Water 4 future

Il
progetto

Dimostrativo sul recupero di materie prime e riuso dell’acqua dalla depurazione attraverso un approccio di economia circolare con minimizzazione delle emissioni di carbonio e mitigazione del cambiamento climatico

Il Water Resource Recovery Facility
dell’Università di Palermo - WRRF-UNIPA

Il WRRF- UNIPA è stato realizzato nel Campus
dell’Università degli Studi di Palermo in Viale delle Scienze.

Gli obiettivi

L’obiettivo principale di WRRF-UNIPA è il recupero delle seguenti risorse dalla depurazione delle acque:

  1. Nutrienti (azoto e fosforo): impiego di colonne di adsorbimento/desorbimento, riempite con biochar e zeolite, per il recupero di nutrienti da riutilizzare in agricoltura come fertilizzanti a lento rilascio.
  2. Biopolimeri per produzione di bioplastica: impiego di un impianto innovativo con bioreattori in grado di trasformare i fanghi di depurazione in biopolimeri, poliidrossialcanoati, precursore della bioplastica. Questa iniziativa riduce i rifiuti nocivi che richiedono un trattamento costoso e dispendioso in termini energetici, fornendo allo stesso tempo un’alternativa sostenibile alla plastica convenzionale a base di petrolio. 
  3. Acqua: attraverso tecnologie avanzate di depurazione a basse emissioni di gas climalteranti, viene prodotta acqua depurata idonea per il riuso in agricoltura secondo le nuove norme di legge: 2020/741 EU. 
  4. Compostaggio dei fanghi di depurazione: attraverso un impianto di produzione del compost per il riuso in agricoltura.

La costruzione del WRRF-UNIPA

I lavori di costruzione del WRRF-UNIPA sono iniziati nel settembre 2020 e hanno seguito un complesso iter autorizzativo che ha visto diversi enti e competenze coinvolti: sovraintendenza beni culturali, comune di Palermo, genio civile di Palermo, dipartimento di urbanistica ed università di Palermo. Il dimostrativo è stato inaugurato il 17 ottobre 2022.

Le tecnologie innovative del WRRF-UNIPA

Il WRRF-UNIPA utilizza delle tecnologie innovative per il recupero di materie prime dalla produzione di acqua per il riuso. Di seguito le principali tecnologie “water smart”

Gruppo 1: Minimizzazione dei fanghi e produzione di acqua per riuso

Le acque reflue prodotte all’interno del campus vengono depurate con un sistema innovativo e tecnologicamente avanzato. Attraverso l’applicazione del processo innovativo Oxic Settling Anaerobic viene ridotta la produzione di fanghi di depurazione da smaltire. L’utilizzo di membrane di ultrafiltrazione polimeriche o auto – formanti consente la produzione di acqua avente qualità compatibile con il riuso agricolo.

Tecnologie per la riduzione dei fanghi e produzioni di acqua depurata

Gruppo 2: Produzione di biopolimeri (PHA) Il fango di depurazione prodotto in eccesso viene utilizzato per allenare i microorganismi capaci di produrre PHA che viene successivamente estratto ed utilizzato come precursore della bioplastica.

Tecnologie per la produzione di biopolimeri

Gruppo 3: Colonne di adsorbimento/desorbimento Biochar e Zeolite vengono arricchiti di azoto e fosforo attraverso l’impiego di colonnine di adsorbimento – desorbimento ionico. I materiali arricchiti vengono poi utilizzati come fertilizzanti a lento rilascio.

Tecnologie per la produzione di fertilizzanti

Gruppo 4: Produzione di compost dal fango di depurazione

Il fango prodotto viene essiccato e utilizzato come compost per la crescita delle piante della serra.

Produzione di compost dai fanghi di depurazione

Le tecnologie innovative applicate al depuratore di Corleone: riuso dell’acqua e riduzione dei fanghi di depurazione

Il depuratore di Corleone utilizza un sistema convenzionale a fanghi attivi con digestione aerobica. Il depuratore è progettato per trattare una portata di 3700 m3/giorno corrispondente a 12000 abitanti equivalenti.

Le tecnologie innovative applicate al depuratore di Marineo: la produzione di biopolimeri (PHA) e recupero di nutrienti da fertilizzanti a lento rilascio

L’impianto di Marineo è progettato per trattare una portata di 2160 m³/giorno, circa 7000 abitanti equivalenti. L’impianto adotta un sistema convenzionale a fanghi attivi con un digestore aerobico.

Disseminazione dei risultati ed il coinvolgimento delle parti sociali 
La comunità di Pratica COP

Sono stati organizzati diversi incontri ed eventi per il coinvolgimento delle parti sociali e la costitutizione di una COP al fine di superare le barriere per la transizione verso l’economia circolare

Disseminazione dei risultati ed il coinvolgimento delle parti sociali
Il convegno finale ICWRR 2024

L’evento internazionale organizzato a Palermo dal 18 al 21 Giugno 2024 conta più di 1200 ricercatori coinvolti e 300 partecipanti provenienti da 42 paesi, 10 keynote e la pubblicazione di 2 libri internazionali editati dalla Springer.

Il team di ricerca

guidato dal Prof. Giorgio Mannina – Ordinario di Ingegneria Sanitaria Ambientale del Dipartimento di Ingegneria e Direttore del WRRF – UNIpA, ha una forte connotazione multidisciplinare, coinvolge quattro di partimenti di UNIPA: ingegneria, scienze Agrarie, alimentari e forestali, giurisprudenza e scienze e tecnologie biologiche chimiche e farmaceutiche

Le attività di ricerca del WRRF – UNIPA è stata oggetto di pubblicazioni su riviste internazionali prestigiose e di grande impatto scientifico.

Principali pubblicazioni di riferimento:

 Mannina, G., Badalucco, L., Barbara, L., Cosenza, A., Di Trapani, D., Gallo, G., Laudicina, V.A., Marino, G., Muscarella, S.M., Presti, D., Helness, H. (2021). Enhancing a Transition to a Circular Economy in the Water Sector: The EU Project WIDER UPTAKE. Water, 13, 946.
 Mannina, G., Alduina, R., Badalucco, L., Barbara, L., Capri, F.C., Cosenza, A., Di Trapani, D., Gallo, G.,Laudicina, V.A., Muscarella, S.M., Presti, D. (2021). Water resource recovery facilities (Wrrfs): The case study of Palermo university (Italy). Water, 13, 3413.
 Mannina, G., Badalucco, L., Barbara, L., Cosenza, A., Di Trapani, D., Laudicina, V.A., Muscarella, S.M., Presti, D. (2022). Roadmapping the Transition to Water Resource Recovery Facilities: The Two Demonstration Case Studies of Corleone and Marineo (Italy). Water, 14, 156.
 Mannina, G., Gulhan, H., Ni, B.-J., 2022. Water reuse from wastewater treatment: The transition towards circular economy in the water sector. Bioresource Technology 363,127951.
 Mannina, G., Cosenza, A., Di Trapani, Gulhan, H., Bosco Mofatto, Mineo, A., P.M., (2024). Reduction of sewage sludge and N2O emissions by an Oxic Settling Anaerobic (OSA) process: The case study of Corleone (Italy) wastewater treatment plant. Science of The Total Environment 906, 167793.

 

Le attività di ricerca del WRRF – UNIPA è stata oggetto di pubblicazioni su riviste internazionali prestigiose e di grande impatto scientifico. Principali pubblicazioni di riferimento:  Mannina, G., Badalucco, L., Barbara, L., Cosenza, A., Di Trapani, D., Gallo, G., Laudicina, V.A., Marino, G., Muscarella, S.M., Presti, D., Helness, H. (2021). Enhancing a Transition to a Circular Economy in the Water Sector: The EU Project WIDER UPTAKE. Water, 13, 946.  Mannina, G., Alduina, R., Badalucco, L., Barbara, L., Capri, F.C., Cosenza, A., Di Trapani, D., Gallo, G.,Laudicina, V.A., Muscarella, S.M., Presti, D. (2021). Water resource recovery facilities (Wrrfs): The case study of Palermo university (Italy). Water, 13, 3413.  Mannina, G., Badalucco, L., Barbara, L., Cosenza, A., Di Trapani, D., Laudicina, V.A., Muscarella, S.M., Presti, D. (2022). Roadmapping the Transition to Water Resource Recovery Facilities: The Two Demonstration Case Studies of Corleone and Marineo (Italy). Water, 14, 156.  Mannina, G., Gulhan, H., Ni, B.-J., 2022. Water reuse from wastewater treatment: The transition towards circular economy in the water sector. Bioresource Technology 363,127951.  Mannina, G., Cosenza, A., Di Trapani, Gulhan, H., Bosco Mofatto, Mineo, A., P.M., (2024). Reduction of sewage sludge and N2O emissions by an Oxic Settling Anaerobic (OSA) process: The case study of Corleone (Italy) wastewater treatment plant. Science of The Total Environment 906, 167793.