MBBR vs MBR vs SBR vs SBBR vs ASP: una guida completa alle tecnologie di trattamento delle acque reflue

Introduzione alle tecnologie di trattamento delle acque reflue

Acque reflue , Un inevitabile sottoprodotto delle attività umane e dei processi industriali, pone sfide ambientali e di salute pubblica significative se non trattate. Lo scarico delle acque reflue non trattate nei corpi idrici naturali può portare a grave inquinamento , danneggiare gli ecosistemi acquatici, contaminare le fonti di acqua potabile e facilitare la diffusione delle malattie. Di conseguenza, efficace trattamento delle acque reflue non è solo un requisito normativo, ma un pilastro fondamentale della sostenibilità ambientale e della protezione della salute pubblica. L'imperativo globale di conservare le risorse idriche e minimizzare l'inquinamento ha stimolato l'innovazione continua Tecnologie di trattamento delle acque reflue , portEo a una vasta gamma di sistemi progettati per affrontare vari tipi e volumi di acque reflue.

Negli ultimi decenni sono stati fatti progressi significativi processi di trattamento delle acque reflue biologiche , che sfruttano il potere dei microrganismi per abbattere gli inquinanti organici e rimuovere i nutrienti. Tra le tecnologie più importanti e ampiamente adottate ci sono le Processo di fanghi attivi (Asp) , Reattore batch di sequenziamento (Sbr) , Bioreattore a letto in movimento (MBBR) , E Bioreattore a membrana (Mbr) . Inoltre, sistemi ibridi come il Reattore biofilm batch di sequenziamento (SBBR) sono emersi, combinEo i punti di forza di diversi approcci per ottenere prestazioni migliorate.

Questo articolo mira a fornire una guida completa a queste cinque tecnologie di trattamento delle acque reflue critiche: MBBR, Mbr, Sbr, SBBR e Asp . Approfonderemo le complessità di ciascun sistema, esplorEo i loro meccanismi sottostanti, i passaggi operativi chiave e i vantaggi e gli svantaggi unici che offrono. Confrontando il loro Efficienza nella rimozione degli inquinanti , considerazioni economiche (sia capitali che costi operativi), Requisiti di impronta fisica , E complessità operative , intendiamo fornire ai lettori le conoscenze necessarie per prendere decisioni informate quando si selezionano la soluzione di trattamento delle acque reflue più adatta per applicazioni specifiche. Comprendere queste tecnologie è cruciale per ingegneri, gestori ambientali, politici e chiunque sia coinvolto nella progettazione, operazione o regolamentazione delle moderne strutture per il trattamento delle acque reflue.

Processo di fanghi attivi (Asp)

Il processo di fanghi attivati ​​(Asp) si erge come una delle tecnologie di trattamento delle acque reflue biologiche più antiche, stabilite e ampiamente utilizzate a livello globale. Sviluppato all'inizio del XX secolo, il suo principio fondamentale ruota attorno all'uso di una diversa comunità di microrganismi aerobici, sospesi nelle acque reflue, per metabolizzare e rimuovere la materia organica e i nutrienti.

Descrizione del processo Asp

L'Asp in genere coinvolge diversi componenti chiave:

1. Aeraction Tank (o reattore): Questo è il cuore del processo. Le acque reflue trattate grezza o trattato primarie entrano in un grande serbatoio in cui viene continuamente miscelato con una popolazione sospesa di microrganismi, formando ciò che è noto come "fanghi attivati". L'aria o l'ossigeno puro viene continuamente fornito a questo serbatoio attraverso diffusori o aeratori meccanici. Questa aerazione ha due scopi cruciali:

   • Fornire ossigeno: Fornisce l'ossigeno disciolto necessario per i microrganismi aerobici per respirare e ossidare gli inquinanti organici.
   • Miscelazione: Mantiene i fanghi attivati ​​floc (aggregati microbici) in sospensione e garantisce un contatto intimo tra i microrganismi e gli inquinanti. I microrganismi, principalmente batteri e protozoi, consumano i composti organici nelle acque reflue come fonte di cibo, convertendoli in anidride carbonica, acqua e più cellule microbiche.

2. Chiarificatore secondario (o serbatoio di sedimentazione): Dal serbatoio di aerazione, il liquore misto (fanghi attivati ​​in acque reflue) scorre in un chiarificatore secondario. Questo è un serbatoio quiescente (ancora) progettato per la sedimentazione a gravità. I fanghi attivati ​​si affollano, essendo più densi dell'acqua, si depositano sul fondo del chiarificatore, separando dall'acqua trattata.

3. Linea di ritorno dei fanghi: Una parte significativa dei fanghi attivati ​​accesi, noti come fanghi attivati ​​(RAS), viene continuamente pompata dalla parte inferiore del chiarificatore al serbatoio di aerazione. Questo ricircolo è fondamentale perché mantiene un'alta concentrazione di microrganismi attivi e vitali nel serbatoio di aerazione, garantendo un efficiente degrado degli inquinanti.

4. Linea dei fanghi dei rifiuti: I fanghi attivati ​​in eccesso, noto come fanghi attivati ​​dai rifiuti (WAS), vengono periodicamente rimossi dal sistema. Questo "spreco" è necessario per controllare la concentrazione complessiva di microrganismi nel sistema, prevenire l'accumulo di fanghi e rimuovere la biomassa anziana e meno attiva. L'eS viene quindi in genere inviato per ulteriori trattamenti per i fanghi (ad es. Disidratura, digestione) e smaltimento.

Meccanismo: aerazione e sedimentazione

Il meccanismo fondamentale di Asp si basa su una relazione simbiotica tra aerazione e sedimentazione. Nel serbatoio di aerazione, i microrganismi aerobici consumano rapidamente materia organica solubile e colloidale. Si aggregano in floci visibili, migliorando la loro regolabilità. La fornitura continua di ossigeno garantisce condizioni ottimali per la loro attività metabolica.

Entrando nel chiarificatore, la velocità di flusso diminuisce significativamente, consentendo i fiocchi microbici densi di stabilirsi. La chiarezza dell'effluente dipende in gran parte dall'efficienza di questo processo di assestamento. I fanghi attivati ​​ben performanti producono fiocchi densi e in rapido regolamento, portando a un surnatante di alta qualità (acqua trattata) che viene quindi scaricato o sottoposto a un ulteriore trattamento terziario.

Vantaggi e svantaggi

Vantaggi di Asp:

• Tecnologia comprovata: È stato ampiamente studiato e ampiamente implementato per oltre un secolo, con un vasto corpus di esperienze operative e linee guida di progettazione.
• Alta efficienza: In grado di raggiungere elevate efficienze di rimozione per la domanda di ossigeno biochimico (BOD) e solidi sospesi totali (TSS). Con una corretta progettazione e funzionamento, può anche ottenere una significativa rimozione dei nutrienti (azoto e fosforo).
• Flessibilità: Può essere progettato e gestito in varie configurazioni (ad es. Aerazione convenzionale, estesa, miscela completa, flusso di plug) in base a diverse caratteristiche delle acque reflue e obiettivi di trattamento.
• Economico (per larga scala): Per i grandi impianti di trattamento municipale, l'ASP può essere una soluzione economica a causa dei suoi componenti meccanici relativamente semplici e economie di scala.

Svantaggi di ASP:

• Impronta grande: Richiede un'area terrestre significativa per i serbatoi di aerazione e in particolare per i chiarificatori secondari, rendendolo impegnativo per i siti con spazio limitato.
• Produzione di fanghi: Genera una notevole quantità di fanghi in eccesso che richiede un ulteriore trattamento e smaltimento costosi. La gestione dei fanghi può rappresentare una parte significativa del costo operativo complessivo.
• Sensibilità operativa: Sensibile alle improvvise variazioni del flusso e della composizione delle acque reflue (ad es. Shock tossici). Le condizioni sconvolte possono portare a scarso assestamento (sfuso, schiuma) e riduzione della qualità dell'effluente.
• Consumo di energia: L'aerazione è un processo ad alta intensità di energia, che contribuisce in modo significativo ai costi operativi.
• Limitazioni di qualità dell'effluente: Sebbene sia buono per BOD/TSS, il raggiungimento di una qualità dell'effluente molto elevata (ad esempio, per il riutilizzo diretto) potrebbe richiedere ulteriori fasi di trattamento terziario.

Applicazioni comuni

Il processo di fanghi attivati ​​è prevalentemente utilizzato per:

• Trattamento delle acque reflue municipali: È la fase di trattamento biologico più comune negli impianti di trattamento delle acque reflue municipali di grandi e medie dimensioni, gestendo le acque reflue nazionali e commerciali.
• Trattamento industriale delle acque reflue: Applicabile a una vasta gamma di acque reflue industriali, a condizione che le acque reflue siano biodegradabili e prive di sostanze inibitorie. Esempi includono industrie alimentari e bevande, polpa e carta e alcuni impianti di produzione chimica.
• Pretrattamento per sistemi avanzati: A volte usato come fase preliminare di trattamento biologico prima di tecnologie più avanzate come Mbr o per applicazioni industriali specializzate.

Reattore batch di sequenziamento (Sbr)

Il reattore in batch di sequenziamento (Sbr) rappresenta una significativa evoluzione nella tecnologia dei fanghi attivati, distinguendosi eseguendo tutte le principali fasi di trattamento (aerazione, sedimentazione e decantazione) in sequenza in un singolo serbatoio, piuttosto che in reattori separati, a flusso continua. Questa operazione batch semplifica il layout del processo e offre una notevole flessibilità operativa.

Spiegazione della tecnologia Sbr

A differenza dei sistemi di flusso continuo convenzionali in cui le acque reflue fluiscono attraverso diversi serbatoi per processi distinti, un Sbr opera in modalità di riempimento e disegno. Un singolo serbatoio Sbr cicla attraverso una serie di fasi operative discrete, rendendolo un processo orientato al tempo piuttosto che orientato allo spazio. Mentre un singolo serbatoio Sbr può funzionare, la maggior parte dei sistemi SBR pratici utilizzano almeno due serbatoi che operano in cicli paralleli ma sfalsati. Ciò garantisce un afflusso continuo di acque reflue all'impianto di trattamento, poiché un serbatoio può riempire mentre un altro sta reagendo, accontentato o decantando.

Passaggi chiave: riempire, reagire, sistemare, disegnare e inattivo

Un tipico ciclo operativo SBR è costituito da cinque fasi distinte:

1. Riempire:

   • Descrizione: Le acque reflue trattate grezza o primaria entrano nel serbatoio SBR, mescolando con i fanghi attivati ​​che rimangono dal ciclo precedente. Questa fase può essere gestita in condizioni diverse:
     • Riempimento statico: Nessuna aerazione o miscelazione; promuove le condizioni di denitrificazione o anaerobica.
     • Riempimento misto: Miscelazione senza aerazione; promuove condizioni anossiche (denitrificazione) o condizioni anaerobiche (assorbimento di fosfato).
     • Riempimento aerato: Si verificano aerazione e miscelazione; promuove le condizioni aerobiche e la rimozione immediata del BOD.
   • Scopo: Introduce le acque reflue alla biomassa e inizia le reazioni biologiche. La miscelazione garantisce un buon contatto tra gli inquinanti e i microrganismi.

2. React (aerazione):

   • Descrizione: Seguendo o durante la fase di riempimento, il serbatoio è intensamente aerato e miscelato. Le condizioni aerobiche sono mantenute per consentire ai microrganismi di degradare attivamente i composti organici (BOD/COD) e nitrificare l'ammoniaca. Questa fase può essere progettata per includere periodi di condizioni anaossiche o anaerobiche per facilitare la rimozione dei nutrienti (denitrificazione e rimozione biologica del fosforo).
   • Scopo: La fase primaria per il trattamento biologico, in cui si verifica la maggior parte della rimozione degli inquinanti.

3. Settoni (sedimentazione):

   • Descrizione: Aerazione e miscelazione vengono fermati e i fanghi attivati ​​possono stabilirsi in condizioni di quiescente (immobile). I fiocchi microbici densi si depositano sul fondo del serbatoio, formando uno strato di surnatante chiaro sopra la coperta di fanghi.
   • Scopo: Per separare le acque reflue trattate dalla biomassa del fango attivato per gravità. Questo è un passo fondamentale per raggiungere un effluente di alta qualità.

4. Disegna (decant):

   • Descrizione: Una volta che i fanghi si sono stabiliti, il surnatante trattato viene decantato (estratto) dalla parte superiore del serbatoio. Questo viene in genere fatto usando una diga mobile o una pompa sommergibile progettata per evitare di disturbare i fanghi sistemati.
   • Scopo: Per scaricare l'effluente trattato dal sistema.

5. Inattivo (o rifiuto/riposo):

   • Descrizione: Questa fase opzionale si verifica tra il sorteggio e le successive fasi di riempimento.
     • Frugni dei rifiuti: I fanghi attivati ​​in eccesso (WAS) possono essere rimossi dal serbatoio durante questa fase per mantenere l'età e la concentrazione dei fanghi desiderati.
     • Preparazione di riposo/ricarica: Il serbatoio può rimanere inattivo brevemente, preparandosi per il ciclo di riempimento successivo.
   • Scopo: Gestire l'inventario dei fanghi e preparare il serbatoio per il prossimo ciclo di trattamento.

La durata di ciascuna fase è attentamente controllata da un timer o da un sistema di controllo del processo, consentendo una significativa flessibilità nell'adattarsi a condizioni influenti variabili e requisiti di qualità dell'effluente.

Vantaggi e svantaggi

Vantaggi di SBR:

• Impronta compatta: Poiché tutti i processi si verificano in un singolo serbatoio, gli SBR richiedono generalmente meno area terrestre rispetto ai sistemi ASP convenzionali con chiarimenti separati.
• Alta qualità degli effluenti: Le condizioni di assestamento quiescente in un SBR portano spesso a una qualità dell'effluente superiore, in particolare in termini di solidi sospesi e rimozione del BOD. Può anche ottenere un'eccellente rimozione dei nutrienti (azoto e fosforo) variando fasi aerobiche, anossiche e anaerobiche all'interno di un singolo ciclo.
• Flessibilità operativa: La capacità di regolare le durate di fase consente un facile adattamento a diversi flussi influenti e carichi di inquinanti, nonché cambiamenti nella qualità degli effluenti desiderati.
• Problemi di curvatura dei fanghi ridotti: La fase di assestamento controllata negli SBR spesso provoca una migliore regolabilità dei fanghi e un minor numero di problemi con il bulking dei fanghi rispetto ai sistemi di flusso continuo.
• Nessun chiarificatore secondario o pompe di ritorno dei fanghi: Elimina la necessità di chiarificatori separati e i costi di capitale e operativi associati del pompaggio di ritorno dei fanghi, semplificando il layout dell'impianto e riducendo la manutenzione.

Svantaggi di SBR:

• Scarico intermittente: L'effluente trattato viene scaricato in lotti, che potrebbe richiedere un serbatoio di equalizzazione se è necessaria una scarica continua al corpo ricevente.
• Maggiore complessità nei controlli: Richiede sistemi di controllo automatizzati più sofisticati per la gestione delle fasi sequenziali, inclusi sensori di livello, timer e valvole automatizzate. Ciò può portare a costi di capitale iniziali più elevati per la strumentazione e i controlli.
• Potenziale per i problemi di odore: Se non gestito correttamente, in particolare durante le fasi anaerobiche o anossiche, può esserci un potenziale per la generazione di odori.
• Operazione qualificata: Richiede agli operatori una buona comprensione del processo batch e del sistema di controllo per ottimizzare le prestazioni.
• Dimensioni del serbatoio più grandi per la stessa capacità: Per un determinato flusso medio, il volume del serbatoio SBR potrebbe essere maggiore di un serbatoio di aerazione continua a causa della natura batch e della necessità di ospitare l'intero volume del ciclo.

Applicazioni e idoneità

La tecnologia SBR è altamente adatta per una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

• Comune di piccole e medie dimensioni: In particolare laddove la disponibilità di terreno è un vincolo o dove è richiesta una qualità dell'effluente superiore.
• Trattamento decentralizzato delle acque reflue: Ideale per comunità, suddivisioni, hotel, resort, scuole e complessi commerciali non collegati ai sistemi municipali centrali.
• Trattamento industriale delle acque reflue: Efficace per il trattamento degli effluenti industriali con portate e concentrazioni variabili, come quelli della trasformazione alimentare, dei latticini, dei tessili e delle industrie farmaceutiche. La sua flessibilità consente di gestire carichi di shock.
• Operazioni stagionali: Ospitato per applicazioni con flussi fluttuanti, come campeggi o strutture turistiche.
• Aggiornamento delle piante esistenti: Può essere utilizzato per aggiornare le piante di fanghi attivate convenzionali convertendo i serbatoi di aerazione in SBR, migliorando spesso le capacità di rimozione dei nutrienti.

Inteso. Passiamo alla sezione "Must Bioreactor (MBBR)".

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Bioreattore a letto in movimento (MBBR)

Il bioreattore a letto in movimento (MBBR) rappresenta un progresso significativo nel trattamento delle acque reflue a base di biofilm, offrendo un'alternativa compatta e altamente efficiente ai sistemi di crescita sospesa convenzionali come ASP o SBR. Sviluppato in Norvegia alla fine degli anni '80, la tecnologia MBBR utilizza migliaia di piccoli vettori di plastica per fornire una superficie protetta per i microrganismi per crescere come biofilm.

Descrizione della tecnologia MBBR

Al centro, un sistema MBBR è costituito da un serbatoio di aerazione (o serbatoio anaerobico/anossico) riempito con una grande quantità di piccoli mezzi di plastica appositamente progettati (vettori o vettori di biofilm). Questi portatori sono in genere realizzati in polietilene ad alta densità (HDPE) o polipropilene e sono disponibili in varie forme e dimensioni, ciascuno ingegnerizzato per massimizzare la superficie protetta per l'attacco di biofilm.

I portatori sono mantenuti in costante movimento all'interno del reattore, di solito dal sistema di aerazione nei serbatoi aerobici o da miscelatori meccanici in serbatoi anaerobici/anossici. Questo movimento continuo garantisce un contatto ottimale tra le acque reflue, la biomassa e l'aria (nei sistemi aerobici). A differenza dei sistemi di fanghi attivati ​​convenzionali, MBBR non richiede ricircolo dei fanghi da un chiarificatore secondario per mantenere la concentrazione di biomassa. La biomassa cresce come un biofilm sui portatori e questo biofilm si allontana naturalmente quando diventa troppo spesso, mantenendo la biomassa attiva ed efficiente.

Seguendo il reattore MBBR, è ancora necessaria una fase di separazione, in genere un chiarificatore secondario o uno schermo fine, per separare l'acqua trattata da eventuali solidi sospesi (inclusi biofilm e particelle inerte) prima di scaricare o ulteriori trattamenti.

Uso di vettori di biofilm

L'innovazione di MBBR sta nella sua dipendenza da vettori di biofilm . Questi corrieri fungono da substrato per la crescita microbica, consentendo di mantenere un'alta concentrazione di biomassa attiva entro un volume relativamente piccolo. Le caratteristiche chiave di questi vettori includono:

• Superficie specifica elevata: Il design intricato dei vettori fornisce una grande superficie protetta per unità di volume, che si traduce in un'alta concentrazione di biomassa.
• Boayancy neutro: I portatori sono progettati per avere una densità vicina a quella dell'acqua, consentendo loro di essere sospesi e spostati liberamente all'interno del reattore quando aerati o miscelati.
• Durabilità: Realizzati con materiali plastici robusti, sono resistenti al degrado chimico e biologico, garantendo una lunga durata operativa.
• Autopulente: Il movimento continuo e le collisioni tra i vettori, combinati con le forze di taglio dall'aerazione, aiutano a mantenere il biofilm a uno spessore ottimale, impedendo una crescita eccessiva e mantenendo un trasferimento di massa efficiente.

Mentre le acque reflue scorre attraverso il reattore, gli inquinanti organici e i nutrienti si diffondono nel biofilm sui vettori, dove vengono consumati dai microrganismi. Questo approccio a film fisso consente tassi di carico volumetrici più elevati rispetto ai sistemi di crescita sospesi.

Vantaggi e svantaggi

Vantaggi di MBBR:

• Dimensione compatta / impronta ridotta: Un grande vantaggio è il volume del reattore significativamente più piccolo richiesto rispetto ai sistemi di fanghi attivati ​​convenzionali per la stessa capacità di trattamento. Ciò è dovuto all'alta concentrazione di biomassa attiva sui portatori.
• Alta efficienza e robustezza: I sistemi MBBR sono molto robusti e meno sensibili ai carichi di shock e alle fluttuazioni del flusso influente o della concentrazione organica. Il biofilm fornisce una comunità microbica stabile e resiliente. Sono altamente efficienti nella rimozione dell'azoto BOD e dell'ammoniaca (nitrificazione).
• Nessun riciclo di fanghi: A differenza di ASP, MBBR non richiede il pompaggio dei fanghi attivati ​​(RAS), semplificando il funzionamento e riducendo il consumo di energia.
• Nessun backwashing: A differenza di alcuni altri sistemi a film fisso (ad es. Filtri di gocciolamento o filtri aerati sommersi), MBBR non richiede un periodico di retrowashing dei media.
• Facile da aggiornare: I serbatoi di fanghi attivati ​​convenzionali esistenti possono spesso essere convertiti in MBBR semplicemente aggiungendo vettori e aerazione, aumentando significativamente la loro capacità e le loro prestazioni senza richiedere una nuova costruzione di serbatoi. Questo lo rende un'ottima opzione di retrofit.
• Produzione di fanghi ridotti (potenzialmente): I sistemi di biofilm possono talvolta produrre fanghi meno in eccesso rispetto ai sistemi di crescita sospesi, sebbene ciò possa variare.

Svantaggi e limiti di MBBR:

• Richiede post-chiarificazione: Mentre il biofilm cresce sui portatori, si verifica ancora un biofilm in eccesso e solidi sospesi, che richiede un chiarificatore secondario o un altro unità di separazione (ad es. DAF, schermo sottile) a valle per ottenere un effluente di alta qualità.
• Schermate di conservazione dei media: Richiede schermi all'uscita del reattore per impedire la perdita di vettori dal serbatoio. Questi schermi possono talvolta rimanere intasati, che richiedono manutenzione.
• Costo iniziale più elevato per i vettori: Il costo dei vettori di plastica specializzati può contribuire a una spesa in conto capitale iniziale più elevata rispetto ai sistemi convenzionali.
• Potenziale per l'usura del vettore: Per periodi molto lunghi, il movimento continuo può portare ad un certo usura sui vettori, sebbene siano progettati per la longevità.
• Energia per la miscelazione/aerazione: Sebbene nessun pompaggio RAS, aerazione continua o miscelazione per mantenere i portatori sospesi richiedono ancora energia.

Applicazioni in vari settori

La tecnologia MBBR è altamente versatile e trova un'applicazione diffusa in diversi settori:

• Trattamento delle acque reflue municipali: Sempre più utilizzato per le nuove piante municipali e per l'aggiornamento di quelle esistenti per soddisfare limiti di scarica più severi, in particolare per la rimozione dell'azoto (nitrificazione e denitrificazione).
• Trattamento industriale delle acque reflue: Tratta efficacemente le acque reflue industriali biologiche ad alta resistenza di settori come:
  • Cibo e bevande (ad es. Breweries, caseifici, distillerie, macelli)
  • Pulp e carta
  • Chimico e farmaceutico
  • Tessile
  • Petrolchimico
• Pre-trattamento: Spesso impiegato come un solido passo pre-trattamento prima dei processi più sensibili o avanzati o come soluzione autonoma per raggiungere specifici parametri di qualità dell'effluente.
• Rimozione dell'azoto: Particolarmente efficace per la nitrificazione dovuta al biofilm stabile, che protegge i batteri nitrificanti da carichi di shock e inibitori. Può anche essere configurato per la denitrificazione.

Eccellente! Procediamo con la sezione "Bioreattore a membrana (Mbr)".

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Bioreattore a membrana (Mbr)

Il bioreattore a membrana (Mbr) rappresenta un'evoluzione all'avanguardia nel trattamento delle acque reflue, integrando un processo di trattamento biologico (fanghi tipicamente attivati) con filtrazione a membrana. Questa combinazione innovativa supera molti dei limiti dei sistemi di fanghi attivati ​​convenzionali, in particolare per quanto riguarda la qualità e l'impronta di effluenti.

Spiegazione della tecnologia Mbr

Alla base, un sistema Mbr unisce il degrado biologico degli inquinanti da parte dei microrganismi con una barriera fisica - membrane - per separare l'acqua trattata dai fanghi attivati. Ciò elimina la necessità di un chiarificatore secondario convenzionale e spesso filtrazione terziaria.

Esistono due configurazioni primarie per i sistemi MBR:

1. MBR sommerso: Questa è la configurazione più comune. I moduli di membrana (ad es. Membrane a fibra cava o foglio piatto) sono posizionati direttamente nel serbatoio di aerazione (o un serbatoio di membrana separato adiacente ad esso). Un'aspirazione a bassa pressione (vuoto) o gravità viene utilizzata per disegnare l'acqua trattata attraverso i pori di membrana, lasciando dietro di sé la biomassa e altri solidi sospesi. L'aerazione di bolle grossolane è in genere fornita sotto le membrane per setacciare la superficie della membrana, prevenendo il fouling e fornendo ossigeno per il processo biologico.

2. Esterno (sidestream) MBR: In questa configurazione, i moduli di membrana si trovano all'esterno del bioreattore principale. Il liquore misto viene continuamente pompato dal bioreattore attraverso i moduli di membrana e il permeato (acqua trattata) viene raccolta mentre i fanghi concentrati vengono restituiti al bioreattore. Questa configurazione di solito comporta un'energia di pompaggio più elevata a causa della circolazione esterna e delle pressioni transmembrane potenzialmente più elevate.

Indipendentemente dalla configurazione, il principio chiave rimane: le membrane agiscono come una barriera assoluta, mantenendo praticamente tutti i solidi sospesi, i batteri e persino alcuni virus e colloidi, producendo un effluente di alta qualità. L'elevata ritenzione della biomassa all'interno del reattore consente concentrazioni di solidi sospesi a liquori misti molto più elevati (MLSS) (in genere 8.000-15.000 mg/L o anche più in alto) rispetto ai fanghi attivati ​​convenzionali (2.000-4.000 mg/L). Questa alta concentrazione di biomassa si traduce direttamente in un volume di bioreattore più piccolo per un determinato carico.

Integrazione della filtrazione della membrana

L'integrazione delle membrane cambia fondamentalmente la fase di separazione nel trattamento biologico. Invece di fare affidamento sull'insediamento della gravità (come in ASP o SBR), MBR usa una barriera fisica. Questo ha diverse implicazioni profonde:

• Separazione completa di solidi: Le membrane mantengono efficacemente tutti i solidi sospesi, portando a un effluente essenzialmente privo di TSS. Ciò elimina i problemi associati al bulking dei fanghi o al scarso insediamento che possono affliggere i sistemi convenzionali.
• Alta concentrazione di biomassa (MLSS): La ritenzione efficiente dei solidi consente di mantenere concentrazioni molto elevate di microrganismi nel bioreattore. Ciò significa che un serbatoio più piccolo può gestire un carico organico più grande, portando a un'impronta significativamente ridotta.
• Time di ritenzione dei fanghi lunghi (SRT) e breve tempo di ritenzione idraulica (HRT): Gli MBR possono funzionare con SRT molto lunghi (da giorni a mesi), il che è benefico per la crescita di microrganismi a crescita lenta (come i batteri nitrificanti) e per raggiungere alti gradi di rimozione organica e nutritiva. Contemporaneamente, l'HRT può essere relativamente breve a causa dell'elevata MLSS, contribuendo ulteriormente alla compattezza.
• Attività biologica migliorata: L'ambiente stabile e l'elevata concentrazione di biomassa portano spesso a processi biologici più stabili ed efficienti.

Vantaggi e svantaggi

Vantaggi di MBR:

• Effluenti di alta qualità: Produce permeato eccezionalmente di alta qualità adatto per scariche dirette ad ambienti sensibili, irrigazione, riutilizzo industriale o persino riutilizzo potabile dopo ulteriore trattamento. L'effluente è praticamente privo di solidi sospesi, batteri e spesso virus.
• Piccola impronta: L'eliminazione della necessità di chiarificatori secondari e spesso filtri terziari riduce in modo significativo la superficie generale richiesta, rendendo MBR ideale per siti con spazio limitato o per aggiornamenti di capacità.
• Robustezza e stabilità: Gli alti MLS e Long SRT rendono i sistemi MBR più resilienti ai carichi di shock idraulici e organici rispetto ai sistemi convenzionali.
• Rimozione dei nutrienti migliorata: La lunga SRT fornisce ottime condizioni per la nitrificazione e con una progettazione adeguata (zone anossiche), la denitrificazione e la rimozione biologica del fosforo possono anche essere molto efficaci.
• Potenziale di retrofit: Può essere utilizzato per aggiornare gli impianti di fanghi attivati ​​esistenti per aumentare la capacità o migliorare la qualità dell'effluente senza ampie opere civili.

Svantaggi di MBR:

• Membrana fouling: Questa è la principale sfida operativa. L'incrociazione (l'accumulo di materiali sulla superficie della membrana o all'interno dei suoi pori) riduce la permeabilità alla membrana, aumenta la pressione transmembrana e richiede una pulizia frequente. Ciò si aggiunge alla complessità operativa e al costo.
• Costo del capitale elevato: Le membrane e le attrezzature specializzate associate (ad es. Air Blovers per i sistemi di pulizia, pulizia) rendono le spese in conto capitale iniziale significativamente più alte rispetto ai sistemi ASP o SBR convenzionali.
• Costo operativo più elevato: Il consumo di energia per l'aerazione (per il processo biologico e la distorsione della membrana), il pompaggio (specialmente per MBR esterni) e gli agenti di pulizia chimica contribuiscono a costi operativi più elevati.
• Durata e sostituzione della membrana: Le membrane hanno una durata finita (in genere 5-10 anni, a seconda del funzionamento e della qualità dell'acqua) e sono costose da sostituire.
• Requisiti di pretrattamento: Mentre le MBR sono robuste, un'adeguata pretrattamento (screening, rimozione della grinta) è fondamentale per proteggere le membrane dai danni e dall'eccessivo sporcizia.
• Operazione qualificata: Richiede operatori qualificati per monitorare le prestazioni della membrana, implementare i protocolli di pulizia e risolvere i problemi di fouling.

Applicazioni nel trattamento delle acque reflue municipali e industriali

La tecnologia MBR sta rapidamente guadagnando trazione ed è sempre più applicata in vari settori:

• Trattamento delle acque reflue municipali:
  • Per le nuove piante in cui si applicano i limiti di scarico scarsi o rigorosi.
  • Aggiornamento delle piante esistenti per soddisfare standard di qualità dell'effluente più elevati (ad es. Per scarico diretto a acque sensibili o per progetti di riutilizzo dell'acqua).
  • Trattamento decentralizzato per comunità, resort e sviluppi commerciali.
• Trattamento industriale delle acque reflue:
  • Trattamento delle acque reflue complesse e di alta resistenza in cui è necessaria un'alta qualità degli effluenti per il riutilizzo o la rigorosa scarica. Esempi includono prodotti farmaceutici, alimenti e bevande, tessili e industrie chimiche.
  • Acque reflue contenenti composti biodegradabili lentamente.
• Riutilizzo e riciclaggio dell'acqua: A causa della qualità dell'effluente superiore, MBR Permeate è un'eccellente materia prima per ulteriori processi di trattamento avanzati (ad es. Osmosi inversa) per produrre acqua per varie applicazioni di riutilizzo (irrigazione, acqua di processo industriale, usi non potabili e persino acqua potabile dopo ulteriore purificazione).

Inteso. Passiamo alla sezione "SBBR ibridi: SBBR".

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Sistemi ibridi: SBBR

Mentre le tecnologie di trattamento delle acque reflue continuano a evolversi, c'è una tendenza in crescita verso la combinazione delle migliori caratteristiche di diversi sistemi per creare soluzioni più efficienti, robuste ed economiche. I sistemi ibridi mirano a sfruttare i benefici sinergici dei processi integrati. Uno di questi ibridi promettenti è il reattore biofilm batch di sequenziamento (SBBR), che combina ingegnosamente i principi sia del reattore batch di sequenziamento (SBR) sia del bioreattore a letto in movimento (MBBR).

Descrizione della tecnologia SBBR

Il reattore a biofilm batch di sequenziamento (SBBR) opera sui cicli di trattamento sequenziale dal punto di vista batch caratteristico di un SBR, ma all'interno del suo reattore, incorpora portatori di biofilm, simili a quelli utilizzati in un MBBR. Ciò significa che il sistema beneficia sia della crescita sospesa (fanghi attivati) sia della crescita allegata (biofilm sui portatori) popolazioni di biomassa che coesistono all'interno dello stesso serbatoio.

In una tipica configurazione SBBR, il reattore contiene una quantità di portatori di biofilm in movimento libera, proprio come un MBBR, che sono mantenuti in sospensione mediante aerazione o miscelazione durante la fase di reazione. Il ciclo operativo segue le fasi ben definite di un SBR standard: riempimento, reazione (che include aerazione/miscelazione per mantenere i vettori sospesi), insediarsi e disegnare. Durante la fase di setting, la biomassa sospesa si deposita, ma il biofilm attaccato ai vettori rimane nel serbatoio. L'effluente decantato è quindi principalmente separato dai fanghi sospesi stabiliti e non direttamente dai vettori.

Combinazione di principi SBR e MBBR

L'SBBR unisce efficacemente i punti di forza di due distinti approcci di trattamento biologico:

• Da SBR: Adotta la flessibilità operativa in batch, consentendo un controllo preciso su aerazione, miscelazione e periodi anossici/anaerobici all'interno di un singolo serbatoio. Ciò lo rende altamente adattabile a vari carichi influenti e ideali per raggiungere una rimozione avanzata dei nutrienti (azoto e fosforo) programmando condizioni specifiche in diverse fasi del ciclo. L'eliminazione di chiarificatori continui e pompe di ritorno dei fanghi (come in un sistema MBBR a flusso continuo) è anche una caratteristica presa in prestito dalla SBR.
• Da MBBR: Incorpora l'uso di vettori di biofilm, fornendo una piattaforma stabile e resiliente per la crescita microbica attaccata. Ciò aumenta significativamente la concentrazione di biomassa e la diversità all'interno del reattore, portando a una maggiore capacità di trattamento volumetrico e una migliore robustezza contro i carichi di shock o i composti inibitori. Il biofilm offre un ambiente protetto per i batteri a crescita lenta (come i nitrificatori) e mantiene una popolazione stabile anche se la biomassa sospesa sperimenta sconvolgimenti o viene parzialmente lavato.

Questo sistema a doppia biomassa (sospeso e allegato) consente un processo di trattamento più completo e stabile.

Vantaggi dell'approccio ibrido

La combinazione di principi SBR e MBBR in un sistema SBBR produce diversi vantaggi convincenti:

• Efficienza del trattamento migliorata: La presenza di biomassa di crescita sia sospesa che attaccata può portare a efficienze di rimozione superiori per BOD, COD e in particolare azoto (nitrificazione e denitrificazione) e fosforo. Il robusto biofilm funge da "cuscinetto" contro sconvolgimenti operativi, mantenendo prestazioni coerenti.
• Aumento del carico volumetrico: Come MBBR, l'elevata concentrazione di biomassa attiva sui portatori consente a SBBR di gestire carichi organici e idraulici più elevati entro un volume di reattori più piccolo rispetto all'SBR o ASP convenzionale, portando a un'impronta più compatta.
• Flessibilità operativa e controllo: Mantiene la flessibilità intrinseca degli SBR, consentendo agli operatori di regolare facilmente i tempi di ciclo, i modelli di aerazione e le condizioni di riempimento/reazione per ottimizzare per la diversa qualità, le porta di flusso e gli effluenti influenti. Ciò è particolarmente vantaggioso per la rimozione dei nutrienti.
• Caratteristiche dei fanghi migliorati: Il biofilm contribuisce a una biomassa complessiva più stabile. Mentre i fanghi sospesi devono ancora stabilirsi, la presenza del biofilm può talvolta portare a migliori caratteristiche di assestamento dei floc sospesi a causa dell'effetto tampone sulla comunità microbica.
• Robustezza ai carichi di shock: Il biofilm resiliente fornisce una popolazione stabile di microrganismi che sono meno suscettibili al lavaggio o all'inibizione da improvvisi cambiamenti nella concentrazione di inquinanti o shock idraulici, rendendo il sistema molto robusto.
• Produzione di fanghi ridotti (potenzialmente): I sistemi di biofilm possono talvolta portare a una produzione di fanghi netti più bassa rispetto ai sistemi di crescita puramente sospesi, sebbene ciò dipenda da condizioni operative specifiche.

Applicazioni e casi studio

La tecnologia SBBR è adatta per una varietà di applicazioni in cui si desiderano alte prestazioni, flessibilità e impronta compatta, specialmente in cui i carichi fluttuanti o gli standard di effluenti rigorosi sono una preoccupazione.

• Trattamento delle acque reflue municipali di piccole e medie dimensioni: Ideale per le comunità che richiedono un trattamento solido con capacità di rimozione dei nutrienti e possono avere vincoli di spazio.
• Trattamento industriale delle acque reflue: Altamente efficace per le industrie che producono acque reflue con carichi organici variabili o composti specifici che beneficiano di una comunità di biofilm stabile. Esempi includono:
  • Food and Beverage (ad esempio, cantine, birrerie, produzione di snack)
  • Industrie tessili (per rimozione di colori e BOD)
  • Produzione farmaceutica
  • Trattamento del percolato di discarica (noto per carichi organici/azoti alti e variabili)
• Aggiornamento delle piante esistenti: Gli SBR esistenti o i serbatoi di fanghi attivati ​​convenzionali possono essere retrofit con vettori MBBR per migliorare la capacità, migliorare la rimozione dei nutrienti e aumentare la robustezza, trasformandoli efficacemente in SBBR. Ciò offre una soluzione economica per l'espansione degli impianti o gli aggiornamenti di conformità.
• Sistemi di trattamento decentralizzati: Adatto a siti remoti, resort e sviluppi in cui è necessario un trattamento affidabile e di alta qualità senza infrastrutture estese.

I casi studio spesso evidenziano la capacità di SBBR di raggiungere alti livelli di BOD, TSS e rimozione dell'ammoniaca in modo coerente, anche in condizioni difficili, rendendolo un'opzione preziosa nel moderno panorama del trattamento delle acque reflue.

Analisi comparativa

Scegliere la tecnologia ottimale di trattamento delle acque reflue dalla serie di opzioni disponibili: processo di fanghi attivi (ASP), reattore batch di sequenziamento (SBR), bioreactore del letto in movimento (MBBR), bioreattore a membrana (MBR) (MBR) e sequenziamento del reattore biofilm batch (SBBR) - richiede una comprensione approfondita delle loro prestazioni relative attraverso le metriche chiave. Questa sezione fornisce un'analisi comparativa, concentrandosi su efficienza, costi, impronta e complessità operativa.

Confronto di efficienza (BOD, rimozione TSS)

L'obiettivo principale del trattamento biologico delle acque reflue è rimuovere gli inquinanti organici (misurati come domanda di ossigeno o BOD biochimico e la domanda di ossigeno chimico o COD) e solidi sospesi (TSS). Anche la rimozione dei nutrienti (azoto e fosforo) è sempre più critica.

Riepilogo dell'efficienza:

• MBR Si distingue per la sua eccezionale qualità dell'effluente, in particolare per la rimozione di TSS e patogeni, a causa della barriera della membrana fisica. È spesso la scelta quando è richiesto il riutilizzo diretto o lo scarico verso acque sensibili.
• SBR and SBBR Offrire sistemi altamente flessibili ed efficienti per ottenere un BOD rigoroso, TSS e in particolare la rimozione dei nutrienti (azoto e fosforo) attraverso le loro operazioni batch programmabili. SBBR aggiunge robustezza e maggiore capacità a causa del biofilm.
• MBBR Eccelle nell'efficienza volumetrica per la rimozione di BOD e azoto ed è molto robusto, ma richiede ancora un chiarificatore convenzionale per la separazione TSS, simile all'ASP.
• ASP Rimane un performer solido per la rimozione di base BOD/TSS su larga scale ma può richiedere configurazioni più specializzate e impronte più grandi per la rimozione avanzata dei nutrienti.

Analisi dei costi (Capex, Opex)

Il costo è un fattore critico, che comprende sia le spese in conto capitale (CAPEX) per la configurazione iniziale che le spese operative (OPEX) per la gestione e la manutenzione in corso.

Riepilogo dei costi:

• MBR in genere ha il Capex e OPEX più alto A causa del costo delle membrane, della loro sostituzione, dell'energia per l'aerazione (sia biologica che divagura della membrana) e pulizia chimica. Tuttavia, la qualità dell'effluente più elevata e l'impronta minore possono giustificare questo costo in scenari specifici.
• ASP spesso ha a Capex inferiore per i sistemi di base, ma è OPEX può essere significativo A causa dell'elevato consumo di energia per aerazione e costi di gestione dei fanghi sostanziali.
• SBR ha un Capex da moderato a alto A causa della necessità di controlli sofisticati e volumi di serbatoi potenzialmente più grandi rispetto a un sistema continuo, ma il suo OPEX può essere moderato, soprattutto se la rimozione dei nutrienti è ottimizzata.
• MBBR ha un Capex da moderato a alto A causa del costo dei vettori, ma il suo OPEX è generalmente moderato, beneficiando del pompaggio RAS.
• SBBR avrà un Capex più elevato di un puro SBR a causa dei vettori e il suo OPEX sarà simile a SBR o MBBR, a seconda dell'entità dell'aerazione e dello spreco di fanghi.

Confronto di impronte

I requisiti dell'area terrestre sono spesso un grande vincolo, specialmente nelle aree urbane o densamente popolate.

Riepilogo dell'impronta:

• MBR è il vincitore indiscusso in termini di L'impronta più piccola , rendendolo ideale per le aree urbane o i retrofit in cui lo spazio è limitato.
• MBBR offre anche un significativamente impronta ridotta Rispetto ad ASP, ma richiede ancora post-claificazione.
• SBR and SBBR sono generalmente più compatti di ASP, in quanto integrano più processi in un singolo serbatoio. SBBR offre potenzialmente un'impronta più piccola di un SBR puro a causa della maggiore efficienza volumetrica dal biofilm.
• ASP richiede il Impronta più grande a causa dei suoi carri armati multipli, grandi e continuamente operativi.

Complessità operativa

La facilità di funzionamento, il livello di automazione e l'abilità dell'operatore richieste sono considerazioni importanti.

Applicazioni e casi studio

Comprendere i vantaggi teorici e gli svantaggi di ciascuna tecnologia di trattamento delle acque reflue è essenziale, ma altrettanto importante è vedere come si esibiscono in scenari del mondo reale. Questa sezione esplora applicazioni tipiche per MBBR, MBR, SBR, ASP e SBBR, evidenziando la loro idoneità a diverse sfide con casi di studio illustrativi.

Casi di studio MBBR

Applicazioni: MBBR è ampiamente adottato per il trattamento delle acque reflue sia municipali che industriali, in particolare laddove gli impianti esistenti necessitano di aggiornamenti, è necessario gestire carichi più elevati o è necessaria una soluzione compatta per la rimozione dell'azoto. La sua robustezza lo rende adatto al trattamento delle acque reflue organiche ad alta resistenza.

Esempio di case study: aggiornamento delle piante municipali per la nitrificazione

• Sfida: Un impianto di trattamento delle acque reflue municipali di medie dimensioni ha dovuto affrontare limiti di effluenti più rigorosi per l'azoto di ammoniaca e il suo sistema di fanghi attivi convenzionale stava lottando per incontrarli costantemente, specialmente durante i mesi più freddi. La pianta aveva anche spazio limitato per l'espansione.
• Soluzione: L'impianto ha deciso di implementare una fase MBBR come fase di pretrattamento per la nitrificazione. I bacini di aerazione esistenti sono stati adattati aggiungendo vettori MBBR e mantenendo un'aerazione adeguata.
• Risultato: L'aggiornamento MBBR ha migliorato significativamente i tassi di nitrificazione, consentendo all'impianto di soddisfare costantemente i nuovi limiti di scarico dell'ammoniaca. La natura compatta dell'MBBR ha permesso l'aggiornamento all'interno dell'impronta esistente, evitando costose costruzioni civili per nuovi carri armati. Il biofilm stabile si è rivelato resistente alle fluttuazioni della temperatura, garantendo prestazioni affidabili.

Esempio di case study: trattamento delle acque reflue industriali (trasformazione alimentare)

• Sfida: Una grande struttura di trasformazione alimentare ha generato acque reflue biologiche ad alta resistenza con carichi di BOD fluttuanti, rendendo difficile per il loro trattamento anaerobico esistente seguito da uno stagno di fanghi attivi per ottenere una conformità coerente.
• Soluzione: Un sistema MBBR aerobico è stato installato come fase di trattamento biologico primario. L'MBBR è stato progettato per gestire l'elevato carico organico utilizzando un'elevata percentuale di vettori.
• Risultato: Il sistema MBBR ha effettivamente stabilizzato il processo di trattamento, ottenendo una rimozione di BOD superiore al 90% anche con influente variabile. La robustezza del biofilm ha gestito i carichi di shock dalle variazioni di produzione, portando a costante qualità dell'effluente e conformità normativa, pur richiedendo un'impronta minore rispetto a un sistema aerobico convenzionale comparabile.

Casi di studio MBR

Applicazioni: La tecnologia MBR è sempre più scelta per progetti che richiedono la più alta qualità dell'effluente per il riutilizzo dell'acqua, lo scarico ad aree sensibili all'ambiente o in cui la disponibilità del suolo è gravemente limitata. È prevalente in scenari industriali sia municipali che complessi.

Esempio di case study: progetto di riutilizzo dell'acqua municipale

• Sfida: Una città costiera in rapida crescita ha affrontato la scarsità d'acqua e ha cercato di massimizzare le sue risorse idriche trattando le acque reflue municipali per uno standard adatto per l'irrigazione e gli usi industriali non potabili. La terra per una grande espansione di piante convenzionali era scarsa e costosa.
• Soluzione: È stata costruita una pianta MBR. Il sistema ha sostituito i chiarificatori secondari convenzionali e i filtri terziari, producendo un permeato di alta qualità che potrebbe essere ulteriormente trattato mediante osmosi inversa per specifiche applicazioni di riutilizzo.
• Risultato: Il sistema MBR ha fornito effluenti con TSS e torbidità estremamente bassi, praticamente privi di batteri, superando i requisiti per le applicazioni di riutilizzo pianificate. L'impronta della pianta era significativamente più piccola di quella che avrebbe richiesto un impianto convenzionale di capacità equivalente, risparmiando una preziosa terra costiera.

Esempio di case study: trattamento delle acque reflue industriali farmaceutiche

• Sfida: Una società farmaceutica doveva trattare le acque reflue complesse contenenti vari composti organici per soddisfare rigorosi limiti di scarico per un fiume ricevente ed esplorare il potenziale per il riciclaggio delle acque interne.
• Soluzione: Un sistema MBR è stato scelto per la sua capacità di gestire organici complessi e produrre un effluente di alta qualità. L'MBR ha consentito un lungo tempo di ritenzione dei fanghi (SRT), che è benefico per il degrado dei composti biodegradabili lentamente.
• Risultato: Il sistema MBR ha costantemente raggiunto un'elevata efficienza di rimozione per COD e altri inquinanti specifici, consentendo la conformità a rigide norme di dimissione. Il permeato di alta qualità ha anche aperto le possibilità per il riciclaggio dell'acqua all'interno della struttura, riducendo il consumo di acqua dolce.

Casi di studio SBR

Applicazioni: Gli SBR sono altamente versatili, adatti a comuni di piccole e medie dimensioni, sistemi di trattamento decentralizzati e applicazioni industriali con flussi e carichi fluttuanti, in particolare laddove la rimozione dei nutrienti avanzata è una priorità.

Esempio di case study: trattamento delle acque reflue della comunità decentralizzata

• Sfida: Un nuovo sviluppo residenziale, situato lontano da un impianto di trattamento municipale centrale, richiedeva una soluzione indipendente di trattamento delle acque reflue in grado di soddisfare rigorosi limiti di scarico dei nutrienti e operare con tassi di occupazione variabili.
• Soluzione: È stato implementato un sistema SBR a due tangenti. La natura programmabile della SBR ha consentito l'ottimizzazione delle fasi anaerobiche, anossiche e aerobiche per ottenere nitrificazione e denitrificazione simultanea, nonché la rimozione biologica del fosforo.
• Risultato: Il sistema SBR ha prodotto costantemente un effluente di alta qualità con BOD a basso contenuto di BOD, TSS, azoto e fosforo, adatto alla dimissione a un torrente locale. La flessibilità operativa ha permesso al sistema di adattarsi in modo efficiente ai flussi fluttuanti caratteristici delle comunità residenziali, riducendo al minimo il consumo di energia durante i periodi a basso flusso.

Esempio di case study: trattamento delle acque reflue dell'industria lattiero -casearia

• Sfida: Un impianto di lavorazione lattiero -casearia ha subito variazioni significative nel flusso delle acque reflue e nella resistenza organica durante il giorno e la settimana, rendendo difficile il funzionamento stabile di un sistema a flusso continuo. Erano presenti carichi organici e di azoto elevati.
• Soluzione: È stato installato un sistema SBR. L'operazione batch gestisce intrinsecamente i flussi variabili e la capacità di controllare le fasi di reazione consentito per una rottura efficace dei prodotti lattiero -caseari e una rimozione efficiente dell'azoto.
• Risultato: La SBR ha gestito con successo i carichi fluttuanti, trattando costantemente le acque reflue dei caseificio per soddisfare i permessi di scarica. L'equalizzazione incorporata nella fase di riempimento e le fasi di reazione/sedica controllate hanno garantito prestazioni affidabili anche durante i tempi di produzione di picco.

Casi di studio ASP

Applicazioni: Il processo di fanghi attivi rimane il cavallo di battaglia per il trattamento delle acque reflue municipali su larga scala a livello globale. Viene anche applicato in contesti industriali in cui le acque reflue sono altamente biodegradabili e sono disponibili grandi aree terrestri.

Esempio di case study: grande impianto di trattamento delle acque reflue municipali

• Sfida: Una grande area metropolitana ha richiesto un trattamento continuo e ad alto volume delle acque reflue nazionali e commerciali per soddisfare i limiti di scarico standard per BOD e TSS.
• Soluzione: È stato progettato un impianto di fanghi attivo convenzionale, con più bacini di aerazione di grandi dimensioni e chiarimenti secondari che operano in parallelo.
• Risultato: L'ASP ha trattato con successo milioni di galloni al giorno, raggiungendo in modo affidabile la rimozione del 90% di BOD e TSS. Il suo design robusto ha consentito la gestione di grandi flussi in arrivo e ha fornito una soluzione economica per una capacità molto grande. L'ottimizzazione in corso si è concentrata sull'efficienza di aerazione e sulla gestione dei fanghi.

Esempio di case study: trattamento dell'effluente della pasta e cartiera

• Sfida: Una pasta di cartiera e un mulino a carrello ha generato un grande volume di acque reflue biodegradabili con elevato contenuti organici. La preoccupazione primaria era un'efficace riduzione del BOD prima della dimissione.
• Soluzione: È stato implementato un processo di fanghi attivi a aerazione estesa. Il lungo tempo di ritenzione idraulica fornita dal design di aerazione estesa ha consentito un completo degrado dei complessi composti organici presenti nell'effluente del mulino.
• Risultato: L'ASP ha effettivamente ridotto le concentrazioni di BOD e TSS a livelli conformi. Pur richiedendo un'impronta sostanziale, la comprovata affidabilità e la complessità operativa relativamente bassa per questa specifica applicazione industriale lo hanno reso una scelta adeguata.

Casi di studio SBBR

Applicazioni: Gli SBBR stanno emergendo per situazioni che richiedono il meglio di entrambi i mondi: la flessibilità e la rimozione dei nutrienti degli SBR combinati con la robustezza e la maggiore efficienza volumetrica dei sistemi di biofilm. Sono particolarmente preziosi per rifiuti industriali ad alta resistenza o variabili e soluzioni municipali compatte che richiedono un trattamento avanzato.

Esempio di case study: trattamento per il percolato di discarica

• Sfida: Il trattamento del percolato di discarica è notoriamente difficile a causa della sua composizione altamente variabile, ad alte concentrazioni di ammoniaca e presenza di composti organici recalcitranti.
• Soluzione: È stato progettato un sistema SBBR. L'operazione batch di SBR ha fornito la flessibilità di adattarsi alle diverse caratteristiche del percolato, mentre i vettori MBBR hanno offerto un biofilm stabile per la costante nitrificazione/denitrificazione e una migliore rottura di organici difficili.
• Risultato: L'SBBR ha dimostrato prestazioni superiori nella rimozione di alte concentrazioni di azoto di ammoniaca e riducendo il COD, anche con influenti fluttuanti. Il biofilm resiliente ha resistito ai composti inibitori spesso presenti nel percolato, portando a un trattamento più stabile e affidabile rispetto ai sistemi di crescita puramente sospesi.

Esempio di case study: aggiornamento di un SBR industriale per capacità e robustezza

• Sfida: Un sistema SBR esistente in un impianto di produzione chimica stava lottando per soddisfare le maggiori richieste di capacità e mantenere una qualità dell'effluente costante durante la produzione di picco a causa dell'aumento del carico organico.
• Soluzione: I vettori MBBR sono stati aggiunti ai serbatoi SBR esistenti, convertendoli efficacemente in SBBR. Non erano necessari nuovi carri armati.
• Risultato: L'aggiunta di vettori ha aumentato significativamente la capacità di trattamento volumetrico dei serbatoi esistenti, consentendo all'impianto di gestire l'aumento del carico senza ampliare la propria impronta. Il sistema ibrido ha anche mostrato una maggiore resilienza ai carichi di shock, portando a prestazioni più coerenti e riduzioni operative ridotte.