SCHOTT solutions n° 1/2016 > Reciclaje de agua

Wasserrecycling
Foto: Thinkstock

Claro como el agua


La empresa estadounidense Clearas ha desarrollado un método biológico basado en algas, que permite depurar el agua para su reutilización y, al mismo tiempo, obtener valiosa biomasa como producto secundario. Unos fotobiorreactores que contienen tubos de vidrio demuestran sus prestaciones en una instalación de ensayo.


Christine Fuhr

La vista desde el espacio demuestra claramente por qué nuestra Tierra es conocida como el “Planeta azul”. Los continentes sólo representan el 29 % de su superficie, el resto (71 %), son océanos, que contienen más del 97 % del volumen total de agua del planeta. Más del 70 % del 2,5 % de agua no salada está presente en forma de hielo. Así, todos los seres vivos, excepto los organismos marinos, comparten el restante 0,75 % del total de agua. Con la población mundial actual de casi 7,3 mil millones, que se estima crecerá hasta los 9 mil millones en 2050, hay que repartir el agua del mundo entre cada vez más personas. Al mismo tiempo, en las últimas décadas la proporción de agua utilizada para la agricultura y el cultivo de alimentos se ha triplicado, hasta representar el 70 % de la disponibilidad de agua del mundo. La industria tiene unas necesidades de agua que representan aprox. el 22 %. El restante 8 % del agua consumida en el mundo recae en los hogares privados.
Wasserrecycling
Foto: Clearas

Existe una necesidad global de agua depurada


Según un informe de Naciones Unidas sobre el agua de 2015 hay que mejorar la eficiencia en la gestión y reducir la contaminación del agua mediante la adopción de normativas más estrictas. “Visión para 2050: Agua para un mundo sostenible” destaca asimismo que “las aguas residuales se deberían considerar un recurso que proporciona energía, nutrientes y agua dulce para su reutilización”.

Clearas Water Recovery, de Missoula (Montana, ee.uu.), es una empresa que persigue este mismo objetivo con gran implicación. Con su solución patentada “Advanced Biological Nutrient Recovery” (ABNR™), el equipo de Clearas lleva ofreciendo desde 2011 una innovadora tecnología de tratamiento de aguas residuales para clientes industriales, municipales y agrícolas. Las sustancias como el nitrógeno y el fósforo, contenidas en las aguas residuales representan un reto especial. Otras ventajas incluyen el hecho de que el sistema sea modular y, en caso necesario, pueda conectarse a una infraestructura de tratamiento de aguas ya existente.
Wasserrecycling
Foto: Clearas
”Nuestro planteamiento consiste en la recuperación sostenible y orientada hacia el futuro de materiales valorizables. Aquí las algas no son consideradas un producto, sino un proceso”, comenta Rick Johnson, Vicepresidente de Clearas y responsable de desarrollo del mercado. La tecnología ABNR™ recupera de forma fiable el exceso de nutrientes y otros contaminantes en las aguas residuales mediante un método especial de flujo continuo, que incluye algas y otros organismos biológicos. En una primera fase se mezclan el agua residual contaminada y dióxido de carbono (CO2) con algas y otros organismos biológicos en un recipiente, para iniciar la recuperación de nutrientes. En una segunda fase, la mezcla biodiversa entra en un fotobiorreactor cerrado, compuesto por tubos superpuestos horizontalmente, para su depuración. La estructura de invernadero y unas fuentes de luz provocan una actividad biológica y una fotosíntesis óptimas. ”24 horas al día, 7 días a la semana”, dice Johnson.
Wasserrecycling
Foto: Clearas


”Nuestro planteamiento consiste en la recuperación sostenible
y orientada hacia el futuro de materiales valorizables.
Aquí las algas no son consideradas un producto, sino un proceso.”

Rick Johnson, Vice President of Clearas

 
Las algas contenidas en el sistema descomponen continuamente de forma biológica el nitrógeno y, en simbiosis con bacterias, los fosfatos, el dióxido de carbono y las sustancias nocivas no deseadas. Los contaminantes son absorbidos por las algas y convertidos en biomasa sin generar nuevas sustancias nocivas. En una tercera fase, de separación, unos modernos microfiltros separan la mezcla en dos corrientes: una de agua clara depurada, que se puede verter sin reparos a ríos, lagos y arroyos o destinarse a la operación de plantas, y una de recirculación o reciclaje.
Esta última recircula las algas y otros microorganismos hasta el recipiente de mezclado. Otra ventaja es que el exceso de algas es extraído y puede aprovecharse como biomasa. Johnson señala que ”Clearas está buscando activamente aplicaciones para la biomasa producida. Una idea es utilizarla, por ejemplo, para producir polímeros especiales a base de algas”.
Kevin McGraw
Kevin McGraw, Operations Manager & Co-Founder, explica la solución Advanced Biological Nutrient Recovery (ABNR™). En esta innovadora tecnología de tratamiento de aguas residuales basada en algas se utilizan también tubos de vidrio de SCHOTT. Foto: Clearas

Tubos de vidrio utilizados en ensayos


Con sus productos y su amplio know how en fotobiorreactores (ver la solutions 1/14: Turbo para algas), SCHOTT es un partner importante del sector. ”Nuestros tubos de vidrio son también idóneos para el tratamiento con algas”, explica el Dr. Nikolaus Schultz, Product Manager para Fotobiorreactores en SCHOTT. Esto se ha podido demostrar en una planta de ensayos de Clearas instalada en una papelera de Spokane, Washington. SCHOTT suministró 531 tubos y 381 codos de vidrio borosilicato de alta calidad DURAN®, así como 675 conectores. ”Estamos muy satisfechos con sus prestaciones”, comenta Rick Johnson, vicepresidente de la empresa. ”El vidrio es un material que satisface óptimamente las grandes exigencias impuestas a nuestros fotobiorreactores cerrados”, señala. ”El vidrio presenta muchas ventajas frente al plástico”, explica el Dr. Schultz. “Nuestros tubos de vidrio especial son muy resistentes a las sustancias químicas y duraderos, mecánicamente muy sólidos y, combinados con los codos y los conectores, muy resistentes a la presión.”

El balance es impresionante: utilizando el nuevo método se puede reducir el fósforo en un factor de 10 y el nitrógeno en un factor de 3 frente a las tecnologías convencionales. El contenido de sustancias nocivas en el agua depurada se sitúa por debajo de los límites de detección, lo cual permite verterla con seguridad o utilizarla como agua reciclada. En 2015 se trataron con el sistema ABNR™ 45 millones de litros de aguas residuales. Clearas tiene también unos objetivos ambiciosos para el futuro. ”Cuestionamos el estado actual de las cosas, nos planteamos nuevos retos y queremos superar las expectativas”, explica su CEO, Jordan Lind. Esto incluye también perfeccionar la tecnología de tratamiento de aguas residuales con algas hasta el punto de obtener agua potable. <