La misurazione del protossido di azoto

Formazione di protossido di azoto nell'impianto di trattamento

Il protossido di azoto (N₂O) ha un elevato potenziale di riscaldamento globale (= 273 CO₂-eq²) e può essere prodotto nel trattamento biologico delle acque reflue come sottoprodotto della nitrificazione e della denitrificazione³. Secondo il rapporto dell’IPCC del 2019, per un "impianto medio di trattamento delle acque reflue" si ipotizza un fattore di emissione di 1,6% di N₂O-N per afflusso TN.

Tuttavia, l'N₂O dipende fortemente dal processo e in studi precedenti sono stati rilevati fattori di emissione compresi tra lo 0 e il 20%, a seconda della configurazione e delle condizioni locali. Inoltre di solito si osserva una forte variazione stagionale e interventi mirati, come la regolazione dell'aerazione, possono talvolta portare a riduzioni significative⁴.

Misurazione del protossido di azoto direttamente nel processo

Il sistema per acque reflue N₂O è unico per la sua capacità di misurare il protossido di azoto disciolto direttamente nel processo. Fornisce dati online continui e consente di rilevare tendenze a breve e lungo termine, nonché correlazioni con altri parametri di processo. Può quindi essere utilizzato per ottimizzare il controllo del processo al fine di ridurre le emissioni. Inoltre, la concentrazione misurata viene utilizzata per calcolare le emissioni di N₂O sulla base dello stripping dell’aria. Il metodo di calcolo delle emissioni è stato convalidato mediante un confronto diretto con le misurazioni degli scarichi in diversi impianti di trattamento delle acque reflue, è stato esaminato scientificamente⁵ ed è considerato lo stato dell'arte per gli operatori di tutto il mondo.

Interventi grazie alla misurabilità

La disponibilità di un metodo valido ha portato a iniziative politiche a livello settoriale in Danimarca. Interventi simili si possono osservare in tutto il mondo, ad esempio nel Regno Unito, nei Paesi Bassi, negli Stati Uniti e in Nuova Zelanda. Con l'obiettivo di un settore idrico neutrale dal punto di vista climatico ed energetico entro il 2030, il governo danese ha chiesto agli operatori degli impianti di trattamento delle acque reflue di presentare i dati sulle emissioni di gas serra.

Per migliorare i dati di riferimento, è stata lanciata una misura di finanziamento per realizzare una campagna di misurazione su larga scala. Il rapporto del 2020 riassume le misurazioni a lungo termine (almeno un anno) di 9 impianti di trattamento delle acque reflue danesi e determina il fattore di emissione nazionale dello 0,84%⁶. Tuttavia, anche in questo caso sono state riscontrate grandi differenze tra i singoli impianti di trattamento delle acque reflue e le configurazioni di processo. In particolare, i processi gestiti con un carico elevato per il trattamento dei liquidi di scarto ad alta concentrazione hanno mostrato un aumento delle emissioni (cfr. Fig. 2).

Sulla base di questi studi, il governo danese prevede di introdurre un valore limite per le emissioni di protossido di azoto negli impianti di trattamento delle acque reflue con più di

30.000 A.E. nel 2025. È allo studio l'estensione a impianti con 10.000 A.E. Al momento della stesura del presente documento non è ancora chiara la struttura dettagliata del calcolo delle imposte e dei requisiti di rendicontazione.

L'ottimizzazione dei processi come obiettivo

Tuttavia, è certo che un fattore di emissione da solo non può essere utilizzato per sviluppare misure di riduzione del protossido di azoto. Lo studio si conclude invece con la raccomandazione di ampliare le misurazioni online esistenti e di condurre ulteriori studi sulla relazione tra il carico delle acque reflue, la strategia di aerazione, il volume e l'età dei liquami e le emissioni di protossido di azoto. Oltre alla possibilità di ridurre le emissioni, ciò può fornire una migliore comprensione dei processi biologici e aumentare l'efficienza e la stabilità del processo.