Un mundo sin fósforo es un mundo sin vida. Pero el fósforo es un recurso finito, por lo que los investigadores lo están recuperando de las aguas residuales.

Según la agencia de noticias online ABC Nyheter en Noruega, La crisis del fósforo es quizás la emergencia menos conocida en el mundo actual. El sitio web noruego de noticias de investigación forskning.no dice que muchos científicos advierten de un estado de "fósforo máximo, "comparable a la expresión" cenit del petróleo ".

La adopción del reciclaje y una economía circular son, por lo tanto, esenciales si queremos garantizar que este elemento vital no se pierda. Aquí es donde entra en juego un proyecto de investigación llamado Recover. Con SINTEF como socio de investigación, colaborando con NTNU y la Universidad Noruega de Ciencias de la Vida (NMBU), este elemento vital se puede recuperar.

"El papel de SINTEF en el proyecto Recover es principalmente desarrollar procesos de tratamiento de aguas residuales que aseguren que el fósforo se recupere utilizando la menor cantidad de energía posible, "dice Herman Helness, Investigador Senior en SINTEF. "Estamos trabajando en un enfoque basado en ósmosis avanzada que puede ser adecuado para plantas de limpieza de aguas residuales costeras, " él dice.

Un recurso finito, tanto física como políticamente

Pero antes de que Helness explique en detalle cómo funciona la ósmosis directa, un poco sobre la importancia de recuperar el fósforo, un elemento curioso en muchos sentidos.

Por ejemplo, brilla en la oscuridad y es autoinflamable.

"El fósforo es un recurso finito, no solo físicamente, pero también políticamente, "dice Helness." La mayor parte se encuentra en el Sahara occidental ocupado por Marruecos, y en China. Entonces, en términos políticos, es deseable identificar fuentes alternativas, " él dice.

El fósforo es común en las aguas residuales, y el objetivo del proyecto es recuperarlo para su uso como fertilizante. En la actualidad, un residuo de lodo que queda después de la limpieza de las aguas residuales se utiliza para esparcirlo en los campos para mejorar la calidad del suelo.

Sin embargo, Los experimentos demuestran que esta no es una forma particularmente eficaz para que los suelos exploten el fósforo y el nitrógeno contenidos en los lodos.

Es más, Las regulaciones legales noruegas que rigen la fabricación de fertilizantes imponen requisitos estrictos sobre el tratamiento y uso de lodos. En la mayor parte, estos requisitos de calidad abordan problemas asociados con el olor, concentraciones de metales pesados ​​y eliminación de bacterias.

"Las regulaciones futuras probablemente impondrán restricciones a la capacidad de los agricultores para utilizar el lodo como fertilizante agrícola debido a los requisitos relacionados con el contenido máximo de fósforo en el lodo, ", dice Helness. Este es un incentivo adicional suficiente para encontrar métodos que permitan la recuperación de fósforo de los lodos y explotarlo de manera más eficaz que en el pasado, " él dice.

Adecuado para plantas de limpieza de aguas residuales costeras

SINTEF ha llegado a la idea de que la ósmosis directa puede ofrecer oportunidades para una explotación más óptima del fósforo. Esto sucede enviando el agua a través de una membrana semipermeable. Durante este proceso, las moléculas de agua se mueven de una solución con una mayor concentración de agua a una con una menor concentración de agua.

En particular, el método es adecuado para plantas de limpieza de aguas residuales costeras donde las altas concentraciones de sal en el agua de mar permiten que el agua de las aguas residuales pase fácilmente a través de la membrana. Todas las partículas y elementos orgánicos como el nitrógeno y el fósforo se mantienen en el lado de las aguas residuales.

"The principle of osmosis means that there is no need to input additional energy to achieve the desired effect, " explains Helness. "The water that passes into the sea is very well cleaned, and we are left with a concentrated flow of sludge on the wastewater side from which we can recover the phosphorous, " él dice.

Laboratory experiments involving wastewater, or sewage, are commonly carried out using "artificial" sewage. But SINTEF believes that this isn't good enough. Experiments at the laboratory at Gløshaugen in Trondheim use real sewage diverted from neighboring buildings.

Mitigating water shortages

We have adequate supplies of freshwater in Norway, but water shortages are becoming a growing problem in many parts of the world. Many countries produce fresh water from salt water by using reverse osmosis membrane technology. The problem is that this is an energy-intensive process.

"When the cleaned sewage water mixes with the salt water along the coast, the salt water becomes diluted, " says Helness. "And because there is less salt in this water than in normal sea water, the process of making fresh water is less energy-intensive, " el explica.

The researchers are currently working to calculate the costs involved in applying this method. The principle of osmosis means that the wastewater stream, or sludge, is more concentrated. Less volume means that the sewage cleaning plants can be smaller. Less energy is used to recover the phosphorous from the sludge.

The method being developed by SINTEF is new and is not currently being applied.

For its part, NTNU is conducting experiments on the biological recovery of phosphorous. This method, which is currently being applied at a full-scale plant in Hamar, involves the cultivation of a group of phosphorous-accumulating microorganic bacteria. NTNU aims to optimize this approach.

"This is a major contribution towards achieving a circular economy, " says Helness. "Our short-term vision is to adapt Norwegian and global value chains to the idea of resource recycling and achieve a viable market, " él dice.