Il recupero della cellulosa dalle acque reflue urbane (Cellvation) : potenzialità e impatti sulla depurazione

Regarding the circular economy, urban wastewater is an important source of exploitable resources, including cellulose from toilet paper. Cellulose recovery (in terms of dewatered cellulosic sludge) occurs directly from untreated wastewater, through a process called Cellvation®, which is an alternative to the primary sedimentation. In this research has been analyzed the performance of a Cellvation plant® at the pilot scale, installed by the Dutch company CirTec at the Truccazzano WWTP (Gruppo CAP). The system layout consists of a grit removal, a rotating drum screen (removal of coarse solids), a Salsnes rotating belt filter (removal of SST, with high selectivity for cellulosic solids) and a screw press. During operation, the pilot treated a sewage flow rate between 60 and 80 m3/h, with an average TSS concentration of 199 mg/L, producing an average of 7 kgSST/d of cellulosic sludge. The sludge recovered had a dry solid content of 45 % and an SV/ST ratio of 80%. The Salsnes filter efficiency and the screw press solids capture were lower than reported in other papers, probably due to the size of the filter pores, not adequate compared to the particle size distribution of the incoming SST, and the non-dosing of polyelectrolyte upstream the screw press. The cellulose content in the cellulosic sludge reached 38 % on a dry basis, while BMP tests results (between 196 and 417 NmL CH4 / g SV) showed a different anaerobic degradation of the sludge according to plant configurations. The full-scale impacts of the process on the treatment chain have been studied comparing the implementation of an optimized Salsnes filter with the traditional primary sedimentation. The results showed a potential reduction in the air flow required by the biological reactor (thanks to the higher removal of particulate COD), a similar denitrifying capacity and a reduction in the biogas production for the non-anaerobic digestion of the primary sludge.

Nell’ottica dell’economia circolare le acque reflue urbane costituiscono un’importante fonte di risorse, tra le quali rientra la cellulosa derivante dalla carta igienica. Il recupero della cellulosa (in termini di fango cellulosico disidratato) avviene direttamente a partire dalle acque reflue non trattate, tramite un processo chiamato Cellvation®, che si configura come alternativa alla tradizionale sedimentazione primaria. Nella presente ricerca sono state analizzate le performance di un impianto Cellvation® alla scala pilota, installato dalla società olandese CirTec presso l’impianto di depurazione di Truccazzano (Gruppo CAP). L’impianto è costituito da un dissabbiatore, da un filtro a tamburo rotante (rimozione dei solidi grossolani), da un filtro a nastro rotante tipo Salsnes (rimozione degli SST, con elevata selettività per i solidi cellulosici) e da una pressa a vite. Durante l’operatività, il reattore pilota ha trattato una portata di refluo compresa tra 60 e 80 m3/h, con una concentrazione media di SST di 199 mg/L, producendo mediamente 7 kgSST/d di fango cellulosico. Il fango è stato recuperato al 45 % di secco e con un rapporto SV/ST dell’80 %. L’efficienza di rimozione degli SST del filtro Salsnes e la resa di cattura della pressa a vite sono risultate inferiori rispetto a quanto riportato in letteratura. Ciò è probabilmente dovuto alla dimensione dei pori del filtro, non adeguata rispetto alla distribuzione granulometrica degli SST in ingresso, e al fatto che non sia stato previsto il dosaggio di polielettrolita. Il contenuto di cellulosa nel fango cellulosico ha raggiunto il 38 % su base secca, mentre i risultati delle prove BMP (tra 196 e 417 NmL CH4 / g SV) hanno mostrato una degradabilità anaerobica del fango variabile a seconda delle configurazioni impiantistiche. Gli impatti a piena scala sulla filiera depurativa sono stati studiati confrontando le prestazioni di un filtro Salsnes ottimizzato e della tradizionale sedimentazione primaria. I risultati ottenuti hanno mostrato una riduzione della portata d’aria necessaria al comparto biologico (per la maggior rimozione del COD particolato), una simile capacità denitrificante ed una riduzione della produzione di biogas per la mancata digestione anaerobica del fango primario.