Nuovo trattamento migliorato delle acque reflue
Il WWT biologico negli impianti urbani e industriali richiede il mantenimento di un elevato livello di ossigeno disciolto (OD) per consentire alla biomassa di metabolizzare gli inquinanti. Questo riduce la domanda di ossigeno biologico e chimico e di ammoniaca al di sotto delle soglie fissate dai regolamenti della Commissione europea. Per mantenere la necessaria concentrazione di ossigeno nelle acque reflue, bolle d’aria (o ossigeno puro) vengono iniettate nel serbatoio di trattamento biologico da potenti aeratori, solitamente compressori o turbine. Tuttavia, gli aeratori convenzionali non sono particolarmente efficienti, in quanto consumano grandi quantità di energia per mantenere i livelli richiesti di OD. Attualmente, l’energia necessaria ad un comune aeratore a bolle d’aria è normalmente intorno al 55 % del consumo totale di un impianto WWT. Una soluzione è l’applicazione di NB, che hanno un diametro compreso tra 50-200 nanometri e hanno proprietà superiori alle normali bolle. Grazie alla loro pressione interna molto elevata, le NB possono rimanere stabili in un liquido per molti giorni rispetto ai pochi secondi delle bolle normali. Di conseguenza, le NB possono introdurre nell’acqua quantità molto maggiori di OD stabile, aumentando notevolmente l’efficienza di trasferimento dell’ossigeno.
Elementi nocivi rimossi
Il progetto WATERMAX ha contribuito a migliorare l’aerazione delle acque reflue sviluppando e testando prototipi di generatori di NB in impianti WWT pilota. «Si basano sulla tecnologia delle NB e sulla loro capacità di aerare grandi flussi di WWT, con costi e tempi di funzionamento molto ridotti (un giorno di installazione e bassa manutenzione), investimenti molto bassi e risultati immediati e dimostrati in condizioni della vita reale», ha affermato il responsabile del progetto, Floriano Tosato. L’iperossidazione delle acque reflue contribuisce alla rimozione degli elementi chimici nocivi (ammoniaca, fosforo, cloro, ecc.) attraverso reazioni con il radicale idrossile. Queste reazioni frammentano rapidamente gli agenti inquinanti, trasformandoli in piccole molecole inorganiche e riducendo i fanghi di depurazione prodotti nei processi tradizionali. Le attuali soluzioni basate sull’ozono presenti sul mercato sono molto costose in quanto l’ozono iniettato nell’acqua sotto forma di bolle di dimensioni normali è altamente volatile. Gran parte di esso ritorna nell’atmosfera senza alcun effetto sull’acqua da trattare. «È stato dimostrato che il 10 % dell’ozono fornito dagli aeratori convenzionali si dissolve nell’acqua, mentre il resto si perde», ha spiegato Tosato.
Più efficace ed efficiente in termini di costi
I ricercatori hanno ottimizzato i prototipi di generatori di NB, hanno elaborato linee guida per la loro industrializzazione e produzione e hanno condotto studi sui prototipi esistenti. I partner del progetto hanno dato vita a una serie di progetti pilota WWT, tra cui i settori del bestiame e del pollame, che sono i più colpiti dalla scarsa qualità dell’acqua potabile e dall’eccesso di antibiotici. L’iniziativa ha inoltre sviluppato un sistema di controllo remoto, WMAX-RC, per quegli impianti WWT che non sono oggetto di continua supervisione umana. «WMAX consente di controllare e gestire a distanza l’intero sistema di aerazione per prevenire potenziali problemi e ottimizzare le prestazioni», commenta Tosato. WATERMAX contribuirà a ridurre i costi di trattamento delle acque, consentendo così agli operatori di migliorare rapidamente la capacità di aerazione e di trattare maggiori quantità di acque reflue allo stesso costo. «Questi nuovi e più efficienti sistemi di aerazione possono essere installati in vecchi impianti senza doverli arrestare e svuotare. I potenziali clienti potenziali per il sistema di aerazione delle nanobolle sono organizzazioni pubbliche e private che operano nel settore WWT», ha concluso Tosato.
Parole chiave
WATERMAX, trattamento delle acque reflue (WWT), nanobolle (NB), aerazione, ozono, ossigeno disciolto (OD)
