Il laboratorio di Stanford costruisce un'acqua

Mentre l’Ovest americano si trova ad affrontare una siccità senza precedenti, una soluzione promettente è l’espansione dei programmi e della tecnologia di riciclaggio dell’acqua. Il William and Cloy Codiga Resource Recovery Center (CR2C) di Stanford è stato sostenuto dalla domanda di soluzioni e continua ad espandersi mentre svolge la sua missione di ricerca sul recupero e il riciclaggio delle risorse idriche ed energetiche.

Negli ultimi anni, i sistemi idrici nell’Ovest americano sono stati messi sempre più a dura prova, culminando nella grave siccità di oggi. Le risorse idriche sono scarse in Occidente, eppure la popolazione continua a crescere, portando all’urgente ricerca di soluzioni sostenibili.

"Il fatto che siamo di nuovo in una situazione di siccità un paio d'anni dopo aver vissuto una grave siccità è problematico ed è un vero problema", ha affermato Newsha Ajami, direttrice della Urban Water Policy presso il programma Water in the West di Stanford. . "È una questione davvero problematica, soprattutto perché stiamo vivendo periodi di siccità più secchi e caldi rispetto al passato."

Ma a causa della storia della siccità, la maggior parte delle giurisdizioni in California hanno affrontato "il frutto più basso" in termini di conservazione dell'acqua, il direttore esecutivo del CR2C Sebastien Tilmans MS '10 Ph.D. '15 ha detto. Quindi la soluzione non è semplicemente ridurre ulteriormente il consumo di acqua, poiché gran parte dell’attuale domanda di acqua è piuttosto rigida; invece, il riciclo dell’acqua, ha affermato Tilmans, è fondamentale per un sistema idrico sostenibile a lungo termine.

Ma i finanziamenti e le normative sono in ritardo. Molti attuali sistemi di riciclaggio dell’acqua in California, compresi molti costruiti in seguito all’approvazione del Clean Water Act nel 1972, si stanno avvicinando o stanno superando la fine del loro ciclo di vita. Ancora più importante, utilizzano una tecnologia che consuma una quantità significativa di elettricità per funzionare. Ed è proprio in questa lacuna che entrano in gioco le iniziative di ricerca di CR2C.

CR2C è una struttura di ricerca attiva nel campus di Stanford, nascosta dietro una stazione di polizia e una banca. È costituito da un insieme senza pretese di passerelle, tubi colorati, serbatoi e contatori, tutti protetti dagli elementi da una tettoia metallica. I serbatoi e i tubi consentono la sperimentazione attiva su acque reflue reali che vengono prelevate dal sistema di scarico delle acque reflue di Stanford.

Qualsiasi materiale risultante dagli esperimenti viene quindi reimmesso nel normale flusso di acque reflue di Stanford, che scorre verso l'impianto di trattamento delle acque reflue di Palo Alto per essere trattato come normali liquami. Sebbene tutto ciò che CR2C attualmente produce nei suoi serbatoi sia strettamente a scopo di ricerca, l’obiettivo finale sarebbe quello di riutilizzare le acque reflue trattate utilizzando i processi che CR2C sta testando nei sistemi idrici reali.

La ricerca condotta al CR2C varia, ma la stella splendente del programma è un progetto che testa nuovi metodi anaerobici biologici di trattamento delle acque reflue. Attualmente, tale trattamento biologico è comunemente aerobico, effettuato utilizzando tipi di batteri che richiedono che l’ossigeno venga pompato costantemente. Questo processo utilizza un’enorme quantità di energia e produce sottoprodotti indesiderati, tra cui l’anidride carbonica.

Il trattamento anaerobico, che non richiede ossigeno, è generalmente considerato troppo lento per un uso commerciale su larga scala. Ma il sistema anaerobico che CR2C sta testando, chiamato Staged Anaerobic Fluidized Membrane Bioreactor (SAF-MBR), non solo non richiede il pompaggio di ossigeno, ma produce anche metano, che può quindi essere utilizzato per produrre energia.

Secondo Tilmans, a differenza dei comuni impianti di trattamento odierni che consumano elettricità, la produzione di energia modellata dalla combustione del metano prodotto in un impianto SAF-MBR è maggiore dell’energia necessaria per far funzionare il sistema a pieno regime.

"Si potrebbe vedere un futuro in cui questi impianti di trattamento potrebbero essere convertiti in centrali elettriche verdi", ha detto Tilmans. "Quindi non solo produci acqua pulita, ma produci anche energia rinnovabile."

Come estensione del test SAF-MBR, CR2C ha recentemente collaborato con Silicon Valley Clean Water, un gruppo di trattamento delle acque reflue nella Bay Area, per costruire un sito di trattamento di prova secondario a Redwood City. Questo secondo sito è essenzialmente una versione più grande di quello del campus di Stanford, costruito per eseguire ulteriori esperimenti su scala più ampia.