"Realizzazione ed avviamento di un reattore biologico e alla scala di laboratorio per il trattamento di acque reflue con tecnologia MABR (Membrane Aerated Biofilm Reactor)"

La crescita della popolazione e il conseguente aumento della domanda d’acqua da parte di centri urbani ed industriali propone ogni giorno nuove necessità da soddisfare. L’attenzione sulle modalità di trattamento da parte della comunità scientifica ha portato allo sviluppo di nuove tecnologie per implementare al meglio i nuovi standard qualitativi ed aumentare l’efficienza di rimozione degli inquinanti, puntando ad ottenere impianti più flessibili, meno impattanti e focalizzati sull’ottimizzazione energetica durante l’esercizio La tecnologia MABR (Membrane Aerated Biofilm Reactor) emerge come un approccio promettente per il trattamento delle acque reflue. Questa tecnologia rappresenta un nuovo approccio applicabile ai tradizionali sistemi di trattamento o a configurazione sostitutive, attraverso una membrana idrofobica gas-permeabile in cui avviene trasferimento di ossigeno “bubbleless”. L’aerazione tramite membrana si attesta su efficienze di trasferimento di ossigeno molto superiori ai comuni sistemi ora utilizzati, risultando così più vantaggiosa rispetto ai tradizionali CAS (Classic Aeration System); un ulteriore vantaggio risulta in un minore volume utile alla depurazione, il che la configura come metodo alternativo in configurazioni poco accessibili. L'obiettivo di questa tesi magistrale è analizzare l'applicazione della tecnologia MABR per il trattamento delle acque reflue e valutarne l'efficienza, la sostenibilità e l'affidabilità. Saranno prese in considerazione diverse variabili, come l'efficienza di rimozione degli inquinanti, i parametri di trasferimento dell'ossigeno e consumi elettrici. Queste conclusioni sono ricavate da una campagna di analisi avvenuta presso il reattore installato nel laboratorio acque del DIATI, Politecnico di Torino. I test sono stati effettuati giornalmente su una membrana di 0,25 m2 dell’azienda ZeelungTM; il reattore alimentato in fed-batch è stato alimentato tramite alimento sintetico in modo da simulare i parametri inquinanti propri di un refluo urbano. Attraverso un'approfondita revisione della letteratura scientifica, saranno esaminate le ricerche e gli studi condotti in precedenza sull'applicazione della tecnologia MABR. Saranno analizzati i risultati ottenuti e i principali fattori che influenzano l'efficienza e le prestazioni del sistema, in relazione con i dati ottenuti durante la sperimentazione. Sono stati misurati e calcolati i valori di rimozione di sostanza organica, ione ammonio, nitriti e nitrati. Si è poi posto attenzione ai valori riguardanti l’aereazione, parametri operativi di trasferimento dell’ossigeno e considerazioni energetiche ed economiche imputabili all'aerazione, che risulta uno dei settori più energivori nei sistemi tradizionali di trattamento. Questa tesi magistrale si propone di fornire una panoramica quanto più completa sull'utilizzo della tecnologia MABR nel trattamento delle acque reflue, evidenziando i suoi vantaggi e i potenziali sviluppi futuri, nonché le criticità ad esso correlate.