratados diretamente em rioscontaminando fontes de água e prejudicando os ecossistemas e a saúde pública.
Por décadas, a resposta global às águas residuais tem sido limpar a água em grandes instalações de águas residuais projetadas para remover contaminantes físicos, químicos e biológicos de águas residuais domésticas (banheiros) ou efluentes industriais. As plantas de águas residuais produzem água tratada que é segura para descarregar em rios.
Mas eles são caros e intensivos em energia. Eles também são difíceis de manter nas áreas rurais onde o governo local não recebe muita receita.
Eu fazia parte de uma equipe de cientistas liderados pelo pesquisador de gestão ambiental e professor Paul Oberholsterque decidiram procurar uma solução muito mais simples e verde em uma pequena cidade na província de Limpopo na África do Sul. Nossa pesquisa encontrou Que as algas-os mesmos organismos verdes geralmente demitidos como escória da lagoa-poderiam oferecer uma maneira de baixo custo e baixa tecnologia de limpar o esgoto doméstico.
A equipe inseriu Pequenas microalgas Nas lagoas no tratamento de águas residuais de mottetema, trabalha em Limpopo. As microalgas removeram patógenos sem usar produtos químicos ou equipamentos mecânicos que funcionam com eletricidade. Eles limparam o esgoto de 1.560 casas.
Esta é uma abordagem sustentável e de baixo custo para o tratamento de águas residuais que pode melhorar a saúde pública e o meio ambiente em pequenas cidades, especialmente aquelas com infraestrutura limitada e eletricidade não confiável. E é especialmente importante encontrar maneiras de limpar as águas residuais que não custam muito ou usam eletricidade porque a mudança climática aumenta o estresse hídrico e custos de energia em todo o continente.
Uma abordagem baseada na natureza para as águas residuais
Nitrogênio e fósforo são nutrientes encontrados em resíduos humanos, detergentes, fertilizantes e água poluída que sai de grandes fazendas para rios. O esgoto não tratado é uma importante fonte desses nutrientes. Quando se acumulam em rios ou lagos, desencadeiam o crescimento excessivo das algas. À medida que as algas morrem e se decompõem, elas usam oxigênio na água. Isso torna difícil ou impossível para os peixes e outra vida aquática sobreviver e leva a “zonas mortas”, onde quase nada pode viver.
Leia mais: Lake Victoria está ficando verde – as bactérias mortais atrás dele
Microalgas pode impedir isso. A principal fonte de energia deles é leve e eles podem crescer rapidamente se tiverem o suficiente. Isso ajuda a aeróbios – as bactérias que sobrevivem e crescem apenas na presença de oxigênio em seu ambiente – para quebrar a matéria orgânica, como resíduos humanos, resíduos alimentares e outras substâncias biodegradáveis presentes nas águas residuais.
Em outras palavras, as algas fornecem o oxigênio e as bactérias fazem o levantamento pesado de limpar o esgoto. Juntos, eles criam um sistema de tratamento natural e de baixo custo.
Este processo não é novo. Algas têm sido usadas em lagoas de tratamento de águas residuais em África Australo Nós, EuropaAssim, Ásia Central e Índia por décadas.
Mas o que diferencia o projeto do motetema é o uso de duas espécies de algas em rápido crescimento (Chlorella vulgaris e Chlorella prototecoides), selecionado (após testar dezenas de cepas de algas) por sua notável capacidade de absorver nutrientes como nitrogênio e fósforo das águas residuais.
A equipe queria ter certeza de que eles tivessem o suficiente das microalgas para limpar todas as águas residuais. Por isso, crescemos grandes quantidades em fotobiorreatores (tanques transparentes projetados para fornecer a melhor luz e condições para o crescimento de algas). Pense em um fotobiorreator como uma estufa de alta tecnologia para plantas microscópicas, onde luz, dióxido de carbono e nutrientes são cuidadosamente controlados para maximizar o crescimento.
Leia mais: Pântanos fazem o trabalho de tecnologia cara, se os deixarmos
A equipe então inseriu as microalgas nas lagoas de águas residuais da cidade. Os resultados foram notáveis. Após um ano, o sistema de tratamento alcançou:
Redução de 83% no ortofosfato
Redução de 73% no nitrogênio total.
Amônia e nitrogênio podem ser tóxicos para pescar e vida aquática. O fósforo (medido como ortofosfato) alimenta as flores algas prejudiciais. Portanto, foi ótimo ver que as microalgas as limparam.
No geral, entre 73% e 99% dos principais poluentes foram removidos pelas algas dentro de um ano. Antes disso, as tábuas de tratamento frequentemente liberam efluente no meio ambiente. Mas, com a ficoremediação, a água tratada atingiu os limiares de segurança ambiental e pode ser liberada sem causar danos.
Uma solução enraizada nas realidades rurais
O Motetema é uma pequena cidade rural de cerca de 11.000 pessoas. O sistema de águas residuais consiste em 12 grandes lagoas de tratamento. Um conjunto de seis lagoas opera enquanto o outro é limpo.
O sistema trata cerca de 4,5 milhões de litros de esgoto doméstico por dia. Mas essa quantia é quase o dobro do que as tábuas de tratamento foram originalmente projetadas para lidar, e o sistema de águas residuais estava lutando para lidar.
Em toda a África do Sul, as estações de tratamento de águas residuais são desatualizado, subfinanciado e raramente ampliado lidar com os aumentos populacionais. Muitas cidades já usam sistemas de lago para tratamento de águas residuais. Esses sistemas geralmente têm um desempenho inferior a cortes de eletricidade, manutenção baixa e orçamentos limitados para os produtos químicos necessários. Há também uma falta de operadores qualificados.
Mas as algas não precisam de salários ou poder. Com as cepas certas, a cultura simples e a injeção periódica nas lagoas, elas podem se tornar sistemas eficazes de águas residuais.
Outras áreas rurais podem se beneficiar
A ficoremediação precisa de terra, pois cada lago cobre quase 40.000 metros quadrados. Isso o torna ideal para cidades rurais com espaço disponível. Também leva pelo menos duas a três semanas para as algas limparem as águas residuais. Isso significa que as lagoas também precisam ser grandes o suficiente para segurar todo o esgoto da cidade, para que seja totalmente limpo pelas algas.
Como qualquer sistema natural, a Ficoremediação não deixa de ter suas peculiaridades. No Motetema, o projeto encontrou:
Um crescimento excessivo de lento de rude-uma pequena planta flutuante de rápido crescimento frequentemente encontrada em superfícies estagnadas de água. Isso bloqueou a luz solar necessária para que as algas façam seu trabalho.
Os incêndios sazonais, que danificaram a tubulação de biorreator
picos de esgoto na hora do pico, que sobrecarregaram brevemente o sistema
O acúmulo de lodo, que reduziu o volume de espaço na lagoa e a purificação atrasada das águas residuais.
Esses são problemas gerenciáveis e destacam que essas lagoas naturais precisarão de algum suporte, incluindo a adição de algas frescas e saudáveis de tempos em tempos e manutenção básica.
O que precisa acontecer a seguir
Este modelo precisa de suporte de municípios e formuladores de políticas. Em seguida, pode ser replicado em milhares de assentamentos rurais na África, onde as estações convencionais de tratamento de águas residuais são muito caras ou difíceis de manter.
A Phycoremediação também desafia como pensamos em águas residuais. Em vez de tratá -lo como um fardo, torna -se um recurso, algo que pode ser limpo e reutilizado para apoiar a agricultura, a agricultura de peixes ou mesmo para recarregar as águas subterrâneas.
Este artigo é republicado de A conversaUma organização de notícias independente e sem fins lucrativos, trazendo fatos e análises confiáveis para ajudá -lo a entender nosso mundo complexo. Foi escrito por: Yolandi SchoemanAssim, Universidade do Estado Livre
Leia mais:
A pesquisa na WWTP do MoteMa foi financiada pelo Departamento de Ciência e Tecnologia (DST), Conselho de Pesquisa Científica e Industrial (CSIR) e Comissão de Pesquisa em Água (WRC), África do Sul.
