Cultivo de algas fora das águas residuais

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Cultivo de Algas

Crédito: CC0 Public Domain

by Brandie Jefferson, Universidade de Washington, St. Louis

GRemo de algas em águas residuais tem sido um tema quente na pesquisa por anos. Notícias têm elogiado as pesquisas mais recentes como trazendo-nos ao alcance de novas fontes de fertilizantes ou biocombustíveis ambientalmente mais amigáveis ​​por décadas.

Até agora, porém, essas promessas não foram cumpridas. Um dos motivos é que as algas cultivadas em águas residuais tendem a ser contaminadas. Mas mesmo que não fosse, não está claro se as aplicações para as algas que foram sonhadas no laboratório seriam as mais realistas fora do laboratório.

Dentro de um laboratório, no entanto, na Escola de Engenharia McKelvey da Universidade de Washington em St. Louis, os pesquisadores tinham aplicações em mente quando desenvolveram um novo método para usar nutrientes recuperados de águas residuais para cultivar algas que são mais de duas vezes mais puras do que algas cultivadas diretamente em águas residuais convencionais.

A pesquisa foi publicada online no final do ano passado na revista Pesquisa de Água.

Zhen He, professor de energia, meio ambiente e engenharia química, disse que o problema começa com a qualidade das algas que atualmente obtemos das águas residuais. “Os preços da gasolina podem parecer caros, mas ainda são relativamente baratos nos Estados Unidos”, disse o Dr. He. Em termos de preço, os biocombustíveis de algas cultivadas em águas residuais simplesmente não podem competir.

Uma das razões pelas quais o cultivo de algas dessa forma é tão caro é o controle de qualidade. As algas podem crescer em águas residuais por causa dos nutrientes nelas encontrados; o desperdício de uma pessoa é o alimento de outra alga. Nitrogênio, fósforo, carbono orgânico dissolvido - esses subprodutos de nossos resíduos são os nutrientes de que as algas precisam para crescer.

Sem surpresa, entretanto, quando você está tentando cultivar algas em águas servidas, “o que você obtém é uma bagunça”, disse Dr. He. “É esgoto. Sim, você pega algas. Você também pega bactérias. Qualquer coisa vai crescer lá. Portanto, a biomassa de algas cultivada em águas residuais tem baixo valor, o que reduz o lucro econômico geral. ”

Virando o processo de cabeça para baixo

O Dr. He e sua equipe desenvolveram uma maneira de mudar o processo de cabeça para baixo, trazendo os nutrientes das águas residuais para as algas, em vez de colocá-las nas águas residuais. O processo depende de um sistema eletroquímico microbiano desenvolvido no laboratório Dr. He.

Com esse sistema, a equipe usou bioeletricidade para extrair nutrientes e depois levá-los às algas, alimentando-as de maneira mais eficiente e gerando biomassa de algas mais pura.

Para testar sua pureza, eles pegaram águas residuais dos serviços de alimentação da Universidade de Washington; em metade da amostra, acrescentaram algas. Na outra metade, eles usaram o sistema de tratamento de águas residuais Dr. He para extrair os nutrientes das águas residuais, que então usaram para alimentar as algas. Em seguida, eles mediram a pureza da biomassa de algas resultante.

As algas alimentadas com nutrientes extraídos eram mais de 90% de algas. Quando as algas eram cultivadas nas águas residuais, a biomassa resultante era de apenas 32% de algas. “Era quase 70% de bactérias”, disse o Dr. He.

Em última análise, essas algas poderiam ser usadas para sintetizar certos compostos em um biorrefinaria - como uma refinaria de petróleo onde o petróleo (petróleo bruto) é transformado em gasolina e outros produtos úteis - mas sem as mesmas repercussões ambientalmente perigosas.

Primeiro, no entanto, o Dr. He está determinado a aumentar a pureza da biomassa de algas que pode produzir, afirmando: "Eu quero 95% ou 98% de algas." Em seguida, ele investigará quais condições são mais favoráveis ​​a algas específicas para determinar qual pode ser o composto mais economicamente viável de se produzir.

“As águas residuais municipais são semelhantes em todos os lugares”, disse o Dr. He. “As águas residuais na Europa são iguais às águas residuais em Los Angeles. E você deseja desenvolver algo onde as pessoas em outros lugares possam dizer: 'Isso pode funcionar aqui.' ”

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