Cómo Organics Tech está cambiando el tratamiento de aguas residuales industriales

Arlene Karidis | 25 de abril de 2023

La materia orgánica en las aguas residuales es un problema en múltiples niveles. Son difíciles de filtrar y duros con los equipos industriales. El agua cargada de orgánicos es costosa de transportar y desechar. Los generadores deben mantenerse al tanto de los estrictos límites de descarga de nutrientes. Y, todo el tiempo, los titulares claman sobre una crisis del agua, es decir, un empeoramiento del agotamiento de los suministros de agua limpia, con las operaciones industriales y la agricultura entre los principales contribuyentes. Consumen cientos de miles de millones de galones de agua al día.

En respuesta, ZwitterCo, con sede en Boston, desarrolló una tecnología de filtración por membrana para separar el agua y los sólidos orgánicos. La filtración por membrana no es nada nuevo, pero la compañía promociona su producto como único en el sentido de que su filtro muy fino, con un tamaño de poro de 1 nanómetro de diámetro, atrapa compuestos sólidos que de otro modo pasarían, lo que lo hace inmune a las incrustaciones u obstrucciones, mientras que los filtros convencionales los filtros se ensucian, lo que compromete el flujo y, en última instancia, requiere la necesidad de cambiar los filtros con frecuencia.

Como explica Jon Goodman, vicepresidente de Desarrollo Comercial de ZwitterCo, la membrana de la empresa tecnológica separa grasas, aceites, grasas, proteínas, azúcar y almidón, así como sólidos en residuos de la digestión anaeróbica y en lixiviados. El agua limpia y separada se puede reutilizar al igual que los nutrientes recuperados. Y los filtros continúan funcionando como nuevos con un simple proceso de limpieza.

La joven empresa está captando la atención de una variedad de industrias. Los principales son alimentos y bebidas, plantas de bioprocesamiento que utilizan un proceso de fermentación, agricultura y operaciones de vertedero. Desde su lanzamiento, el filtro de ZwitterCo se ha instalado en unos seis proyectos comerciales y en decenas de proyectos piloto.

La magia está en la química del material. La membrana está hecha de polímeros hidrofílicos ("amantes del agua"), lo que permite que el agua pase y repele los sólidos que, de lo contrario, se pegarían a la superficie de la membrana. Los productos orgánicos simplemente se lavan con agua y un poco de limpiador químico suave.

La aplicación agrícola en particular está despegando y es un área de enfoque profundo de ZwitterCo, impulsada en gran medida por el creciente interés de los agricultores en la digestión anaeróbica (DA) para gestionar el estiércol mientras se produce gas natural renovable a partir de estos residuos. El filtro es un componente clave en un sistema de tratamiento de aguas residuales más grande, con la membrana utilizada para concentrar el digestato que queda después del proceso AD.

El proceso reduce tanto los volúmenes de digestato como los costos de transportarlo en un 50 por ciento, dice Goodman. Los agricultores aprovechan los activos del fertilizante elaborado a partir del digestato y el agua limpia para reutilizarlos en sus prácticas agrícolas. Y es más fácil almacenar los materiales, una práctica necesaria ya que los agricultores solo pueden esparcir una cantidad limitada de fertilizante denso en nutrientes en sus campos a la vez.

La reutilización es un factor importante en cada una de las industrias que están comenzando a adoptar la tecnología.

"La reutilización de aguas residuales es un objetivo ESG, o incluso una licencia para operar. La reutilización de aguas residuales no solo es buena para el medio ambiente, sino también para los negocios", dice Goodman.

Él ve un vacío que la tecnología de reciclaje de aguas residuales podría ayudar a llenar en el oeste de los EE. UU. en particular, una región muy afectada por las sequías, especialmente en California, un importante productor de productos agrícolas de los EE. UU. que depende de grandes suministros de agua.

ZwitterCo ofrece un modelo mensual de "pago por desempeño" basado en la capacidad de filtración necesaria para cumplir con los requisitos de rendimiento.

"Nuestros clientes prefieren este modelo, ya que proporciona un retorno de la inversión medible. Simplifica la gestión del presupuesto y alinea los incentivos entre todas las partes", dice Goodman.

Habiendo obtenido $33 millones en fondos de la serie A a fines de 2022, ZwitterCo tiene una recaudación total de fondos hasta la fecha de $46 millones.

En 2019, la puesta en marcha recibió una subvención de $ 1.25 millones del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE). El objetivo de la subvención es acelerar el desarrollo y la comercialización de tecnologías de tratamiento para transformar el agua producida por el sector energético en la cuenca del Pérmico en un recurso recuperable.

"A través de nuestro trabajo con el DOE, demostramos que nuestras membranas permiten una reutilización beneficiosa desde el punto de vista económico para el agua separada por el cañón de una pistola. Nuestras novedosas membranas de superfiltración eliminaron el aceite y la grasa hasta niveles no detectables y fueron ideales como pretratamiento para la ósmosis inversa (RO), dice Goodman.

El sistema está demostrando ser ideal como precursor de la ósmosis inversa también en otras aplicaciones, incluido el tratamiento de lixiviados. El uso de la membrana frente a la ósmosis inversa reduce los lixiviados y, con ello, reduce la descarga a las plantas de tratamiento de aguas residuales al tiempo que permite que los equipos funcionen a concentraciones más altas sin ensuciarse.

El proceso de filtración es una parte de un proceso de tratamiento de agua de varios pasos. Como tal, ZwitterCo se asocia con Digested Organics, un proveedor de tecnología de agua y aguas residuales que construye sistemas completos para generar efluentes limpios y recuperar nutrientes. La colaboración fue la entrada de ZwitterCo en el espacio de las aguas residuales agrícolas.

Los sistemas de Digested Organics tratan entre 10 000 y más de 1 000 000 de galones de digestato por día, según David Faber, vicepresidente senior de ventas de la compañía.

"El proceso de superfiltración de ZwitterCo nos permite recuperar del 70 al 95 por ciento del agua de alimentación como un efluente translúcido. El efluente de superfiltración es muy limpio, lo que permite que solo pasen pequeños materiales disueltos, como sales. También tiene el valor de permitir otros tecnologías que se incorporarán aguas abajo", dice.

Buscando expandir su cartera, ZwitterCo ha invertido en un centro de innovación tecnológica cerca de Boston. El plan es descubrir cómo desarrollar nuevas membranas con diferentes propiedades para eliminar más componentes del agua. Un objetivo es adaptar el tamaño de poro para separaciones específicas con el fin de controlar aún más qué componentes pasan y cuáles se rechazan.

"Seguimos innovando nuestra tecnología y procesos en los mercados de tratamiento de aguas residuales industriales para garantizar que nuestros clientes y socios tengan las herramientas, la tecnología y los recursos para reutilizar sus aguas residuales de manera eficiente. Tenemos más en el horizonte que nos complace compartir en los próximos meses", dice Goodman.

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