Comment les déchets des toilettes sont rebaptisés comme une ressource précieuse

Des nutriments utiles comme l'azote et le phosphore à la cellulose pour la construction, il y a un trésor à extraire dans nos eaux usées, dit Graham Lawton

Il y a plusieurs années, j'ai écrit une fonctionnalité pour Nouveau scientifique À propos d'une innovation dans le traitement des eaux usées appelées toilettes d'urine-séparation, qui, à l'époque, semblaient devenir un accessoire souhaitable pour l'éco-conscient. Pour couper une longue histoire, l'habitude occidentale de rincer de l'urine à l'aide de l'eau propre puis la séparer à nouveau dans les usines d'égouts est extrêmement inutile. Les toilettes qui collectent l'urine non diluée séparément et l'envoient pour le traitement dans l'engrais, économisez de grandes quantités d'énergie et d'eau. Nous l'avons surnommé de «pipi».

La séparation de l'urine ne s'est pas vraiment déchaînée, et je dois admettre que j'avais tout oublié. C'est jusqu'à ce que je lise un document de revue dans le journal Durabilité naturelle Appelé «voies vers la récupération avancée des ressources des eaux usées» et a découvert que la séparation de l'urine est bien vivante – ainsi que d'autres moyens de récupérer les composés utiles des eaux usées.

Le traitement traditionnel des eaux usées se concentre principalement sur le contrôle de la pollution. Les eaux usées sous forme d'effluents de toilettes (connues sous le nom d'eau jaune et d'eau noire) plus de l'eau grise des machines à laver, des bains, des douches et des lavabos pénètrent dans le système et sont nettoyés selon les normes de l'eau potable. La matière organique est principalement convertie en dioxyde de carbone et en azote et ventilée dans l'atmosphère, tandis que les matériaux non biodégradables se sont installés sous forme de boues solides et sont envoyés en décharge ou incinérés. Ce modèle a bien performé en termes de prévention des maladies d'origine hydrique et de protection de l'environnement aquatique, disent les auteurs, mais c'est extrêmement gaspillé.

Ces dernières années, cependant, un changement de paradigme a eu lieu. Au lieu de voir les eaux usées comme un flux de déchets à gérer, il est en cours de réapprovisionnement en tant que ressource à partir de laquelle des produits précieux peuvent être extraits. La technologie existe désormais pour circulater largement le système des eaux usées de sorte que chaque morceau est réutilisé: les usines de traitement des eaux usées sont de plus en plus considérées comme des installations de déchets mais comme des usines chimiques.

La première étape du voyage vers la circularité des eaux usées est déjà là, sous la forme de ce que l'industrie appelle de nouvelles usines, où New signifie Nutriments, Energy and Water. L'eau est le bit facile – le traitement traditionnel des eaux usées est déjà très bon pour transformer un mélange d'eau jaune, noir et gris dans le genre que nous pouvons boire. Le côté énergétique est également assez mature. Selon le document, environ 11% des usines de traitement des eaux usées en Europe utilisent la digestion microbienne pour convertir les matières organiques des boues d'épuration en biogaz, un mélange de méthane et de CO₂. Cela peut être brûlé pour produire de l'électricité et de la chaleur, qui peuvent tous deux être utilisés pour maintenir le processus de traitement.

La récupération des nutriments, principalement de l'azote et du phosphore, est plus difficile, mais de plus en plus faisable. Selon les auteurs du document, environ 25% de tout le phosphore appliqué aux terres agricoles, car les engrais se retrouvent dans les eaux usées. Si tout cela était récupéré et recyclé, la demande de roches de phosphate – une ressource finie qui pourrait être épuisée en aussi peu que 70 ans – chuterait de 15 à 20%. La meilleure façon de récupérer le phosphate est de la précipiter hors des boues, une méthode qui fonctionne également pour récupérer l'azote.

L'eau, l'énergie et les nutriments sont les fruits à faible collecte et ils ne sont pas très rentables. Mais les eaux usées contient également des produits de base beaucoup plus précieux, que quelques usines de traitement avant-gardistes récupèrent et vendent déjà.

L'un d'eux est la cellulose, le composant principal du papier hygiénique. Environ 35% de la matière solide dans les eaux usées est la cellulose, qui finit généralement par être enterrée ou brûlée. Mais quelques plantes récoltent la cellulose des déchets, le nettoient et le vendent à l'industrie de la construction. Ce marché improbable vaut déjà plus de 17 milliards de dollars par an et sa valeur devrait plus de doubler d'ici 2032.

Le traitement des eaux usées génère également des matériaux de type plastique biodégradables, notamment des polyhydroxyalkanoates (PHAS) et des substances polymères extracellulaires (EPSS), qui récupèrent un prix élevé. Le PHAS peut remplacer le polyéthylène ou le polypropylène, tandis que les EPS ont remplacé les polymères non biodégradables dans les engrais et les revêtements de graines.

Rien de tout cela n'est glamour, mais non plus le traitement des eaux usées conventionnelles. Comme le dit le vieil adage, où il y a de la boue, il y a des cuivres, et nous pourrions aussi bien le faire plutôt que de tout laisser ajouter à notre problème de pollution.

Ce qui me ramène à la séparation de l'urine. Environ 80% de l'azote et 40% du phosphore dans les eaux usées proviennent de l'urine, mais ceux-ci sont difficiles à extraire car l'urine est fortement diluée par les systèmes d'égouts, comprenant environ 1% du volume total. Il y a, selon les auteurs, «un cas convaincant pour la séparation d'urine et la récupération des nutriments». Ne dites pas que je ne vous l'ai pas dit.

La semaine de Graham

Ce que je lis

Inanna, Un roman d'ancien Nouveau scientifique Rédactrice Emily H. Wilson.

Ce que je regarde

Adolescence sur Netflix.

Sur quoi je travaille

J'ai fait une plongée profonde dans le monde fascinant de l'intestin grêle.

Graham Lawton est rédacteur du Issues.fr et auteur de Must Not Grum: The Surprating Science of Everyday Masments. Tu peux le suivre @grahamlawton