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Università degli Studi di Napoli «Federico II»

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Academic year: 2021

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(1)

Università degli Studi di Napoli «Federico II»

Scuola Politecnica e delle Scienze di Base

Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale

Corso di Laurea triennale in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio

Presentazione tesi di laurea

RIUTILIZZO DELLE ACQUE E RECUPERO DI MATERIA DAI REFLUI URBANI

Relatore:

Prof. Ing. Francesco Pirozzi

Candidata:

Marica Areniello

Matr. N49000725

ANNO ACCADEMICO 2017/2018

(2)

ACQUE

REFLUE RIFIUTO

RIUTILIZZO

RECUPERO DI

MATERIA

(3)

Rapporto delle Nazioni Unite sullo Sviluppo Idrico 2017

ACQUE REFLUE:

LA RISORSA INESPLORATA

(4)

Normativa sul riutilizzo

Decreto Ministero dell’Ambiente 185 12/6/2003

Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue in attuazione dell’art. 26 del D.Lgs. 11 maggio 1999, n.152

RIUTILIZZO

IRRIGUO

per irrigare colture destinate tanto alla produzione di alimenti per il consumo umano ed animale,

quanto per scopi diversi, quali colture energetiche;

oppure per irrigare spazi verdi o destinati ad attività

ricreative e sportive

CIVILE

per il lavaggio delle strade, per alimentare la rete duale

di adduzione, per i circuiti di condizionamento degli ambienti, per riempire le cassette degli sciacquoni in

edifici ad uso pubblico

INDUSTRIALE

per alimentare la rete antincendio, come acqua di processo o di lavaggio, come

fluido per i cicli termici, ad esclusione di tutti quegli usi

mediante i quali l’acqua recuperata possa venire a

contatto con alimenti

(5)

RIUTILIZZO IN AGRICOLTURA

IRRIGAZIONE ACQUACOLTURA

PRINCIPALI RISCHI

 Rischi per la salute

 Rischi per l’ambiente:

• Contaminazione del suolo

• Inquinamento delle falde acquifere

• Degrado delle acque superficiali

(6)

RIUTILIZZO IN AMBITO

URBANO

RIUTILIZZO POTABILE INDIRETTO

RIUTILIZZO POTABILE

DIRETTO

RIUTILIZZO NON POTABILE

- Irrigazione di parchi, aree verdi, campi da golf etc

- Uso domestico in servizi igienici (non a contatto con la persona) - Usi commerciali (es. lavaggio autoveicoli)

- Usi ornamentali (es. fontane)

(7)

RECUPERO DI RISORSE

ENERGIA

• Energia termica

• Biogas

• Cogenerazione

• Energia idraulica

SOTTOPRODOTTI DI ALTO VALORE

• Metalli

• Carburanti e bio-oli da microalghe

• Altri sottoprodotti da microalghe

NUTRIENTI

• Fosforo

• Azoto

(8)

ENERGIA TERMICA (dalle acque reflue)

ENERGIA TERMICA (dai fanghi)

INCENERIMENTO PIROLISI

GASSIFICAZIONE

(9)

PRODUZIONE DI BIOGAS

COGENERAZIONE

BIOGAS

CH 4 CO 2

Altri gas

Digestore anaerobico

(10)

RECUPERO DI METALLI

METODI

FISICI: filtrazione a membrana (ultrafiltrazione, nanofiltrazione),

scambio ionico, adsorbimento

CHIMICI: precipitazione, elettrocoagulazione, fotocatalisi

BIOLOGICI: bioassorbimento, bioimedio

BIOELETTROCHIMICI (BES)

(11)

RECUPERO DI FOSFORO

Precipitazione struvite 𝑀𝑀𝑀𝑀 2+ +𝑁𝑁𝐻𝐻 4 + + 𝐻𝐻 𝑛𝑛 𝑃𝑃𝑂𝑂 4 3−𝑛𝑛 + 6𝐻𝐻 2 0 → 𝑀𝑀𝑀𝑀𝑁𝑁𝐻𝐻 4 𝑃𝑃𝑂𝑂 4 � 6𝐻𝐻 2 𝑂𝑂 + 𝑛𝑛𝐻𝐻 +

La più comune forma di recupero del fosforo dalle acque reflue ha luogo come precipitazione della struvite, materiale potenzialmente commerciabile come fertilizzante.

Le tecnologie di recupero di fosforo sotto forma di struvite possono essere classificate nelle seguenti categorie:

• scambio ionico selettivo

• precipitazione in reattore agitato

• precipitazione in reattori a letto fluido (Fluidized Bed Reactor, FBR) o reattori

agitati ad aria

(12)

RECUPERO DI AZOTO

Le tecnologie di rimozione dell’azoto basate sui sistemi bioelettrochimici (BES) invece, consentono la rimozione dell'azoto ad alta efficienza energetica e persino il recupero dell'azoto utile (ammoniaca) dalle acque reflue. Il meccanismo di rimozione/recupero dell’azoto per via bioelettrochimica avviene attraverso quattro meccanismi:

1. L'ammonio viene trasportato dall'anodo alla camera del catodo, passivamente nella sua forma NH

3

non carica (1a) o attivamente nella sua forma NH

4+

carica (1b)

2. Il nitrato viene ridotto in gas N

2

inerte da parte di microrganismi sul catodo (2a). In questo caso, il nitrato deve essere formato prima, ad esempio, attraverso l'ossidazione biologica dell'ammonio per aerazione (2b)

3. Nell'anodo l'ammoniaca viene direttamente denitrificata a gas di azoto dai microrganismi (3)

4. L’ammonio viene incorporato nella biomassa durante la

crescita microbica nell'anodo (4)

(13)

CONCLUSIONI

In un mondo in cui la domanda di acqua dolce è in continuo aumento e

dove le limitate risorse idriche sono sottoposte a una pressione

crescente causata dall’estrazione eccessiva, dall’inquinamento e dal

cambiamento climatico, trascurare le opportunità provenienti da una

migliore gestione delle acque reflue è men che meno inconcepibile in un

contesto di economia circolare. Bisogna dunque cambiare il paradigma

relativo alla loro gestione dal “trattamento e smaltimento” al “riutilizzo,

riciclaggio e recupero della risorsa”. Da questa prospettiva, le acque reflue

non sarebbero più percepite come un problema da risolvere, ma come una

soluzione alle sfide che attualmente le società stanno affrontando.

(14)

GRAZIE PER

L’ATTENZIONE

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