Il Ruolo dei Batteri nel Trattamento delle Acque Reflue: Panoramica Completa

I batteri svolgono un ruolo fondamentale nella decomposizione e trattamento delle acque reflue. Da millenni lo fanno in natura; nonostante la tecnologia, fosse settiche e impianti di depurazione municipali si affidano ancora ai batteri per gran parte del lavoro. Non tutti i batteri presenti aiutano la degradazione; certi tipi usano lo stesso metodo per raggiungere il loro obiettivo.

Storia

• I batteri sono organismi unicellulari con funzioni specifiche. Esistono batteri "buoni" e "cattivi": quelli intestinali aiutano la digestione, quelli patogeni sulla pelle causano infezioni se entrano in un taglio. Anche nelle acque reflue coesistono batteri benefici e nocivi. Due grandi categorie: aerobi e anaerobi, più alcuni che stanno in entrambi. Gli aerobi necessitano ossigeno, gli anaerobi no. Diversi sistemi di depurazione usano entrambi i tipi. I batteri Bacillus operano bene in entrambi i sistemi e non sono patogeni.

Batteri Aerobi

• Operano in sistemi aperti con ossigeno prontamente disponibile: toilette a compostaggio, zone umide, bacini di accumulo. Consumano rifiuti organici e ossigeno, emettono acqua e anidride carbonica. Vitali negli ecosistemi come zone umide: creano CO₂ per le piante acquatiche e mantengono i livelli d'acqua persi per evaporazione. Negli impianti, l'acqua subisce filtrazione complessa prima dei bacini e disinfezione chimica prima dello scarico.

Batteri Anaerobi

• Operano in sistemi chiusi come fosse settiche. Consumano rifiuti organici ed emettono metano e idrogeno solforato (tossici, "settici"). L'acqua reflua entra nella fossa, si separa in strato di schiuma, strato intermedio d'acqua "pulita" e fango. I batteri lavorano nel fango, mangiando le parti digeribili. I residui indigeribili vengono pompati periodicamente. L'acqua dello strato intermedio rimane carica di batteri e virus nocivi, richiede ancora filtrazione. Entra in linee di drenaggio (tubi perforati interrati), dove il suolo la filtra mentre percola nella falda o evapora.

Potenziale

• Gli scienziati cercano nuovi modi per usare i batteri nella depurazione in modo più efficiente, riducendo energia e rifiuti. Gli impianti devono filtrare sostanze nocive (nitrati, perclorato, tossine) con sistemi ad alto consumo energetico e idrico; i rifiuti filtrati restano tossici e vanno smaltiti/inceneriti. Questi batteri necessitano idrogeno per processare tali sostanze e convertirle in forme innocue — processo difficile, a volte impossibile. Ricercatori dell'Arizona State University hanno trovato un modo pratico per fornire idrogeno tramite una membrana.

Funzionamento

• La membrana sperimentale, chiamata membrane biofilm reactor (MBfR), contiene fibre che pompano idrogeno per i batteri sulla sua superficie. Risultato: acqua pulita e prodotti finali innocui (azoto gassoso, ioni cloruro). Il processo avviene a temperatura ambiente, senza pompe o filtri pesanti; costa meno degli altri sistemi.