Materia Rinnovabile numero 19 / dicembre-gennaio

Acque nere, oro nero

di Luca D\'Ammando

Dai reflui fognari si possono ricavare fertilizzanti, biopolimeri, energia elettrica e biometano. È quello che sta facendo il Gruppo Cap con il progetto #waterevolution.

 

“Dai diamanti non nasce niente, dal letame nascono i fior”, cantava Fabrizio De André nel 1967. Chiedendo perdono al poeta, cinquant’anni dopo possiamo andare oltre e affermare che dal fango può nascere il carburante. Stiamo parlando di biometano ottenuto dai reflui fognari, cioè i cosiddetti fanghi di “supero”, prodotti di scarto delle acque nere. 

È questo l’obiettivo di BiometaNow, il progetto di economia circolare e recupero delle risorse sviluppato dal Gruppo Cap, la società pubblica che gestisce il servizio idrico integrato in 134 comuni dell’area metropolitana milanese e altri 64 delle province di Monza, Brianza e Pavia, per un totale di 6.483 chilometri di rete idrica, 782 pozzi e 294 impianti di potabilizzazione. Nel complesso l’infrastruttura porta ogni anno a più di 2 milioni di cittadini circa 200 milioni di metri cubi d’acqua.

Prima di entrare nel dettaglio di questa sperimentazione, è bene fare un passo indietro per comprendere meglio la #waterevolution del Gruppo Cap, una cornice di innovazione che comprende numerosi progetti e attività di sviluppo dei processi in chiave di economia circolare. In particolare per quanto riguarda la depurazione, l’azienda milanese è impegnata nello sviluppo di una vasta e complessa politica di recupero dei nutrienti che, anche attraverso sinergie con il ciclo della raccolta differenziata, permetta di recuperare risorse e materiali dai fanghi, da materia organica e in generale dal ciclo dell’acqua, predisponendosi a trasformare i principali depuratori in altrettante bioraffinerie che potrebbero produrre non solo biometano, ma anche fertilizzanti, energia elettrica, biopolimeri e nutrienti. Oltre, naturalmente, all’acqua depurata. Il riutilizzo delle acque reflue, infatti, può contribuire a soddisfare diverse esigenze idriche sia in termini ambientali sia in alcuni settori produttivi, agricoltura o orticoltura, per l’irrigazione di frutteti e pascoli, per colture acquatiche. Ma anche per usi industriali, come la produzione di calcestruzzo e il controllo delle polveri. 

E, nonostante alcuni rallentamenti burocratici, Cap è già pronto a sperimentare la possibilità di riutilizzare le acque derivanti dal processo di depurazione dei reflui nel depuratore di Assago, con le quali potrebbe, per esempio, riscaldare o rinfrescare il Mediolanum Forum di Assago (450.000 metri cubi di volume, una superficie coperta di oltre 40.000 metri quadri, un’arena centrale capace di ospitare fino a 12.700 spettatori). Oppure rifornire le spazzatrici meccaniche che operano la pulizia delle strade cittadine (8.400 litri a settimana), irrigare parchi e giardini o rifornire l’autolavaggio con oltre 13 mila metri cubi di acqua l’anno.

Ma il fronte più ampio e a uno stato più avanzato è quello che riguarda i fanghi di supero: lo scarto per eccellenza che contiene numerose sostanze nutrienti, con enormi potenzialità dal punto di vista della produzione energetica, di biogas e biocarburanti. Già oggi il Gruppo Cap in quattro impianti di depurazione (Robecco sul Naviglio, Peschiera Borromeo, Bresso-Niguarda e Sesto San Giovanni) produce energia elettrica attraverso la cogenerazione del biogas ottenuto dai processi di digestione anaerobica. In altre due strutture (Pero e Truccazzano) sta portando avanti gli interventi necessari per attivare la produzione. Mentre nell’impianto Bresso-Niguarda recupera anche il calore delle acque depurate per scaldare gli uffici e gli altri ambienti di lavoro collegati alla struttura.

 

Microalghe nel depuratore 

È anche attraverso i progetti minori, le piccole tessere di un mosaico, che si realizza un disegno più ampio, di sostenibilità ed efficienza. Ne è la dimostrazione la sperimentazione che prevede l’inserimento di microalghe nel processo di depurazione del depuratore di Bresso-Niguarda gestito dal Gruppo Cap. 

Obiettivo: migliorare le performance dell’impianto dal punto di vista ambientale ed energetico all’insegna dell’economia circolare. Grazie a un finanziamento da 300.000 euro da parte di Fondazione Cariplo e alla collaborazione con l’Università di Milano-Bicocca e con il Politecnico di Milano, è stato avviato l’impianto pilota per la coltivazione delle microalghe, che resterà in funzione nei prossimi due anni per testare il sistema. 

Le microalghe, infatti, possono migliorare la qualità dei reflui riducendo il contenuto di microinquinanti in modo del tutto naturale. Sono in grado, inoltre, di moltiplicarsi grazie ai soli nutrienti presenti nelle acque di scarto (azoto e fosforo), riducendone così la concentrazione. In aggiunta, il loro metabolismo necessita di CO2, che può così essere recuperata dai gas di scarico prodotti dall’impianto stesso. E, per finire, le alghe in eccesso possono essere inserite nel biodigestore anaerobico, aumentando così la produzione di biogas e biometano. 

 

Abbandonando la logica superata dei rifiuti e puntando alla valorizzazione delle caratteristiche degli scarti, il trattamento di fanghi di alta qualità produce fertilizzanti sia per usi agricoli che per coltivazione di piante e fiori. Nei due impianti di Cassano d’Adda e Settala, Cap ha già completato l’attività di sperimentazione arrivando all’industrializzazione del processo su Peschiera Borromeo a partire dall’agosto del 2017 con una produzione annua stimata in 12.000 tonnellate l’anno di fertilizzanti. Anche a Rozzano, da gennaio 2017, è attiva la produzione di fertilizzanti: circa 2.000 tonnellate di ammendante compostato misto all’anno. Nell’impianto di Sesto San Giovanni si lavora al processo di fermentazione dei fanghi di depurazione per produzione di acidi grassi volatili che in un primo momento verranno utilizzati per sostituire i reagenti chimici utilizzati nel processo di depurazione, ma sui quali – in un secondo momento – verranno avviate sperimentazioni finalizzate alla produzione di bioplastiche, in collaborazione col progetto Smart Plant, finanziato dalla Comunità europea nell’ambito dei finanziamenti Horizon 2020.

Ma l’iniziativa sicuramente più interessante è quella realizzata nel depuratore di Bresso-Niguarda, dove è nato il primo distributore di metano prodotto proprio utilizzando i reflui fognari. Così un depuratore dell’area metropolitana di Milano si è trasformato in una vera e propria bioraffineria e in un distributore di carburante. Un progetto nato grazie alla collaborazione con realtà dotate di competenze tecniche e scientifiche: Gruppo Fca, l’istituto Cnr-Iia e la società di ingegneria Ecospray. Il depuratore di Bresso-Niguarda raccoglie le acque reflue civili, industriali e meteoriche dei comuni di Paderno Dugnano, Cormano, Cusano Milanino e Cinisello Balsamo, servendo 300mila abitanti. Il normale processo di depurazione determina – all’interno dei digestori – la formazione di biogas composto dal 65% di metano circa, mentre il secondo principale componente è l’anidride carbonica. Visto che il gas naturale di origine fossile contiene normalmente dall’85 al 98% di metano, il biogas può raggiungere qualità simili solo dopo un processo di upgrade. Le fasi del processo sono fondamentalmente tre: la prima prevede la pulizia del biogas per rimuovere le impurità, seguita da un vero e proprio upgrade per la rimozione della CO2. E, infine, i post-trattamenti per la rimozione del metano eventualmente residuo nell’off gas così da non rilasciarlo in ambiente. È in questo processo di trasformazione che interviene la tecnologia di filtrazione a zeolite studiata da Eco Spray. Così lavorato, il metano ottiene indici di purezza vicini al 99%, e una volta compresso è pronto per essere immesso nelle vetture. 

A regime, l’impianto di Bresso sarà in grado di produrre da solo oltre 340.000 chilogrammi di biometano, ovvero, il carburante necessario a far viaggiare 416 veicoli per un’autonomia 20.000 chilometri l’uno. Lo scorso novembre, a Ecomondo 2017, una delle protagoniste è stata proprio la Fiat Panda Natural Power #BiometaNow, alimentata proprio con il biometano prodotto dal depurazione di Bresso-Niguarda. I test condotti sui primi 10.000 chilometri percorsi dal veicolo hanno evidenziato un abbattimento delle emissioni del 97% rispetto allo stesso modello a benzina.

Il problema, purtroppo ricorrente in questo campo come in ogni ambito dello sviluppo dell’economia circolare, è che le normative tardano a dare un sostegno chiaro e deciso. Sintomo della mancanza di una visione di ampio respiro. Anche perché è più che evidente l’impatto positivo che avrebbe sull’ambiente l’adozione di questo processo su scala nazionale negli impianti di depurazione. E l’obiettivo a lungo termine di Cap è quello di creare una cinquantina di bioraffinerie in Lombardia in grado di trasformare le acque reflue in carburante e rifornire la rete di circa un migliaio di distributori di metano presenti in tutta Italia. 

Un’idea virtuosa che coniuga economia ed etica, come sottolineato da Alessandro Russo, presidente e amministratore delegato del Gruppo Cap: “Ogni anno processiamo circa 70.000 tonnellate di fanghi di supero, i cui costi di smaltimento oggi valgono 100 euro a tonnellata. Si tratta di un onere importante che si paga in bolletta. Per questo abbiamo deciso di investire in progetti di economia circolare con l’obiettivo di creare valore da quello che oggi è uno spreco”. 

 

 

#waterevolution, www.gruppocap.it/il-gruppo/waterevolution/il-progetto

Info

www.gruppocap.it

 

Immagine in alto: Rubinetto: Monica Stromann/the Noun Project