BIOAUGMENTATIONSOSPENSIONI BATTERICHE INDUSTRIALI NEL TRATTAMENTO BIOLOGICO AEROBICO DI MATRICI AMBIENTALI INQUINATE

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Con l’obiettivo di raggiungere i parametri stabiliti dal Testo Unico Ambientale (D.Lgs. n. 152/2006) per lo scarico delle acque nei corpi ricettori, i principali processi di trattamento sono mirati alla riduzione della concentrazione delle sostanze organiche totali e dei solidi in sospensione nonché al conseguimento di livelli accettabile per composti chimici più resistenti alla biodegradazione, descritti negli allegati tecnici relativi.

INTRODUZIONE

L’inoculo batterico o tecnicamente (in inglese) bioaugmentation è il termine che descrive il processo di introduzione di ceppi batterici (naturali o geneticamente modificati) in una matrice ambientale inquinata, con l’obiettivo di aumentare la velocità di eliminazione dei composti organici biodegradabili.

In dipendenza del contenuto organico presente nelle acque di scarico, molte volte il processo più economico è quello biologico, il quale prevede l’utilizzo dei batteri all’interno degli impianti di trattamento. Questi batteri possono trovarsi negli impianti in modo spontaneo ma possono anche essere introdotti nei casi in cui si presentino problemi gestionali o semplicemente sia necessario ridurre i tempi di degradazione degli inquinanti.

L’ossidazione biologica, attraverso l’azione dei batteri, sta alla base sia della decontaminazione delle diverse matrici ambientali (acqua, aria e suoli) sia della produzione di energia a partire dal biogas prodotto negli impianti di digestione anaerobica.Identificato anche con il termine bio-ossidazione, il processo consiste nella cessione da parte di una sostanza (substrato) di atomi d’idrogeno, con la conseguente perdita di elettroni, mentre un’altra li riceve, e quindi funge come agente ossidante; e può essere classificato come respirazione o fermentazione in funzione della natura organica o inorganica del substrato.Nella respirazione i composti organici e i composti inorganici (per esempio H2, NH3, NO2) possono funzionare come sostanze che cedono elettroni mentre l’accettore è l’ossi- geno, sia in forma molecolare formando parte di NO3-, SO42- o CO32-; mentre nel caso della fermentazione sia le sostanze che donano elettroni sia quelle che li ricevono sono di natura organica.

OSSIDAZIONE BIOLOGICA: GENERALITÀ

TRATTAMENTO BIOLOGICO

Il trattamento biologico per l’eliminazione delle sostanze organiche inquinanti le acque, l’aria e i suoli consiste nell’aumento delle velocità dei processi naturali di decomposizione e neutralizzazione, fondamentalmente attraverso l’azione di numerosi gruppi batterici, in condizioni ambientali controllate, in uno spazio relativamente ridotto.Il processo avviene mediante diverse reazioni microbiologiche che permettono l’eliminazione o la trasformazione dei diversi tipi di materia organica, nutrienti e molti altri elementi chimici, come i solfuri e i metalli, in composti più semplici o innocui.Dette reazioni avvengono in presenza di ossigeno o in anossia (ossigeno in forma di nitrati) e i gruppi batterici maggiormente interessati in questo tipo di reazioni sono i chemoeterotrofi e i fotoeterotrofi.Senza con ciò togliere importanza alla componente meccanica dell’impianto, l’efficienza del processo di depurazione dipende dalle strette e complicate relazioni che si instaurano tra i microrganismi, sulla base del trasferimento di energia e di carbonio, e dai fattori abiotici e biotici che caratterizzano le condizioni ambientali all’interno dei reattori biologici.

TRATTAMENTO BIOLOGICO

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Tra i fattori abiotici più importanti si evidenziano la quantità e la tipologia del substrato, il pH, il bilancio dei nutrienti (azoto e fosforo), la temperatura, l’ossigeno disciolto, la presenza di sostanze tossiche nei reflui, i tempi di ritenzione idraulica, il tasso di ricircolo dei fanghi, e la formazione di vie preferenziali di flusso all’interno dell’impianto; mentre tra i fattori biotici più importanti troviamo i batteri flocculanti, i batteri nitrificanti e quelli denitrificanti, i batteri filamentosi, la quantità di solidi volatili in sospensione, l’età del fango intesa come tempo di permanenza cellulare, e l’abbondanza relativa dei diversi gruppi di protozoi.

I prodotti batterici ottenuti industrialmente, attraverso processi di fermentazione controllata, contengono gruppi batterici di altissima versatilità presenti sia negli impianti di trattamento sia in natura. Una volta potenziata la moltiplicazione accelerata, sono conservati in stato di latenza in matrici liquide o solide e rimangono in questo stato di riposo finché non entrano in contatto con la sostanza organica. I gruppi maggiormente utilizzati in questi preparati sono i batteri chemo-eterotrofi, dato il loro rapido adattamento ai diversi substrati carboniosi, e i foto-eterotrofi, dato che utilizzano l’energia solare per le reazioni metaboliche.Il cosiddetto “inoculo batterico” consiste nel- l’aggiunta di preparati batterici commerciali ai sistemi di trattamento dei reflui con l’obiettivo di:

(1) d’incrementare la densità dei batteri e conseguentemente dei loro enzimi(2) migliorare i parametri di funzionamento dell’impianto

L’aggiunta di consorzi batterici aumenta la densità di batteri senza però aumentare significativamente i solidi in sospensione né i tempi di residenza dei fanghi, tanto per gli impianti di trattamento biologico aerobico quanto per i digestori anaerobici. Nel caso del trattamento biologico aerobico l’aggiunta di consorzi batterici aiuta a controllare la proliferazione di organismi filamentosi. Un altro vantaggio dell’uso dei prodotti batterici è la biodegradazione dei composti potenzialmente causanti cattivi odori.Prima delle operazioni d’inoculo batterico è d’obbligo conoscere le condizioni di operatività dell’impianto, partendo dal carico inquinante in ingresso fino ai va- lori raggiunti alla fine dei relativi processi, in modo da determinare le procedure da eseguire per creare un ambiente favorevole ai batteri che saranno introdotti.La maggior parte delle volte l’utilizzo dei prodotti batterici (per esempio quando sono utilizzati per la diminuzione della produzione di fanghi) può rappresentare un notevole risparmio economico nella gestione dell’impianto.

SOSPENSIONI BATTERICHE INDUSTRIALI

GRUPPI BATERICI

I principali gruppi batterici utilizzati nelle sospensioni industriali sono:

Bacillus Produce un notevole numero di enzimi che solubilizzano e degradano una notevole quantità di carboidrati diversi, lipidi e proteine. Permette la riduzione dei fanghi aerobici

Cellulomonas Solubilizza e degrada la cellulosa dei tessuti vegetali. Permette ridurre i fanghi di supero

Pseudomonas Permette la degradazione di substrati difficilmente biodegradabili, come i composti fenolici. Permette la riduzione dei fanghi di supero.

Rhodopseudomonas Permette la degradazione di composti ricalcitranti. Permette la riduzione dei fanghi di supero

Nitrosomonas Permette la trasformazione dell’ammonio a nitriti, riducendo la quantità d’azoto in ingresso con il carico inquinante. Permette la nitrificazione anche a basse concentrazioni di solidi sospesi e basse temperature.

• Consulenze per la gestione d’impianti di depurazione aerobica (sia a biomassa sospesa che adesa), biofiltri per il trattamento dei VOC, processi di biorremediation, compostaggio della frazione organica di RSU • Gestione d’interventi per il controllo dei cattivi odori mediante processi biologici • Fornitura di consorzi batterici in sospensione acquosa per “bioaugmentation” e nutrienti equilibrati per il recupero dei processi di biodegradazione • Prove in situ ed in laboratorio • Analisi di laboratorio per il controllo della gestione degli impianti • Assistenza tecnica per l’avviamento di impianti di trattamento • Relazioni tecniche • Componentistica e ricambi per impianti di trattamento • Traduzioni italiano/

spagnolo/italiano in materia tecnica-ambientale

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