Comment Organics Tech change le traitement des eaux usées industrielles

Arlène Karidis | 25 avril 2023

Les matières organiques dans les eaux usées constituent un problème à plusieurs niveaux. Ils sont difficiles à filtrer et durs pour les équipements industriels. L'eau chargée de matières organiques coûte cher à transporter et à éliminer. Les générateurs doivent respecter les limites strictes de rejet de nutriments. Et, tout du long, les gros titres parlent d'une crise de l'eau - à savoir une aggravation de l'épuisement des approvisionnements en eau potable, avec les opérations industrielles et l'agriculture parmi les principaux contributeurs. Ils consomment quotidiennement des centaines de milliards de gallons d'eau.

En réponse, ZwitterCo, basé à Boston, a développé une technologie de filtration sur membrane pour séparer l'eau et les solides organiques. La filtration membranaire n'a rien de nouveau, mais la société présente son produit comme unique en ce que son filtre très fin - avec une taille de pore de 1 nanomètre de diamètre - piège les composés solides qui passeraient autrement, le rendant insensible à l'encrassement ou au colmatage, tandis que les filtres conventionnels s'encrassent, compromettant le débit et nécessitant finalement le besoin de changer souvent les filtres.

Comme l'explique Jon Goodman, vice-président du développement commercial ZwitterCo, la membrane de l'entreprise technologique sépare les graisses, les huiles, les graisses, les protéines, le sucre et l'amidon, ainsi que les solides dans les résidus de la digestion anaérobie et dans les lixiviats. L'eau propre et séparée peut être réutilisée, tout comme les nutriments récupérés. Et les filtres continuent de fonctionner comme neufs avec un simple processus de nettoyage.

La jeune entreprise attire l'attention d'un éventail d'industries. Les principaux sont les aliments et les boissons, les usines de biotransformation qui utilisent un processus de fermentation, l'agriculture et les opérations d'enfouissement. Depuis son déploiement, le filtre de ZwitterCo a été installé dans environ six projets commerciaux et dans des dizaines de projets pilotes.

La magie est dans la chimie du matériau. La membrane est fabriquée à partir de polymères hydrophiles ("qui aiment l'eau"), permettant à l'eau de passer à travers tout en repoussant les solides qui, autrement, colleraient à la surface de la membrane. Les matières organiques se lavent simplement avec de l'eau et un peu de nettoyant chimique doux.

L'application agricole en particulier est en plein essor et constitue un domaine d'intérêt majeur pour ZwitterCo, principalement en raison de l'intérêt croissant des agriculteurs pour la digestion anaérobie (DA) pour gérer le fumier tout en produisant du gaz naturel renouvelable à partir de ces déchets. Le filtre est un élément clé dans un système de traitement des eaux usées plus important, la membrane étant utilisée pour concentrer le digestat restant après le processus de DA.

Le processus réduit à la fois les volumes de digestat et les coûts de transport de 50 %, explique Goodman. Les agriculteurs récoltent les actifs des engrais fabriqués à partir du digestat et de l'eau propre pour les réutiliser dans leurs pratiques agricoles. Et il est plus facile de stocker les matériaux - une pratique nécessaire car les agriculteurs ne peuvent épandre qu'une quantité limitée d'engrais riches en nutriments dans leurs champs à la fois.

La réutilisation est un facteur important dans chacune des industries qui commencent à adopter la technologie.

"La réutilisation des eaux usées est un objectif ESG, voire une licence d'exploitation. La réutilisation des eaux usées est non seulement bonne pour l'environnement, mais aussi pour les affaires", déclare Goodman.

Il voit un vide que la technologie de recyclage des eaux usées pourrait aider à combler dans l'ouest des États-Unis en particulier, une région durement touchée par les sécheresses, en particulier la Californie, un important producteur américain de produits agricoles dépendant de très grands approvisionnements en eau.

ZwitterCo propose un modèle mensuel "payer pour la performance" basé sur la capacité de filtration nécessaire pour répondre aux exigences de débit.

"Nos clients préfèrent ce modèle car il offre un retour sur investissement mesurable. Il simplifie la gestion du budget et aligne les incitations entre toutes les parties", déclare Goodman.

Après avoir décroché 33 millions de dollars en financement de série A à la fin de 2022, ZwitterCo a à ce jour une collecte de fonds totale de 46 millions de dollars.

En 2019, la startup a reçu une subvention de 1,25 million de dollars du Département américain de l'énergie (DOE). L'objectif de la subvention est d'accélérer le développement et la commercialisation de technologies de traitement pour transformer l'eau produite par le secteur de l'énergie dans le bassin permien en une ressource récupérable.

"Grâce à notre travail avec le DOE, nous avons démontré que nos membranes permettent une réutilisation économique et avantageuse de l'eau séparée par le canon du pistolet. Nos nouvelles membranes de superfiltration ont éliminé l'huile et la graisse à des niveaux non détectés et étaient idéales comme prétraitement pour l'osmose inverse (OI) ", déclare Goodman.

Le système s'avère également idéal comme précurseur de l'osmose inverse dans d'autres applications, y compris le traitement des lixiviats. L'utilisation de la membrane devant l'osmose inverse réduit les lixiviats et, avec cela, réduit les rejets vers les stations d'épuration tout en permettant aux équipements de fonctionner à des concentrations plus élevées sans encrassement.

Le processus de filtration fait partie d'un processus de traitement de l'eau en plusieurs étapes. En tant que tel, ZwitterCo s'associe à Digested Organics, un fournisseur de technologie de l'eau et des eaux usées qui construit des systèmes complets pour générer des effluents propres et récupérer les nutriments. La collaboration a été l'entrée de ZwitterCo dans l'espace des eaux usées agricoles.

Les systèmes de Digested Organics traitent entre 10 000 et plus de 1 000 000 gallons de digestat par jour, selon David Faber, vice-président directeur des ventes de la société.

« Le procédé de superfiltration ZwitterCo nous permet de récupérer 70 à 95 % de l'eau d'alimentation sous forme d'effluent translucide. L'effluent de superfiltration est très propre, ne laissant passer que de petites matières dissoutes, comme les sels. Il a également la valeur de permettre l'intégration d'autres technologies en aval », dit-il.

Cherchant à élargir son portefeuille, ZwitterCo a investi dans un centre d'innovation technologique près de Boston. Le plan est de comprendre comment développer de nouvelles membranes avec des propriétés différentes pour éliminer plus de constituants de l'eau. L'un des objectifs est d'adapter la taille des pores à des séparations spécifiques afin de mieux contrôler les constituants qui traversent et ceux qui sont rejetés.

« Nous continuons d'innover dans notre technologie et nos processus sur les marchés du traitement des eaux usées industrielles pour nous assurer que nos clients et partenaires disposent des outils, de la technologie et des ressources nécessaires pour réutiliser efficacement leurs eaux usées. Nous avons plus à l'horizon que nous sommes ravis de partager dans les mois à venir », a déclaré Goodman.

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