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Developing on line tools to monitor, control and mitigate GHG emissions in WWTPs

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Impianti di trattamento delle acque reflue efficienti generano meno gas a effetto serra, risparmiano energia e riducono le bollette dell’acqua

I processi di trattamento delle acque reflue impiegano notevoli quantità di energia ed emettono diversi gas a effetto serra (GES) potenzialmente nocivi. Uno strumento di monitoraggio online aiuterà gli impianti a operare in modo più fluido e a contribuire in minor misura ai cambiamenti climatici.

Cambiamento climatico e Ambiente

Nell’Unione europea il trattamento delle acque reflue è un processo di importanza cruciale, ma inefficiente: richiede grandi quantità di energia e rilascia moltissime emissioni. Attualmente, rappresenta circa il 3 % del consumo energetico nei paesi sviluppati e l’efficienza energetica standard degli impianti di trattamento europei è inferiore al 50 %. Tutta una serie di gas nocivi, inoltre, viene diffusa nell’atmosfera durante varie fasi del processo, ovvero quelle relative al consumo energetico o chimico e allo smaltimento degli effluenti indesiderati o alla gestione dei fanghi di depurazione. «Gli impianti di trattamento delle acque reflue sono una significativa fonte antropogenica di emissioni di gas serra; tra di essi figurano anidride carbonica, metano e protossido di azoto (N20), gli ultimi due dei quali causano danni rispettivamente 25 e 265 volte superiori rispetto alla CO2 in un periodo di 100 anni», afferma il prof. Andreas Andreadakis del Dipartimento delle risorse idriche dell’Università tecnica nazionale di Atene, coordinatore del progetto C-FOOT-CTRL. Riprogettare gli impianti, o il modo in cui operano, potrebbe rappresentare l’inizio della soluzione di questa triste situazione. C-FOOT-CTRL è un progetto finanziato da Orizzonte 2020 che ha creato uno strumento software per dare l’avvio a tale processo risolutivo. Questo strumento si configura come un sistema di monitoraggio online dedicato agli impianti di trattamento, in grado di prevedere e registrare in modo accurato le emissioni di gas e di identificare le fonti di inquinamento e di inefficienza. Successivamente, esso fornisce suggerimenti sulle aree in cui sarebbe possibile apportare dei miglioramenti per ridurre l’impronta di carbonio.

Misurare l’impronta di carbonio

Il gruppo responsabile di C-FOOT-CTRL ha creato un nuovo strumento per l’analisi dei gas allo scopo di monitorare le emissioni e di registrare online le informazioni. «Particolare attenzione è stata rivolta alla misurazione online dell’N20», dichiara il prof. Andreadakis. Quasi l’8 % delle emissioni antropogeniche di GES sono dovute all’N20 e gli impianti di trattamento delle acque reflue contribuiscono a tali emanazioni per una percentuale pari al 3,2 %. Lo strumento registra e traccia le emissioni alla fonte in modo preciso e in tempo reale e, in caso di necessità, avvia i processi di mitigazione. Allo stesso tempo, il sistema rivela la specifica attività all’origine del problema preso in considerazione. Lo strumento di C-FOOT-CTRL comprende tre componenti di base: banche dati, misurazioni online e un modello informatico dinamico in grado di determinare l’impronta di carbonio. Grazie all’interfaccia utente, i risultati del sistema di monitoraggio vengono fatti pervenire agli operatori degli impianti. Questo software innovativo è progettato per essere un sistema flessibile a basso costo basato su reti di sensori integrati per il monitoraggio e la «supervisione» di attività intese a ridurre le emissioni di GES. Nel rivelare le debolezze a livello strutturale, dovrebbe anche stimolare nuove progettazioni. «C-FOOT-CTRL incoraggerà i servizi idrici a intensificare i propri sforzi e a collocare nuove tecnologie al centro delle loro strategie di innovazione sulla base dell’analisi delle prestazioni dei loro impianti di trattamento delle acque reflue», dichiara il prof. Andreadakis. Lo strumento è stato testato con successo in due diversi impianti di trattamento, in Grecia e nel Regno Unito. «Grazie all’impiego dello strumento di C-FOOT-CTRL, è stata sviluppata una serie di strategie di mitigazione per le emissioni di GES e sono stati effettuati studi sugli effetti della loro attuazione negli impianti di trattamento delle acque reflue», afferma il prof. Andreadakis.

Vantaggi apportati

Lo strumento e le sue conseguenti ripercussioni contribuiranno alla lotta contro i cambiamenti climatici e l’inefficienza energetica in tutta l’UE. Esso migliorerà inoltre il funzionamento quotidiano degli impianti, il che dovrebbe portare a un innalzamento della qualità di vita delle comunità locali. Come spiega il prof. Andreadakis, ridurre l’impronta di carbonio dovuta agli impianti di trattamento delle acque reflue può anche comportare implicazioni positive per le tariffe idriche: «Lo strumento di C-FOOT-CTRL e l’attuazione delle opportune strategie di mitigazione per i GES può diminuire il consumo energetico generato dall’impianto. Di conseguenza, il servizio di gestione delle acque reflue può diventare più economico, il che si può riflettere nelle bollette dell’acqua pagate dai clienti». Questa ricerca è stata intrapresa con il sostegno del programma Marie Skłodowska-Curie.

Parole chiave

C-FOOT-CTRL, gas a effetto serra, GES, impianto di trattamento delle acque reflue, energia, consumo, acqua, impronta di carbonio, cambiamenti climatici, bolletta dell’acqua

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