Può la filtrazione a membrana supportare il recupero di risorse dai fanghi di depurazione?

Questa è una delle domande che un’iniziativa di ricerca e sviluppo triennale, finanziata dall’Agenzia danese per la protezione dell’ambiente tramite il programma MUDP, analizzerà nell’ambito del recupero di risorse dai fanghi di depurazione. Il lavoro fa parte del progetto EXTRACT, che si concentra sull’estrazione di biopolimeri da utilizzare in sistemi di riciclo circolare.

Avviato a febbraio 2026, il progetto sta valutando la fattibilità del recupero di biopolimeri presenti in natura, in particolare delle sostanze polimeriche extracellulari (EPS), prodotte dai microrganismi nei fanghi. Isolando e recuperando questi composti, i ricercatori mirano a valutarne l’idoneità come materiali ad alto valore, con il potenziale di sostituire i leganti polimerici attualmente derivati dal petrolio greggio o da sottoprodotti petrolchimici. 

“Il solo successo tecnico non basta. Le soluzioni devono essere valide anche dal punto di vista ambientale, operativo e commerciale”, afferma Emmanuel Joncquez, ingegnere di processo in Alfa Laval specializzato in soluzioni per il trattamento delle acque reflue e rappresentante dell’azienda nel progetto EXTRACT. 

Sottolinea che la scelta di sistemi di trattamento avanzati richiede una valutazione completa delle prestazioni tecniche insieme ai fattori economici e ambientali. La ricerca adotta quindi un approccio olistico per identificare le tecnologie disponibili più appropriate. 

Ridurre le emissioni attraverso l’utilizzo delle risorse 

In Danimarca, gli impianti di trattamento delle acque reflue generano circa 140.000 tonnellate di fanghi di depurazione ogni anno. Questo materiale viene in genere sottoposto a digestione anaerobica per produrre biogas, distribuito su terreni agricoli oppure incenerito. Queste modalità di gestione sono associate sia a emissioni di gas serra sia a costi economici, costituendo un forte incentivo all’individuazione di alternative più sostenibili ed economicamente vantaggiose.  

Stime preliminari indicano che l’estrazione di risorse di valore dai fanghi di depurazione, come i biopolimeri, potrebbe ridurre il volume di fango residuo fino al 15–25% senza compromettere la produzione di biogas. Se applicato all’intera produzione nazionale di fanghi in Danimarca, l’approccio potrebbe potenzialmente generare risparmi annui di anidride carbonica fino a 20.000 tonnellate. 

Partner industriali, tra cui CRH Products e Munck Asfalt, partecipano al progetto come utilizzatori finali, rappresentando i settori del calcestruzzo e dell’asfalto. Queste industrie hanno storicamente fatto affidamento su polimeri di origine fossile e l’impiego di biopolimeri derivati dai fanghi potrebbe contribuire a ridurne l’impronta di carbonio. Alfa Laval contribuisce al progetto EXTRACT come unico fornitore di tecnologia. 

“Testare e dimostrare la nostra tecnologia e competenza supporterà l’estrazione di valore da ciò che era considerato un rifiuto costoso”, aggiunge Joncquez.

Il progetto, svolto in collaborazione con l’Università di Aarhus e con l’utility Aarhus Vand, inizierà con ricerche di laboratorio presso l’università, seguite da prove su scala pilota ad Alfa Laval Nakskov per valutare le prestazioni di processo in condizioni operative rappresentative. In caso di risultati favorevoli, il progetto passerà quindi a test pilota in sito presso l’impianto di depurazione di Marselisborg per valutarne l’applicabilità su scala reale. 

Qual è il ruolo della filtrazione a membrana?

La filtrazione a membrana è oggetto di studio come tecnologia abilitante chiave sia nell’estrazione sia nelle fasi di trattamento a valle dei biopolimeri. Le possibili applicazioni includono la purificazione dell’acqua e l’utilizzo dei biopolimeri recuperati come flocculanti nei processi di trattamento delle acque reflue.

“Nel processo lavoreremo sull’estrazione dai fanghi attivi e impiegheremo una gamma di tecnologie, includendo diverse tecnologie di separazione meccanica combinate con trattamento termico e sistemi a membrana per la purificazione finale”, spiega Joncquez. 

Le tecnologie di filtrazione a membrana, comunemente classificate come microfiltrazione (MF), ultrafiltrazione (UF), nanofiltrazione (NF) e osmosi inversa (RO), consentono la rimozione progressiva di particelle e sostanze disciolte. Microfiltrazione e ultrafiltrazione sono ampiamente utilizzate come fasi di post-trattamento per migliorare la qualità dell’effluente, in particolare quando le acque trattate vengono riutilizzate per l’irrigazione o per applicazioni industriali. Servono anche come fasi di pre-trattamento per i sistemi di osmosi inversa nel trattamento delle acque reflue e nella desalinizzazione dell’acqua di mare. 

Sebbene spesso associata alla disinfezione, la filtrazione a membrana può anche contribuire all’estrazione di nutrienti, rafforzando ulteriormente il ruolo delle membrane nei sistemi avanzati di trattamento delle acque reflue e di recupero delle risorse. 

Con un orizzonte di progetto di tre anni, le attività iniziali si concentreranno sulla verifica che le concentrazioni di microinquinanti nei biopolimeri recuperati rientrino entro limiti normativi accettabili. Se dimostrato fattibile su larga scala, l’approccio potrebbe supportare lo sviluppo di percorsi più sostenibili per la produzione di polimeri, con Alfa Laval in posizione di fornitore di soluzioni tecnologiche integrate.