Come la tecnologia dei prodotti organici sta cambiando il trattamento delle acque reflue industriali

Arlene Karidis | 25 aprile 2023

La presenza di sostanze organiche nelle acque reflue rappresenta un problema su più livelli. Sono difficili da filtrare e dannosi per le apparecchiature industriali. L’acqua carica di sostanze organiche è costosa da trasportare e smaltire. I generatori devono rispettare rigidi limiti di scarico dei nutrienti. E, da sempre, i titoli dei giornali parlano di una crisi idrica – vale a dire di un peggioramento dell’esaurimento delle riserve di acqua pulita, con attività industriali e agricoltura tra i maggiori contribuenti. Consumano centinaia di miliardi di litri d'acqua al giorno.

In risposta, ZwitterCo, con sede a Boston, ha sviluppato una tecnologia di filtrazione a membrana per separare l’acqua e i solidi organici. La filtrazione a membrana non è una novità, ma l'azienda pubblicizza il suo prodotto come unico in quanto il suo filtro molto fine, con una dimensione dei pori di 1 nanometro di diametro, intrappola i composti solidi che altrimenti passerebbero, rendendolo immune a incrostazioni o intasamenti, mentre quello convenzionale i filtri sono sporchi, compromettendo il flusso e rendendo quindi necessaria la necessità di cambiare spesso i filtri.

Come spiega Jon Goodman, vicepresidente dello sviluppo commerciale ZwitterCo, la membrana dell'azienda tecnologica separa grassi, oli, proteine, zucchero e amido, nonché i solidi presenti nei residui della digestione anaerobica e nel percolato. L'acqua pulita e separata può essere riutilizzata così come i nutrienti recuperati. E i filtri continuano a funzionare come nuovi con un semplice processo di pulizia.

La giovane azienda sta attirando l’attenzione di una vasta gamma di settori. I principali sono alimenti e bevande, impianti di biotrattamento che utilizzano un processo di fermentazione, agricoltura e operazioni di discarica. Dal suo lancio, il filtro di ZwitterCo è stato installato in circa sei progetti commerciali e in dozzine di progetti pilota.

La magia sta nella chimica del materiale. La membrana è costituita da polimeri idrofili ("amanti dell'acqua"), che consentono il passaggio dell'acqua respingendo i solidi che altrimenti si attaccherebbero alla superficie della membrana. I prodotti organici si lavano semplicemente con acqua e un po' di detergente chimico delicato.

L'applicazione agricola in particolare sta decollando ed è un'area di profonda attenzione di ZwitterCo, guidata in gran parte dal crescente interesse degli agricoltori per la digestione anaerobica (AD) per gestire il letame e produrre gas naturale rinnovabile da questi rifiuti. Il filtro è un componente chiave in un sistema di trattamento delle acque reflue più ampio, con la membrana utilizzata per concentrare il digestato rimanente dopo il processo AD.

Il processo riduce sia i volumi di digestato che i costi di trasporto del 50%, afferma Goodman. Gli agricoltori raccolgono le risorse dei fertilizzanti ricavati dal digestato e dell’acqua pulita da riutilizzare nelle loro pratiche agricole. Ed è più facile immagazzinare i materiali, una pratica necessaria poiché gli agricoltori possono spargere nei loro campi solo una certa quantità di fertilizzante alla volta.

Il riutilizzo è un fattore importante in ciascuno dei settori che stanno iniziando ad adottare la tecnologia.

“Il riutilizzo delle acque reflue è un obiettivo ESG, o addirittura una licenza per operare. Il riutilizzo delle acque reflue non solo fa bene all'ambiente, ma fa bene anche agli affari”, afferma Goodman.

Vede un vuoto che la tecnologia di riciclaggio delle acque reflue potrebbe aiutare a colmare in particolare negli Stati Uniti occidentali, una regione duramente colpita dalla siccità, in particolare la California, un importante produttore di prodotti agricoli degli Stati Uniti che dipende da grandi risorse idriche.

ZwitterCo offre un modello mensile “pay for performance” basato sulla capacità di filtrazione necessaria per soddisfare i requisiti di produttività.

“I nostri clienti preferiscono questo modello poiché fornisce un ritorno sull’investimento misurabile. Semplifica la gestione del budget e allinea gli incentivi tra tutte le parti”, afferma Goodman.

Dopo aver ottenuto 33 milioni di dollari in finanziamenti di serie A alla fine del 2022, ZwitterCo ha raccolto fondi fino ad oggi per un totale di 46 milioni di dollari.

Nel 2019 la startup ha ricevuto un finanziamento di 1,25 milioni di dollari dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE). L’obiettivo della sovvenzione è accelerare lo sviluppo e la commercializzazione di tecnologie di trattamento per trasformare l’acqua prodotta dal settore energetico nel bacino del Permiano in una risorsa recuperabile.