Rimozione di microinquinanti farmaceutici da acque reflue municipali tramite adsorbimento: dai test di laboratorio allo scale-up in impianto pilota

Il presente elaborato, inserito nel contesto del progetto europeo MAR2PROTECT, ha l'obiettivo di sviluppare e ottimizzare un processo di adsorbimento e rigenerazione per la rimozione di tre microinquinanti farmaceutici ad alta frequenza di rinvenimento (Carbamazepina, Diclofenac e Claritromicina) dalle acque reflue urbane. La metodologia ha previsto l'impiego della resina polimerica macroporosa Amberlite XAD16N all'interno di colonne a letto fisso. La sperimentazione è stata condotta su due fronti: test su scala di laboratorio, e test su scala pilota in condizioni reali, posizionati direttamente sulla linea dell'effluente presso un impianto di depurazione situato in Emilia Romagna. Il monitoraggio analitico delle concentrazioni è stato eseguito per mezzo di strumentazione HPLC. I risultati sperimentali dimostrano che il processo di adsorbimento garantisce rese eccellenti, superiori al 90%. Per quanto riguarda la rigenerazione una procedura a tre step (etanolo, soluzione acida e soluzione basica) ha garantito un recupero quasi totale della Carbamazepina e del Diclofenac nei primi cicli. Lo studio dei cicli multipli ha tuttavia evidenziato un progressivo calo delle performance di adsorbimento, imputabile a fenomeni di adsorbimento irreversibile e sporcamento (fouling) della resina. Le prove sull'impianto pilota hanno confermato l'elevata affinità della resina per molecole neutre come la Carbamazepina, ma hanno anche fatto emergere criticità intrinseche allo scale-up, quali importanti sovrappressioni nel sistema e la necessità di pre-filtrazioni accurate. In conclusione, l'adsorbimento su resina XAD16N si conferma una tecnologia efficace e in linea con le nuove direttive europee per il trattamento quaternario (mirate a valutare l'"effetto cocktail" complessivo dei contaminanti), sebbene la rigenerazione a lungo termine del materiale e la stabilità fluidodinamica su scala industriale necessitino di ulteriori ottimizzazioni.