Ingeniería química: ¿Cómo serían los sistemas de tratamiento de aguas residuales de próxima generación?

Supongo que depende de dónde y qué se ve como el paradigma actual y el estado del tratamiento de aguas residuales. Hablaré con perspectiva desde el área de la Cuenca de Metro-Detroit / Rouge River.

Creo que se tratará la prevención y el tratamiento en un sentido más amplio que une las innovaciones / características existentes de la infraestructura hecha por el hombre con varios servicios de los ecosistemas. En una macroescala, vemos que algo de eso ya está ocurriendo en forma de infraestructura verde en la planificación de la tierra y el diseño de edificios.

Por ejemplo, techos verdes, jardines de lluvia, bioswales, espacios verdes, otros métodos para la captura de agua de lluvia (¿barriles de lluvia?) y algunos métodos para el reciclaje de aguas grises de humedales.

[Me doy cuenta de que estoy respondiendo a un tema que podría no estar familiarizado con muchas de las palabras que estoy usando, así que en unos días volveré a aclarar mi publicación con enlaces y tal vez definiciones / ejemplos.]

Para la prevención en lugares que aún luchan (antes gran parte del sureste de Michigan, Detroit es un caso de estudio notable) con desbordamiento de alcantarillado combinado y eventos de aguas pluviales, separando las aguas residuales de las aguas pluviales y la captura de aguas pluviales bastante importante. En cualquier caso, nos preguntamos: ¿cómo minimizar el aumento de agua durante los eventos de precipitación? Se están instalando cisternas gigantes a lo largo de la cuenca para retener una gran cantidad de aguas pluviales, pero los barriles de lluvia, los jardines pluviales, las bioswales y los techos verdes desaceleran el flujo de agua de las superficies impermeables a las calles y la infraestructura de aguas residuales / pluviales. También desaceleran la oleada en los ríos.

La otra gran hazaña podría ser una mezcla de innovación tangible técnica y social / política / legal: coordinar la infraestructura existente hecha por el hombre (drenajes, etc.) con sistemas naturales (humedales, etc.) a través de las fronteras gubernamentales.

Más allá de cambiar la conciencia sobre las formas de gestión de aguas pluviales y otros
los desafíos provienen de encontrar métodos coherentes para reconocer sistemas complejos y métodos de refinación para contabilizarlos, gestionarlos, coordinarlos y crearlos a través de la gestión de cuencas hidrográficas y los diversos ecosistemas / servicios ecosistémicos asociados con ellos. La coordinación es un papel realmente importante: ¿cómo puede coordinarse entre ciudades, condados y posiblemente gobiernos estatales, así como cumplir objetivos con países vecinos como Canadá? Además, ¿cómo se puede actualizar al público para que entiendan y puedan apreciar por qué una ciudad invertiría dinero para poner un nuevo “pantano” en aras de una mejor calidad del agua? Por lo menos aquí, ese rol todavía existe, que yo sepa.

En cuanto a mis antecedentes: estudié con el Dr. Orin Gelderloos, quien tuvo un papel importante en la configuración de la remediación de la Cuenca del Río Rouge. También estuve muy involucrado con el Green Building Council de los Estados Unidos, diseñé un curso que conectó el manual de Desarrollo de Bajo Impacto de SEMCOG con los objetivos de LEED, proporcionó asesoramiento económico ecológico para el plan maestro de sostenibilidad de la ciudad de Dearborn y participé activamente en la divulgación pública con respecto al vínculos entre la infraestructura y la educación de cuencas hidrográficas en el sureste de Michigan. Además, el río Rouge atraviesa el campus de la Universidad de Michigan-Dearborn. Hace algunas décadas, este río se incendió en varias ocasiones y fue clasificado. En caso de que alguien se esté preguntando, ahora está mucho mejor.

Otros enlaces relevantes:
– Desbordamiento de alcantarillado combinado (río Rouge)

Información de aguas grises

La técnica de biorreactor de membrana es una de las tecnologías nuevas pero de rápida maduración en las industrias de tratamiento de aguas residuales. Se estima que las tecnologías ubicuas convencionales serán reemplazadas por los sistemas MBR en los próximos años, debido a los bajos costos de operación y mantenimiento de los sistemas MBR. El lodo activado convencional (CAS) es una de las técnicas convencionales de tratamiento de aguas residuales que tuvo problemas de sedimentación y de clarificadores secundarios. La mayoría de los inconvenientes fueron superados por los innovadores sistemas MBR que obtuvieron una popularidad significativa en la última década. Se espera que el mayor uso de los sistemas MBR automatizados, el mayor uso de los sistemas MBR por parte de los municipios de todo el mundo, la creciente preocupación por la disminución del contenido de agua dulce y el aumento de la demanda en varios sectores aumente el crecimiento general del mercado de los sistemas MBR. También es probable que el costo de los sistemas de MBR también se atribuya para impulsar el crecimiento del mercado en los próximos años.

El ensuciamiento de la membrana utilizada en los sistemas MBR junto con los altos costos de inicialización son algunos de los factores que probablemente limiten el crecimiento del mercado. Sin embargo, se estima que las próximas técnicas avanzadas eclipsarán las restricciones en los próximos dos a cuatro años.

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Los nano materiales foto catalíticos como TiO2, ZnO son, con mucho, los más prometedores para la tecnología avanzada de tratamiento de oxidación para aguas residuales industriales. Son ecológicos y la luz solar podría ser la única fuente de energía para el tratamiento. Agarrar estos materiales con nanopartículas súper paramagnéticas, como el óxido de hierro, aumentaría la capacidad de reutilización y recuperación del catalizador. Estos materiales tienen el potencial de absorber los residuos carbonosos disueltos como compuestos de sacrificio para evitar la recombinación de electrones de los agujeros y, a su vez, producir hidrógeno al dividir el agua. De ahí que obtengas energía y agua al mismo tiempo. Aún quedan muchas cosas por resolver para que dicha tecnología exista para una planta de tratamiento a gran escala y se está realizando un trabajo progresivo en este campo inconformista de todo el mundo, sin duda podemos verlo en el futuro.

Creo que los sistemas de tratamiento de aguas residuales consistirán en aumentar la capacidad de tratamiento de la planta de los sistemas existentes, que producirán más agua limpia a costos más bajos. Creo que este estudio de caso lo explica más detalladamente: http://uglcasestudies.weebly.com

Los tratamientos de aguas residuales son necesarios para la protección, el seguro de salud del ser humano y el entorno, sin embargo, debido a la población mundial fuerte, y también al cultivo para reciclar las aguas residuales, la vegetación de terapia ahora es necesaria para cumplir con requisitos mucho más estrictos.