Esplorate l'innovativo serbatoio di prova industriale avanzato di Isle nella nostra serie di blog “Storie di successo”.
Reshmina William, PhD (Responsabile di progetto, Isle Americas)
Una sete d'acqua su scala industriale
La produzione è un'attività assetata.
Stimare l'esatta quantità di acqua prelevata dall'industria è un'impresa ardua: negli Stati Uniti, ad esempio, l'acqua utilizzata dall'industria è spesso autoprodotta e quindi in gran parte non regolamentato. Tuttavia, le stime globali mostrano che nel 2024 i prelievi di acqua industriale costituiranno circa 20% di prelievi idrici globali, superando la domanda comunale.
L'acqua viene utilizzata in settori che vanno dalla produzione di pasta di legno e carta alla produzione di materiali da costruzione come cemento e acciaio. Utilizziamo l'acqua direttamente nella produzione di beni come le bevande, nonché nel raffreddamento, nel riscaldamento e in altri processi ausiliari. Senza contare l'acqua consumata per la produzione dell'elettricità utilizzata per alimentare i nostri impianti di produzione!
La qualità dell'acqua è importante quanto la sua quantità. Molti tipi di produzione, come quella dei semiconduttori, richiedono acqua ultrapura. La compromissione della qualità dell'acqua utilizzata nella produzione potrebbe mettere a rischio la qualità dei prodotti e persino la salute e la sicurezza delle persone (nel caso dell'industria alimentare e delle bevande).
Anche le acque reflue industriali possono essere fortemente contaminate. A seconda del settore in questione, le acque reflue industriali possono contenere metalli tossici, sostanze chimiche come lubrificanti e acidi e sostanze organiche con un'elevata richiesta chimica di ossigeno (COD). Spesso le aziende installano i propri impianti di trattamento in loco per trattare le acque secondo gli standard desiderati, prima di scaricarle in una fognatura comunale a valle.
Il serbatoio di prova industriale avanzato
Con tutti i modi in cui l'acqua si interseca con il settore manifatturiero e il crescente interesse per le pratiche sostenibili tra i partner industriali, l'opportunità di un nuovo serbatoio di prova era matura.
Quando Sivan Samir e il suo team di Xylem Innovation Labs erano alla ricerca di nuovi approcci per “rompere il ciclo” dell'innovazione idrica ‘pilotare la valle della morte’, Sono rimasti incuriositi dal modello Trial Reservoir. Xylem Innovation Labs è diventato rapidamente uno dei principali sponsor del Reservoir, adottando persino alcune delle nuove tecnologie della pipeline del Reservoir per i propri progetti.
L'ottimismo del modello Trial Reservoir si è tradotto nella sponsorizzazione da parte di Xylem Innovation Labs del secondo Reservoir di Isle, dedicato specificamente alla promozione dell'innovazione idrica nel settore industriale. Isle ha collaborato con Xylem Innovation Labs per lanciare l'Advanced Industrial Trial Reservoir all'inizio del 2023, con l'obiettivo di mettere in evidenza le nuove tecnologie che consentono il recupero delle risorse e l'economia circolare per il settore industriale.
Sebbene sia ancora relativamente giovane, l'Advanced Industrial Reservoir ha già finanziato e implementato con successo una sperimentazione e un'altra è attualmente in corso.
Tecnologie EnBiorganiche - Un caso di studio sul serbatoio di prova
La Meadow Lake Mechanical Pulp Inc. (MLMP), situata nel Saskatchewan, in Canada, lavora ogni anno ben 405.000 tonnellate di pasta di cellulosa, sufficienti a produrre 81 miliardi di fogli di carta copiativa standard A4. Eppure nemmeno una goccia delle acque reflue generate da questo processo finisce nei laghi e nei corsi d'acqua locali. MLMP è uno degli unici impianti di produzione di pasta di legno a zero acque reflue del Canada ed è orgoglioso di riciclare tutte le acque reflue in loco.
Tuttavia, il riciclo di quel volume di acque reflue ad alto contenuto organico produceva una serie di problemi: cattivi odori, una strana tonalità verde dell'acqua e livelli di COD che spesso superavano i 1.500 ppm, con conseguente crescita indesiderata di alghe.
Il sistema proprietario di EnBiorganic fornisce una soluzione facile da usare e in loco a queste sfide. L'unità di generazione e distribuzione microbica EBS-Di è in grado di produrre fino a 40.000 litri al giorno di microflora personalizzata in grado di elaborare biologicamente i contaminanti provenienti da una varietà di flussi di rifiuti. L'operazione è completamente automatizzata e controllata e monitorata in remoto.
La sperimentazione di EnBiorganic è durata sei mesi. Alla sua conclusione, l'unità EBS-Di non solo aveva superato lo standard di riduzione del COD di 30% stabilito negli indicatori chiave di prestazione della sperimentazione, ma aveva anche portato a una significativa riduzione dei problemi di odore e colore della MLMP.
Ripensando alla sperimentazione, Simon Wiles, responsabile tecnico di MLMP, ritiene che uno dei maggiori vantaggi sia stata la riduzione dei problemi operativi associati alla gestione del complesso microbioma dell'impianto.
“Prima di allora, cercavamo di capire quanti insetti avessimo, quali dosi di nutrienti fossero necessarie, quali tassi di aggiunta...” ricorda. Nel corso della sperimentazione, EnBiorganic si è assunta la piena responsabilità dell'installazione, della manutenzione e del mantenimento delle unità EBS-Di e dell'edificio che le ospitava. Dal punto di vista operativo, la sperimentazione sta già facendo risparmiare denaro alla MLMP “semplicemente in termini di nutrienti e batteri aggiuntivi”, afferma Wiles.
MLMP ha firmato un contratto di fornitura triennale per l'uso continuo del sistema EBS-Di presso la propria struttura.
Intervista con Peter Wessels
Peter Wessels ha iniziato a occuparsi del serbatoio di prova dopo tre anni trascorsi alla Isle come consulente tecnico per clienti industriali che cercavano di migliorare il trattamento dell'acqua o di ridurre la loro impronta idrica. Nel corso del suo lavoro, ha scoperto che, sebbene i clienti fossero entusiasti delle nuove tecnologie disponibili sul mercato, erano diffidenti nell'assegnare i loro budget limitati a tecnologie nuove per le loro applicazioni specifiche o per il loro settore. Allo stesso tempo, Peter voleva trovare un meccanismo che permettesse a queste nuove tecnologie di “mettersi alla prova”.
Lo studio EnBiorganic/MLMP gli ha dato l'opportunità di farlo.
Dopo la conclusione positiva della sperimentazione nel 2023, Peter spera che altri seguano le sue orme. Come spiega Peter, l'Advanced Industrial Trail Reservoir offre un'opportunità unica per “accelerare le pratiche idriche sostenibili in tutti i settori industriali”, incoraggiando la rapida adozione di nuove tecnologie.
Peter si aspetta di vedere l'espansione del serbatoio di prova in diversi settori industriali, testando una gamma più ampia di tecnologie. Con questa crescita è probabile che arrivino sia i successi che i fallimenti. Ma Peter vede il fallimento come un aspetto importante della crescita del Reservoir. “Indica che stiamo correndo i rischi necessari, un fattore critico per promuovere una vera innovazione”, afferma.
Sebbene Peter non faccia più parte del team di Isle Trial Reservoir, sottolinea l'impatto che il suo lavoro come Trial Manager ha avuto sul suo attuale ruolo di consulente presso Nijaus Saur Industries. “Fare parte del team Trial Reservoir è stata un'esperienza stimolante”, afferma. “Mi ha dato una visione più approfondita delle sfide che devono affrontare sia gli impianti industriali che i fornitori di tecnologie idriche e mi ha fornito le strategie per affrontarle”.”