Chiudere il ciclo: il trattamento delle acque reflue diventa più sostenibile e quasi a zero emissioni di carbonio
Gli impianti di trattamento delle acque reflue sono uno dei settori più costosi in termini di fabbisogni energetici: si consumano grandi quantità di energia nel trattamento delle acque reflue per il riutilizzo o lo smaltimento nell’ambiente. Secondo l’Agenzia internazionale dell’energia, il consumo di energia elettrica globale per la raccolta e il trattamento delle acque reflue nel 2040 richiederà oltre al 60 % in più di elettricità rispetto al 2014, poiché la quantità di acque reflue che necessita di un trattamento è in crescita.
Rifiuti dentro, risorse fuori
È importare considerare gli impianti di trattamento per le acque reflue non semplicemente come uno smaltimento dei rifiuti, ma piuttosto come strutture di recupero delle risorse. Ciò significa che essi possiedono il potenziale per produrre acqua pulita, recuperare sostanze nutritive e materiali sicuri, nonché ridurre la dipendenza dai combustibili fossili attraverso processi efficienti dal punto di vista energetico e produzione di energia rinnovabile. Gli innovatori paneuropei del trattamento delle acque reflue si sono riuniti attraverso il progetto SMART-Plant per esplorare in che modo sia possibile installare le tecnologie che recuperano materiali preziosi dalle acque reflue, per produrre prodotti commerciabili, negli impianti di trattamento fognario esistenti. Inoltre, il progetto ha sviluppato nuovi sistemi per il monitoraggio dell’uso energetico e dell’impronta di carbonio del trattamento delle acque reflue.
Tecnologie intelligenti di recupero dei materiali
«SMART-Plant ha sviluppato soluzioni innovative ed ecocompatibili che forniscono le prove di come i servizi pubblici possano convertire i siti di trattamento delle acque reflue in strutture di recupero delle risorse, ridurre l’impronta energetica e di carbonio e digitalizzare le operazioni», osserva il coordinatore del progetto, Francesco Fatone. Il progetto ha dimostrato diverse tecnologie (SMARTechs) in sette impianti pilota. Nei Paesi Bassi, i partner di progetto hanno sviluppato un processo per separare la cellulosa dall’acqua fognaria in entrata e trasformarla in fibre di cellulosa pulite. In Israele, i partner hanno dimostrato un biofiltro anaerobico brevettato che trasforma le acque reflue in energia rinnovabile (biogas). I partner spagnoli hanno dimostrato un processo chiamato SCEPPHAR per trattare le acque reflue mentre si recuperano nel contempo prodotti (fino al 50 % di fosforo e fango arricchito con PHA, i biopolimeri più promettenti come sostituiti per le plastiche a base di olio). Il progetto pilota nel Regno Unito ha dimostrato un processo di scambio ionico per recuperare l’ammoniaca e il fosforo da acque reflue secondarie, per il possibile riutilizzo nelle industrie chimiche e dei fertilizzanti. In Italia, le attività parallele SCENA e SCEPPHAR trattano i fanghi, estremamente caricati con sostanze nutritive (azoto e fosforo), per rimuovere fino all’85 % dell’azoto, recuperare il fosforo come struvite e produrre un fango arricchito con PHA, diminuendo nel contempo i costi energetici fino a un massimo del 20 %. In Grecia, l’idrolisi termica abbinata al processo SCENA è sviluppata per trattare le acque di scarico fangose con un elevato contenuto di ammoniaca. Le risorse estratte da SMARTechs (cellulosa, nutrienti e PHA) sono successivamente trasformate in prodotti da due «SMARTechs a valle». La prima tecnologia utilizza materiali cellulosici e PHA per realizzare una plastica biocomposita che può essere impiegata nel settore edile o per i beni di consumo. La seconda consiste nel compostaggio dinamico per produrre fertilizzante o biocarburante commerciale a partire da fanghi ricchi di cellulosa e fosforo.
Chiarire gli ostacoli al trattamento circolare delle acque reflue
Il settore idrico svolge un ruolo importante nell’economia circolare emergente che contribuisce a mantenere in uso le risorse più a lungo possibile. «SMART-Plant ritiene che i servizi idrici potrebbero diventare il motore dell’economia circolare se gli operatori sostituissero esitazione e scetticismo con un’attitudine generale positiva nei confronti di soluzioni ecoinnovative per il recupero delle risorse», spiega Fatone. A tal fine, i partner di progetto hanno coinvolto il personale dei servizi idrici locali nelle installazioni pilota su larga scala, fornendo sessioni formative e manuali. «Ciò ha aiutato gli operatori a percepire come i sistemi di recupero delle risorse possano gradualmente cambiare il paradigma di gestione delle acque reflue senza rivoluzionare le risorse e il carico di lavoro esistenti», osserva Fatone. L’ampio ventaglio delle tecnologie di SMART-Plant rivela che le acque reflue non dovrebbero essere trattate come rifiuti, ma piuttosto come una risorsa.
Parole chiave
SMART-Plant, trattamento delle acque reflue, recupero delle risorse, PHA, cellulosa, economia circolare, azoto, biogas, fosforo
