Fréttir

21.04.2017

Að tína gull upp úr klósettinu

Dregur úr ofauðgun vatnavistkerfa og aflar dýrmætra áburðarefna

  • Með myndlíkingum má segja að þessi nýja aðferð við vinnslu fosfórs og jafnvel niturs úr skólpi sé bókstaflega leið til að tína gullklumpa upp úr klósettinu. Ávinningurinn er sannarlega margfaldur. (Úr myndbandi NRU).

Bandarískir vísindamenn hafa fundið aðferð til að vinna fosfór úr skólpi. Aðferðin gerir margvíslegt gagn, dregur  úr hættunni á ofauðgun næringarefna í vatnavistkerfum aflar mikilvægs áburðar til ræktunar og fleira. Nú er unnið að því að setja upp fyrstu verksmiðjurnar sem nýta þessa aðferð og einnig á að þróa aðferð til að endurvinna nitur úr skólpi með svipuðum hætti.

Fosfór er eitt mikilvægasta næringarefnið í allri ræktun en mannkyni er vandi á höndum því fosfórnámur heimsins eru að tæmast. Fosfór er samt í ríkulegu magni allt í kringum okkur og mannkynið hendir því í ómældu magni frá sér á hverjum degi með skólpi. Fosfórvandinn er því einkum tvíþættur, annars vegar skortur á efninu til ræktunar og hins vegar ofgnótt af efninu í þeim vistkerfum sem taka við frárennsli frá byggð.

Margar flugur í einu höggi

Nýsköpunarfyrirtæki sem spratt af rannsóknum vísindafólks við Wisconsin-háskóla í Madison í Bandaríkjunum hefur nú sett á markað aðferð til að vinna fosfór úr skólpi og leysa þannig bæði þessi vandamál sem að ofan voru nefnd og fleiri til. Aðferðin var þróuð í háskólanum undir stjórn prófessors í jarðvegsvísindum að nafni Philip Barak. Fosfór er unninn úr frákasti skólphreinsistöðva og felst í því að búa til kalsínfosfatefni sem kallast á erlendum málum brushite en kalla mætti brúskít á íslensku. Efnið er hægt að selja sem þurran tilbúinn áburð. Nýsköpunarfyrirtækið sem stofn­að hefur verið utan um þessa hugmynd heitir Nutrient Recovery and Upcycling LLC.

Þessi fosfórvinnsla hefur margvíslega kosti. Til dæmis gerir hún að verkum að rörin í skólphreinsistöðinni stíflast síð­ur. Að auki verður auðveldara að nýta sem jarðvegsbæti moltuna sem er lokaafurð skólphreinsunar­innar því ekki er lengur hætta á ofauðgun vegna hennar þegar fosfórinn hefur verið skilinn frá. Þetta mikilvæga næringarefni, fosfór, er nefnilega vandmeðfarið því þótt það sé gróðrinum bráðnauðsynlegt fylgir því hætta ef það best í of miklu magni í grunnvatn, ár og vötn þar sem það getur valdið ofauðgun og mengandi þörungavexti.

Bandaríska nýsköpunarfyrirtækið Nutrient Recovery & Upcycling markaðssetur nú aðferð til að vinna fosfór og jafnvel nitur úr skólpi.

Fréttamiðillinn Wisconsin State Farmer, sem er hluti af fjölmiðlakeðjunni USA Today, ræðir við prófessorinn Philip Barack sem furðar sig á því hvað orðið hafi úr þessu verkefni. Hann hafi starfað í 26 ár sem fræðimaður og það hafi komið honum jafnmikið á óvart og hverjum öðrum þegar þau fræðilegu viðfangsefni sem hann fékkst við tóku stefnu í þessa óvæntu átt. Hann hafi ekki áttað sig á því að þetta málefni væri svo mikilvægt heimsbyggðinni sem raun ber vitni.

Barak rannsakaði efnasamsetningar sem kallað mætti þjöppuð Langmuir-einlög (e. compressed Langmuir monolayers). Þetta eru lög af þéttskipuðum sameindum með jónahlöðnu yfirborði. Barak gerði ráð fyrir að á þessum lögum gæti myndast strúvít, sem er steinefni úr ammónínmagnesínfosfati og er gjarnan að finna í nýrnasteinum í fólki. Hann fékk ungan námsmann til að gera tilraun til að sýna fram á þetta og það tókst á fimm mínútum með einstaklega sannfærandi niðurstöðum. Þar með fór boltinn að rúlla. Fundin var aðferð til að búa til strúvít.

En jafnvel þótt sú aðferð væri fundin gerði Barak sér enga grein fyrir því í fyrstu hvernig hana mætti hagnýta. Hann frétti þó að þetta efni væri til vandræða í skólphreinsistöðvum þar sem það stíflaði leiðslur og ylli ómældum kostnaði. Það kostar hreinsistöðvar í meðalstórri borg eins og Madison þrjátíu milljónir íslenskra króna á hverju ári að fást við slíkar stíflur. Barak sýndist þó í fljótu bragði að aðferðin hans myndi tæplega duga í skólphreinsistöðvum því hana væri ekki hægt að nota nægilega snemma í ferlinu til að koma í veg fyrir stíflurnar.

Svo fór þó að Barak fann aðra aðferð sem beita mátti fyrr í vinnsluferli skólphreinsistöðvanna. Þá verður til annars konar ólífrænt fosfórsamband sem kalla mætti brúskít á íslensku (e. brushite). Aðferðin gerir kleift að draga úr myndun strúvíts síðar í vinnsluferlinu og þar með hættunni á stíflum í kerfinu. Þetta leysir ákveðinn vanda í skólphreinsistöðvum, fosfórinn fer ekki út í umhverfið og hann má nýta í bæði iðnaði og sem áburð.

Unnið að endurvinnslu niturs einnig

Árið 2011 stofnuðu Barak og samstarfsfélagar hans áðurnefnt fyrirtæki Nutrient Recovery and Upcycling LLC til að þróa og selja þessa einkaleyfisvörðu fosfórtækni sína. Sett hefur verið upp tilraunaverksmiðja og tvær í viðbót verða settar upp á þessu ári. Að auki vinnur fyrirtækið að því að þróa aðferð til að endurvinna úr skólpi annað mikilvægt áburðarefni, nitur eða köfnunarefni.

Ef allt gengur að óskum kann því að fara svo að tvær flugur verði slegnar í einu höggi, dregið úr ofauðgun næringarefna í vatnavistkerfum með því að endurvinna úr skólpi tvö af mikilvægustu áburðarefnunum sem notuð eru í allri ræktun. Um leið drægi úr þörfinni fyrir framleiðslu á tilbúnum áburði með hefðbundnum hætti sem er mjög mengandi starfsemi og reiðir sig á bæði jarðefnaeldsneyti og þverrandi námur. Þetta myndi að sjálfsögðu nýtast til skógræktar og landgræðslu enda eru nitur og fosfór þau efni sem helst skortir í útjörð á Íslandi.

Það má því með sanni segja að þetta bandaríska nýsköpunarfyrirtæki hafi fundið leið til að veiða gull upp úr klósettinu eins og svo skemmtilega er sýnt í eftirfarandi myndbandi þess:

Nutrient Recovery and Upcycling - You do your doo

Annað myndband sýnir í meiri smáatriðum um hvað þetta mál snýst. Hér er verið að leysa nokkur alvarleg umhverfisvandamál og stuðla að áframhaldandi ræktun á jörðinni:

Nutrient Recovery & Upcycling - Phosphorus Recovery System





banner5