OC Sanitation realizará una demostración de tecnología que elimina los 'químicos para siempre' y convierte los desechos en agua y energía limpia

¿Qué sucede después de tirar de la cadena del inodoro? Para 2.6 millones de residentes del condado, la respuesta a esa pregunta se puede encontrar en una planta de 110 acres en Fountain Valley operada por el Distrito de Saneamiento del Condado de Orange.

El sitio industrial, junto con una instalación similar en Huntington Beach, es donde se tratan aproximadamente 185 millones de galones de aguas residuales en un proceso complejo que esencialmente digiere el material biológico en sus componentes básicos.

Los subproductos de ese proceso incluyen agua potable (alrededor de 130 millones de galones por día, gracias a un sistema de reabastecimiento de agua subterránea), gas metano y dióxido de carbono, sal, fertilizante rico en nutrientes que se transporta en camiones a granjas comerciales y una pequeña cantidad de plástico, escombros y arena. que termina en un vertedero.

"La gente está usando el agua y, como digo eufemísticamente, está agregando cosas al agua", dijo el subgerente general Rob Thompson sobre el proceso en una entrevista reciente. “Nuestro trabajo es devolver esa agua a su estado puro y reciclarla lo mejor que podamos”.

Es un trabajo desordenado y con una huella ambiental bastante significativa. Pero durante los últimos años, Thompson y el distrito han estado trabajando para introducir una nueva tecnología que podría cambiar la forma en que la industria hace negocios.

Los funcionarios de OC Sanitation se asociaron con la empresa de tecnología limpia 374Water, con sede en Carolina del Norte, para traer una unidad de oxidación de agua supercrítica, AirSCWO, capaz de tratar hasta 6 toneladas de lodo húmedo por día, a las instalaciones de Fountain Valley como parte de un proyecto de demostración. La junta directiva del distrito aprobó el proyecto en 2021 a un costo de $8.7 millones.

Juntos, tienen como objetivo mostrar cómo se puede aplicar una nueva tecnología en un entorno de tratamiento de aguas residuales y, finalmente, ampliarla con el tiempo, de una unidad con una capacidad de 6 toneladas a 30 toneladas y potencialmente a 200 toneladas, el punto en el que dos unidades podrían tomar en toda la carga del distrito.

"Seis toneladas es un cambio de juego para la industria, porque para la mayoría de las plantas de tratamiento en Estados Unidos, eso sería suficiente para ellas", dijo Thompson durante una visita reciente a las instalaciones de Fountain Valley. "Estamos tratando de llegar a una unidad de 200 toneladas, lo que se convertiría en un cambio de juego para nosotros".

A diferencia del proceso actual, que requiere mucha mano de obra y maquinaria, la nueva tecnología finalmente tendría una huella física mucho más pequeña y una producción innegablemente más limpia, es decir, agua limpia y, a una escala lo suficientemente grande, electricidad.

Los biosólidos, las bacterias y los virus, incluso los PFAS nocivos (perfluoroalquilo y polifluoroalquilo "químicos permanentes" que se utilizan en productos de consumo como sartenes antiadherentes, alfombras resistentes a las manchas y cosméticos que no se degradan fácilmente) se transformarían en minerales benignos.

Se iría el gas metano creado por colosales digestores anaeróbicos que baten y queman lodos como estómagos gigantes, la energía requerida para hacer funcionar centrifugadoras gigantes que deshidratan lodos húmedos en 500 toneladas de sólidos digeridos diariamente y la cadena de camiones de 25 toneladas de fertilizante transportado a fincas comerciales en todo el país.

"En 40 años, todo esto podría desaparecer", dijo Thompson.

Cómo funciona

La tecnología que sustenta las unidades de oxidación de agua supercrítica de 374Water fue creada y luego patentada por el profesor de ingeniería civil y ambiental de la Universidad de Duke, Marc Deshusses, quien desarrolló el proceso mientras respondía al desafío "Reinventar el inodoro" emitido por la Fundación Gates.

Establecida en 2011, la convocatoria pretendía encontrar soluciones para las comunidades empobrecidas de todo el mundo que padecían la falta de saneamiento seguro.

Deshusses descubrió que cuando el agua se somete a calor y presión extremadamente altos, por encima de los 374 grados Celsius (705 grados Fahrenheit) y 3210 libras por pulgada cuadrada, entra en un cuarto estado "supercrítico".

No es sólido, líquido ni gaseoso, se comporta de manera diferente y los materiales orgánicos son solubles, mientras que los materiales inorgánicos no lo son, según Doug Hatler, director de ingresos de 374Water, la compañía lanzada en 2018 por Deshusses y su compañero ingeniero de Duke, Kobe Nagar.

"Cuando el oxígeno se mezcla con el material orgánico en condiciones de agua supercríticas, se produce una reacción de oxidación exotérmica, que rompe los enlaces de carbono y libera mucho calor", explicó Hatler el jueves.

"Los orgánicos están mineralizados y no hay patógenos porque nada puede sobrevivir a esta presión y temperatura, por lo que terminas con agua limpia y minerales".

El intenso calor generado durante el proceso también se puede convertir en electricidad en unidades más grandes cuando se conecta una turbina, lo que significa que algún día OC Sanitation podría no solo dejar de producir metano, sino también cosechar energía limpia.

Thompson, que anteriormente había trabajado en la eliminación de armas químicas, leyó sobre la patente de Deshusses en una publicación comercial y se acercó a 374Water para obtener más información sobre sus aplicaciones en el tratamiento del agua.

"Había estado siguiendo la física del proceso", recordó. "Cuando vi cómo lo estaba haciendo esta empresa y cuán simplificado se había vuelto, me pareció que era mucho más posible. Así que los llamé".

Una ratonera mejor

La unidad de 6 toneladas de capacidad que se instalará en las instalaciones de Fountain Valley de OC Sanitation en algún momento de este verano estará encerrada dentro de dos contenedores de envío de 40 pies, uno donde ocurre la magia y el otro que contiene un sistema de deshidratación que espesará el lodo y lo alimentará a la unidad AirSCWO 6.

Además de la asignación presupuestaria de $8,7 millones de la Junta Directiva, los legisladores, el senador estadounidense Alex Padilla y el representante Lou Correa (D-Santa Ana) anunciaron en diciembre que habían destinado con éxito $3,45 millones para apoyar el proyecto.

Ese anuncio se produjo aproximadamente seis meses después de que la Agencia de Protección Ambiental redujera el riesgo aceptable de PFAS en el agua potable a niveles cercanos a cero, asociando la exposición humana con la infertilidad, el bajo peso al nacer y ciertas formas de cáncer.

La agencia invitó a los estados a solicitar mil millones de dólares en virtud de la nueva ley federal de infraestructura para abordar las PFAS y otros contaminantes del agua potable, informó Associated Press en junio.

En Fountain Valley, Thompson tiene la esperanza de que la demostración de la unidad AirSCWO 6 pueda ser un primer paso decisivo hacia un cambio radical en la industria.

"Creo que estos muchachos tienen una gran trampa para ratones, y creo que tiene una gran probabilidad de éxito", dijo. "Es sólo cuestión de acertar con la ratonera".

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