Sviluppo e ottimizzazione di un processo di rimozione di agenti farmaceutici da acque reflue municipali tramite adsorbimento e successiva rigenerazione

Il presente lavoro di tesi si colloca nell'ambito del progetto europeo MAR2PROTECT, finalizzato al contrasto della scarsità idrica globale attraverso la Ricarica Gestita degli Acquiferi (MAR). La ricerca indaga l'implementazione di tecnologie di trattamento quaternario per la rimozione di Contaminanti Emergenti (ECs) da acque reflue municipali, al fine di garantire una qualità dell'effluente idonea all'infiltrazione nel sottosuolo e conforme alla recente Direttiva (UE) 2024/3019. Nello specifico, lo studio analizza la rimozione di tre farmaci target Carbamazepina, Diclofenac e Claritromicina mediante processo di adsorbimento su resina polimerica macro-porosa Amberlite XAD16N. L’attività sperimentale è stata condotta tramite test fluidodinamici in continuo su colonne a letto fisso, operando sia su scala di laboratorio che mediante un impianto pilota installato presso un depuratore nel nord Italia. Parallelamente alla determinazione delle curve di breakthrough per la valutazione della capacità adsorbente, il lavoro si focalizza sull'ottimizzazione del processo di desorbimento, cruciale per la sostenibilità economica processo. Sono stati confrontati diversi protocolli di rigenerazione della resina, analizzando l'efficacia di sequenze a step singolo e multiplo mediante l'uso di solvente organico (etanolo) e soluzioni acide/basiche a temperatura controllata, introducendo strategie di riciclo del solvente per ridurre l'impatto operativo. Il monitoraggio delle concentrazioni è stato effettuato tramite HPLC. La tesi discute inoltre le criticità operative emerse, quali il fouling delle colonne, la gestione delle pressioni e la stabilità delle soluzioni di alimentazione, fornendo parametri per la futura scalabilità industriale del processo di depurazione avanzata.