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Efficiency & Environment - Maggio 2016
substrato dei microorganismi, che può dar luogo a drastiche
riduzioni delle cinetiche di processo.
È necessario, pertanto, sviluppare soluzioni tecnologiche in-
novative in grado di ridurre i problemi legati alla tossicità da
substrato, e garantire prestazioni stabili e versatili a diverse
condizioni di carico compatibilmente a un bilancio tecnico-
economico positivo. La ricerca di una tecnologia che potesse
limitare l’effetto di inibizione mantenendo, però, la possibilità
di operare con alte concentrazioni di substrato, necessarie
per avere velocità di reazione accettabili per le applicazioni,
ha condotto allo sviluppo di reattori Tppb (Two-Phase Parti-
tioning Bioreactors).
La tecnologia
Caratteristica fondamentale dei reattori Tppb (figura 1), è
quella di ottimizzare l’alimento di substrato, ossia di mante-
nere nell’ambiente di reazione livelli di concentrazione tali
da minimizzare gli effetti di riduzione dell’attività biologica
e al tempo stesso garantire elevate cinetiche di reazione
compatibili con un bilancio tecnico-economico positivo
[1]
.
Il principio di funzionamento si basa sull’aggiunta, a un re-
attore biologico convenzionale, di una fase immiscibile di
partizione, in grado di immagazzinare elevate quantità di
substrato, che si distribuisce, in funzione del coefficiente di
partizione, tra la fase acquosa e la fase di partizione. In tal
modo, pur alimentando elevate quantità di substrato al bio-
reattore, i microrganismi sono esposti a ridotti (sub-inibito-
ri) livelli di concentrazione. Il trasferimento di substrato tra
le due fasi è governato dai processi metabolici: il consumo
L
a depurazione di acque di scarico
industriali rappresenta una seria
criticità ambientale in quanto sono
caratterizzate da elevata eteroge-
neità in termini di composizione
e portate e dalla presenza di contaminanti di
difficile biodegradabilità ed elevata persistenza
nell’ambiente. Il loro carico inquinante è, infatti,
costituto essenzialmente da xenobiotici, in par-
ticolare composti aromatici e alogenati. L’ap-
proccio generalmente adottato nella rimozione
di composti xenobiotici da reflui industriali pre-
vede l’impiego di processi chimico-fisici quali
adsorbimento, stripping e ossidazione chimica.
Tali processi sono in grado di garantire efficien-
ze elevate ma i primi due hanno lo svantaggio
di non realizzare una reale degradazione del
composto ma solo il trasferimento da una fase
diluita a una concentrata (che deve comunque
essere ulteriormente trattata e/o smaltita) men-
tre l’ossidazione può dar luogo alla formazione
di intermedi con grado di tossicità analogo a
quello della sostanza originaria. In alternativa
ai trattamenti chimico-fisici convenzionali, la
rimozione biologica di composti xenobiotici,
che consente potenzialmente la loro minera-
lizzazione, continua ad essere una sfida per la
ricerca. La biodegradazione di xenobiotici è,
infatti, fortemente influenzata dall’inibizione da
Soluzioni tecnologiche
per il recupero sostenibile dei rifiuti
Si usano reattori
per i reflui
Maria Concetta Tomei*,
Domenica Mosca
Angelucci*
I reattori a due fasi Tppb costituiscono una promettente tecnologia per la
rimozione biologica di composti xenobiotici da reflui industriali che permette
di ridurre i fenomeni di inibizione e/o tossicità di questi composti nei confronti
dei microrganismi catalizzatori del processo biodegradativo e, nel contempo, di
raggiungere cinetiche di reazione elevate. Questa soluzione può essere applicata
al trattamento di diverse matrici ambientali contaminate da inquinanti di
ridotta biodegradabilità quali composti fenolici, idrocarburi, policlorobifenili