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Casi di Studio
Presentiamo di seguito 3 casi di studio che riguardano imprenditori e start-up. I casi studio presentati sono stati selezionati sulla base della loro portata innovativa e della tecnologia che utilizzano, della circolarità, della replicabilità, del grado di impatto e della diffusione. In ogni caso di studio, si evidenziano le principali sfide e le possibili soluzioni.
Caso di Studio no.1: Dalle acque reflue all’acqua per l’agricoltura – una tecnologia innovativa per combinare trattamento e riutilizzo in agricoltura
Sfida
Come abbiamo anticipato, l’agricoltura rappresenta di gran lunga il maggior consumo d’acqua. L’uso di acque reflue trattate per l’irrigazione in agricoltura può sostituire la domanda agricola e ridurre lo stress idrico locale. D’altra parte, le future strategie di sviluppo agricolo della maggior parte dei paesi in via di sviluppo dipendono dalla possibilità di mantenere, migliorare ed espandere l’agricoltura irrigata.
Nel progetto RichWater, un gruppo di piccole imprese start-up ha messo insieme le proprie conoscenze per creare un approccio integrato per combinare il trattamento e l’irrigazione in un unico sistema che può trarre il massimo vantaggio dai nutrienti. La loro ambizione è quella di sviluppare un prototipo commerciale in scala superiore nel sud della Spagna per riutilizzare le acque reflue della comunità locale per l’irrigazione. L’obiettivo è quello di creare una situazione win-win per due settori (il trattamento delle acque reflue e il settore agricolo) trasformando le acque reflue pubbliche in un prezioso prodotto finale.
Il sistema integrato consiste in un MBR (bioreattore a membrana) a basso costo ed efficiente dal punto di vista energetico che produce acqua di irrigazione priva di agenti patogeni e ricca di nutrienti.
Il sistema di trattamento è collegato a:
- Il modulo di miscelazione (per la miscelazione su misura con acqua dolce e fertilizzanti aggiuntivi)
- L’unità di fertirrigazione
- Un modulo di monitoraggio/controllo che include sensori del suolo per garantire una fertirrigazione basata sulla domanda e sensibile alle esigenze del caso..
Associando questi moduli si ottiene un sistema completo e chiavi in mano per il riutilizzo sicuro delle acque reflue in agricoltura.
Risultati
- Produzione di acque reflue trattate (cioè acqua rigenerata),
- Basso consumo di energia
- Irrigazione di 3 colture target sul campione sperimentale: pomodoro, mango e avocado,
- L’acqua trattata fornisce il 50% dei principali macronutrienti (N, P, K) alle colture target,
- Studi agronomici per confrontare le colture irrigate con acqua di scarico e acqua convenzionale.
- Analisi costi-benefici e studio di fattibilità,
- Strategia di mercato.
Lessons learned
Il ricorso ai principi dell’economia circolare ha dimostrato che l’acqua bonificata può essere utilizzata per l’approvvigionamento dell’irrigazione. Allo stesso tempo può fornire il 50% dei principali macronutrienti (N, P, K) alle colture target. Anche se gli investimenti iniziali sono alti, il consumo di energia è basso e questo comporta comunque un beneficio economico netto.
Fonte: https://richwater.eu/gallery/
Caso di Studio no.2: Una tecnologia avanzata di trattamento delle acque reflue per la rimozione di contaminanti organici pericolosi
Sfida
Gli interferenti endocrini si trovano nelle pillole anticoncezionali, nei cosmetici, nel detersivo e in molti altri prodotti di uso domestico. Lo scarico degli interferenti endocrini in natura e di conseguenza nelle acque reflue provoca l’intersessualità di pesci, scarafaggi e lumache. La femminilizzazione dei pesci è stata notata recentemente in Danimarca e in altri luoghi. Per prevenire lo smaltimento di tali interferenti endocrini negli scarichi degli impianti di depurazione nella natura, è necessario adottare un metodo efficiente dal punto di vista dei costi. Un gruppo di piccole aziende ha lavorato insieme per sviluppare un sistema che in grado di eliminare i microrganismi patogeni e gli interferenti endocrini dalle acque reflue.
L’idea di base è di introdurre processi avanzati di foto-ossidazione negli impianti di trattamento delle acque reflue utilizzando lampade ultraviolette. La luce delle lampade ultraviolette è in grado di distruggere i batteri e rimuovere le sostanze chimiche dalle acque reflue con l’uso di ossidanti, ad esempio ozono o biossido di cloro.
In questo modo, i WTTP possono produrre effluenti non pericolosi. Le caratteristiche del metodo sono:
- Sistema semplice per la disinfezione delle acque reflue,
- Sistema semplice per la rimozione di interferenti endocrini e altri composti pericolosi,
- Sistema flessibile,
- Facile da installare,
- Tecnologia avanzata di controllo del processo,
- Lampade UV ad alta intensità energetica,
- Basso investimento di capitale
- Basso costo operativo,
- Ambiente e salute,
- Eccellente qualità di balneazione,
- Nessun rischio per la fauna e gli ecosistemi delle acque recipienti,
Risultati
- Disinfezione: Questo sistema ha dimostrato che è possibile garantire che l’effluente degli impianti di trattamento delle acque reflue sia libero da microrganismi patogeni, garantire la qualità e rispettare la direttiva CE per le acque di balneazione.
- Rimozione degli interferenti endocrini: Il sistema è utile per la rimozione degli interferenti endocrini e di altri composti pericolosi dalle acque reflue trattate (tasso di rimozione del 99,8%).
Lessons learned
La soluzione tecnica proposta ha dimostrato che con un investimento ridotto è possibile soddisfare i requisiti della direttiva UE sulle acque di balneazione e garantire che i livelli di interferenti endocrini con attività estrogenica nelle acque reflue siano contenuti. Questa esperienza crea opportunità per imprenditori e start-up per implementare altre soluzioni tecniche basate sull’uso finale dell’acqua per eliminare gli inquinanti dell’acqua.
Figura: APOP System.
Fonte: https://www.slideshare.net/NIDHISRIVASTAVA52/advanced-photo-catalytic-oxidationwastewater
Caso di Studio no.3: Processi di risparmio idrico per la produzione tessile
Sfida
L’acqua è una risorsa importante nei processi di produzione, compreso il settore tessile. L’industria tessile dipende dall’acqua praticamente in tutte le fasi della produzione. I coloranti, i prodotti chimici speciali e di finitura usati per produrre i vestiti sono tutti applicati ai tessuti in bagni d’acqua. Questo significa che vengono utilizzate enormi quantità d’acqua per tingere, rifinire e lavare i vestiti. Ridurre il consumo di acqua stabilendo processi di produzione sostenibili può quindi essere un vantaggio sia per le aziende che per le comunità in cui operano. In risposta al consumo e all’inquinamento dell’acqua da parte dell’industria tessile, molte aziende hanno iniziato a studiare soluzioni alternative.
Qui presentiamo un caso di studio sulle misure di conservazione dell’acqua nelle attrezzature di tintura in una fabbrica tessile in Croazia. I giovani imprenditori hanno analizzato tutti i processi e selezionato le azioni migliori per ridurre il consumo di acqua nell’azienda. Si sono concentrati sui processi di lavaggio e risciacquo, poiché entrambi i processi sono importanti nelle industrie tessili per ridurre le impurità nel tessuto a livelli predeterminati. Per limitare il consumo d’acqua in questi processi, sono stati individuati metodi di successo per una riduzione dell’acqua in discontinuo e in continuo. L’attrezzatura impiegata in un programma di conservazione dell’acqua è relativamente poco costosa; nella maggior parte dei casi, sono sufficienti alcune valvole, tubi, piccole pompe e serbatoi. I costi operativi di questi sistemi sono generalmente contenuti. La manutenzione ordinaria e, in alcuni casi, l’elettricità per le pompe, potrebbero risultare più costosi.
Le misure di conservazione dell’acqua portano a [33]:
- Riduzione dei costi di trattamento,
- Riduzione del costo di trattamento delle acque reflue,
- Riduzione del consumo di energia termica,
- Riduzione del consumo di energia elettrica,
- Riduzione del carico di inquinanti..
Risultati
L’applicazione di queste misure ha permesso un risparmio significativo dell’acqua stessa (90% dell’acqua), così come dei costi associati al suo scarico e all’acqua in entrata.
Queste tecniche integrative possono essere implementate in altre industrie tessili. Il periodo di ammortamento di un sistema di conservazione dell’acqua varia a seconda della quantità di acqua risparmiata, delle tasse di fognatura e dei costi per l’acqua grezza e il trattamento delle acque reflue..
Lessons learned
La conservazione e il riutilizzo dell’acqua sono una necessità per l’industria tessile. È possibile ridurre la quantità di acqua usata nelle fabbriche tessili. Si riduce il costo dei prodotti tessili finiti riducendo le spese per l’acqua dolce e lo scarico delle fogne. La quantità d’acqua richiesta per la lavorazione tessile varia da fabbrica a fabbrica e dipende dalla produzione del tessuto, dal processo, dal tipo di attrezzatura e dai coloranti. Così si creano molte opportunità per gli imprenditori e le start-up di adattare il consumo d’acqua alle loro attività tessili.
