De zeci de ani, majoritatea apelor uzate de la fabrica de bere Mahou San Miguel din orașul Lleida, în nord-estul Spaniei, s-au scurs în canalizare.
Acum, efluenții sunt folosiți pentru a genera energie și căldură pentru fabrica de bere, care participă la un proiect de cercetare finanțat de UE și menit să facă din apele uzate o resursă reutilizabilă.
Resturi pentru biogaz
Mahou San Miguel, principalul producător de bere din Spania, utilizează apă pentru a curăța instalațiile de bere din Lleida, precum și pentru a spăla rezervoarele de fermentare și sticlele vechi înainte de a le recicla și reumple.
Drept urmare, apele uzate sunt pline de materie organică – așa-numita biomasă – cum ar fi bere veche sau resturi de hamei și cereale care pot fi transformate în biogaz.
„În apele uzate, avem energie sub formă de biomasă sau căldură și care poate fi recuperată”, spune dr. Anne Kleyböcker, cercetătoare la centrul de cercetare în domeniul apei KWB din Berlin, în Germania.
Apele uzate industriale conțin și alte materii, cum ar fi nutrienții care ar putea fi valoroși din punct de vedere economic, atât timp cât pot fi găsite metode de a-i extrage.
Kleyböcker ajută la coordonarea proiectului finanțat de UE care reunește organizații de cercetare, universități și întreprinderi din diverse țări ale UE, printre care Danemarca, Franța, Grecia și Italia. Participanții din afara UE provin din Israel, Norvegia și Regatul Unit.
Acțiune pe teren
Denumit ULTIMATE, acest proiect cu durata de 53 de luni este coordonat de un institut neerlandez de cercetare în domeniul apei numit KWR și urmează să se deruleze până în octombrie 2024.
Proiectul se concentrează asupra unor instalații-pilot din industria alimentară și a băuturilor, industria petrochimică și biotehnologie. Potrivit dr. Gerard van den Berg, manager de proiect și șef de echipă la KWR, obiectivul este de a demonstra fezabilitatea tehnologiilor dezvoltate în laborator pentru extragerea pe scară largă a materiilor din apele uzate.
La un centru de prelucrare a citricelor din Grecia și la un producător de ulei de măsline din Israel, instalațiile-pilot extrag compuși din plante, cum ar fi polifenoli și antioxidanți, care pot fi utilizați ca vopsele, aditivi alimentari, suplimente și compuși chimici pentru producție.
Mai la nord, o instalație chimică din Franța explorează în ce măsură substanțele chimice și metalele, cum ar fi sulful și molibdenul, pot fi recuperate din apa folosită pentru spălarea gazelor generate de incinerarea deșeurilor.
Și mai la nord, există o instalație demonstrativă la distileria de whisky Glenmorangie din regiunea Highlands, în Scoția.
Aceasta extrage amoniac și fosfor spre a fi folosite ca îngrășăminte pentru culturile locale de ovăz și recuperează căldura pentru a o reutiliza în acest proces de la un reactor care produce biogaz din ape uzate.
De asemenea, apele uzate sunt purificate, astfel încât să poată fi refolosite pentru curățarea distileriei.
Eficiența acestor activități din punctul de vedere al costurilor variază, iar în anumite cazuri, trebuie să se facă mai multe pentru creșterea beneficiilor economice. În orice caz, importanța de fond a acțiunilor este că deschid calea către o metodă nouă și mai sustenabilă de desfășurare a operațiunilor industriale.
Legături industriale
Kleyböcker spune că proiectul urmărește „simbioza industrială” – noțiunea potrivit căreia industrii diferite fac schimb de reziduuri de fabricație.
„Înainte de a începe să recuperăm ceva, știm deja cine are nevoie de acele materii”, spune aceasta.
Potrivit lui Kleyböcker, Europa are un mare potențial în acest domeniu, deoarece țările europene au multe industrii diverse, situate relativ aproape una de alta, facilitând astfel găsirea de soluții la problemele logistice.
În cele din urmă, însă, expresia cea mai eficientă a ideii de „economie circulară” este atunci când întreprinderile extrag și reutilizează materiile din propriile deșeuri – așa cum procedează fabrica Mahou San Miguel din Lleida, situată la circa 150 kilometri vest de Barcelona.
Utilizarea biogazului produs din deșeurile fabricii de bere pentru a genera electricitate și căldură la fața locului s-a bucurat de un asemenea succes, încât compania a decis să extindă bioreactorul.
Aceasta va include o etapă testată în cadrul proiectului ULTIMATE pentru îmbunătățirea producției de biogaz, încurajând dezvoltarea unui tip diferit de microorganisme, cele electroactive.
În prezent, circa 2% din necesarul de energie al fabricii de bere poate fi acoperit de sistemul cu biogaz. Pe viitor, acest procent ar putea crește la circa 6%.
Acțiuni pentru ca totul să funcționeze
Dincolo de dificultățile tehnice legate de refolosirea apelor uzate, există obstacole de natură organizațională, de reglementare, economice și sociale care sunt abordate de un proiect separat finanțat de UE.
Denumit WIDER UPTAKE, acesta se întinde pe patru ani și jumătate, urmând a se încheia în octombrie 2024. În cadrul proiectului, se lucrează la o foaie de parcurs pentru refolosirea pe scară largă a apelor uzate și pentru recuperarea resurselor.
„Există numeroase soluții tehnice, dar acestea nu ajută dacă nu există niciun lanț valoric în avalul stației de tratate a apelor uzate”, spune dr. Herman Helness, cercetător științific principal și expert în gospodărirea apelor la organizația norvegiană de cercetare SINTEF.
Acesta coordonează în comun proiectul WIDER UPTAKE, care implementează soluții-pilot în cadrul a cinci amplasamente demonstrative. Patru dintre acestea se află în țări europene – Cehia, Italia, Norvegia, și Țările de Jos – și una în Ghana.
Verificarea apelor
În Praga, capitala Cehiei, proiectul examinează utilizarea apelor uzate epurate care, de obicei, sunt pompate în râul Vltava, pentru a iriga parcurile și alte spații verzi din oraș.
Ideea s-a lovit de un obstacol normativ, deoarece Cehia a optat să nu aplice standardele minime neobligatorii ale UE referitoare la reutilizarea apei pentru irigații, potrivit lui Helness.
Rezultatul este un vid legislativ în Cehia, care împiedică utilizarea apelor uzate pentru irigații.
Cercetătorii încearcă să demonstreze că irigarea spațiilor verzi cu această categorie de ape uzate este sigură.
Proiectul-pilot testează apele uzate epurate pe diverse plante și examinează efectele asupra creșterii lor, precum și acumularea de substanțe chimice în plante și în solul din jurul lor.
Sunt utilizate trei variante de ape uzate și sunt comparate rezultatele: o variantă provine direct de la stația de epurare, a doua trece printr-o nanofiltrare suplimentară, iar a treia este nanofiltrată și supusă unui procedeu de dezinfectare cu lumină ultravioletă.
Potrivit lui Helness, testele de până acum au sugerat că toate cele trei variante sunt sigure pentru irigarea plantelor și a straturilor cu flori.
Cercetătorii speră că aceste dovezi pot fi utilizate pentru a dezvolta standarde minime de irigare pentru Cehia.
Ramificații noi
WIDER UPTAKE explorează, de asemenea, utilizarea apelor uzate pentru irigații agricole în Italia și în Ghana.
În Norvegia, proiectul examinează recuperarea îngrășămintelor și a amelioratorilor de sol din apele uzate.
Iar în Amsterdam, capitala Țărilor de Jos, cercetătorii extrag minerale și fibre vegetale din apele uzate pentru a produce materiale compozite pe bază de bioresurse, care pot fi utilizate pentru unele produse cum ar fi băncile din parcuri sau pentru placarea clădirilor.
Helness a menționat că este nevoie să se schimbe unele percepții locale în legătură cu oportunitățile oferite de astfel de activități, spunând că, pe parcursul proiectului, a ieșit la iveală o oarecare reticență birocratică în schimbarea practicilor.
„Trebuie să depășim barierele nu numai în privința reglementărilor, ci și a acceptării”, a spus acesta.
Articol scris de Michael Allen
Cercetările menționate în acest articol au fost finanțate prin programul Orizont al UE. Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat opiniile Comisiei Europene.
Mai multe informații
Acest articol a fost publicat inițial în Horizon, revista de cercetare și inovare a UE.