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Reduced GREENhouse gas emissions and sustainable wastewater treatment by integrated Control and Operational STrategies

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Strategie di trattamento delle acque reflue riducono le emissioni di gas serra

Con l’aumento del numero degli impianti di depurazione (IDA), aumenta anche il loro impatto ambientale, che comprende le emissioni di gas a effetto serra (GES) responsabili del riscaldamento globale. Alcuni scienziati europei hanno quindi sviluppato strategie operative per ridurre le emissioni di gas serra e garantire un trattamento sostenibile delle acque reflue.

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Il progetto GREENCOST finanziato dall’UE ha utilizzato modelli matematici per creare una guida per la gestione del trattamento delle acque reflue. Il lavoro era basato sul caso di studio di un processo innovativo, noto come “Sistema integrato di reattore anaerobico metanogeno e bioreattore a membrana per la richiesta chimica di ossigeno e la rimozione dell’azoto nelle acque di scarico”. È stata condotta una valutazione del ciclo di vita del processo prototipo, e sono stati identificati nel potenziale di riscaldamento globale e di eutrofizzazione i principali impatti ambientali degli IDA. Sono state inoltre sviluppate strategie per il trattamento delle acque reflue in base agli obiettivi degli operatori, come il massimizzare la rimozione dei nutrienti, il ridurre al minimo l’impronta di carbonio o il ridurre al minimo l’impronta del carbonio utilizzato per rimuovere i nutrienti. Simulazioni al computer hanno consentito di determinare quali strategie operative porterebbero alla prestazione ottimale secondo ciascuno degli obiettivi. Tali cambiamenti operativi coinvolgevano variabili operative come il tempo di residenza idraulico, il volume anossico dell’impianto, il tempo di ritenzione dei solidi e il livello e tasso di ricircolo dell’ossigeno disciolto. Il modello consentiva inoltre ai ricercatori di identificare i gruppi microbici che attecchivano in ciascuna delle strategie operative, fornendo in tal modo agli operatori di gestione una maggiore comprensione del processo. I risultati hanno mostrato che la modellizzazione matematica era uno strumento utile per ridurre l’impatto ambientale degli IDA. Ciò si è dimostrato particolarmente utile per ridurre il potenziale di riscaldamento globale di nuovi e complessi IDA, pur consentendo agli impianti di proseguire con la loro funzione principale di produrre acqua pulita dalle acque di scarico. I dati ottenuti dall’analisi matematica sono stati anche utilizzati per progettare un sistema di controllo completamente operativo che alla fine verrà installato nei prototipi d’impianto. Un importante vantaggio di questo sistema di controllo è che esso può regolare l’impronta di carbonio di un impianto, così come la qualità degli effluenti. GREENCOST ha sviluppato anche strumenti di analisi dei dati per la valutazione e l’analisi comparativa del consumo di energia negli IDA del mondo reale. I principali metodi per l’analisi comparativa sono stati divisi in tre classi – indicatori di rapporto, tecniche statistiche e tecniche di programmazione – e di ciascuno sono stati individuati vantaggi e svantaggi. I risultati del progetto sono stati fondamentali per lo sviluppo di metodologie per la misurazione e la riduzione del dispendio energetico negli IDA reali.

Parole chiave

Trattamento delle acque reflue, gas a effetto serra, riscaldamento globale, GREENCOST, eutrofizzazione

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