Recupero di energia negli impianti di depurazione acque reflue dell’industria alimentare

Recupero di energia negli impianti di depurazione acque reflue dell’industria alimentare 

Gli operatori del settore alimentare, caratterizzato da segmenti ad alto consumo idrico, come ad esempio quelli della carne e lattiero-caseario, devono affrontare diverse sfide: assicurarsi di seguire in modo corretto le direttive nazionali, anticipare i cambiamenti normativi e trasformare il problema degli scarti produttivi in opportunità di business.

Le acque di scarto (acque reflue) generate dall’industria alimentare provengono non solo dai processi produttivi, ma anche dall’acqua utilizzata per i lavaggi e, più in generale, da tutta l’acqua utilizzata all’interno dello stabilimento. 

Per questo motivo, la composizione delle acque reflue è soggetta ad una certa variabilità, anche a seconda delle stagioni e delle lavorazioni, ed è spesso un’acqua ricca di nutrienti, principalmente sostanze organiche al carbonio (COD - Chemical Oxygen Demand e BOD - Biochemical Oxygen Demand). 

Le difficoltà connesse alla gestione delle acque reflue del settore alimentare sono quindi principalmente legate a:

• elevata variabilità dei carichi e della composizione; 

• lavorazioni discontinue.

Tali caratteristiche possono mettere a rischio il funzionamento quotidiano dell’impianto di depurazione e aumentare il rischio di non raggiungere le prestazioni desiderate, compromettendo la linea di produzione.

Infine, poiché non è possibile scaricare le acque reflue direttamente nel corpo idrico ricevente senza aver prima rimosso tutta una serie di sostanze nocive, il refluo deve essere adeguatamente trattato o  pretrattato in modo idoneo nel caso in cui venga scaricato presso un impianto di depurazione municipale o consortile locale. 

Qui di seguito parleremo brevemente di trattamenti biologici anaerobici per il trattamento o il pretrattamento delle acque reflue.

Quando è conveniente scegliere un trattamento biologico anaerobico?

Il principio alla base di un processo di trattamento anaerobico (in condizioni di assenza di ossigeno) consiste nell’utilizzo di batteri (biomasse) che crescendo convertono in modo naturale il COD di scarto biodegradabile che è presente nelle acque reflue in biogas. 

Il Biogas così prodotto -una miscela di metano (CH4) e anidride carbonica (CO2)- può essere recuperato e riutilizzato all’interno dello stabilimento per produrre calore o energia. In alternativa, è procedura sempre più comune quella di separare ulteriormente il metano (biometano) all’interno del biogas per recuperarlo ed immetterlo in rete, generando una fonte di guadagno per lo stabilimento. A differenza dei trattamenti biologici aerobici, quelli anaerobici garantiscono oltre alla produzione di biometano anche limitate produzioni di fanghi biologici e bassi consumi energetici (Figura 1). 

I processi anaerobici applicati al settore alimentare garantiscono spesso alte rese di rimozione di COD, tipicamente comprese tra il 70 e il 99%, perché le stesse acque reflue sono caratterizzate da alte percentuali di materiale biodegradabile.

• il trattamento anaerobico con biomasse di tipo granulare; 

• il trattamento anaerobico con biomasse in sospensione. 

Entrambe le tecnologie hanno come fine quello di:

• valorizzare al massimo il COD di scarto come fonte di produzione di biometano; 

• ridurre la produzione di fanghi di depurazione da mandare allo smaltimento; 

• ottimizzare i costi gestionali dell’impianto di trattamento. 

La scelta tra una tecnologia di tipo a biomassa granulare oppure a biomassa in sospensione dipende dalle caratteristiche del refluo da trattare: ad esempio, le industrie della carne, lattiero-casearia e della lavorazione di oli e grassi producono generalmente reflui o correnti specifiche ad elevato contenuto di COD e di solidi che possono essere valorizzati con tecnologie a biomassa in sospensione del tipo Biobulk™ CSTR. Viceversa, acque reflue ad alto contenuto di COD solubile come quelle derivanti dai lavaggi degli ortaggi, birrifici e lavorazione del riso, sono generalmente più adatte al trattamento con tecnologie a biomassa granulare del tipo Biobed™ Advanced EGSB. 

I ridotti costi gestionali, la produzione di biogas e di biometano e la quasi totale eliminazione dei costi di smaltimento fanghi, rendono i processi biologici anaerobici un must da valutare per l’ottimizzazione del vostro stabilimento.

Conclusioni:

La sostenibilità ambientale è oggi strategica per numerose aziende, specialmente per quelle del settore alimentare che da sempre hanno creduto nel legame con il territorio e nello sviluppo di un’economia circolare. Il Ministero dello sviluppo economico, attraverso il piano Nazionale Transizione 4.0, ha messo in campo risorse importanti a sostegno di interventi di recupero e efficientamento degli impianti di depurazione, attraverso tecnologie come quelle descritte in questo articolo.