New publication in “Science of The Total Environment”

See full article/ Veure l’article complet

English:

Urban agriculture (UA) activities are increasing in popularity and importance due to greater food demands and reductions in agricultural land, also advocating for greater local food supply and security as well as the social and community cohesion perspective. This activity also has the potential to enhance the circularity of urban flows, repurposing nutrients from waste sources, increasing their self-sufficiency, reducing nutrient loss into the environment, and avoiding environmental cost of nutrient extraction and synthetization.

The present work is aimed at defining recovery technologies outlined in the literature to obtain relevant nutrients such as N and P from waste sources in urban areas. Through literature research tools, the waste sources were defined, differentiating two main groups: (1) food, organic, biowaste and (2) wastewater. Up to 7 recovery strategies were identified for food, organic, and biowaste sources, while 11 strategies were defined for wastewater, mainly focusing on the recovery of N and P, which are applicable in UA in different forms.

The potential of the recovered nutrients to cover existing and prospective UA sites was further assessed for the metropolitan area of Barcelona. Nutrient recovery from current composting and anaerobic digestion of urban sourced organic matter obtained each year in the area as well as the composting of wastewater sludge, struvite precipitation and ion exchange in wastewater effluent generated yearly in existing WWTPs were assessed. The results show that the requirements for the current and prospective UA in the area can be met 2.7 to 380.2 times for P and 1.7 to 117.5 times for N depending on the recovery strategy. While the present results are promising, current perceptions, legislation and the implementation and production costs compared to existing markets do not facilitate the application of nutrient recovery strategies, although a change is expected in the near future.

Català:

Les activitats relacionades amb l’agricultura urbana (UA) estan esdevenint més populars i importants a causa de la major demanda d’aliments i la reducció de terres agrícoles, advocant també per un major subministrament i seguretat alimentària local, així com la perspectiva de cohesió social i comunitària. Aquesta activitat també té el potencial de millorar la circularitat dels fluxos urbans, reutilitzant nutrients procedents dels residus de les ciutats, augmentant la seva autosuficiència, reduint la pèrdua de nutrients al medi ambient i evitant el cost ambiental d’extracció i síntesi de nutrients.

El present treball té com a objectiu definir tecnologies de recuperació descrites en la literatura per obtenir nutrients rellevants com N i P a partir de fonts de residus en àrees urbanes. A través d’eines de recerca bibliogràfica, s’han definit les fonts de residus, diferenciant dos grans grups: (1) alimentàries, orgàniques, bioresidus i (2) aigües residuals. S’han identificat fins a 7 estratègies de recuperació de fonts alimentàries, orgàniques i de bioresidus, mentre que s’han definit 11 estratègies per a les aigües residuals, centrades principalment en la recuperació de N i P, aplicables en la UA de diferents formes.

En aquest estudi s’ha avaluat el potencial dels nutrients recuperats per cobrir les necessitats existents i potencials de la UA per a l’àrea metropolitana de Barcelona. S’ha avaluat la recuperació de nutrients del compostatge actual i la digestió anaeròbia de la matèria orgànica d’origen urbà obtinguda cada any a la zona, així com el compostatge de fangs d’aigües residuals, precipitació d’estruvita i intercanvi iònic en efluents d’aigües residuals generats anualment a les EDAR existents. Els resultats mostren que els requisits per a la UA actual i prevista a la zona es poden complir de 2,7 a 380,2 vegades per a P i d’1,7 a 117,5 vegades per a N depenent de l’estratègia de recuperació. Tot i que els resultats actuals són prometedors, les percepcions actuals, la legislació i els costos d’implementació i producció en comparació amb els mercats existents no faciliten l’aplicació d’estratègies de recuperació de nutrients, tot i que s’espera un canvi en un futur proper.

Graphical abstract