OC Sanitation présente une technologie de démonstration qui tue les « produits chimiques pour toujours », transforme les déchets en eau et en énergie propre

Que se passe-t-il après avoir tiré la chasse d'eau ? Pour 2,6 millions d'habitants du comté, la réponse à cette question se trouve dans une usine de 110 acres à Fountain Valley exploitée par le district d'assainissement du comté d'Orange.

Le site industriel, ainsi qu'une configuration similaire à Huntington Beach, est l'endroit où environ 185 millions de gallons d'eaux usées sont traités dans un processus complexe qui digère essentiellement la matière biologique en ses composants de base.

Les sous-produits de ce processus comprennent l'eau potable - environ 130 millions de gallons par jour, grâce à un système de réapprovisionnement des eaux souterraines - du gaz méthane et du dioxyde de carbone, du sel, des engrais riches en nutriments qui sont acheminés par camion vers des fermes commerciales et une petite quantité de plastique, de débris et de sable qui se retrouve dans une décharge.

"Les gens utilisent l'eau et, comme je le dis par euphémisme, y ajoutent des choses", a déclaré le directeur général adjoint Rob Thompson à propos du processus dans une récente interview. "Notre travail consiste à ramener cette eau à son état pur et à la recycler du mieux que nous pouvons."

C'est un travail salissant et avec une empreinte environnementale assez importante. Mais au cours des dernières années, Thompson et le district ont travaillé pour introduire une nouvelle technologie qui pourrait changer la façon dont l'industrie fait ses affaires.

Les responsables d'OC Sanitation se sont associés à la société de technologies propres 374Water basée en Caroline du Nord pour apporter une unité d'oxydation de l'eau supercritique, AirSCWO, capable de traiter jusqu'à 6 tonnes de boues humides par jour, à l'installation de Fountain Valley dans le cadre d'un projet de démonstration. Le conseil d'administration du district a approuvé le projet en 2021 pour un coût de 8,7 millions de dollars.

Ensemble, ils visent à montrer comment une nouvelle technologie pourrait être appliquée dans un cadre de traitement des eaux usées et éventuellement mise à l'échelle au fil du temps, d'une unité d'une capacité de 6 tonnes à 30 tonnes à potentiellement 200 tonnes, le point auquel deux unités pourraient prendre toute la charge du district.

"Six tonnes changent la donne pour l'industrie, car pour la majorité des usines de traitement en Amérique, cela leur suffirait", a déclaré Thompson lors d'une récente visite de l'installation de Fountain Valley. "Nous essayons de nous frayer un chemin vers une unité de 200 tonnes, ce qui changerait la donne pour nous."

Contrairement au processus actuel, qui demande énormément de main-d'œuvre et de machines, la nouvelle technologie aurait finalement une empreinte physique beaucoup plus petite et un résultat indéniablement plus propre, à savoir de l'eau propre et, à une échelle suffisamment grande, de l'électricité.

Les biosolides, les bactéries et les virus, même les PFAS nocifs – les «produits chimiques permanents» per- et polyfluoroalkylés utilisés dans les produits de consommation comme les poêles à frire antiadhésives, les tapis résistants aux taches et les cosmétiques qui ne se dégradent pas facilement – ​​seraient transformés en minéraux bénins.

Fini le gaz méthane créé par les digesteurs anaérobies colossaux qui brassent et brûlent les boues comme des estomacs géants, l'énergie nécessaire pour faire fonctionner des centrifugeuses géantes qui déshydratent les boues humides en 500 tonnes de solides digérés par jour et la chaîne de camions de 25 tonnes d'engrais transportés vers des fermes commerciales à travers le pays.

"Dans 40 ans, tout cela pourrait disparaître", a déclaré Thompson.

Comment ça fonctionne

La technologie à la base des unités d'oxydation de l'eau supercritique de 374Water a été créée puis brevetée par le professeur d'ingénierie civile et environnementale de l'Université Duke, le professeur Marc Deshusses, qui a développé le processus tout en répondant au défi « Réinventer les toilettes » lancé par la Fondation Gates.

Lancé en 2011, l'appel visait à trouver des solutions pour les communautés pauvres du monde entier qui souffraient d'un manque d'assainissement sûr.

Deshusses découvert lorsque l'eau est soumise à une chaleur et une pression extrêmement élevées - au-dessus de 374 degrés Celsius (705 degrés Fahrenheit) et 3 210 livres par pouce carré - elle entre dans un quatrième état "supercritique".

Ni solide, ni liquide, ni gazeux, il se comporte différemment et les matériaux organiques sont solubles, tandis que les matériaux inorganiques ne le sont pas, selon Doug Hatler, directeur des revenus de 374Water, la société lancée en 2018 par Deshusses et son collègue ingénieur Duke Kobe Nagar.

"Lorsque l'oxygène est mélangé à la matière organique dans des conditions d'eau supercritique, une réaction d'oxydation exothermique se produit, rompant les liaisons carbone et dégageant beaucoup de chaleur", a expliqué Hatler jeudi.

"Les matières organiques sont minéralisées et il n'y a pas d'agents pathogènes car rien ne peut survivre à cette pression et à cette température - vous vous retrouvez donc avec de l'eau propre et des minéraux."

La chaleur intense générée au cours du processus peut également être convertie en électricité dans des unités plus grandes lorsqu'une turbine est fixée, ce qui signifie qu'un jour OC Sanitation pourrait non seulement cesser sa production de méthane, mais aussi récolter de l'énergie propre.

Thompson, qui avait auparavant travaillé dans le domaine de l'élimination des armes chimiques, a pris connaissance du brevet de Deshusses dans une publication commerciale et a contacté 374Water pour en savoir plus sur ses applications dans le traitement de l'eau.

"J'avais suivi la physique du processus", se souvient-il. "Quand j'ai vu comment cette entreprise procédait et à quel point c'était simplifié, il m'a semblé que c'était beaucoup plus possible. Alors, je les ai appelés."

Une meilleure souricière

L'unité d'une capacité de 6 tonnes qui sera installée à l'installation d'OC Sanitation à Fountain Valley cet été sera enfermée dans deux conteneurs d'expédition de 40 pieds - l'un où la magie opère et l'autre contenant un système de déshydratation qui épaissira les boues et l'alimentera à l'unité AirSCWO 6.

Outre l'allocation budgétaire de 8,7 millions de dollars du conseil d'administration, les législateurs américains, le sénateur Alex Padilla et le représentant Lou Correa (D-Santa Ana) ont annoncé en décembre qu'ils avaient affecté avec succès 3,45 millions de dollars à l'appui du projet.

Cette annonce est intervenue environ six mois après que l'Agence de protection de l'environnement a abaissé le risque acceptable de PFAS dans l'eau potable à des niveaux proches de zéro, associant l'exposition humaine à l'infertilité, au faible poids à la naissance et à certaines formes de cancer.

L'agence a invité les États à demander 1 milliard de dollars en vertu de la nouvelle loi fédérale sur les infrastructures pour lutter contre les PFAS et d'autres contaminants de l'eau potable, a rapporté l'Associated Press en juin.

À Fountain Valley, Thompson espère que la démonstration de l'unité AirSCWO 6 pourrait être une première étape décisive vers un changement radical dans l'industrie.

"Je pense que ces gars-là ont une excellente souricière, et je pense que cela a de grandes chances de réussir", a-t-il déclaré. "C'est juste une question d'obtenir le bon piège à souris."

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