La bioaugmentation funziona davvero?

Perché vale la pena porre la domanda nel modo giusto

La bioaugmentation porta con sé un deficit di credibilità che si è meritata. Negli ultimi trent'anni sono stati sopravvalutati abbastanza prodotti da portare una quota significativa di operatori d'impianto esperti a considerare l'intera categoria alla stregua di olio di serpente. La US EPA ha pubblicato nel 2004 una rassegna della letteratura sull'uso di agenti commerciali di biorisanamento che vale la pena leggere per intero, proprio perché riflette lo scetticismo che un venditore si troverà ad affrontare.

Noi vendiamo questi prodotti, quindi valutate questa pagina di conseguenza. Ciò che segue è il nostro tentativo di esporre gli argomenti più forti contro il prodotto accanto a quelli a suo favore, perché l'alternativa — aggirare lo scetticismo con la scrittura — è ciò che ha generato il problema di credibilità in primo luogo.

Ciò che le evidenze confermano

Il meccanismo è l'idrolisi enzimatica dei solidi organici. I lavori pubblicati mostrano che miscele di proteasi, cellulasi e lipasi riducono i solidi sospesi totali del 30-50 per cento e migliorano la sedimentazione, con la combinazione di proteasi e cellulasi che supera ciascuna delle due da sola e la lipasi che ne accresce ulteriormente l'effetto. Uno studio ha riportato una riduzione del 33 per cento dei solidi sospesi volatili.

Il genere Bacillus è la più importante fonte batterica proprio di quegli enzimi, in particolare delle proteasi. Bacillus inoltre sporula, il che significa che sopravvive all'essiccazione essenzialmente intatto. Per questo compito specifico, gli organismi che svolgono il lavoro sono esattamente quelli che si essiccano meglio, per cui un formato secco non comporta alcun costo biologico.

Ciò che le evidenze non confermano

Il problema ingegneristico centrale della categoria è la veicolazione, ed è studiato molto meno di quanto suggerisca il marketing. Una laguna può essere profonda da sei a quindici piedi, con lo strato di fanghi sul fondo. I batteri applicati in superficie devono scendere fin laggiù, sopravvivere al tragitto e rimanere in posizione abbastanza a lungo da agire.

La letteratura sottoposta a revisione paritaria sulla bioaugmentation individua in modo costante tre principali modalità di insuccesso per le cellule introdotte e liberamente sospese: il dilavamento con l'effluente, la predazione da parte dei protozoi e l'esclusione competitiva da parte della comunità microbica autoctona. La limnologia classica aggiunge una quarta considerazione: i corpi idrici non miscelati si stratificano e i gradienti di densità limitano lo scambio tra gli strati superficiali e quelli di fondo.

Esistono prove indiziarie che il settore concordi sul fatto che la veicolazione sia il problema. Almeno una dozzina di produttori indipendenti hanno progettato, ciascuno per proprio conto, formati densi affondanti o basati su supporti proprio per collocare gli organismi nello strato di fanghi. Il fatto che concorrenti convergano sulla stessa soluzione nell'arco di due decenni è una prova ragionevole che il settore consideri il dosaggio in superficie inadeguato per i fanghi di fondo, ma la convergenza non è uno studio controllato.

Quando non funziona

Vi sono tre condizioni in cui ci aspetteremmo che un programma deluda, e preferiamo dirlo qui piuttosto che scoprirlo con voi sul campo.

• L'accumulo è in gran parte inerte. La bioaugmentation digerisce soltanto la frazione organica volatile. Sabbia, graniglia, limo, precipitati minerali e plastiche non sono biodegradabili e permarranno indipendentemente da dose, prodotto o formato. Una laguna che per vent'anni ha ricevuto graniglia stradale o carico minerale industriale può contenere pochissimo materiale trattabile.
• La laguna è scarsamente miscelata. Nessun venditore e nessuna fonte indipendente afferma che la bioaugmentation funzioni bene in una laguna scarsamente miscelata. La miscelazione e l'aerazione sono considerate universalmente complementari alla bioaugmentation, non alternative ad essa, anche dalle aziende che vendono prodotti a veicolazione affondante.
• L'acqua è fredda. La germinazione delle spore è ottimale tra circa 28 e 38 gradi Celsius e rallenta sensibilmente al di sotto di tale intervallo. L'attività biologica riprende quando la temperatura dell'acqua supera all'incirca i cinquanta gradi Fahrenheit: ecco perché la stagione di trattamento è una finestra nella stagione calda e perché i ceppi adattati al freddo hanno valore commerciale.

Un'altra cosa che un prodotto secco non può fare

I batteri nitrificanti — Nitrosomonas e Nitrobacter — non sopravvivono ad alcun processo di essiccazione. Un prodotto secco non può contenere nitrificanti vitali, indipendentemente da ciò che lascia intendere la sua etichetta. Questo è rilevante perché i limiti sull'ammoniaca sono tra le pressioni autorizzative più comuni per le lagune municipali. Se il vostro problema è l'azoto, una linea di prodotti esclusivamente secchi non può strutturalmente affrontarlo e vi serve un liquido.

Come valutare un'affermazione, comprese le nostre

• Chiedete se un dato pubblicato provenga da uno studio controllato o da un caso di studio di un venditore. Entrambi compaiono in questa pagina e sono etichettati in modo diverso per una buona ragione.
• Chiedete una conta cellulare garantita al termine della durata di conservazione, non alla produzione. Quasi nessuno in questa categoria la pubblica, ed è il numero che conta per l'operatore che applica il prodotto diciotto mesi dopo la sua fermentazione.
• Considerate la conta cellulare per grammo come un indicatore debole delle prestazioni. Ciò che raggiunge i fanghi è la concentrazione moltiplicata per la dose, e nessuno dei due valori dice alcunché su quali specie siano presenti, quali enzimi producano o se sopravvivano alla discesa.
• Chiedete che cosa il venditore abbia misurato prima di iniziare. Se la risposta è niente, non c'è modo, per nessuna delle due parti, di sapere se abbia funzionato.

I risultati sul campo del produttore

Ecco quella politica applicata. Questi sono i risultati sul campo pubblicati dal produttore, condivisi con noi nell'ambito del rapporto di fornitura e riprodotti con autorizzazione. Non li abbiamo condotti noi, non li abbiamo misurati noi e non li abbiamo verificati. Ciascuno riporta un'etichetta che lo dichiara, e l'etichetta è resa grande quanto la didascalia di proposito.

La raccolta comprende sedici studi e quattro sono pubblicati qui. La maggior parte dei restanti riguarda stazioni di sollevamento, separatori di grassi e reti di collettamento — impieghi rinviati oltre il lancio dedicato alle lagune, che non dimensioniamo ancora e per i quali non disponiamo di tabelle di dosaggio. Due riportano risultati su azoto e ammoniaca, che una linea di prodotti secchi non può conseguire per il motivo indicato sopra. Diversi puntano su dati di odore e solfuri, che descrivono un'azione sugli organismi anziché sul materiale e si collocano al di fuori di ciò che siamo disposti a dichiarare. Altri due riportano riduzioni superiori all'80 per cento, che abbiamo escluso perché si collocano al di fuori dell'intervallo che questa pagina vi dice di aspettarvi.

Municipal

24 weeks

Barbourville, Kentucky

43.3%

of accumulated solids digested

Supplier-published

Just over five feet of accumulated solids in the primary aerated lagoon, assessed at 2,365 dry tons. The plant wanted a route that did not involve dredging.

• 1,025 dry tons removed
• Average depth 5.08 ft to 2.65 ft

Municipal

Five months, May to October

Inkom, Idaho

48%

reduction in solids volume overall

Supplier-published

Accumulated solids across two lagoon cells, against a specification calling for a 50 per cent reduction. The treatment window was bounded by water temperature, which has to stay above roughly 55°F for the organisms to work at all.

• Cell 1: 75.2 per cent
• Cell 2: 37.5 per cent

Municipal

3 months

Municipal WWTP, United States

672,659lb

of organic solids digested

Supplier-published

Decades of loading had taken the lagoon to a measured 20.5 per cent solids, with a dredging quotation in hand and no budget line to meet it.

• Dredging deferred, not ruled out
• Manufacturer reports a 4.5x cost saving against the quotation

Industrial

12 months

Meat processing facility

50%

reduction in accumulated solids

Supplier-published

Accumulated solids had cut hydraulic retention time to 13 days, capping what the facility could put through the plant and putting effluent quality within sight of a limit.

• Retention time 13 days to 25 days
• Treatment capacity recovered without dredging

Barbourville e Inkom sono fotografie di quei due impianti. La coppia restante non indica alcuna struttura — il produttore li pubblica come un impianto municipale e un impianto di lavorazione delle carni — perciò quelle due immagini sono materiale stock su licenza che mostra il tipo di laguna in questione anziché la laguna specifica. Preferiamo tracciare questa distinzione piuttosto che lasciare che un'unica didascalia copra entrambi i casi.

Ciò che rimane si colloca tra il 43 e il 50 per cento, che è l'intervallo indicato all'inizio di questa pagina. Inkom è la voce che vale la pena leggere due volte: lo stesso trattamento, nella stessa laguna, ha restituito il 75 per cento in una cella e il 37 per cento nell'altra. Quella dispersione è la forma onesta di questa tecnologia, ed è il motivo per cui una dose viene dimensionata sulla laguna che abbiamo davanti anziché su un dato da brochure.