Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Washington probó una tecnología de pretratamiento que, según dicen, mejora la conversión de lodos de depuradora en biogás.

El enfoque agrega un paso adicional a los tratamientos típicos y utiliza vapor a alta presión que contiene oxígeno para descomponer los lodos de depuradora. Descubrieron que podían convertir más del 85% del material orgánico en biogás, que puede usarse para producir electricidad o actualizarse a gas natural renovable (RNG) para la red de gas natural o para uso local.

Agregar el nuevo paso de pretratamiento mejora la conversión anaeróbica de los lodos de depuradora en la instalación de tratamiento de aguas residuales de la tasa de conversión actual de menos del 50 %, y produjeron un 98 % más de metano en general en comparación con la práctica actual.

El enfoque fue detallado en la revista. Gestión de los desechos.

“Se demostró que es extremadamente eficiente, y eso es muy emocionante”, dijo Birgitte Ahring, profesora de la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería Gene and Linda Voiland, quien dirigió el trabajo. “Esto puede ser aplicable y algo que podríamos comenzar a explorar en el estado de Washington. No desperdiciar los residuos, sino utilizar su potencial, tiene grandes ventajas”.

Los lodos de depuradora no son un producto codiciado. Aproximadamente la mitad de las plantas de tratamiento de aguas residuales en los EE. UU. utilizan la digestión anaeróbica para reducir estos desechos, pero el proceso, en el que los microbios descomponen los desechos, es ineficiente. Los lodos sobrantes, llamados biosólidos, generalmente terminan en vertederos.

Las instalaciones de tratamiento de aguas residuales también utilizan grandes cantidades de electricidad para limpiar las aguas residuales municipales. A menudo son el mayor usuario de electricidad en una comunidad pequeña.

“Si pudieran generar su propia electricidad o para algunas de las grandes plantas, generar gas natural renovable y agregarlo a la red de gas natural, entonces podrían reducir el uso de combustibles fósiles. Aquí estamos comenzando a movernos hacia la idea de la economía circular”, dijo Ahring, quien también es miembro de la facultad en el Laboratorio de Bioproductos, Ciencias e Ingeniería en WSU Tri-cities.

Para su estudio, el equipo de investigación de WSU trató el lodo a alta temperatura y presión con oxígeno agregado antes del proceso de digestión anaeróbica. La pequeña cantidad de oxígeno en condiciones de alta presión actúa como un catalizador que descompone los polímeros en el material.

Los investigadores de WSU han estado estudiando este proceso de pretratamiento durante varios años, usándolo para descomponer la paja y los materiales leñosos. No estaban seguros de que el proceso funcionara con la diferente composición de los lodos de depuradora, como lípidos y proteínas, pero se sorprendieron positivamente.

“Esta no es una solución de muy alta tecnología”, dijo Ahring. “En realidad, es una solución que puede ser útil incluso a pequeña escala. La eficiencia tiene que ser alta o, de lo contrario, no se puede garantizar que se agreguen costos adicionales al proceso”.

La tecnología podría ser particularmente útil para las comunidades más pequeñas, muchas de las cuales están motivadas para reducir los desechos y su impacto climático, agregó.

El equipo de WSU está trabajando con Clean-Vantage, una empresa emergente de tecnología limpia con sede en Richland activa en el área de pretratamiento, así como con el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), que está realizando un análisis tecnoeconómico del nuevo proceso. .

Los investigadores ahora están ampliando el trabajo en su instalación piloto ubicada en WSU Tri-cities para demostrar aún más el proceso. También están estudiando cómo convertir eficientemente el biogás en gas natural renovable más valioso mediante un nuevo bioproceso. Si bien el biogás se puede utilizar para producir electricidad, la producción de gas natural renovable podría permitir que las comunidades rurales produzcan combustible de transporte local para alimentar sus vehículos municipales.

El trabajo fue financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos.