Las emisiones de óxido nitroso se producen en zonas aireadas de plantas de tratamiento de efluentes, y los niveles de emisión tienden a variar significativamente entre plantas.
Las opciones de tratamiento de efluentes pueden reducir las emisiones del potente gas de efecto invernadero
Los efectos nocivos del dióxido de carbono en la atmósfera son bien conocidos, pero otro gas de efecto invernadero, el óxido nitroso, hace mucho más daño al medio ambiente. Muchas actividades humanas, incluyendo el tratamiento de efluentes, liberan óxido nitroso en la atmósfera. Esto es particularmente alarmante a la luz de un estudio de 2020 publicado en Nature que encontró que los niveles atmosféricos de óxido nitroso están aumentando de manera constante.
Al igual que las moléculas de dióxido de carbono, las moléculas de óxido nitroso son duraderas y permanecen en la atmósfera durante un estimado de 114 años. Aunque el gas es parte del ciclo natural del nitrógeno de la tierra, las actividades humanas sobrecargan la atmósfera con óxido nitroso. Diversas actividades producen óxido nitroso, incluido el tratamiento de efluentes, el uso de la tierra agrícola, los procesos industriales y la combustión de combustibles fósiles y desechos sólidos.
Las Emisiones Agrícolas de Oxido Nitroso Aumentan Un 30%
La agricultura, en particular la aplicación de fertilizantes nitrogenados, representa el 75% del óxido nitroso que los seres humanos liberan en el medio ambiente; las emisiones agrícolas han aumentado un 30% en los últimos 40 años.
El óxido nitroso representa solo el 7% de todas las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos, pero tiene un impacto descomunal. El efecto de calentamiento climático por unidad de óxido nitroso es 300 veces mayor que el del dióxido de carbono, y los recientes aumentos en las emisiones de óxido nitroso están provocando llamados urgentes para mitigar las emisiones. Para empeorar las cosas, el óxido nitroso también agota la capa de ozono.
Tratamiento de Efluentes y de Oxido Nitroso
El óxido nitroso se genera durante la etapa de nitrificación-desnitrificación del tratamiento biológico de efluentes. Durante la nitrificación, el amoníaco se oxida en nitritos y nitratos. Durante la desnitrificación, esos compuestos se convierten en óxido nítrico y óxido nitroso, y algunos a su vez se convierten en gas nitrógeno inofensivo. Las emisiones de óxido nitroso se producen principalmente en zonas y compartimentos aireados, o a través de la extracción activa. Las bacterias oxidantes de amoníaco son la causa principal.
Aunque los datos amplios son limitados, el tratamiento biológico de efluentes probablemente se subestima como una fuente de emisiones de óxido nitroso. Sin embargo, se sabe que los niveles de emisión tienden a variar significativamente entre las plantas de tratamiento de efluentes, desde insignificantes hasta un pequeño porcentaje de la carga de nitrógeno. Se cree que las variaciones en el diseño de la planta y las condiciones de operación son responsables de esta variabilidad.
Tecnología MABR y Emisiones Reducidas
Si bien las emisiones de óxido nitroso durante el tratamiento de efluentes no se estudian de manera adecuada, se sabe que existe una correlación general de las tasas de eliminación de nitrógeno y óxido nitroso, por lo que no existe una compensación inherente entre la calidad del efluente y las menores emisiones de óxido nitroso.
La tecnología del reactor de biofilm de membrana aireada (MABR) en el núcleo de muchos productos de tratamiento de efluentes de Fluence elimina el 90% del nitrógeno, con un rango estándar de emisiones de óxido nitroso 50-60% más bajas que los métodos típicos de tratamiento de efluentes. Un estudio encontró que las emisiones de óxido nitroso de MABR son dos órdenes de magnitud más bajas que los reactores de biofilm convencionales. Esto se debe principalmente a la eficiente transferencia de oxígeno a las bacterias oxidantes de amoníaco (AOB por sus siglas en inglés) y la nitrificación-desnitrificación simultánea en el biofilm de contradifusión única de MABR.
Los productos de Fluence que utilizan MABR para lograr tasas excepcionales de eliminación de nutrientes incluyen las unidades de tratamiento de efluentes Aspiral™ las unidades de eliminación de nitrógeno de acceso directo Nitro y unidades para mejoras de plantas SUBRE. Las unidades MABR de Fluence también están disponibles como plantas especialmente diseñadas.
La tecnología MABR proporciona una serie de beneficios importantes, incluida la eficiencia energética. La aireación es el principal usuario de energía del tratamiento biológico, y MABR reduce los requisitos de potencia de aireación en un 90%.
MABR es un proceso robusto con menores necesidades de mantenimiento y operación que las plantas de lodo activado. Las plantas Paquetizadas Inteligentes Aspiral™ se pueden monitorear y operar de forma remota por la aplicación de teléfono inteligente por personal no especializado para simplificar aún más las operaciones.
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