A Kimura Kako Kikai Co., Ltd., em parceria com a Universidade de Kobe, a Novels Inc. e a FT Bio Power Inc., anunciou recentemente o desenvolvimento bem-sucedido de um processo de recuperação de amônia de baixo consumo energético. O processo extrai amônia de águas residuais de instalações de biogás, ajudando a reduzir as emissões de gases de efeito estufa e a promover uma economia circular de nitrogênio.

O processo integra osmose direta (FO), destilação por bomba de calor e um método de recuperação de amônia à base de cal, sendo a primeira tecnologia inovadora no Japão para recuperação de amônia a partir de digestato de fermentação metanogênica. Comparado aos métodos tradicionais, apresenta melhorias significativas em eficiência energética e viabilidade econômica.

Instalações de fermentação metanogênica, ao processar biomassa como esterco animal e resíduos alimentares, geram um digestato contendo de 0,1% a 0,3% de íons amônio. Essas águas residuais normalmente exigem tratamento de alto consumo energético, e seu uso direto como fertilizante pode acarretar altos custos de transporte, contaminação de águas subterrâneas e problemas de odor.

Para enfrentar esses desafios, os quatro parceiros, com financiamento da NEDO, vêm avançando desde o ano fiscal de 2022 no projeto "Recuperação Eficiente de Amônia de Águas Residuais com Baixa Concentração de Amônia Usando Separação por Membrana e Destilação". Em maio de 2024, iniciaram uma demonstração piloto em colaboração com o departamento de esgoto da prefeitura de Kobe, seguida por outra em junho de 2025 em Nagaoka, na prefeitura de Niigata.

A Kimura Kako Kikai foi responsável pelo desenvolvimento de um sistema energeticamente eficiente que combina bomba de calor e destilação, enquanto a Universidade de Kobe concentrou-se no processo de osmose direta por membrana. A equipe de pesquisa determinou a combinação ideal de membrana e destilação e validou a viabilidade econômica do processo de recuperação à base de cal.

Com base em testes laboratoriais, projetaram e construíram uma planta piloto para realizar testes de longo prazo usando digestato real. Os dados indicam que o processo pode tratar aproximadamente 297 toneladas de águas residuais por dia, recuperar cerca de 106 toneladas de nitrogênio por ano, reduzir as emissões de CO2 equivalentes a 133 quilolitros de petróleo bruto, com um período de depreciação do equipamento de cerca de 21 anos.

A aliança planeja promover um modelo centralizado: primeiro, concentrar o digestato de várias localidades usando membranas de osmose direta e, em seguida, transportá-lo para uma única instalação para recuperação por destilação. Este sistema tem potencial para reduzir as emissões de gases de efeito estufa da geração de energia a biogás, promover a reutilização do recurso amônia e apoiar o desenvolvimento de um ciclo sustentável de nitrogênio.