DEPURARE (Disinfezione E Purificazione Acque Reflue) e Depurazione delle acque reflue tramite metodi eco-sostenibili (soluzioni elettrochimicamente attivate, microalghe, zeoliti e nanospugne)

1. Documentazione di progetto della soluzione:
DEPURARE (Disinfezione E Purificazione Acque Reflue) e
Depurazione delle acque reflue tramite metodi eco-sostenibili (soluzioni elettrochimicamente
attivate, microalghe, zeoliti e nanospugne)
INDICE
1. Descrizione progetto
2. Descrizione del team e delle proprie risorse e competenze
3. Descrizione dei bisogni che si intende soddisfare
4. Descrizione dei destinatari della misura
5. Descrizione della tecnologia adottata
6. Indicazione dei valori economici in gioco (costi, risparmi ipotizzati, investimenti necessari)
7. Tempi di progetto

2. 1. Descrizione progetto
DEPURARE si propone di testare metodologie alternative per la depurazione e la disinfezione finale
del processo di trattamento delle acque reflue, al fine di evitare l’impatto legato sia alla presenza del
cloro residuo sia alle sostanze non completamente eliminate, dannose per l’ambiente, ed ha come
finalità il riutilizzo delle acque. Coniuga metodologie diverse e innovative: soluzioni
elettrochimicamente attivate attraverso elettrolisi (ECA); phyco-depurazione tramite microalghe;
impiego di zeolite e nanospugne, in modo da ridurre al minimo le sostanze presenti nelle acque
reflue.
DEPURARE ricerca sistemi sostenibili dal punto di vista energetico e ambientale di depurazione delle
acque; nell’ottica di un’economia circolare, considera le acque reflue come una risorsa da recuperare,
più che uno scarto da smaltire.
DEPURARE intende sperimentare l’efficacia dei sistemi sopradescritti combinati tra loro,
applicandoli in scala sperimentale e preindustriale presso gli impianti di AMAG Reti Idriche spa. Le
metodologie applicate sono semplici e facilmente replicabili, in particolare il sistema ECA e le zeoliti.
2. Descrizione del team e delle proprie risorse e competenze
AMAG Reti idriche spa, sede ad Alessandria, si occupa del servizio idrico integrato (acquedotto,
fognatura e depurazione) in 63 Comuni e una Comunità montana in un vasto territorio tra
l’Alessandrino, l’Acquese, la Valle Bormida e la Langa Astigiana in cui vivono circa 150.000 persone.
Il servizio idrico gestisce 1384 km di reti di distribuzione dell’acqua potabile, 150 serbatoi, 83 pozzi
e 5 sorgenti; ogni anno immette in rete circa 15 milioni di mc di acqua potabile ed esegue oltre 2000
analisi microbiologiche e chimiche con l’obiettivo di garantire la massima sicurezza. Il servizio di
depurazione gestisce 600 km di rete fognaria, 80 depuratori < 2000 abitanti equivalenti e 11
depuratori > 2000 abitanti equivalenti; ogni anno tratta circa 12 milioni di mc di acque reflue.
Università del Piemonte Orientale UNIUPO - Dipartimento di Scienze ed Innovazione
Tecnologica DISIT
UNIUPO ha tre sedi (Alessandria, Vercelli, Novara), è composta da 7 Dipartimenti e una Scuola; conta
circa 12.000 studenti, 400 docenti / ricercatori, 350 unità di personale tecnico / amministrativo, 130
studenti di Dottorato e 100 collaboratori post-doc positions. UNIPO lavora con bandi e finanziamenti;
attualmente è coinvolta in 20 progetti FP7 e 6 progetti H2020. Lo svolgimento di attività di ricerca
porta all’instaurazione di rapporti con centinaia di entità sia pubbliche che private, basate in tutto il
mondo (in particolare in Europa). Le attività di ricerca sono sempre state caratterizzate da un alto
grado di interdisciplinarietà.

3. Università di Torino
Il Dipartimento di Chimica dell'Università degli Studi di Torino ha come scopi principali
l'organizzazione e la promozione di attività di ricerca e didattica concernenti le Scienze Chimiche ed
anche discipline affini, considerandone sia gli aspetti di base, tanto sperimentali quanto teorici, sia
quelli più specificatamente applicativi. In particolare il gruppo di ricerca coinvolto nel progetto si
occupa da sempre di tematiche ambientali, energie rinnovabili ed eco-sostenibili.
Università di Padova
Il gruppo di ricerca sulle Microalghe dell’Universita di Padova (PAR-Lab), si occupa da circa dieci anni
dell’ottimizzazione della coltivazione di microalghe e cianobatteri per scopi industriali. Il gruppo e
multidisciplinare, con competenze di biologia, biotecnologie, ingegneria chimica ed ingegneria
ambientale. Le applicazione delle microalghe sono molteplici: le applicazioni energetiche sono
ancora in fase di ricerca, ma le microalghe trovano campi di applicazione anche nei settori
nutraceutico, alimentare, per mangimistica, e soprattutto in campo ambientale. Recentemente le
microalghe stanno attirando molta attenzione come possibile trattamento alternativo delle acque
reflue.
Tea Sistemi srl di Vinovo (TO)
La TEA Sistemi azienda operante nel settore ambientale dal 2009 si occupa del trattamento delle
acque e dei rifiuti nel rispetto dell'ambiente e della salute pubblica applicando tecnologie innovative
che utilizzano prodotti reperibili in natura, attraverso strette collaborazioni con Enti Universitari di
ricerca, applicando il concetto dell'economia circolare ai fini della riduzione dei costi di trattamento
a favore dell'incremento dell'occupazione formando e riformando operatori del settore.
3i Efficientamento Energetico di Alessandria
3i Efficientamento Energetico (3iEE) nasce dalla volontà di creare un’azienda che si occupi di energia
e di efficientamento energetico in stretta collaborazione con diverse società. Fornisce opzioni
sostenibili su tutte le problematiche inerenti gli ambienti abitativi e lavorativi, offrendo soluzioni
all’avanguardia sia tecniche che progettuali e valutazione dei costi effettivi degli interventi e dei
tempi di ritorno economico.
Il gruppo di lavoro di DEPURARE integra le competenze del personale AMAG Reti Idriche con quelle
di chimici, fisici e biologie ingegneri energetici.
3. Descrizione dei bisogni che si intende soddisfare
DEPURARE metterà a punto, su scala pre-industriale, un metodo di depurazione e disinfezione del
refluo finale più efficace e più rispettoso dell’ambiente, con riutilizzo dei prodotti derivanti dai

4. processi di depurazione in modo da produrre riciclo, risparmio energetico e riduzione di CO2. Il
metodo sarà alternativo all’utilizzo di ipoclorito di sodio, dannoso per l’ambiente, e garantirà il
miglior rapporto costo/efficienza, il miglioramento dell’efficienza energetica e l’eliminazione del
cloro residuo. Assicurerà l’abbattimento di Escherichia Coli al 100% e risolverà il problema della
tossicità delle sostanze utilizzate attualmente per la disinfezione, dirimendo quindi una discussione,
aperta su diversi tavoli tecnici ormai da diversi anni, sulla corretta applicazione dell’ipoclorito di
sodio negli impianti di depurazione.
4. Descrizione dei destinatari della misura
I destinatari finali sono cittadini serviti da AMAG Reti Idriche, circa 150.000 persone. Potranno
usufruire della tecnologia testata tutte le multiutility del settore. La metodologia potrà essere
applicata a realtà analoghe ma anche con dimensioni minori
5. Descrizione della tecnologia adottata
Il progetto sperimenterà l’efficacia dei seguenti sistemi combinati tra loro, applicandoli in scala
sperimentale e preindustriale presso gli impianti di AMAG Reti Idriche spa.
1. Il sistema ECA necessita unicamente di acqua, sale da cucina e corrente elettrica e si basa su un
processo di elettrolisi, consistente nel passaggio di corrente elettrica ad alto amperaggio ma a basso
voltaggio attraverso una soluzione salina. Produce differenti tipi di soluzioni elettrochimicamente
attivate, completamente atossiche e disinfettanti che consentono la sterilizzazione, disinfezione e
depurazione dell’acqua con la distruzione di batteri, spore, virus, muffe, lieviti, funghi, biofilm, cattivi
odori. Il progetto realizzerà un prototipo ECA con migliorata affidabilità e durata rispetto a quelli
esistenti sul mercato, da applicare prima del processo di clorazione o in alternativa, e valuterà i
benefici sulla disinfezione e depurazione delle acque reflue e sul risparmio energetico, prima passare
alla fase di produzione industriale in serie del sistema.
2. Recentemente si è dimostrato che le microalghe possono rappresentare un trattamento
alternativo delle acque reflue essendo in grado di rimuovere efficacemente azoto e fosforo. Le
microalghe usano CO2 e una parte dei nutrienti disciolti nelle acque reflue (N e P) per crescere,
rilasciando ossigeno come sottoprodotto. I batteri aerobici usano questo ossigeno disciolto per
consumare il substrato organico. La CO2 prodotta viene utilizzata dalle microalghe per la fotosintesi,
chiudendo questo cerchio biologico.
Il progetto sarà accompagnato da una campagna analitica di analisi delle acque e con valutazione dei
risultati. L’applicazione industrializzata sarà proiettata su tutta la portata degli impianti (circa
18.000 mc/gg).
3. Le zeoliti sono materiali speciali che appartengono alla classe di minerali microporosi. Le
proprietà principali sono: disidratazione reversibile, alta selettività e capacità di assorbimento
molecolare, comportamento catalitico, elevata capacità di scambio ionico. Le zeoliti mostrano

5. selettività nei confronti di determinati cationi, messe a contatto con soluzione policationiche,
scambiano primariamente e preferibilmente cationi che meglio si adattano alla loro struttura; cationi
che corrispondono a cationi con bassa energia di solvatazione (K,Cs,NH4,Pb,Ba,Sr). In realtà però,
anche se messe a contatto con soluzioni contenenti solo cationi non preferiti la zeolite lentamente
ma inesorabilmente li rimuoverà. Le zeoliti sono in grado di cedere l’elemento nutritivo in modo
lento, ottimizzando l’assorbimento da parte della pianta (utilizzo agronomico) che consente un
aumento della fertilità del terreno oltre che della capacità di scambio e della ritenzione idrica.
4. Le nanospugne, costituite principalmente da biopolimeri tipo malto destrine, che costituiscono
una famiglia di oligasaccaridi ottenuti a partire dall’amido proveniente da diverse forme di biomassa.
Attraverso processi di conversione enzimatica o idrolisi parziale è possibile ottenere sia
maltodestrine cicliche che lineari. L’utilizzo di specifici agenti reticolanti permette di ottenere,
partendo da entrambe le classi di maltodestrine, struttre polimeriche ecocompatibili e
biocompatibili. E’ possibile ottenere biopolimeri solubili ed insolubili (nanospugne) con idroficità e
carica elettrica modulabili ed elevato potere complessante. L’utilizzo di tali materiali è applicabile nel
trattamento delle acque per l’abbattimento di ioni metallici, inquinanti organici e anioni organici.
Hanno un elevato assorbimento di acqua (assorbimento dell’acqua 25 volte maggiore del peso di
partenza).
6. Indicazione dei valori economici in gioco (costi, risparmi ipotizzati, investimenti necessari)
AMAG Reti idriche ha avviato una sperimentazione con i partner, con la direzione scientifica di
UNIPO-DISIT, affidando nel marzo 2018 a Bioredox la fornitura di un generatore ECA e a TEA Sistemi,
una campagna preliminare di sperimentazione basata sull’uso di microalghe, zeoliti e nanospugne.
Tea Sistemi a sua volta ha ingaggiato gli Istituti di Chimica delle Università di Torino e di Padova,
AMAG Reti idriche inoltre sponsorizzato due borse di ricerca, che saranno bandite da UNIPO, sul
tema.
Il progetto prevede di realizzare la Life Cycle Cost Analysis, in particolare dal punto di vista
energetico e ambientale, oltre che economico. Questi aspetti sono presi in carico da 3i
Efficientamento Energetico. Verranno analizzate le combinazioni delle tecnologie prese in esame in
ottica di Life Cycle Thinking (dal reperimento delle risorse primarie per lo studio e la costruzione
degli impianti fino al loro smaltimento).
E’ in corso la ricerca di finanziamenti per la continuazione del progetto.
7. Tempi di progetto
24 mesi