LA SFIDA DEI REATTORI UASB

IL RECUPERO DI ENERGIA DAL TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE

Immaginare un mondo più ecocompatibile e meno eco chic passa attraverso scelte coraggiose, rivoluzionarie. In un mondo dove tutto è sul mercato e soprattutto dove tutto ha un prezzo, anche le invenzioni più innovative, e di conseguenza la stessa capacità dell’uomo di trovare soluzioni originali ai problemi, devono sottostare alle regole del denaro. Succede anche nel settore ambientale, dove non sempre la migliore tecnologia disponibile è poi quella effettivamente utilizzata. Per questo, scelte come quella fatta dal dottor Gatze, ideatore dei processi di trattamento UASB (Up-flow Anaerobic Surge Blanket Reactor) e vincitore nel 2007 del prestigioso Tyler Prize for Environmental Achievement dell’Università della South Carolina nonché del Lee Kuan Yew Water Prize a Singapore nel 2009, meritano di essere raccontate e divulgate.

La tecnologia UASB è stata sviluppata a partire dagli anni Settanta e non è mai stata brevettata. Inizialmente il processo era stato ideato per il trattamento delle acque reflue industriali, ma risultò subito evidente la sua particolare efficace anche per il trattamento degli scarichi domestici. Da allora il processo è stato adottato e sfruttato in tutto il mondo.

Come funziona il trattamento delle acque?

Le normative sempre più rigide, che impongono alle acque reflue una sempre maggiore purezza per poter essere reintrodotte nei corsi d’acqua, hanno come inconveniente la creazione di una maggiore quantità di fanghi.

I fanghi contengono principalmente sostanza organica ed un certo quantitativo d’acqua. La loro composizione varia in base alla provenienza del refluo (civile o industriale), per cui non è possibile definire genericamente questo materiale. Questo significa che ogni strategia di trattamento progettata, pur presentando affinità con situazioni analoghe, deve essere calibrata sulla specifiche caratteristiche del caso. La linea di intervento da seguire è, quindi, unica e difficilmente ripetibile.

La priorità nel trattamento dei fanghi è quella di renderli innocui per l’uomo e per l’ambiente prima dello smaltimento finale, dal momento che essi contengono una elevata carica patogena.

Senza considerare che essi rappresentano il problema principale anche in termini di costi di gestione. Per questo motivo si è cercato di uscire dalla logica che li vedeva come semplice rifiuto, pensando a come ridurne la produzione e a come valorizzare la materia che li costituisce.

Così si è arrivati all’idea di sfruttare la parte organica dei fanghi per recuperare energia, favorendone la trasformazione in biogas. In questo modo è possibile anche diminuire la quantità di fango prodotto.

Questo discorso implica, però, un cambiamento radicale nell’approccio alla depurazione delle acque. Infatti, per poter massimizzare la produzione di biogas, si deve necessariamente  passare da sistemi di trattamento aerobici a sistemi di trattamento anaerobici.

Nel primo caso si fornisce ossigeno al refluo, in modo da consentire a determinate colture batteriche di degradare la sostanza organica. Ciò comporta la perdita, sottoforma di gas che si liberano in atmosfera, di quelle frazioni che invece possono essere recuperate e sfruttate come forma di energia: metano e anidride carbonica.

La digestione anaerobica, invece, è un processo prodotto da colonie di batteri che vivono in assenza d’aria, trasformando la sostanza organica contenuta in una qualsiasi biomassa in metano, anidride carbonica e acqua. In pratica, all’interno di un reattore anaerobico, cioè di un serbatoio chiuso, si fanno convivere diverse specie batteriche in condizioni controllate di pH e temperatura. Si inserisce poi il fango da trattare, che viene decomposto e trasformato in biogas che viene recuperato e valorizzato.

Tra le tecnologie più interessanti che sfruttano questo principio, i reattori UASB  sembrano avere un potenziale interessante.

La tecnologia prevede che all’interno di un reattore vi sia un letto di un materiale detto fango granulare. Le acque da trattare entrano nel serbatoio dal fondo e procedono verso l’alto, attraversando il letto di fango, venendo così filtrate e trattate. Contestualmente, la sostanza organica in esse contenuta viene solubilizzata per via anaerobica e trasformata in metano, anidride carbonica e acqua.

I vantaggi del trattamento anaerobico UASB rispetto al biologico aerobico sono la riduzione dei costi di gestione e la massima valorizzazione economica della sostanza organica:

  • il reattore anaerobico é in grado di abbattere mediamente il 90% circa della sostanza organica in ingresso senza consumo d’energia per ossigenare il sistema;
  • consente la produzione di circa 0,35 m3/h di biogas di qualità elevata (il contenuto di metano arriva anche del 70%) per ogni Kg di COD (sostanza organica) abbattuto.

II processo è più rapido rispetto a sistemi tradizionali, perché la gran quantità di fango granulare contenuto nel reattore permette l’abbattimento degli inquinanti organici in tempi minori.

Questo permette anche di contenere le dimensioni dei serbatoi, che utilizzano fino al 40% di acqua in meno rispetto ad altri metodi, abbattendo i costi di gestione.

Inoltre volumi di fango in uscita dal trattamento risultano inferiori rispetto all’analogo processo di digestione aerobica e possono essere utilizzati come fertilizzanti e ammendanti agricoli.

Ovviamente, il vero vantaggio della tecnologia è il libero accesso all’idea, che rende il processo sfruttabile anche in quei Paesi in cui mancano i soldi per comprare i generi di prima necessità, figurarsi quelli per comprare un’idea.

Dice il professor Gatze: “Ritengo che i progetti generali in grado di apportare benefici all’ambiente e alla popolazione non dovrebbero essere monopolizzati e questo concetto dovrebbe poter assicurare vantaggi a tutti noi. Ecco perché abbiamo permesso a imprenditori innovativi di utilizzare il concetto e sviluppare ognuno il proprio specifico sistema.

Amen.

di Giuseppe Sperduto

2 thoughts on “LA SFIDA DEI REATTORI UASB

  1. Tecnologia interessante, sulla cui applicazione mi farebbe piacere ricevere informazioni (e/o riferimenti dove cercarle) circa il range dimensionale statistico dei reattori già messi in funzione in Italia, relative performances produttive e relativi costi di investimento. Grazie.

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