Sviluppo di un processo di adsorbimento di microinquinanti farmaceutici da acque reflue urbane e successiva rigenerazione della resina

La presenza ubiquitaria di microinquinanti farmaceutici nelle acque reflue urbane rappresenta una delle principali sfide ambientali contemporanee, al punto di obbligare la legislazione europea a imporre limiti sempre più restrittivi per salvaguardare le matrici idriche. Le tecnologie convenzionali di trattamento a fanghi attivi risultano inefficaci nel rimuovere composti pseudo-persistenti, rendendo necessaria l'implementazione di nuovi trattamenti terziari avanzati. Il presente lavoro di tesi indaga l'efficienza della tecnologia di adsorbimento su resina polimerica macroporosa (XAD16N) per la rimozione di tre microinquinanti target: diclofenac (DCF), carbamazepina (CBZ) e claritromicina (CLA). Lo studio comprende test in continuo su scala pilota e test termodinamici (isoterme) e di rigenerazione su scala di laboratorio. I risultati in colonna su effluenti reali dimostrano che la resina XAD16N possiede un'eccezionale capacità operativa, garantendo rese di rimozione superiori al 94% e trattando volumi di refluo nell'ordine dei 15.000 Bed Volumes (BVs) prima del breakthrough point (BP). L’incremento del tempo di contatto a letto vuoto (EBCT) ha portato ad un aumento delle prestazioni della resina, sottolineando il ruolo delle resistenze cinetiche alla diffusione intra-particellare (specialmente per il DCF) nel processo di adsorbimento. Gli studi isotermi in batch hanno confermato la gerarchia di affinità della resina (CLA > CBZ > DCF) e la natura nettamente esotermica del processo di adsorbimento, evidenziando capacità superiori a basse temperature. Infine, l'indagine sulla rigenerazione multistep ha validato l’efficacia di un protocollo di rigenerazione esteso. L'applicazione sequenziale di solvente organico, lavaggio basico (per il de-fouling organico e la rimozione del DCF ionizzato) e lavaggio acido ripristina totalmente le capacità della resina, dimostrando la sostenibilità economica e industriale del processo.