TECNOLOGIE PER L’OTTIMIZZAZIONE DEL CICLO … · Reattori con un efficiente sistema di ritenzione...

TECNOLOGIE PER L’OTTIMIZZAZIONE DEL CICLO DEPURATIVO: RIMOZIONE AZOTO,

RISPARMIO ENERGETICO E RIDUZIONE FANGHI

IL RIUTILIZZO DELLE ACQUE DI SCARICO INDUSTRIALI E CIVILI:

LE OPPORTUNITA’ E LE TECNOLOGIE PIU’ RECENTI

Prato, 14 giugno 2012

G. Guglielmi, G. Andreottola

OUTLINE

•Driver: ottimizzazione di infrastrutture esistenti

•Tecnologie per rimozione N

•Tecnologie per riduzione consumi EE

•Tecnologie per riduzione fanghi di supero

•Conclusioni

Processo anossicoProcesso anossicoProcesso anossicoProcesso anossicoProcesso aerobicoProcesso aerobicoProcesso aerobicoProcesso aerobico

Batteri autotrofiBatteri autotrofiBatteri autotrofiBatteri autotrofi

NHNHNHNH4444++++ NONONONO2222

---- NONONONO3333----

NITRIFICAZIONENITRIFICAZIONENITRIFICAZIONENITRIFICAZIONE

1.5O2 0.5O2

AOBAOBAOBAOB NOBNOBNOBNOBBatteri eterotrofiBatteri eterotrofiBatteri eterotrofiBatteri eterotrofi

NONONONO3333---- NNNN2222

DENITRIFICAZIONEDENITRIFICAZIONEDENITRIFICAZIONEDENITRIFICAZIONE

2.86/(1-YH) mgCOD/mgNNITRITAZIONE + NITRATAZIONE NITRITAZIONE + NITRATAZIONE NITRITAZIONE + NITRATAZIONE NITRITAZIONE + NITRATAZIONE

TRATTAMENTI BIOLOGICI CONVENZIONALI

4 2 3 3 2 22 2 3 2

AOB NOBautotrophic Bacteria

NH O HCO NO HO CO+

+ − −

+ + → + +

3 2 2 3 25 4 2 2

hetotrotrophicBacteriaC NO HO CO HCO N

− −

+ + → + +

4 2 3 2 2 24 8 5 4 2 10 9NH O C HCO N HO CO

+ −

+ + + → + +

Soluzione ideale per reflui con:Soluzione ideale per reflui con:

•• Basse concentrazioni di azoto (NBasse concentrazioni di azoto (Ntottot<100mg/l); <100mg/l);

•• COD/N>5 COD/N>5 -- 6,56,5

•• Elevato fabbisogno energetico per la Elevato fabbisogno energetico per la Nitrificazione (aerazione);Nitrificazione (aerazione);

•• DO = 2,0 mg/lDO = 2,0 mg/l

•• Fornitura di una fonte esterna di Fornitura di una fonte esterna di

carbonio per la fase di denitrificazione;carbonio per la fase di denitrificazione;

•• Eventuale fornitura di alcalinitEventuale fornitura di alcalinitàà..

NitrificazioneNitrificazione

DenitrificazioneDenitrificazione

1.1.Ossidazione dellOssidazione dell’’ammoniaca a nitriti ammoniaca a nitriti

(richiede ossigeno) by AOBs (richiede ossigeno) by AOBs

2.2.Ossidazione dei nitriti a nitratiOssidazione dei nitriti a nitrati

(richiede ossigeno) by NOBs(richiede ossigeno) by NOBs

3.3.Riduzione dei nitrati a nitriti Riduzione dei nitrati a nitriti

(richiede fonte di carbonio)(richiede fonte di carbonio)

4.4.Riduzione di nitriti a azoto gassoso Riduzione di nitriti a azoto gassoso

(richiede fonte di carbonio)(richiede fonte di carbonio)

NONONONO2222----

(1+2).(1+2).

(3+4).(3+4).

AOB AOB AOB AOB = Ammonio ossidanti (Ammonia - oxidizing bacteria)NOB NOB NOB NOB = Nitrito ossidanti (Nitrite - oxidizing bacteria) 3

AERAZIONE INTERMITTENTE- Cos’è -

Predenitrificazione

Aerazione intermittente

AERAZIONE INTERMITTENTE- Predenitrificazione e aerazione intermittente -

• Più efficiente dal punto di vista energetico Gestione soffianti ottimaleAssenza ricircolo miscela aerata

Vantaggi aerazione intermittente

• Più flessibileModifica automaticamente la proporzione fra nitrificazione e denitrificazione in funzione di carichi e condizioni al contorno

• Migliore qualità dell’effluente

Riduzione EE: 10-50%

Cicli ON/OFF: 10-20/d

Rimozione N: > 80%

AERAZIONE INTERMITTENTE- Approccio classico -

• Ci sono diversi approcci, alcuni brevettati

• Un approccio prevede il monitoraggio in tempo reale dei parametri indiretti (ossigeno, pH, ORP) per scegliere quando aerare

• Si smette di aerare quando l’ossigeno aumenta bruscamente

• Si riprende ad aerare al flesso della curva dell’ORP

AERAZIONE INTERMITTENTE- Limiti dell’approccio classico -

• I punti di variazione ottimale non sono sempre facili da identificare

• Il punto di nitrificazione ottimale può essere difficile da dedurre se l’ossigeno cresce molto rapidamente

• I problemi a determinare i punti di variazione ottimale sono piùgravi quando il sistema è aerato eccessivamente, sovraccaricato o sottocaricato

• La concentrazione delle forme azotate non è controllata direttamente, quindi è più complesso il rispetto dei limiti di legge sull’ammoniaca

È sempre utilizzabile?

AERAZIONE INTERMITTENTE- Controller OSCAR -

Controllo diretto della concentrazione di ammoniaca e dei nitrati:

• Conoscenza diretta dei parametri oggetto di limiti normativi

• Riduzione delle interferenze da parte di ioni non azotati

• Possibilità di scegliere i parametri in funzione degli obiettivi gestionali

Maggiore sicurezza ed efficienza

Doppio controllo in feed-back e in feed-forward:

• Protezione da incrementi rapidi del carico di azoto da trattare

Optimal Solutions for Cost Abatement in nutrients Removal

ANALISI DELLA GIORNATA TIPICA- Ossigeno -

Si notano i cicli di aerazione intermittente

Le due misure mostrano andamenti simili, ma valori diversi

I valori di set point sono raggiunti

Trattamenti biologici non convenzionali- (Parziale) nitrificazione -

4 2 3 2 2 21,5 2 3 2

AOBautotrophicBacteria

NH O HCO NO HO CO+ − −

+ + → + +

Bacteria Bacteria Bacteria Bacteria AutotrophicAutotrophicAutotrophicAutotrophic


---- NONONONO3333----

NITRITATIONNITRITATIONNITRITATIONNITRITATION

1.5O2 0.5O2

AOBAOBAOBAOB NOBNOBNOBNOB

operare con temperature > 25°C in modo da favorire la crescita dei microrganismi che

ossidano l’ammoniaca a nitriti (AOB) rispetto ai microrganismi che ossidano i nitriti a

nitrati (NOB). In questo modo è possibile regolare l’HRT per il washout degli NOB;

Strategia alla base del processo SHARON (Single reactor High activity Ammonia Removal Over Nitrite) (T=35°°°°C e HRT=SRT=1 - 2d)

Minore richiesta di ossigenoMinore richiesta di ossigeno

diminuire la concentrazione dell’ossigeno disciolto facendo leva sulla minore affinità degli NOB con l’O2 (DO < 2,0 mg/L);

aumentare la concentrazione di ammoniaca (NH3), agente inibente per gli NOB limitandone di conseguenza la crescita

Strategie per ottenere la NitritazioneStrategie per ottenere la Nitritazione

4 2 3 2 3 2 2 1,5 0,151,32 0,066 0,13 1,02 0,26 2,03 0,066

Anammoxautotrophic Bacteria

NH NO HCO H N NO H O CHO O+ − − + −

+ + + → + + +

�Planctomiceti (Candidatus Brocadia anammoxidans e Kuenenia stuttgartiensis)

�Scoperto negli anni ’90;�Processo anaerobico;�Ossidazione dell’ammoniaca utilizzando l’NO2

- come accettore di e-.

Jetten, M S M, Wagner, M, Fuerst, J, van Loosdrecht, Mark C M, Kuenen, J G, Strous, Marc (2001). Microbiology and

application of the anaerobic ammonium oxidation ('anammox') process. Current opinion in biotechnology.

-- Nessuna richiesta di carbonioNessuna richiesta di carbonio-- Lenti tassi di crescitaLenti tassi di crescita

(tempi di duplicazione 11 d) e quindi (tempi di duplicazione 11 d) e quindi bassa produzione di fangobassa produzione di fango

CRITICITACRITICITA’’

�Reattori con un efficiente sistema di ritenzione della biomassa

�Lunghi periodi di start-up� Influenza negativa sul processo Anammox

di alti valori di DO, C e NO2-

Source: www.twanetwerk.nl

Fattori inibitori:�DO (inibizione reversibile)�pH< 6,5 pH>9,5 �T<10°C

�Alcuni tipi di sostanza organica (es. metanolo)

Trattamenti biologici non convenzionali- ANAMMOX -

Shortcuts per la rimozione di N

4 2 3 2 2 21,5 2 3 2

AOBautotrophicBacteria

NH O HCO NO HO CO+ − −

+ + → + +

2 2 2 3 23 4 2 4 2

hetotrotrophicBacteriaC NO HO CO HCO N

− −

+ + → + +

�� Processo di Nitritazione Processo di Nitritazione –– Denitrificazione via nitritoDenitrificazione via nitrito

Nitritazione Denitrificazione

�� Processo Parziale Nitritazione Processo Parziale Nitritazione -- AnammoxAnammox

4 2 3 2 2 21,5 2 3 2NH O HCO NO HO CO

+ − −

+ + → + +4

2

50% NH

NO

+

−

Parziale Nitritazione* Anammox

4 2 2 3 21,32 0,26 2

AnammoxautotrophicBacteria

NH NO N NO HO+ − −

+ → + +

* Ossidazione di solo il 50* Ossidazione di solo il 50--60% di N60% di N--NHNH44++ →→ valori tipici del digestato HCOvalori tipici del digestato HCO33

--// NN--NHNH44+ + ~11



---- NONONONO3333----

(PARZIALE) NITRITAZIONE(PARZIALE) NITRITAZIONE(PARZIALE) NITRITAZIONE(PARZIALE) NITRITAZIONE

1.5O2 0.5O2

AOBAOBAOBAOB NOBNOBNOBNOB



ANAMMOXANAMMOXANAMMOXANAMMOX

NHNHNHNH4444++++

•• Risparmio di ossigeno nel processo di Risparmio di ossigeno nel processo di nitrificazione (<25%)nitrificazione (<25%)

•• Riduzione della richiesta di fonte esterna Riduzione della richiesta di fonte esterna

di carbonio per la denitrificazione (<40%)di carbonio per la denitrificazione (<40%)

•• Riduzione della produzione di fanghiRiduzione della produzione di fanghi

•• Risparmio di ossigeno nel processo di Risparmio di ossigeno nel processo di nitrificazione (<40 nitrificazione (<40 -- 60%)60%)

•• Eliminazione della fonte esterna di Eliminazione della fonte esterna di carboniocarbonio

•• Riduzione della produzione di fanghiRiduzione della produzione di fanghi

Batteri eterotrofiBatteri eterotrofiBatteri eterotrofiBatteri eterotrofi


DENITRIFICAZIONEDENITRIFICAZIONEDENITRIFICAZIONEDENITRIFICAZIONE

1,71/(1-YH) mgCOD/mgN

Soluzioni ideali per reflui con:Soluzioni ideali per reflui con:

•• Alte concentrazioni di azoto >100 Alte concentrazioni di azoto >100 –– 200 mg/l 200 mg/l

•• COD/N < 5 COD/N < 5

•• Elevati pH (7Elevati pH (7--9) e T(>209) e T(>20--2525°°C)C)

Trattamenti biologici non convenzionali - (Parziale) nitrificazione -

2-stages processes

1. Tipiche temperature: 30-35 oC

2. Riduzione del 40% della richiesta di

ossigeno rispetto al processo

convenzionale nitro-denitro

3. Eliminazione della fonte di carbonio

esterna

4. Soluzione appropriata in caso di

alimentazione con sostanze tossiche o

elevate concentrazioni di sostanza

organica biodegradabile.

Doppio stadio

3NO

−

Il primo reattore Anammox (75 m3) è stato realizzato a Rotterdam (Olanda) e prevedeva la combinazione con un processo di parziale Nitritazione (SHARON process).

15

Parziale Nitritazione Anammox

Single-stage processes

1. Tipiche temperature: 30-35 oC2. Configurazione impiantistica compatta

3. Minori costi di investimento4. Condizioni microaerobiche

( DO < 1mg/l)5. Riduzione del 60% della richiesta di

ossigeno rispetto al processo

convenzionale nitro-denitro6. Eliminazione della fonte di carbonio

esterna 7. Configurazione più stabile e flessibile

alle variazioni di carico.

Singolo stadio

A questo processo sono stati dati nomi diversi: CANON, OLAND, DEMON, SNAP.In condizioni microaerobiche gli AOB ossidano l’ammonio in nitriti consumando l’ossigeno

disciolto (DO) e creando un ambiente anossico dove i batteri Anammox possono esistere e convertire l’ammoniaca e i nitriti in N2 gas e produrre una piccola quantità di nitrati.

3NO

−

16

Parziale Nitritazione + Anammox

Proce sso Configurazione impiantis tica

Alime ntazio ne T ( °C)

DO ( mg / l) ANR* ( kg N/ m 3d)

Fattori di contro llo

Rif.

CANON - Completely Autotrophic nitrogen removal over nitrite

SBR 30 <0,1 0,06

DO, ammonia, AOB population

Sliekers et al. (2002)

Air pulsing SBR Sludge liquor 21 0,5 0,36 Padìn et al. (2009)

Airlift Syntetic - 0,5 1,5 Sliekers et al. (2003)

UASB Sludge liquor 30 External aeration 0,6

0,06 Ahn & Choi (2006)

MBBR Sludge liquor 30 1,8 0,36 Cema et al. (2006)

MABR Syntetic 35 0,5 0,77 Gong et al. (2007)

DEMON - DEamMONification SBR Sludge liquor 28 0,3 0,70 Time, pH, DO Wett (2007)

OLAND - Oxygen – limited autotrophic nitrification and denitrification

RBC Sludge liquor 14 1,0 0,42 - Pynaert et al. (2004)

SBR Syntetic 33 low 0,05 Time, pH, Kuai et al. (1998)

SBR, high rate - - 1,058 Time, pH Pynaert et al. (2003)

Aerobic Deammonification RBC Leachate - - 0,6 - Hippen et al (1997)

SNAP Single Stage Nitrogen Removal + biomass carrier Leachate 35 0,5 – 2,5

0,31-0,45 HRT, aeration rate, T, pH

Lieu et al. (2005)

* ANR = Nitrogen Removal rate by Anammox bacteria

DO, T, NO2-, pH, tempi, modalità di

aerazione,Sistemi di ritenzione della biomassa, tipo di biomassa (biomassa sospesa, sistemi granulari, biofilm).

Fattori di controllo

Sintesi comparativa

17

SCHEMA

SEMPLIFICATO

DELLA

PRODUZIONE

DI FANGHI

Fanghi di supero

accettori di

elettroni

O2, NO3

refluo

influente

Funzioni di

mantenimento

Crescita

biomassa

H2O + CO2

composti

inerti

mortecellulare

ossidazione

energiaComposti organici

biodegradabili

1) sostanza biodegradabile → ossidazione → crescita di biomassa e

mantenimento

2) composti particolati inerti → accumulo nei fanghi per bioflocc./sedim.

3) morte cellulare → rilascio di sostanza organica → nuova biomassa cellulare

(crescita criptica)

→ residuo endogeno inerte (20%)

�� lisi cellulare e crescita cripticalisi cellulare e crescita criptica: rappresenta il meccanismo su cui si basa

la gran parte delle tecniche sviluppate

�� metabolismo disaccoppiatometabolismo disaccoppiato

�� metabolismo endogenometabolismo endogeno: comunemente sviluppato nella digestione

aerobica e anaerobica

�� predazione di batteripredazione di batteri

�� ossidazione ad alta temperaturaossidazione ad alta temperatura

I meccanismimeccanismi su cui si basano le tecniche di riduzione sono:

incremento della biodegradabilitincremento della biodegradabilitàà dei composti inertidei composti inerti: non esiste una tecnologia

esclusivamente dedicata, ma si verifica in concomitanza con altri meccanismi

Meccanismi di riduzione fanghi

TE

CN

OLO

GIE

ME

CC

AN

ISM

I

LISI CELLULARE E CRESCITA CRIPTICA

METABOLISMO DISACCOPPIATO

METABOLISMO ENDOGENO

PREDAZIONE DEI BATTERI

• idrolisi enzimatica

• trattamento meccanico

• trattamento fisico con

ultrasuoni

• trattamento termico

• idrolisi chimica etermo-chimica

• ossidazione con O3,

H2O2,...

• trattamento elettrico

• combinazione dei precedenti trattamenti

• aggiunta di composti chimici disaccoppianti

• aggiunta reattore anaerobico side-stream

• tecnologia Membrane Biological Reactor

(MBR)

• impiego di protozoi e metazoi

Tecniche di riduzione fanghi- Linea acque -

TE

CN

OLO

GIE

ME

CC

AN

ISM

I

LISI CELLULARE E CRESCITA CRIPTICA

METABOLISMO ENDOGENO

• idrolisi enzimatica

• trattamento

meccanico

• trattamento fisico con

ultrasuoni

• trattamento termico

• idrolisi chimica etermo-chimica

• ossidazione con O3,

H2O2,...

• trattamento elettrico

• combinazione dei precedenti trattamenti

• digestione aerobica

• digestione anaerobica

OSSIDAZIONE AD ALTA TEMPERATURA

• ossidazione a umido

• ossidazione

supercritica

Tecniche di riduzione fanghi- Linea fanghi -

LISI CELLULARE E CRESCITA CRIPTICA LISI CELLULARE E CRESCITA CRIPTICA

Trattamenti che causano la morte cellularemorte cellulare → lisi cellulare → rilascio del contenuto cellulare → substrato biodegradabile → conseguente crescita di altra biomassa (crescita cripticacrescita criptica) → complessivo calo della produzione di fango

Fanghi di supero

refluo

influente

Funzioni di

mantenimento

Crescita biomassa

H2O + CO2

compostiinerti

mortecellulare

ossidazione

energiaComposti organici biodegradabili

TRATTAMENTO

ESTERNO DI LISI

CELLULARE

accettori di

elettroni

O2, NO3

CODsint/CODrimosso

YH = 0.67 (aerobico)

0.43 (crescitacriptica)

1

� idrolisi enzimatica con/senza aggiunta di enzimi: idrolisi in reattori aerobici termofili

� trattamento meccanico (disintegrazione con mulini, omogeneizzatori, …)

� trattamento fisico con ultrasuoni

� trattamento termico (40-180°C)

� idrolisi chimica e termo-chimica (composti acidi/alcalini + temperatura)

� ossidazione con ozono, H2O2 o clorazione

� trattamento elettrico

� combinazione dei precedenti trattamenti

Come promuovere la lisi cellulare

Ossidazione con ozono

pregi limiti

Tecnologia applicata a

scala reale

Alti costi di gestione

per ozono

Miglioramento della sedimentabilità del fango

Incremento del COD solubile inerte

e di P nell’effluente

Consumo

aggiuntivo di ossidante per la

degradazione di composti solubili e

colloidali

► il fango viene in parte ossidato ed in

parte solubilizzato; il lisato viene inviato alla vasca a fanghi attivi ove avviene al

crescita criptica

INTEGRAZIONE CON LA LINEA ACQUEINTEGRAZIONE CON LA LINEA ACQUE

TRATTAMENTO CHIMICOTRATTAMENTO CHIMICO

� La tecnica dell’ozonizzazione conta

già applicazioni a scala reale

� ad esempio il sistema Biolysis® O, (Ondeo-Degrémont), OEI, Prolysis

Prominentsedimentatore secondario

vasche a fanghi attivi

ricircolo fanghi

sedimentatore secondario


ricircolo fanghi

reattore di contatto

generatore di ozono

stoccaggio ossigeno puro

Trattamentocon ultrasuoni

pregi limiti


scala reale

Affidabilità di

funzionamento (alto grado di ricerca e di

sviluppo)

Sistema compatto

Migliore disidratabilitàdel fango

Nessuna generazione

di odori

Abrasione del

sonotrodo

Elevato consumo di

energia

► La cavitazione ultrasonica causa la

disintegrazione del fango e la solubilizzazione di parte del COD

particolato.

► migliora il contatto tra sostanza organica, enzimi e batteri con incremento della

biodegradazione del fango e della produzione di biogas.

INTEGRAZIONE CON LA LINEA FANGHIINTEGRAZIONE CON LA LINEA FANGHI

TRATTAMENTO FISICOTRATTAMENTO FISICO--MECCANICOMECCANICO

� Il sistema consiste di un generatore di ultrasuoni a frequenza da 20 a 40 kHz

associato ad un sonotrodo immerso in un reattore di contatto (in continuo o in batch)



ricircolo fanghi

pre-ispessitore

digestore anaerobico

disidratazione

fanghi di supero

generatoredi ultrasuoni

reattoredi contatto

so

notr

od

o

Trattamento con ultrasuoni

pregi limiti


scala reale

Abrasione del

sonotrodo

Affidabilità di

funzionamento (alto grado di ricerca e di sviluppo)

Elevato consumo di

energia

Sistema compatto

► Il sistema consiste in un generatore di

ultrasuoni (frequenza 20-40 kHz) e in un sonotrodo

► Cavitazione ultrasonica → bolle che

implodono e generano alte temperature

e pressioni → disgregazione fango e

rottura delle cellule

► L’azione chimica-fisica di lisi degli ultrasuoni favorisce la solubilizzazione e

la biodegradabilità del fango


TRATTAMENTO FISICOTRATTAMENTO FISICO--MECCANICOMECCANICO



ricircolo fanghi

generatore

di ultrasuoni

reattore

di contatto

sonotr

od

o

METABOLISMO DISACCOPPIATOMETABOLISMO DISACCOPPIATO

Disaccoppiamento tra catabolismo e anabolismo → priva i batteri dell’energia per la sintesi di nuove cellule → cala il rendimento di crescita della biomassa → riduzione della produzione di fango

Fanghi di supero

refluo

influente

Funzioni di mantenimento

Crescita

biomassa

H2O + CO2

composti

inerti

mortecellulare

ossidazione


AZIONE DI DISACCOPPIAMENTO METABOLICO

accettori di

elettroni

O2, NO3

2

� composti chimici disaccoppianti

� sottoporre il fango attivo a condizioni cicliche aerobiche ed anaerobiche attraverso l’inserimento di un digestore anaerobico side-stream

� 2,4-dinitrofenolo (dNP)

� para-nitrofenolo (pNP)� pentaclorofenolo (PCP)

� 3,3’,4’,5-tetraclorosalicilanilide (TCS)

- processo OSA

(Oxic-Settling-Anaerobic),ossidazione – sedimentazione – anaerobiosi

Come promuovere il disaccoppiamento metabolico

reattore anaerobico

side - stream

(FASTING)

refluo in ingresso

con apporto di

substrato

ricircolo

fanghi

reattore anaerobico

side - stream

(FASTING)

refluo in ingresso

con apporto di

substrato

ricircolo

fanghi

sedimentatore

secondario

ossidazione

substrato

(FEASTING)

Trattamento con reattoreanaerobico side-streama temperatura ambiente

pregi limiti


scala reale

Aumento del P

nell’effluente

Facilità di inserimento del reattore anaerobico in un

impianto esistente

Sono necessari ulteriori

approfondimenti per

stabilire le condizioni operative

ottimali

Costi contenuti di

realizzazionee gestione

Miglioramento della

sedimentabilità del fango

Controllo della crescita

degli organismi filamentosi

► alternanza di condizioni

aerobiche/anaerobiche

► “sludge fasting/feasting”, cioè alternanza

di fame/abbondanza

► il meccanismo di base è il

disaccoppiamento metabolico

► è necessario garantire assenza di

substrato e bassi valori di ORP


TRATTAMENTO BIOLOGICOTRATTAMENTO BIOLOGICO

� processo Oxic-Settling-Anaerobic

(processo OSA)

� processo Cannibal®

Digestione con fasialternate aerobiche/anossiche

pregi limiti

Tecnologia applicata a scala reale

Facilità di implementazione

nel digestore aerobico

Bassi costi di realizzazione

e gestione

Riduzione del carico di N

inviato nella linea acque

Riduzione della

produzione di fanghi

poco significativa

► Teoricamente sussistono le basi per una

riduzione dei fanghi: Y anossico = 0.30 mgSSV/mgCOD

Y aerobico = 0.45 mgSSV/mgCOD

► Le esperienze indicano che la riduzione

dei SST è trascurabile

► Sistema molto efficiente per:

- ridurre carico di azoto inviato in testa

- risparmio economico per la minore durata dell’aerazione

INTEGRAZIONE CON LA LINEA FANGHIINTEGRAZIONE CON LA LINEA FANGHI

TRATTAMENTO BIOLOGICOTRATTAMENTO BIOLOGICO

ricircolo fanghiricircolo fanghi


digestioneaerobica/anossica

compressore

aria

controllo aerazione ON/OFFpH ORP

disidratazione

vasche afanghi attivi

pre-ispessitore

� fasi aerobiche ed anossiche sequenziali nel tempo e regolate con temporizzatori o con

controllo on-line di parametri quali ORP e pH

METABOLISMO ENDOGENOMETABOLISMO ENDOGENO

Metabolismo endogeno = assenza di substrati esterni.I microrganismi consumano l’energia: - prima prima per il mantenimento

- dopo dopo sintetizzano nuova biomassaSe si massimizza l’energia impiegata nelle funzioni di mantenimento, diminuisce l’energia utilizzata per la sintesi cellulare

3

Fanghi di supero

refluo

influente

Funzioni di

mantenimento

Crescita biomassa

H2O + CO2

compostiinerti

mortecellulare

ossidazione


AZIONE DEL METABOLISMO

ENDOGENO

accettori di

elettroni

O2, NO3

Infatti è noto che:

La produzionedi fanghiè minore negli impianticon lunga età del fangoe basso carico applicatoo basso F/M

� digestione convenzionale aerobica o anaerobica

� impianti a fanghi attivi a basso carico, ovvero ad aerazione estesa

� reattori MBR operanti con elevate concentrazioni di biomassa lunghe etàdel fango e basso carico del fango

� Sistemi a biomassa granulare

In questi sistemi è teoricamente possibile che:

Energia fornita dalla biodegradazione dei

substrati

La produzione di nuova biomassa tenderebbe a zero

Richiesta di energia per il solo

mantenimento=

Come promuovere il disaccoppiamento endogeno

� Ottimizzazione dei processi convenzionali è possibile con controller avanzati per rimozione N e risparmio energetico, con bassi CAPEX

� Trattamento dei surnatanti da DA e reflui con bassi C/N: particolarmente interessante l’implementazione del processo di parziale nitritazione + Anammox, in quanto non richiede fonti esterne di carbonio

� Riduzione fanghi: molte alternative affidabili per crescita criptica e disaccoppiamento metabolico � è possibile identificare la soluzione tailor-made

Conclusioni

GRAZIE

PER

L’ATTENZIONE

Ing. Giuseppe Guglielmi, PhD

[email protected]

T/F + 39 (0)461 825966

M +39 347 3224844

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