Il TPBR, da 45,6 L è costituito da tubi con diametro interno di 5 cm e lunghezza totale di 20 m; è interconnesso ad una colonna verticale da 2 L e ad una camera di miscelazione di 70 L. Sono presenti dei LED ad emissione di luce bianca, disposti verticalmente su entrambi i lati del TPBR. L’emissione del toluene avviene tramite un metallo diffusore nella parte inferiore della colonna di assorbimento verticale. I sistemi hanno operato per 90 giorni, testando quattro diverse condizioni di funzionamento, aumentando sia il carico in ingresso in modo graduale ma anche la velocita di rinnovo di MSM \cite{OLIVA2019120860}. Le concentrazioni in ingresso e in uscita di toluene, CO2, N2 e O2 nella fase gas, pH e ossigeno disciolto (DO) nel liquido di coltura sono stati analizzati ogni giorno; i campioni liquidi utilizzati per determinare la concentrazione di carbonio organico totale (TOC) e azoto totale (TN), nitriti e nitrati sono stati presi tre volte a settimana. Al termine di ogni fase operativa sono state caratterizzate le popolazioni di microalghe e/o batteri, analizzando campioni di inoculo e liquido per il TPBR e dell’inoculo e del biofilm nel BTF; sempre al termine di ogni fase con un test di trasferimento di massa si è andati a chiarire se le prestazioni dei bioreattori fossero limitate dal trasferimento di toluene dal gas alla fase liquida, o per via di attività microbica\cite{articlef}. Alla fine dell’esperimento è stato eseguito un test di robustezza per i reattori\cite{ZARRA2019105189}. All’avviamento di entrambi i bioreattori c’è stata un’efficienza di rimozione iniziale del 30% nel caso del TPBR per via della maggiore capacita di assorbimento del liquido di coltura; durante la prima fase i due sistemi hanno avuto prestazioni comparabili ma la presenza di alghe e batteri nel TPBR ha provocato un aumento di DO e il reattore ha mostrato concentrazioni di CO2 in uscita inferiori rispetto al BTF; quest’ultimo e stato più sensibile alla presenza di metaboliti secondari, indotti dall’aumento di concentrazione di toluene o ad una presenza limitata di O2, in fase acquosa\cite{SENATORE2021129682}. L’accumulo di questi metaboliti può portare instabilità ed infatti il TPBR si è dimostrato più stabile e più adattabile alle fluttuazioni del carico in ingresso, sia per una quantità maggiore di liquido coinvolto, sia per la presenza maggiore di DO nel liquido di coltura, oltre che per il consumo di CO2 da parte delle microalghe; i test di trasferimento di massa hanno sottolineato che entrambi i processi erano limitati dal trasferimento della massa di toluene dalla fase gassosa al biofilm o alla fase liquida\cite{w12113154}\cite{DOBARADARAN2021116185}.

Conclusioni