Ridurre il consumo energetico e l'azoto nelle acque reflue
In regioni come l'Europa centrale, la temperatura media delle acque reflue non supera i 15 gradi centigradi e, in Scandinavia, può essere anche inferiore. Tuttavia, il riscaldamento dell'intero flusso delle acque reflue a temperature favorevoli alla digestione anaerobica non risulta economicamente praticabile. Il problema è stato affrontato dal progetto BIONIT ("Biofilms in bioreactors for advanced nitrogen removal from wastewater"), finanziato dall'UE. Il consorzio ha studiato la temperatura delle acque reflue municipali e i reattori di biopellicola per la rimozione dell'azoto, unendo le tecnologie di trattamento anaerobico e aerobico. Le biopellicole possono essere considerate gruppi di microrganismi aderenti tra loro su una superficie. La nitritazione nei reattori di biopellicola e la denitritazione nei reattori a biomassa granulare sono state dimostrate soltanto a temperature superiori a 25 gradi centigradi. Pertanto, occorre adattare i processi di nitritazione e denitritazione a temperature inferiori e le biopellicole in entrambi i tipi di reattori. Tale risultato è stato ottenuto facendo funzionare reattori a biopellicola a letto mobile per nitritazione a temperature diverse e utilizzando parametri tecnologici differenti. Per poter misurare le prestazioni a lungo termine dei motori, sono stati tenuti in funzione per oltre un anno. È stato esaminato anche un processo alternativo, attraverso il funzionamento di reattori per la denitritazione e l'ossidazione anaerobica di ammoniaca. La ricerca si è incentrata sulla biopellicola granulare anaerobica e sui processi di trasporto al suo interno. La popolazione microbica nella biopellicola di denitritazione è stata studiata tramite ibridazione fluorescente in situ. Tale tecnologia ha rivelato la presenza e la quantità di batteri che ossidano il nitrito e batteri che ossidano l'ammonio nella biopellicola cresciuta nei reattori. Per studiare i modelli di trasporto e per tracciare i nutrienti biodisponibili all'interno della biopellicola granulare anaerobica, è stata utilizzata l'immaginografia a risonanza magnetica. Tali dati erano importanti perché il trasporto di azoto e ossigeno sono essenziali per il controllo dei processi di nitrificazione e denitrificazione. Gli esiti di BIONIT si profilano capaci di migliorare gli aspetti ecologici ed economici del trattamento comunale delle acque reflue in Europa. Ne risulterà un minor fabbisogno di energia da parte degli impianti di trattamento, una minore produzione di fanghi in eccesso e costi operativi inferiori, con vantaggi sia per l'ambiente che per l'economia d'Europa.
Parole chiave
Acque reflue, biopellicola, rimozione dell'azoto, digestione anaerobica, bioreattore, nitritazione, denitritazione
