Uma solução para recuperar recursos valiosos jogados no ralo

22 de novembro de 2022 | Elaina Hancock - Comunicações UConn

Pesquisadores da UConn estão transformando um problema de estação de tratamento de esgoto em biocombustível

Um problema nas estações de tratamento de esgotos – a acumulação de “gordura castanha” – poderia produzir uma abundância de biocombustíveis, graças ao trabalho dos investigadores da UConn (Adobe Stock).

Para os produtos do dia a dia que usamos, um padrão tornou-se entorpecentemente familiar: algo é feito, nós usamos, jogamos fora. No entanto, para um futuro sustentável - onde não extraímos e simplesmente descartamos recursos - precisamos tornar esse processo linear circular, diz Richard Parnas, professor emérito do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da UConn.

Parnas e sua equipe pesquisam o biodiesel e como produzi-lo a partir de recursos residuais. Parnas também foi cofundador da REA Resource Recovery Systems, que apoiou o estudante de graduação em Engenharia Química da UConn, Cong Liu Ph.D. '22 para desenvolver tecnologia para melhorar um processo crítico de remoção de enxofre do biodiesel produzido a partir de resíduos. Neste caso, os materiais são provenientes de esgoto, e a tecnologia está sendo implementada em um projeto na Usina de Esgoto John Oliver Memorial de Danbury, programado para entrar em operação em janeiro de 2023, que converterá gorduras, óleos e graxas em biodiesel, cujas emissões do ciclo de vida são mais 74% menor que o diesel à base de petróleo.

O problema do nevoeiro

Parnas explica que, de uma forma ou de outra, as gorduras, óleos e graxas (FOG) vão parar nas estações de tratamento de esgoto, algumas delas entregues por caminhão e outras chegando pelas tubulações principais. O FOG também está contaminado com sabões, detergentes e, claro, neste caso, esgoto. Nas estações de tratamento de águas residuais, o FOG é separado da água e purificado em algo chamado “gordura marrom”.

Lidar com o FOG também é caro porque ele deve ser transferido para fora do local, seja para um aterro sanitário ou, como é o caso em Connecticut, para um incinerador. A menos que seja removido, pode causar grandes problemas à fábrica, porque o FOG sufoca as comunidades microbianas necessárias para decompor o esgoto. Isto pode levar a paralisações que duram semanas a meses e pode ser desastroso para estas instalações sanitárias críticas. A natureza das estações de tratamento de água significa que pode ser difícil convencer os engenheiros civis da estação a adoptar novas tecnologias.

“As consequências do fracasso são enormes, e isso leva a um tipo de indústria conservadora onde se eles têm algo que funciona, eles realmente não querem que ninguém interfira nisso, se a estação de tratamento de águas residuais estiver funcionando, o sentimento geral é de deixe isso como está”, diz Parnas.

No entanto, Parnas diz que assim que os operadores da central compreenderam que esta tecnologia é um meio de eliminar o FOG e que não haveria interferência no funcionamento da central, o seu interesse foi despertado.

A tecnologia da Parnas pega o FOG, limpa-o e transforma-o em biodiesel. A parte crítica e difícil é garantir que o biodiesel produzido seja suficientemente limpo, com a maior quantidade possível de enxofre removida.

“A graxa marrom contém de 600 a 1.000 partes por milhão de enxofre em várias formas moleculares”, diz Parnas. “O padrão nos Estados Unidos para o biodiesel e outros combustíveis diesel é de 15 partes por milhão de enxofre ou menos. Na Europa e na China, o padrão é de 10 partes por milhão. Precisamos eliminar cerca de 99% do enxofre.”

A fábrica em Danbury fará isso em um processo que primeiro esterifica os ácidos graxos livres com metanol para produzir o que é chamado de éster metílico de ácido graxo, que é a molécula do biodiesel, explica Parnas. Em seguida, eles transesterificam quaisquer triglicerídeos da mistura, como parte do processo de limpeza adicional do biodiesel a níveis de cerca de 200 partes por milhão de enxofre – ainda não suficientemente puro, explica Parnas.

“A tecnologia que está sendo implementada em Danbury é chamada de processo de destilação a vácuo, onde aquecemos o material até cerca de 400 graus Fahrenheit e aplicamos pressão de vácuo”, diz ele. “Ao fazer isso, conseguimos retirar as frações de enxofre e manter todo o bom biodiesel, mas este é um processo intensivo.”