From toilet paper to value paper

As we know, today it is especially important to be able to transform our economy from linear to circular, and during Re-think in Milan, Coos Wessels presented us with a reality that transforms waste into useful products for the market.

Coos Wessels, Managing Director at CirTec, discussed what the business is doing to upgrade toilet paper to value paper.
First, he explained that CirTec is an acronym for Circular Technology, in particular, they focus on the recovery of valuables from sewage and wastewater streams, using low-value residual energy for treating concentrated waste streams. His intervention focused on the recovery of cellulose from sewage.

While presenting, Wessels tried to avoid the word wastewater, because as he said, sewage should be considered a valuable source of many materials and not waste. In fact, the consumption of all natural resources is still increasing worldwide, underlying the need to recover valuable materials from different sources such as sewage. For instance, in sewage, they found cellulose (which is the main element of their business) together with bioplastics, phosphate, and more. Therefore, sewage can have a significant impact. However yet, up till now only about 1% of what is in our sewage water is used.

Italy, Wessels continued, is the largest consumer of tissue papers and in Europe, there are about 9.6 million tonnes of tissues consumed. However, about 6.5 million tonnes end up in the sewage system and come up at the sewage treatment plant while the rest is used for other things.
In this context, CirTec can recover approximately 4.5 million tons of material saving about 4.9 million trees a year and producing a forest of 29,700 hectares. CirTec was born while looking at the Dutch water authorities and realizing that it is possible to produce energy while treating sewage.

From this idea, they started to see that more materials could be taken from sewage. In the first stage, they looked at making biogas out of it as a first step to reduce energy production, later they found out that a lot of toilet paper was there and could actually be recycled. They began to harvest material by seizing influence from a sewage treatment plant. They also built a couple of large-scale plants in it because the first material had about 60% of cellulose in it, confirming it was a marketable product.

By implementing new technology at the treatment plant, they had to do a lot of research to see what the impact would have been if downscaled on the treatment was. Looking at the impact of sieving the sewage, it was found that the consumption matched the energy taken out of carbon. This means that the energy consumption for aeration, but also due to less sludge production, would reduce approximately from 15% to 20%. As mentioned, when less sludge is produced then also less wage is wasted, which also means less consumption of polymers. Moreover, they tried to pick out all the fibers reducing the maintenance costs.

Next to that, there is also the opportunity to harvest marketable materials. Looking at the average characteristics of the composition of the material of what is found in the Netherlands, it is 65% to 75% cellulose, including fats and proteins and all kinds of things in it. Hence, it is possible to separate a residual stream and then take out the cellulose. Finally, they installed a two-stage filter system taking out these materials where there were still some residuals of quite an organic content, making biogas out of that. Comparing cellulose recovery and sieving is not the same thing. In two stages, they took out, first residuals then cellulose which is the harvest marketable product.

They have also developed some markets for this product, for instance, CirTec sells cellulose from sewage to the asphalt industry; uses it for bio-based chemicals; applies it in bio-composites, and bioplastics and they have a certified product as insulation. There is a concrete market for it, and the demand for cellulose is much higher than what can actually be produced nowadays.

CirTec went through a long route, starting in the laboratory, taking tests, manual sieving, and building all kinds of setups to go through a research program that builds some largest scales in tests. Nowadays, they run proven technology at a full scale that is able to harvest cellulose each day operating machines and sell into the market. In addition, to innovating they are also looking at the life cycle analysis with a German consultancy company.

The life cycle analysis involves taking the treatment plant where they have installed this technique which consists in a 300,000 people equivalent system where they have grit removal and core screening. The sludge is centrifuged, transported to a dryer, and finally, it is co-incinerated. In the next stage, they implemented the technology in the plant and looked at the different steps in the process. Even though bringing in material implies some additional energy consumption in the value chain, there is a reduction in the CO2 emissions, saving approximately two and a half pounds of CO2 in one tonne of their product.

At the moment, one of their products is sold to the asphalt industry as a stabilizer, which today represents the biggest market and they have developed together with producers, products such as bio-composites and biochemicals with a certified material for an installation.

Finally, one of the issues that need to be considered is the legal aspect of reusing material coming from sewage. In order to extract the material coming from a waste source it is necessary to consider the context first, because the value chain does not end at the border, and to get the final product it is needed to go to every country and check which are the exact processes to do that.

Technology companies and those who are involved in procedural and legal status, he concluded, should cooperate to understand the correct way and to make the right decisions on it, because getting into circularity concerns everybody.

If you want to watch all the interventions of Coos Wessels, here is the entire video.

Here is the link to download the entire report from Re-think Milano 2022.


Come sappiamo, oggi è particolarmente importante riuscire a trasformare la nostra economia da lineare a circolare, e durante il Re-think di Milano, Coos Wessels ci ha presentato una realtà che trasforma gli scarti in prodotti utili per il mercato.

Coos Wessels, amministratore delegato di CirTec, nello specifico ha parlato di ciò che l’azienda sta facendo per trasformare la carta igienica in carta di valore.

In primo luogo, ha spiegato che CirTec è l’acronimo di Circular Technology (tecnologia circolare); in particolare, l’azienda si concentra sul recupero di materiali di valore dai flussi di acque reflue e di scarico, utilizzando energia residua a basso valore per il trattamento di flussi di rifiuti concentrati. Il suo intervento si è concentrato sul recupero della cellulosa dalle acque reflue.

Durante la presentazione, Wessels ha cercato di evitare la parola acque reflue, perché, come ha detto, le acque reflue dovrebbero essere considerate una fonte preziosa di molti materiali e non un rifiuto. Infatti, il consumo di tutte le risorse naturali è in continuo aumento in tutto il mondo, il che spiega la necessità di recuperare materiali preziosi da fonti diverse come le acque reflue. Per esempio, nelle acque reflue è stata trovata la cellulosa (che è l’elemento principale della loro attività) insieme a bioplastiche, fosfati e altro ancora. Pertanto, le acque reflue possono avere un impatto significativo.

Tuttavia, finora viene utilizzato solo circa l’1% di ciò che è contenuto nelle nostre acque reflue. L’Italia, ha proseguito Wessels, è il maggior consumatore di carta tissue e in Europa si consumano circa 9,6 milioni di tonnellate di tissue. Tuttavia, circa 6,5 milioni di tonnellate finiscono nel sistema fognario e arrivano all’impianto di depurazione, mentre il resto viene utilizzato per altri scopi.

CirTec è in grado di recuperare circa 4,5 milioni di tonnellate di materiale risparmiando circa 4,9 milioni di alberi all’anno e dando vita a una foresta di 29.700 ettari. CirTec è nata dall’osservazione delle autorità idriche olandesi attraverso cui si è resa conto che è possibile produrre energia mentre si trattano le acque reflue. Da questa idea, l’azienda ha iniziato a capire che dalle acque reflue si potevano ricavare più materiali.

In una prima fase hanno pensato di ricavarne biogas come primo passo per ridurre la produzione di energia, poi hanno scoperto che c’era molta carta igienica che poteva essere riciclata. Hanno iniziato a raccogliere il materiale sequestrando l’influenza di un impianto di trattamento delle acque reflue. Hanno anche costruito un paio di impianti su larga scala, perché il primo materiale conteneva circa il 60% di cellulosa, confermando che si trattava di un prodotto commerciabile.

Implementando una nuova tecnologia nell’impianto di trattamento, hanno dovuto fare molte ricerche per capire quale sarebbe stato l’impatto di un trattamento ridimensionato. Esaminando l’impatto della setacciatura delle acque reflue, si è scoperto che il consumo corrispondeva all’energia sottratta al carbonio. Ciò significa che il consumo energetico per l’aerazione, ma anche per la minore produzione di fanghi, si ridurrebbe approssimativamente dal 15% al 20%. Come già detto, quando si producono meno fanghi si spreca anche meno salario, il che significa anche un minor consumo di polimeri. Inoltre, si è cercato di raccogliere tutte le fibre riducendo i costi di manutenzione.

Inoltre, c’è anche l’opportunità di raccogliere materiali commerciabili. Se si considerano le caratteristiche medie della composizione del materiale che si trova nei Paesi Bassi, si tratta di una percentuale di cellulosa compresa tra il 65% e il 75%, con all’interno grassi, proteine e quant’altro. È quindi possibile separare un flusso residuo e poi estrarre la cellulosa. Infine, hanno installato un sistema di filtraggio a due stadi che elimina i materiali in cui sono ancora presenti residui di contenuto organico, ricavandone biogas. Il confronto tra il recupero della cellulosa e la vagliatura non è la stessa cosa. In due fasi, hanno estratto prima i residui e poi la cellulosa, che è il prodotto commerciabile della raccolta.

Hanno anche sviluppato alcuni mercati per questo prodotto, ad esempio CirTec vende la cellulosa proveniente dalle acque reflue all’industria dell’asfalto; la utilizza per prodotti chimici a base biologica; la applica nei biocompositi e nelle bioplastiche e ha un prodotto certificato come isolante. Esiste un mercato concreto e la domanda di cellulosa è molto più alta di quella che si può produrre oggi.

CirTec ha seguito un lungo percorso, partendo dal laboratorio, facendo test, setacciando manualmente e costruendo tutti i tipi di setup, fino ad arrivare a un programma di ricerca che prevede la costruzione di alcune grandi scale di test. Oggi, la tecnologia collaudata è in grado di raccogliere la cellulosa ogni giorno con macchine operative e di venderla sul mercato. Oltre all’innovazione, l’azienda sta anche esaminando l’analisi del ciclo di vita insieme a una società di consulenza tedesca. L’analisi del ciclo di vita prevede che si prenda in considerazione l’impianto di trattamento in cui è stata installata questa tecnica, che consiste in un sistema da 300.000 persone equivalenti, in cui vengono rimosse le graniglie, viene effettuata una vagliatura del nucleo, quindi i fanghi vengono centrifugati, trasportati a un essiccatore e infine coinceneriti.

Nella fase successiva, è stata implementata la tecnologia nell’impianto e sono state analizzate le diverse fasi del processo. Anche se l’apporto di materiale implica un consumo energetico aggiuntivo nella catena del valore, si ottiene una riduzione delle emissioni di CO2, con un risparmio di circa due chili e mezzo di CO2 in una tonnellata di prodotto.

Al momento, uno dei loro prodotti è venduto all’industria dell’asfalto come stabilizzatore, che oggi rappresenta il mercato più grande, e hanno sviluppato insieme ai produttori prodotti come biocompositi e biochimici con un materiale certificato per l’installazione.

Infine, una delle questioni da considerare è l’aspetto legale del riutilizzo del materiale proveniente dalle acque reflue. Per estrarre il materiale proveniente da una fonte di rifiuti è necessario considerare innanzitutto il contesto, perché la catena del valore non si esaurisce al confine e per ottenere il prodotto finale è necessario recarsi in ogni Paese e verificare quali sono i processi esatti per farlo. Le aziende tecnologiche e coloro che sono coinvolti nello status procedurale e legale, ha concluso, dovrebbero collaborare per capire il modo corretto e prendere le giuste decisioni in merito, perché la circolarità riguarda tutti.

Per guardare l’intero intervento, qui il link al video presented sul nostro canale YouTube.

Per scaricare l’intero report dell’evento Re-think Milano 2022, qui il link.

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