PREMESSA
Il trattamento delle acque reflue, sia industriali che civili, è di fondamentale importanza per il rispetto dell’ambiente e in particolare per la salvaguardia degli ecosistemi acquatici presenti nei corpi idrici recettori. Una problematica ambientale legata agli scarichi provenienti dagli impianti di trattamento dei reflui è l’eccessivo contenuto di nutrienti (azoto e fosforo) presenti negli effluenti che possono causare fenomeni di eutrofizzazione. Il D.lgs 152/06 è la normativa vigente che si occupa di fissare le concentrazioni massime che devono essere contenute negli scarichi ed individua inoltre delle aree sensibili in cui sono fissati dei limiti più stringenti.
Negli impianti di trattamento tradizionali, per quanto riguarda la rimozione dell’azoto, sono presenti dei limiti legati al fatto che all’interno dello stesso reattore dove avviene la degradazione della sostanza organica, ad opera di microrganismi eterotrofi aerobi, sono presenti anche i microrganismi autotrofi che provvedono al processo di nitrificazione. Essendo questi ultimi caratterizzati da cinetiche estremamente lente rispetto ai primi sono necessari volumi dei reattori elevati e la sostanza organica viene trattenuta per un tempo superiore a quello che sarebbe necessario con un eccessivo consumo di ossigeno e un minor rendimento nella produzione di biogas in fase di digestione anaerobica.
Il progetto BACON (Biotecnologie Ambientali per il Controllo dei Nutrienti), si propone di implementare tecnologie innovative per il trattamento dei reflui ed in particolare per il controllo dei nutrienti. Una possibile applicazione che potrebbe essere applicata ad impianti reali per superare il problema della rimozione dell’azoto è quella di operare un bioarricchimento con batteri autotrofi all’interno del principale reattore biologico dell’impianto facendo crescere la biomassa in un impianto laterale alimentato con il surnatante prodotto dalla fase di digestione anaerobica.
Studiare a scala pilota il processo di bioarricchimento per verificare l’applicabilità della biotecnologia ad un impianto reale è stato l’argomento della presente tesi. Sono stati utilizzati a tale scopo tre impianti pilota due dei quali (impianti main-stram) sono stati
alimentati con refluo civile proveniente all’impianto Cuoiodepur s.p.a. e simulavano il trattamento secondario di un impianto di depurazione; il terzo impianto pilota (side- stream) è stato invece alimentato con un flusso ad alto carico di azoto per avere caratteristiche simili al surnatante prodotto nella fase di digestione anaerobica. Gli impianti della linea main-stream hanno lavorato alle medesime condizioni operative ed erano diversi solo per il metodo di separazione solido-liquido; due membrane a fibra cava operanti in ultrafiltrazione (porosità di 0,4 um) per un impianto e una vasca di sedimentazione per l’altro.
Il monitoraggio degli impianti e la campagna di campionamenti ha permesso la raccolta di dati che ci hanno permesso di valutare la rimozione percentuale di ammonio sia in presenza che in assenza di bioarricchimento. Inoltre sono stati effettuati dei test cinetici allo scopo di verificare se le diverse condizioni operative presenti nell’impianto alimentato con il surnatante abbiano contribuito a selezionare una biomassa con differenti caratteristiche cinetiche.
