Soluzioni tecnologiche alternative

Oltre ai pretrattamenti dei fanghi, si analizzano processi tecnologici alternativi che possono essere applicate per incontrare una soluzione a questa problematica. Secondo l’articolo pubblicato dalla Water Environment Research, “High-rate Anaerobic Side-Stream Reactor (ASSR) Processes to Minimize the Production of Excess Sludge” \cite{Park_2015} , si possono sviluppare processi per minimizzare la produzione eccessiva di fanghi durante i trattamenti a fanghi attivi. Questi sistemi sperimentali includono un reattore a flusso laterale anaerobico ad alta velocità e il ricircolo del fango, e hanno dimostrato una qualità accettabile dell’effluente nonostante la produzione minima di fanghi. L’obiettivo di questo studio era dimostrare che l’utilizzo di piccole ASSR diminuisce significativamente la produzione di fanghi. Il problema che si presenta, sebbene sia una soluzione adeguata, lo SRT dei fanghi rimane molto lungo. Lo studio si svolge in una vasca di digestione anaerobica per indagare il rilascio e degradazione dei fiocchi presenti nel fango per diversi SRT, perché è sospettato che lunghi SRT possano causare una povera flocculazione deteriorando la qualità del flusso. In questo caso, si raggiunge non solo una minimizzazione della produzione di fanghi, ma anche una bioflocculazione effettiva degli stessi. Inoltre, è stato dimostrato che l’implementazione di questi processi ASSR ha avuto successo per alcune applicazioni ma non per tutte. In conclusione, si possono minimizzare le quantità di fanghi prodotti per lo smaltimento attraverso l’incorporazione di piccoli bioreattori anaerobici nei flussi laterali, tuttavia studi più approfonditi devono essere condotti per dimostrare che l’applicazione a scala reale sia possibile.
Un’alternativa diversa per compensare i costi derivati dal trattamento e smaltimento dei fanghi di depurazione sarebbe aumentare la produzione di biogas, il quale può essere utilizzato come fonte sostenibile di energia sia nel proprio impianto di trattamento, sia per essere venduto ad altre aziende ed ottenere così un guadagno economico. La ricerca scientifica ha portato avanti nuove alternative per elevare la produzione di biogas e recenti studi sono stati pubblicati. Uno studio condotto nella Svezia e pubblicato su EMJEI \cite{Bj_rn_2017} indaga sulla fattibilità di utilizzare la frazione organica dei rifiuti solidi urbani come co-substrato con fanghi attivi di depurazione per la produzione di biogas. In questo caso, uno degli obiettivi fondamentali è stato aumentare la produzione annuale di biogas nella Svezia. La frazione organica dei rifiuti solidi urbani è un substrato interessante per i processi di digestione anaerobica dovuto alla sua disponibilità, abbondanza e il suo potenziale per produrre biogas. L’ipotesi si basa nella produzione di energie rinnovabile a partire da due fonti principali di rifiuti organici e comporta la co-digestione di fanghi di depurazione con la frazione organica dei rifiuti. Le principali limitazioni includono la necessità di disidratazione dei fanghi per mantenere un tempo di detenzione idraulica sufficiente, ed un consumo maggiore di energia per la miscelazione dovuto alla maggiore viscosità del fango causata dalla co-digestione. Un’altra inquietudine è il rischio di bulking del fango a seguito dell’aumento della viscosità, che possa causare gravi danni agli impianti di biogas. I risultati hanno dimostrato che la co-digestione della frazione organica dei rifiuti solidi urbani con i fanghi di depurazione nei digestori anaerobici è favorabile nonostante le limitazioni segnalate prima, con un potenziale di aumentare la produzione di biogas circa quattro volte senza disturbare la performance del processo.
Lo studio assegnato di Naddeo et al. ha come obiettivo cercare una soluzione effettiva per la riduzione dei costi coinvolti nel trattamento e smaltimento dei fanghi di depurazione. Propone dimostrare che l’applicazione di ultrasuoni nel pretrattamento del fango risulta in benefici in termini economici per quanto riguarda la diminuzione non solo dei fanghi per essere smaltiti ma anche di energia utilizzata per la miscelazione degli stessi, come conseguenza della modificazione della struttura del fango dopo l’applicazione del processo di ultrasuoni che rende il fango significantemente più omogeneo e meno sedimentabile. Questi guadagni in termini energetici compensano i consumi di energia richiesti dai generatori di ultrasuoni. Peraltro, l’aumento nella produzione di biogas può essere utilizzato come fonte di energia per l’impianto e anche per essere venduto alle terze parti. Oltretutto, sostiene che l’applicazione del pretrattamento ad ultrasuoni ai digestori anaerobici riduce i costi in termini di diminuzione del volume dei reattori e della quantità di fango da smaltire, maggiore produzione di energia ottenuta dal biogas generato e minore necessità di agitazione e riscaldamento del fango di depurazione.