Meno 55% di acqua e meno 35% di costi di gestione all’anno: sono questi i punti di forza dell’innovativa tecnologia per i fanghi di depurazione sviluppata dal Politecnico di Milano nell’ambito di Sludgetreat, un progetto europeo finanziato con i fondi Horizon 2020 per ricerca e innovazione.
Lo studio è durato 4 anni durante i quali il team di lavoro, coordinato dal Politecnico di Milano, ha realizzato il prototipo di una soluzione per smaltire in modo più sostenibile i fanghi derivanti dal trattamento delle acque reflue civili e industriali.

Le problematiche delle tecnologie tradizionali

Gli attuali impianti che trattano i fanghi derivanti da acque reflue fanno ricorso a tecniche di disidratazione meccanica, che si basano sulla centrifugazione e sulla pressatura a nastro oppure su piastre che riescono a ridurre in media il contenuto di acqua dal 95-98% al 70-75%.

Il problema sta nel peso residuo: i fanghi derivanti dalla chiarificazione delle acque reflue sono liquidi, quindi maggiore è il loro contenuto di acqua e più alti sono i costi di smaltimento e di trasporto. A titolo di esempio, basti pensare che in Lombardia vengono smaltite 800mila tonnellate all’anno di fanghi, al costo di circa 120 euro a tonnellata.

La nuova tecnologia

Il macchinario messo a punto col progetto Sludgetreat rende più sostenibile l’intero processo di depurazione, grazie a una soluzione tecnologica basata sulla elettro-disidratazione (electro dewatering – EDW), che consente di far scendere contenuto di acqua a circa il 55%.

La nuova tecnologia utilizza il principio della pressa a vite, rendendola più efficace con l’aggiunta di elettrodi ad hoc che migliorano la miscelazione, così il fango perde progressivamente le molecole d’acqua, disidratandosi.

Di conseguenza la massa di fanghi umidi da avviare a smaltimento è ridotta perché è presente meno parte idrica rispetto alle tecniche di disidratazione puramente meccaniche.

Nello specifico, il team di ricercatori ha ideato una macchina in cui l’elettrodo è in movimento e permette la miscelazione rinnovando lo strato di fango secco a contatto con l’anodo con nuovo fango più umido.

I fanghi di depurazione sono costituiti da particelle cariche elettronegativamente, che si possono schematizzare come una sospensione colloidale stabile. Quest’ultima deve essere destabilizzata, cioè bisogna rendere separabili le particelle, dividendo la parte solida dalla parte liquida.
Come? Aggiungendo dei polimeri particolari che hanno il limite di funzionare fino a un certo livello perché oltre non riescono ad agire.

Tuttavia con l’applicazione di un campo elettrico – come avviene nella soluzione messa in campo dai ricercatori – si riesce a separare ancora di più la parte solida dalla parte liquida tramite l’elettrosmosi, un fenomeno che vede un flusso solido caricato negativamente verso l’anodo positivo, dove per compensare lo spostamento del solido verso l’anodo, il liquido si sposta verso il catodo.

 

I vantaggi

Il macchinario legato al progetto Sludgetreat permette di ottenere dai fanghi di depurazione un maggior quantitativo di parte secca (senza ricorrere all’essiccamento termico); in termini percentuali si arriva a circa il 40%, mentre con i macchinari tradizionali al massimo si raggiunge un 27%.

Ridurre il contenuto d’acqua sotto il 60%, oltre a far abbassare i costi di trasporto, consente l’autosostentamento della combustione, cioè la combustione senza l’aggiunta di combustibile ausiliario. Attualmente questo grado di contenuto di acqua viene raggiunto tramite essiccamento termico; ad esempio, così avviene nel nuovo inceneritore per fanghi di Zurigo.
Questo richiede però molta più energia rispetto alla tecnologia della elettrodisidratazione.


Altro aspetto positivo è quello legato ai consumi energetici, che diminuiscono: ad esempio, per impiegare i fanghi nel cementificio, bisogna essiccare fino ad arrivare a un 10% massimo di contenuto d’acqua, ma un conto è partire da fanghi con una presenza d’acqua del 75%, altro è essiccare fanghi con parte liquida al di sotto del 60%.

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