2 Febbraio 2023
Circular economy Energia

Fanghi di depurazione acque reflue: un’efficiente conversione

Ricercatori della Washington State University hanno testato una nuova tecnologia per il trattamento dei fanghi di depurazione delle acque reflue che consente di convertire oltre l’85%del materiale organico in biogas che può essere utilizzato per produrre elettricità o trasformato in RNG (biometano) per la rete del gas o per i trasporti.

In un contesto di efficace attuazione degli obiettivi di economia circolare, particolare importanza deve essere attribuita alla gestione dei fanghi di trattamento delle acque reflue, data la possibilità di recuperare preziose materie prime ed energia.

Un gruppo di ricercatori dell’Università dello Stato di Washington (WSU) in uno studio pubblicato sul numero di dicembre della rivista Waste Management ha dato notizia di aver testato una tecnologia di pretrattamento dei fanghi di depurazione, aggiungendo un ulteriore passaggio ai trattamenti tipici con l’aggiunta di vapore ad alta pressione contenente ossigeno, che è in grado di convertire oltre l’85% del materiale organico in biogas, che può essere utilizzato per produrre elettricità o trasformato in RNG (biometano) per la rete del gas o per i trasporti.

Questa sperimentazione di pretrattamento di digestione anaerobica dei fanghi di depurazione è stata condotta presso l’impianto di trattamento delle acque reflue di Walla Walla (comune dello Stato di Washington) ha prodotto complessivamente il 98% in più di metano rispetto all’attuale tasso di conversione inferiore al 50%.

La tecnologia utilizzata si è dimostrata estremamente efficiente, e questo è entusiasmante – ha dichiarato Birgitte Ahring, Professoressa di Microbiologia, conversione di biomassa in biocarburanti e bioprodotti ad alto valore presso la Gene and Linda Voiland School of Chemical Engineering and Bioengineering alla WSU, co-autrice e coordinatrice dello Studio – Può essere applicabile e potremmo iniziare già nello Stato di Washington. Non sprecare rifiuti ma sfruttarne le potenzialità ha dei vantaggi importanti”.  

Circa la metà degli impianti di trattamento delle acque reflue presenti negli Stati Uniti utilizza la digestione anaerobica per ridurre i rifiuti di acque reflue. Tuttavia, sottolineano i ricercatori, questo processo, in cui i microbi abbattono i rifiuti, non è efficiente. I fanghi rimanenti, noti come biosolidi, di solito finiscono nelle discariche.

Inoltre, gli impianti di trattamento delle acque reflue utilizzano enormi quantità di elettricità per purificare le acque reflue municipali, tanto che nelle piccole comunità sono noti per essere i maggiori utilizzatori di energia elettrica.

Se potessero produrre la propria elettricità o, per alcuni dei grandi impianti, gas naturale rinnovabile, immettendolo nella rete del gas  si ridurrebbe l’uso di combustibili fossili – ha aggiunto la Ahring – In questo modo si inizia a dar vita all’economia circolare”.

Per il loro studio, il team di ricerca della WSU ha trattato i fanghi ad alta temperatura e pressione con l’aggiunta di una piccola quantità di ossigeno prima del processo di digestione anaerobica che funge da catalizzatore, scomponendo i polimeri inclusi nel materiale..

I ricercatori della WSU studiano da diversi anni questo processo di pretrattamento, utilizzandolo per abbattere materiali di paglia e legno, non erano sicuri che il processo avrebbe funzionato anche con una diversa composizione dei fanghi di depurazione, come lipidi e proteine, rimanendo positivamente sorpresi. 

Questa non è una soluzione molto high-tech – ha sottolineato la ricercatrice – In realtà è una soluzione che può essere utile anche su piccola scala. L’efficienza deve essere elevata, altrimenti non è possibile garantire l’aggiunta di costi aggiuntivi al processo. Una tale tecnologia potrebbe essere particolarmente utile per le comunità più piccole, molte delle quali sono motivate a ridurre i rifiuti e il loro impatto sul clima”.

Il team della WSU sta lavorando con CleanVantage una start-up del posto che sfrutta la tecnologia di cui è proprietaria per il pretrattamento e l’idrolisi della biomassa per la produzione di biocarburanmti e bioprodotti, e con il Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), uno dei laboratori nazionali del Dipartimento dell’Energia (DoE) degli Stati Uniti finanziatore dello Studio, che sta conducendo un’analisi tecnico-economica del nuovo processo. 

I ricercatori stanno ora intensificando il lavoro nella loro struttura pilota situata alla WSU Tri-cities per sviluppare ulteriormente il processo. Inoltre, come afferma una nota della WSU, stanno anche studiando come convertire in modo efficiente il biogas in RNG (biometano) più prezioso mediante un nuovo bioprocesso. Mentre il biogas può essere utilizzato per produrre elettricità, la produzione di biometano potrebbe consentire alle comunità rurali di produrre carburante per il trasporto locale e per alimentare i veicoli municipali. 

In copertina: Il reattore di biogas dei fanghi di depurazione di Walla Walla (Fonte: WSU)

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