VALUE CE-IN, la chiave per il trattamento dei reflui municipali e industriali

Economia sostenibile con il progetto di ricerca industriale VALUE CE-IN come si comprende dall’acronimo sviluppato nel testo “VALorizzazione di acque reflUE e fanghi in ottica di economia CircolarE e simbiosi INdustriale”

VALUE CE-IN, progetto coordinato dal laboratorio ENEA-LEA e co-finanziato dalla Regione Emilia-Romagna (Programma POR FESR 2014-2020 nel campo della Strategia di specializzazione intelligente (S3) ambito Energia e Sviluppo Sostenibile), si pone come obiettivo la valorizzazione dell’intera catena del valore del trattamento depurativo dei reflui municipali ed industriali in ottica di economia circolare.

L’ obiettivo viene perseguito tramite azioni sperimentali mirate alla promozione concreta e sicura di pratiche di utilizzo dei reflui depurati ed allo sviluppo e validazione di tecnologie mirate alla valorizzazione di flussi di materia ed energia propri del comparto depurativo quali effluenti concentrati e fanghi.

L’iniziativa di ricerca industriale vede la collaborazione dei partner scientifici Proambiente (CNR), CIRI FRAME (UNIBO), LEAP (POLIMI) e Terra&Acqua Tech (UNIFE) con il supporto di aziende private e, in particolare, di Hera, Caviro, Agrosistemi, Irritec, Alga&Zyme Factory e Promosagri.

logo value ce in

In tema di riutilizzo idrico, gli obiettivi di progetto collimano con le logiche del Reg. EU 2020/741 sul riutilizzo delle acque reflue urbane affinate in agricoltura che intende dare spinta alla promozione del riuso di acque non convenzionali superando i dettami di normative nazionali, spesso insistenti su limiti e pratiche troppo stringenti, al punto di non incentivare il riuso stesso. Il progetto è articolato in cinque fasi.

fasi di valuecein

VALUE CE-IN: economia circolare e sviluppo sostenibile

Presso il depuratore di HERA Cesena, è stato implementato un prototipo per il monitoraggio real-time della qualità delle acque reflue trattate dotato di logiche di gestione e controllo finalizzate a individuare, in base ai livelli qualitativi raggiunti, le modalità di riuso ottimali. Il prototipo acquisisce come input alcuni parametri sulla qualità delle acque reflue trattate e sul tenore idrico del suolo, queste ultime provenienti da sonde allocate in una parcella sperimentale allestita con colture dedicate. Le logiche di programmazione consentono di soddisfare le esigenze idriche e di fertilizzazione delle colture, definendo per differenza tra nutrienti apportati con le acque reflue dosate il quantitativo di concimi da fornire con sistemi automatizzati. L’acqua trattata viene distribuita alle colture tramite sistemi intelligenti di fertirrigazione innovativi su cui vengono valutati eventuali effetti di perdita di performance in funzione della qualità delle acque impiegate. In ottica di sicurezza del riuso, sono in essere campagne di monitoraggio di parametri microbiologici, inquinanti emergenti e microplastiche per la determinazione delle quali sono state testate e validate tecniche di campionamento e metodiche analitiche.

L’impiego di microalghe

Oltre al tema del riutilizzo idrico, ulteriori azioni sono volte a validare tecnologie basate sull’impiego di microalghe per il trattamento di effluenti concentrati e in grado di consentire il recupero di nutrienti quali azoto e fosforo; a tale scopo, a valle di una fase di selezione di ceppi di micro-alghe idonei al trattamento di reflui concentrati, è prevista l’installazione di un foto-bioreattore a scala pilota presso l’impianto di HERA Ferrara. Consorzi di microalghe selezionate sono stati mantenuti in fotobioreattori cilindrici coassiali da 20 e 100 l indoor e sono state verificate buone percentuali di assimilazione di N e P. Per quanto concerne la matrice fanghi, è in atto la sperimentazione di tecnologie basate su processi di trasformazione come la pirolisi/reforming e la disidratazione idrotermica (HTD). L’intento è di valorizzare i prodotti risultanti (bio-char, fanghi disidratati) nelle filiere del trattamento reflui, agro-industriali ed energetiche. Test di pirolisi (*) effettuati a scala di laboratorio su differenti matrici organiche e fanghi hanno dimostrato rese in biochar  oltre il 30%.

Biochar (+) ottenuto da tralci di vite e rifunzionalizzato ha permesso di conseguire buone rese di assorbimento del fosforo da acque reflue di processo. Ulteriori prove verranno effettuate per verificare le capacità di rimozione di alcuni contaminanti emergenti. L’HTD, è stata testato quale metodo per variare le caratteristiche biologiche dei fanghi incrementandone la disidratabilità. Le sperimentazioni effettuate in scala pilota hanno dimostrato come combinando il processo HTD con nastropresse è possibile raggiungere un tenore di secco del fango trattato superiore al 50% anziché del 25-30%. Analisi chimico-fisiche della matrice ottenuta permetteranno di escludere eventuali caratteristiche di pericolosità della matrice ottenuta in ottica di reimpiego della stessa in agricoltura.

Gli sviluppi

Il progetto propone soluzioni e tecnologie (KET) a TRL elevato per la chiusura dei cicli di beni primari come la risorsa idrica, gli elementi nutrienti e i fanghi di depurazione, anche in chiave di ottimizzazione energetica e di introduzione di nuovi scenari e modelli di business. I risultati andranno a integrare il database di una piattaforma software mirata alla promozione territoriale di percorsi di simbiosi industriale allo scopo di perseguire la chiusura dei cicli di materia ed energia e sviluppare nuovi modelli di business per il comparto depurativo.

Value Ce-In partecipa con video al Concorso l’Europa è QUI il cui evento finale si svolgerà il 12 febbraio.

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(*) pirolisi (o piroscissione) è un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante l’applicazione di calore e in completa assenza di un agente ossidante (normalmente ossigeno).

(*) è carbone vegetale che si ottiene dalla degradazione termica (pirolisi) di diversi tipi di biomassa

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