Bio-batu bata diciptakan melalui proses alami yang disebut pengendapan karbonat mikroba. Ini tidak seperti cara bagaimana terbentuknya kerang laut, kata pengawas Suzanne Lambert, Dr Dyllon Randall, dosen senior di bidang teknik kualitas air.
Selain air, kandungan bahan kimia dalam urin normal yang paling dominan adalah urea. Urea yang terdapat dalam urin dapat diubah menjadi kalsium karbonat, melalui enzim urease yang dihasilkan bakteri dalam sebuah reaksi kimia yang kompleks.
Kalsium karbonat, merupakan bahan yang umum dijumpai pada batuan di semua bagian dunia, dan merupakan komponen utama cangkang organisme laut, siput, mutiara, dan kulit telur. Dan, kalsium karbonat juga dapat bertindak sebagai semen yang menyatukan partikel-partikel pasir yang tidak memiliki gaya ikat satu dengan lainnya.
Dalam prosesnya, pasir dicampur dengan urin dan bakteri penghasil urease. Pasir jika ditambahkan semen (kalsium karbonat) dapat dibentuk menjadi apapun. Apakah itu kolom padat, atau sekarang, untuk pertama kalinya, batu bata persegi panjang untuk bangunan.
Perkembangan ini juga merupakan kabar baik bagi lingkungan dan pemanasan global karena bio-batu bata dibuat dalam cetakan pada suhu kamar. Sementara batu bata biasa, dibakar pada suhu sekitar 1 400 ° C dan menghasilkan karbon dioksida dalam jumlah besar.
Selain itu, kekuatan batu bata pun dapat disesuaikan dengan kebutuhan klien.
“Jika seorang klien menginginkan batu bata yang lebih kuat dari batu bata kapur 40%, Anda akan membiarkan bakteri untuk membuat padatan yang lebih kuat dengan ‘menumbuhkannya’ lebih lama,” kata Randall.
“Semakin lama Anda membiarkan bakteri untuk membuat semen (kalsium karbonat), semakin kuat produk yang akan dihasilkan. Kami dapat mengoptimalkan proses itu.”
Konsep penggunaan urea untuk menumbuhkan batu bata telah diuji di Amerika Serikat beberapa tahun lalu dengan menggunakan larutan sintetis, tetapi bata Lambert menggunakan urin manusia yang nyata untuk pertama kalinya, dengan konsekuensi signifikan untuk daur ulang limbah dan dipergunakan kembali. Karyanya dibangun berdasarkan penelitian mendasar oleh Jules Henze, seorang mahasiswa Swiss yang menghabiskan empat bulan bekerja dengan Randall dalam konsep ini pada tahun 2017.
Secara kimiawi, urin adalah emas cair, menurut Randall. Menyumbang kurang dari 1% air limbah rumah tangga (berdasarkan volume) tetapi mengandung 80% dari nitrogen, 56% dari fosfor dan 63% dari kalium air limbah ini.
Sekitar 97% dari fosfor yang ada di urin dapat diubah menjadi kalsium fosfat, bahan utama dalam pupuk yang mendukung pertanian komersial di seluruh dunia. Ini penting karena cadangan fosfat alam dunia sedang mengering.
Pupuk diproduksi sebagai bagian dari proses bertahap yang digunakan untuk memproduksi batu-bata.
Pertama, urin dikumpulkan di urinal penghasil pupuk yang baru dan digunakan untuk membuat pupuk padat. Cairan yang tersisa kemudian digunakan dalam proses biologis untuk menumbuhkan bio-bata.
“Namun dalam proses itu, kami hanya menggunakan dua komponen: ion karbonat dan kalsium. Yang kami lakukan terakhir adalah mengambil produk cair yang tersisa dari proses bio-bata dan membuat pupuk kedua,” jelasnya.
Skema keseluruhan secara efektif akan menghasilkan nol limbah, dengan urin sepenuhnya diubah menjadi tiga produk yang bermanfaat.
“Tidak ada yang melihatnya dalam hal seluruh siklus itu dan potensi untuk memulihkan beberapa produk berharga. Pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana melakukannya dengan cara yang optimal sehingga keuntungan dapat dibuat dari air seni.”
Ada juga logistik yang harus dipertimbangkan; pengumpulan urin dan transportasi ke pemulihan sumber daya. Randall telah mendiskusikan peluang ini dalam makalah ulasan terbaru tentang urin. Lain dari siswa tuannya sedang menyelidiki logistik transportasi pengumpulan dan pengobatan urin dengan beberapa hasil yang sangat menjanjikan.
“Saat ini kami hanya menangani pengumpulan urin dari urinal pria karena itu diterima secara sosial. Tapi bagaimana dengan separuh populasi lainnya? ”
Dalam upaya untuk memperkenalkan bio-bata, kedua siswa menyatakan optimisme tentang potensi inovasi dalam ruang keberlanjutan.
“Bekerja dalam proyek ini telah menjadi pengalaman yang membuka mata. Mengingat kemajuan yang dibuat dalam penelitian di sini di UCT, menciptakan bahan konstruksi yang benar-benar berkelanjutan sekarang menjadi kemungkinan,” kata Mukhari.
Randall mengatakan pekerjaan tersebut menciptakan perubahan paradigma sehubungan dengan bagaimana masyarakat memandang pemborosan dan peningkatan limbah tersebut.
“Dalam contoh ini Anda mengambil sesuatu yang dianggap sia-sia dan membuat banyak produk darinya. Anda dapat menggunakan proses yang sama untuk aliran limbah apa pun. Ini tentang memikirkan kembali segalanya,” katanya.
Jadi, bio-batu bata atau bentuk padat lainnya yang dihasilkan tidak sepenuhnya murni dari urin, melainkan ada kerjasama dengan bakteri penghasil urease, dalam riset ini menggunakan bakteri Sporosarcina pasteurii.
Tim peneliti telah mempublikasikan temuannya dalam Journal of Environmental Chemical Engineering.
