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RECOVERY AND UTILIZATION OF NUTRIENTS 4 LOW IMPACT FERTILIZER

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Fertilizzanti verdi grazie alle acque reflue domestiche

Le acque reflue domestiche sono ricche di sostanze nutritive, ma il recupero delle risorse dagli scarichi fognari diluiti è inefficiente. Un team di scienziati europei ha proposto un nuovo concetto di trattamento decentralizzato delle acque luride per un approvvigionamento più sostenibile di fertilizzanti.

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Il trattamento delle acque reflue domestiche convenzionali si basa su un concetto «end of pipe» (al punto di scarico) obsoleto. Diversi flussi di acque reflue vengono mescolati e trasportati per diversi chilometri di fognature fino a un impianto centralizzato di trattamento appositamente adibito. In tal luogo è possibile recuperare solo una parte delle sostanze nutritive diluite e delle risorse, mentre una quantità significativa di acqua pulita viene sprecata durante la fase di trasporto.

Tecnologie innovative per il trattamento delle acque reflue

Il progetto RUN4LIFE, finanziato dall’UE, ha proposto un nuovo approccio volto a recuperare efficientemente risorse (acqua, energia e sostanze nutritive) presso il punto d’origine in impianti di trattamento decentralizzati. «L’idea consisteva nel separare i flussi di acque reflue in acque nere, scarti alimentari e acque grigie nel punto d’origine e incrementare il recupero e i tassi di riutilizzo per ciascun flusso», spiega Frank Rogalla, il coordinatore del progetto. I partner del progetto hanno sviluppato una serie di tecnologie innovative, come un sistema di scarico sottovuoto a risciacquo ultra basso che dimezza il consumo di acqua di lavaggio rispetto ai modelli esistenti. In tal modo si riduce la quantità delle acque di scarico, digerite successivamente da microbi anaerobici ipertermofili che proliferano in condizioni caratterizzate da calore e assenza di ossigeno. Il risultato finale è quello di avere a disposizione fertilizzanti sicuri in un trattamento a un’unica fase. L’integrazione di un sistema bioelettrochimico concentra l’ammoniaca e produce un fertilizzante liquido composto da nitrato d’ammonio. RUN4LIFE ha inoltre combinato processi convenzionali già utilizzati in processi centralizzati, tra cui il recupero del fosforo, un trattamento anaerobico, nonché bioreattori a membrana aerobici e anaerobici. Questi ultimi recuperano energia dalle acque nere sotto forma di biogas e producono un’acqua di elevata qualità priva di agenti patogeni.

L’implementazione dei sistemi di trattamento di RUN4LIFE

Per garantire la sicurezza e una qualità costante dei sistemi di trattamento di RUN4LIFE, le tecnologie sono state implementate in siti di dimostrazione decentralizzati su larga scala situati in quattro città europee (Gand in Belgio, Vigo in Spagna, Sneek nei Paesi Bassi e Helsingborg in Svezia). Ciascun sito presentava la propria combinazione di diversi flussi di acque reflue, trattamenti innovativi e tecnologie di recupero adattati alle caratteristiche delle acque di scarico, ai requisiti normativi locali e alle specifiche esigenze delle risorse recuperate. «Il sistema di RUN4LIFE ha separato le acque reflue domestiche provenienti da oltre 470 appartamenti, infrastrutture pubbliche ed edifici adibiti a uffici», sottolinea il coordinatore tecnico del progetto Nicolás Morales-Pereira. Gli impianti presso Helsingborg, Gand e Vigo hanno prodotto un fertilizzante fosforoso a lenta cessione, adatto all’utilizzo agricolo mediante un processo di precipitazione della struvite. A Helsingborg, una combinazione con il solfato di ammonio ha generato pellet composti da azoto, fosforo e potassio, fertilizzanti su misura dotati di buone proprietà grazie al loro contenuto di materia organica e sostanze nutritive. Inoltre, Sneek ha implementato la digestione anaerobica ipertermofila e Vigo bioreattori a membrana anaerobica per generare un flusso liquido ricco di sostanze nutritive adeguato ad applicazioni di fertirrigazione. Il valore in termini di fertilizzante dei prodotti ottenuti è stato dimostrato nell’ambito di esperimenti sul campo e in vaso.

Prospettive future per il trattamento decentralizzato delle acque reflue di RUN4LIFE

In generale, RUN4LIFE ha dimostrato la fattibilità di un processo di trattamento delle acque reflue alternativo, basato su strutture decentralizzate e separazione del flusso. L’approccio proposto massimizza il recupero delle risorse e promuove l’economia circolare. I partner del progetto hanno condotto alcune analisi del ciclo di vita al fine di verificare il potenziale di innovazione, la sostenibilità e i benefici ambientali delle diverse tecnologie e delle configurazioni di RUN4LIFE. Per esempio, raffrontato ai sistemi convenzionali, il sito dimostrativo di Gand ha messo in evidenza una riduzione dell’impatto ambientale pari al 26 % nel corso del recupero delle sostanze nutritive e della produzione di fertilizzanti. Numerosi prodotti di RUN4LIFE sono sfruttabili a livello commerciale, mentre per ciascun sito dimostrativo sono stati concepiti studi di casi aziendali dotati delle potenzialità per essere attuati altrove. Inoltre, alcune tecnologie del progetto verranno utilizzate nell’ambito dei progetti finanziati dall’UE REWAISE e VIVALDI.

Parole chiave

RUN4LIFE, fertilizzante, acque reflue domestiche, trattamento decentralizzato delle acque reflue, bioreattore, struvite

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