Studija iz novembra 2022. godine koja se bavila istraživanjem procesa uklanjanja amonijaka iz otpadnih voda i njihovog pretvaranja u đubrivo sugeriše da to nije samo tehnički održivo, već bi takođe moglo pomoći u tome da se smanji uticaj proizvodnje đubriva na životnu sredinu i energiju. Takođe, proces uklanjanja amonijaka iz otpadnih voda bi mogao da obezbedi i prihode za radnike u komunalijama i postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda.
Održivi izvori azota
Proizvodnja azota za đubrivo je energetski intenzivan proces i uzrok je globalnoj emisiji ugljen-dioksida gotovo 2%. U poslednjih nekoliko godina, naučnici su pokušavali da pronađu alternativu Haber-Bošovom postupku, koji je standardni proizvodni proces amonijaka više od jednog veka. Jedna od tih alternativa je sakupljanje azota iz amonijaka koji se izvlači iz otpadnih voda.
„Sakupljanje azota iz otpadnih voda bi bila poželjna alternativa Haber-Bošovom procesu jer stvara tzv. „kružnu ekonomiju“ azota’“, rekao je dr Patrik Gurijan, inženjerski profesor sa Univerziteta Dreksel, koji je učestvovao u kreiranju i nedavno objavljenog istraživanja časopisa Science of the Total Environment.
„Ovaj proces označava korišćenje postojećeg umesto novog azota. Proizvodnja novog azota iz atmosfere podrazumeva trošenje energije i emitovanje gasova koji proizvode efekat staklene bašte. Ovo je održivija praksa za poljoprivredu, a mogla bi da postane i izvor prihoda za komunalne usluge“.
Čistiji način čišćenja
Prema Zakonu o čistoj vodi iz 1972. godine, potrebno je ispuniti određene standarde kada se radi o kvalitetu vode koja se ispušta u dalje vodene puteve. Povišeni nivoi amonijaka dovode do bujanja vegetacije u potocima i rekama, što ugrožava ribe i predstavlja izvor brige. Do sada, opcije za uklanjanje amonijaka iz voda podrazumevale su potrošnju vremena i prostora, dok su takođe bile i energetski intenzivne.
Stoga, opcija koja je predmet istraživanja u Severnoj Americi i Evropi jeste proces koji se zove uklanjanje iz vazdušnog prostora. Taj proces podrazumeva uklanjanje amonijaka kroz podizanje temperature i pH vrednosti vode dovoljno da se hemikalije pretvore u gas, koji se potom može prikupiti u koncentrovanom obliku kao amonijum sulfat.
Ipak, odlučiti se za proces uklanjanja amonijaka iz vazdušnog prostora zahteva složenu studiju – zvanu analiza životnog ciklusa – o njegovoj tehnološkoj i finansijskoj održivosti.
Istraživanje opcija
Tim koji predvode Gurijan i Sabrina Spatari, doktorka sa Izraelskog tehnološkog instituta, redovno obavlja analize kako bi sagledao potpuni ekološki i ekonomski uticaj različitih opcija za reciklažu i ponovnu upotrebu otpada kao održivog rešenja. Njihova analiza ovog procesa sugeriše da bi on mogao biti komplementaran i za poljoprivrednike i za organe koji upravljaju vodama.
„Naša analiza prepoznala je značajan potencijal ovakve vrste prečišćavanja otpadnih voda za ublažavanje uticaja na životnu sredinu, ali i za ekonomsku korist“, rekli su. „Pored proizvodnje amonijak sulfata kao proizvoda koji se može prodati, prednost smanjenja opterećenja amonijaka u bočnim tokovima, pre nego što se dalje reciklira u tokove otpadnih voda pruža dodatni razlog za usvajanje ovog procesa – procesa uklanjanja amonijaka iz vazdušnog prostora”.
Rezultati koji obećavaju
Ove analize pokazale su da je uklanjanje amonijaka iz vazdušnog prostora rezultiralo tome da se emisija gasova sa efektom staklene bašte smanji za 5 do 10 odsto, a da se potrošnja energije smanji za 5 do 15 odsto.
Kada je reč o troškovima proizvodnje hemikalija za đubrivo iz otpadnih voda, oni su niski dovoljno da ih proizvođači mogu prodati za 12 puta nižu cenu od hemikalija koje stvara Haber-Bošov proces – a da im se to i dalje isplati.
„Naša studija sugeriše da uklanjanje amonijaka može biti isplativ proces, čak i pri niskoj koncentraciji“, pišu oni.
Pored toga, studija sugeriše da Sistemi za obradu otpadnih voda mogu uštedeti energiju time što će amonijak uklanjati iz vazdušnog prostora, istovremeno smanjujući nivoe vode – time bi se skratilo vreme potrebno za prečišćavanje vode i usporilo taloženje hemikalija na infrastrukturi postrojenja za prečišćavanje.
Iako tim priznaje da bi uklanjanje iz vazdušnog prostora izbacivalo đubrivo u manjim količinama od industrijskog, Haber-Bošovog procesa, mogućnost prikupljanja i ponovnog korišćenja bilo koje količine resursa pomaže u poboljšanju održivosti komercijalne poljoprivrede i sprečava ih da postanu zagađivači vode.
„Ovo ukazuje na to da bi proces uklanjanja amonijum sulfata iz vazdušnog prostora moglo biti mali, ali važan korak ka oporavku i ponovnom korišćenju velikih količina azota koji koristimo za održavanje globalne poljoprivrede“, rekao je Spatari. „Takođe, ovaj proces u značajnoj meri predstavlja alternativu hemijskoj proizvodnji – on ne šteti životnoj sredini i zdravlju ljudi kao trenutni procesi. Ovo istraživanje sugeriše da bi radnici u industriji voda mogli da razmotre i ulaganja u tehnologije koje bi hvatale fosfor i reciklirale ga za poljoprivrednu upotrebu.
