A seguito del grande interesse mostrato dai partecipanti al convegno svolto assieme all' UNIVERSITÀ POLITECNICA DELLE MARCHE" in ECOMONDO, condividiamo le Slides dell'evento. Per ulteriori informazioni potete contattarci su: www.rototec.it

1. ECONOMIA CIRCOLARE E DIGITALIZZAZIONE NEL TRATTAMENTO DELLE ACQUE
RECUPERO E RIUSO DI RISORSE IN IMPIANTI DECENTRALIZZATI:
ESEMPI EUROPEI E PROSPETTIVE DI SVILUPPO
Francesco Fatone e Anna Laura Eusebi

2. L’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Source: UN Water
Il raggiungimento
del SDG6 impatta
su tutti gli altri
obiettivi
Contesto 1

3. Numeri in sintesi nei paesi in via di
sviluppo..e non solo..
• 844 milioni non hanno accesso a servizi di base
• 2.1 miliardi non hanno adeguato accesso ad acqua
potabile
• 4.5 miliardi non hanno adeguato accesso a servizi igienici
• 892 milioni praticano defecazione all’aperto
• 27 % della popolazione in Paesi meno sviluppati non ha
accesso a sapone ed acqua per lavare le mani
Source: UN Water
NUMERI IN
SINTESI
Contesto 1

4. System Without CE thinking
System With CE Thinking
Source: ARUP and McArthur Foundation (2018
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Contesto 2

5. Source: https://www.eip-water.eu/water-%E2%80%9Ccircular-economy-package%E2%80%9D
Circular Economy Package mainly aim at facilitating water reuse - this
will include a legislative proposal on minimum requirements for reused
water, for example for irrigation and groundwater recharge
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare:
Acqua e non solo..
Contesto 2

6. • Portfolio of resources
• International cluster of innovators
• Cross-sectorial value chain
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Acqua e non solo..
Contesto 2

7. Parameter Value
Reusable water (m3/capita year) 80-120
Cellulose (kg/capita year) 5-7
Biopolymers; PHA (kg/capita year) 2-4
Phosphorus in P precursors (kg/capita year) 0.5-1.5
Nitrogen in N precursors (kg/capita year) 4-5
Methane (m3/ capita year) 12-13
Organic Fertilizer (P-rich compost) (kg/capita year) 9-10
Verstraete et al. (2009) Bioresource Technology 100, 5537–5545
Salehizadej and van Loosdrecht (2004) Biotechnology Advances 22, 261–279
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Acqua e non solo..

8. Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
IMPIANTI DECENTRALIZZATI - New composting toilet

9. ref caratteristiche capacità scopo
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
IMPIANTI DECENTRALIZZATI-New composting toilet

10. Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
New composting toilet

11. Sistemi con PRE-SEPARAZIONE FECI/URINE
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
New composting toilet

12. Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Diversificazione e valorizzazione dei flussi separati

13. Capodaglio 2017
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Diversificazione e valorizzazione dei flussi separati

14. Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Diversificazione e valorizzazione dei flussi separati

15. When urine is processed to produce a fertilizer, the achievement of
4 goals needs to be assured:
• The nutrients nitrogen, phosphorus and potassium are to be
concentrated.
• Micropollutants such as hormones and pharmaceuticals are to
be largely eliminated.
• The product must be hygienically acceptable.
• The urine is to be stored in a stable form as a urea or ammonium
solution.
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Diversificazione e valorizzazione dei flussi separati

16. Self-sustained nano membrane toilet (ASPEN PLUS), 2016
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Non Solo Compost

17. SCOPO: SVILUPPO TOILET ENERGETICAMENTE AUTOSOSTENUTA
Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Non Solo Compost
Nano Membrane Toilet (NMT), Cranfield University, 2016

18. Quale soluzione? Da un approccio lineare ..ad un approccio circolare
Non Solo Compost
Nano Membrane Toilet (NMT), Cranfield University, 2016

19. Quali processi??
Quali composti??
Dalla configurazione convenzionale di trattamento decentralizzato….a Schemi circolari per il
recupero di risorse

20. Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero
a) Aerobico
a) Anaerobico

21. Van Lier, 2003
Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero
Quale trattamento anaerobico?

22. Van Lier, 2003
Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero
Quale trattamento anaerobico?
Todt et al., 2015
The external heat energy needed to run a treatment and
disinfection process increases exponentially with increasing toilet
flushing volume

23. Decreasing the flushing volume from 5 to 0.4 liter reduces
the net heat consumption for toilet operation, organic
matter removal and disinfection on 88% from 680 to 80
kWh capita to 80% of energy needed for toilet operation,
organic matter removal and disinfection can be recovered
at a flushing volume of 0.4 liter
Todt et al., 2015
Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero

24. Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero
Con o senza urina??

25. Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero
Con o senza urina??

26. DeSAR, 2005-2008
Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero

27. How is Struvite formed?
• Homogeneous precipitation
Supersaturated clear liquid solution (no SS)
Fines crystals of struvite precipitate.
Struvite Crystals are present
Crystallization onto the crystal surface
Kinetics depends of [struvite]
• Heterogeneous precipitation
Precipitation: Nucleation (1st stage) and Growth (2nd stage)
Mg2+ +NH4
+ + HnPO4
n-3 + 6 H20 MgNH4PO4·6H20 + n H+
Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero

28. New Sanitation (NS) + Urban Agriculture (UA)
Schemi innovativi: Trattamento decentralizzato e recupero

29. The implementation of a circular economy vision in cities can bring
tremendous economic, social, and environmental benefits.
• Thriving city in which economic productivity increases through
reduced congestion, eliminated waste, and reduced costs, and
where new growth and business opportunities can support skills
development and jobs;
• Liveable city with improved air quality and urban health,
reduced carbon emissions and pollution, and with enhanced
social interactions;
• Resilient city, keeping materials in use and reducing virgin
material pressures, working with both local and distributed
production capacity, and harnessing digital technology.
Schemi innovativi: Esempi e Casi applicativi
Approccio Olistico

30. Vision of circular construction chain

31. Vision of the organic residual stream

32. 100x
Decentralised processing
The municipality could develop local pilots in order
to recover nutrients from the food system through
anaerobic digestion plants and develop techniques to
convert urine into valuable nutrients such as nitrogen
and phosphate.
Schemi innovativi: Esempi e Casi applicativi

33. Schemi innovativi: Esempi e Casi applicativi

34. Digital.water.city:
Leading urban water management to its digital future

35. Peri-urban agriculture and the Agricultural
Districts of Milan

36. WP3: Intensive solutions
to study, develop and validate intensive and engineered bio-
membrane- and/or nanotechnologies for energy- and
carbon-efficient municipal wastewater treatment and safe
reuse in agriculture

37. Pilot Hall UNIVPM -
Anaerobic Membrane at Falconara Demo Site – Pilot Hall UNIVPM

38. Piattaforma Sperimentale di Ingegneria
Chimica Ambientale e Sanitaria
dell’Università Politecnica delle Marche in Ambiente Reale
presso l’Impianto di Depurazione di Falconara Marittima-Ancona
Grazie per l’attenzione