Nova pesquisa no Oregon: tornando águas residuais utilizáveis ​​para irrigação

Os pesquisadores estão desenvolvendo uma tecnologia de filtração por membrana híbrida de dois estágios para tratar a descarga de líquido turvo de digestores anaeróbicos, um tipo de biorreator usado em estações de tratamento de água e em algumas fazendas maiores.

Pesquisadores da Faculdade de Engenharia da Universidade Estadual de Oregon estão desenvolvendo tecnologia para converter águas residuais em um produto que irrigaria e fertilizaria simultaneamente as plantações.

O projeto de três anos liderado por Xue Jin, professor assistente de engenharia ambiental, será apoiado por US$ 750 mil em financiamento do Departamento de Agricultura dos EUA e envolverá parcerias com agricultores, estações de tratamento de águas residuais e cientistas do USDA.

“A atividade agrícola representa 70% de toda a água doce disponível”, disse Jin. “Em todo o mundo, a procura pela produção de alimentos continua a crescer juntamente com a população. À medida que as secas se tornam mais frequentes e severas, há uma necessidade crítica de tecnologias de tratamento eficazes que forneçam água recuperada segura para irrigação agrícola.”

O projecto também visa reduzir a dependência de fertilizantes químicos, que são produzidos por processos de mineração e fabrico que consomem recursos naturais limitados e criam impactos ambientais significativos. Outros impactos ocorrem depois que os fertilizantes são aplicados nos campos.

“O escoamento de fertilizantes é uma importante fonte de poluição das águas superficiais”, disse Jin. “Isso resulta na proliferação de algas que contaminam as fontes de água potável e produzem mais efeitos ecológicos prejudiciais a jusante.”

Os pesquisadores estão desenvolvendo uma tecnologia de filtração por membrana híbrida de dois estágios para tratar a descarga de líquido turvo de digestores anaeróbicos, um tipo de biorreator usado em estações de tratamento de água e em algumas fazendas maiores. Os digestores dependem de bactérias para decompor a matéria orgânica na ausência de oxigênio.

No primeiro estágio, uma membrana eletricamente carregada atrai íons como amônio, fósforo e potássio e os concentra em uma salmoura rica em fertilizantes. No segundo estágio, uma membrana de osmose direta remove contaminantes como bactérias, e a água livre de bactérias é então recombinada com a salmoura para produzir uma solução enriquecida com nutrientes que pode ser aplicada às plantações.

“Em testes à escala laboratorial, conseguimos recuperar 80% da água”, disse Quang Ngoc Tran, um estudante de pós-graduação que foi um participante importante na investigação. “Quando a tecnologia for ampliada com condições operacionais ideais, esse número poderá aumentar ainda mais. O resultado é basicamente água pura, com um pouco de sais dissolvidos que são os nutrientes das plantas.”

Tala Navab-Daneshmand, professora associada de engenharia ambiental no estado de Oregon, e David Bryla, pesquisador horticultor do Serviço de Pesquisa Agrícola do USDA em Corvallis, conduzirão estudos em estufa para avaliar a eficácia da água tratada no crescimento das plantas e a biossegurança das colheitas resultantes.

A equipe também realizará estudos de viabilidade econômica. Jin diz que a tecnologia poderia ser potencialmente implantada diretamente em fazendas que operam seus próprios digestores anaeróbicos, ou mesmo em fazendas verticais de alta tecnologia situadas adjacentes a estações de tratamento municipais. A agricultura vertical refere-se ao cultivo em camadas empilhadas, em vez de apenas usar o solo.

“Estamos examinando vários cenários de casos de uso prospectivos”, disse Jin. “Os impactos fiscais desta tecnologia provarão ser uma consideração fundamental para que ela seja amplamente adotada. O objetivo é tornar a agricultura mais sustentável, não apenas ambientalmente, mas também economicamente. Se conseguirmos desenvolver um sistema acessível que reduza efetivamente os custos de produção agrícola, isso poderá ser muito atrativo para os agricultores.”

Keith Hautala é editor/escritor sênior da Oregon State University College of Engineering. Ele pode ser contatado em [email protected] ou em 541-737-1478.

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