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ACQUE, Archivio, SWT-ALT Cicli Alternati

SWT-ALT: Modello di Calcolo/Verifica/Simulazione per Depuratori Nitro/Denitro a Cicli di Aerazione Intermittente in bacino unico.

ALT ALTinterfRep

Procedura di Calcolo/Verifica/Simulazione per Depuratori Denitro/Nitro a Cicli di Aerazione Intermittente (in vasca unica) – Modello Software di Calcolo, Verifica e Simulazione: + Capacità Depurativa Residua+ Risparmio Energia Aerazione con ODmin; + Report di Stampa Calcoli di Processo.

Il processo di aerazione intermittente consente di ottenere la nitrificazione e denitrificazione in uno stesso reattore biologico durante le fasi di aerazione e non-aerazione. La portata di acque reflue influente è sostanzialmente continua. La fornitura ciclica (on/off) di aria consente la creazione la formazione di condizioni aerobiche ed anossiche adeguate per l’implementazione di fasi sequenziali di nitrificazione e denitrificazione.

Dal punto di vista del controllo, il processo di aerazione intermittente può essere implementato attraverso strategie basate o sulla  temporizzazione prefissata dei cicli, oppure mediante controllo automatico utilizzando strumentazione analitica per la misura on-line dei parametri di processo (es.: OD, ORP, pH, NH4, NO3).

Confrontando lo schema di processo convenzionale (continuo) di nitrificazione/ denitrificazione con quello ad aerazione intermittente, quest’ultimo risulta caratterizzato da un più alto grado di flessibilità. Infatti, è possibile regolare facilmente la durata della fase di nitrificazione e quella della denitrificazione, ad esempio, sulla base delle concentrazioni misurate in tempo reale nell’effluente. Inoltre, questo schema consente di evitare la fase di ricircolo dei nitrati (richiesto nello schema di pre-denitrificazione convenzionale), spesso caratterizzato da elevati valori di portata e consumo di energia.

Verifica di Applicabilità – Per assicurare il rispetto dei limiti C,N nell’effluente è necessario verificare preliminarmente che il volume V del reattore biologico (in progetto o esistente) realizzi un Fattore di Carico Fc <0,15 [KgBOD/KgMLSS×d], ovvero: V > 24×Q×BOD/(0,15×MLSS). Inoltre, deve verificarsi che il Carico Specifico Volumetrico dell’Azoto: NLR [Kg/m3×d]= 24×Q× Ntot/(1000×V) = 0,010 ÷ 0,240; ovvero il rapporto COD/TKN deve essere compatibile (>8÷10) con lo sviluppo del processo Nitro/Denitro. In definitiva, l’applicabilità dei cicli alternati nel processo Nitro/Denitro, dipende essenzialmente da due fattori preliminari:

  • HRT, ovvero dal tempo di ritenzione idraulica, in quanto il volume V della vasca biologica deve essere maggiore di quello strettamente sufficiente perché avvenga (secondo le cinetiche del caso con una prefissata concentrazione MLSS, OD, Temperatura, ecc.) la rimozione del carbonio e dell’azoto e inoltre, il Carico Specifico di Azoto e il rapporto COD/TKN devono essere nel range di funzionalità.
  • Rapporto di Efficienza Φ, ovvero dal livello di efficienza richiesto, in termini di limiti C, N allo scarico (fissati NH4out e NO3out): più i limiti C, N, sono restrittivi, più diventa critica la distribuzione dei tempi di aerazione e spegnimento, perché se da un lato si aumenta il tempo (tn) richiesto alla ossidazione del C e alla nitrificazione N, dall’altro si deve avere a disposizione un tempo (td) perché avvenga e si completi la fase di denitrificazione.

FI

Il Modello  di Funzionamento del Processo Nitro-Denitro a Cicli Alternati (SWT-ALT) proposto, si basa sostanzialmente sull’utilizzo di equazioni cinetiche e bilanci di massa descriventi il processo di nitrificazione e denitrificazione (Activated Sludge Model – ASM 1-3). Si tratta comunque di un processo meno intuitivo rispetto al Ciclo Continuo, ma più flessibile rispetto alla variabilità dei carchi inquinanti in ingresso. Vi è inoltre, una maggiore complessità di configurazione del Modello (set Tc/HRT, tn/td, NO3out, NH4out, ecc.].

CA

SWT-ALT per la verifica di impianti esistenti (up-grading) è in grado di:

  • Verificare l’Applicabilità di un processo di depurazione biologica Nitro/Denitro a Cicli Alternati;
  • Dimensionare/Verificare il Volume del bacino del reattore biologico e le apparecchiature di processo (potenza compressori, miscelatori, ecc.);
  • Determinare i Tempi di Aerazione-Nitrificazione e di Stasi-Denitrificazione;
  • Valutare i Costi di Esercizio e il Risparmio Energetico rispetto ad un processo di tipo tradizionale;
  • Configurare il Sistema di Controllo Automatico dei Cicli Alternati Nitro/Denitro.

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Il Controllo in tempo reale dei tempi on/off di aerazione può essere effettuato sulla base del calcolo del Rapporto di Efficienza Φ, misurando on-line i valori di Ammoniaca in ingresso (NH4+in), Ammoniaca (NH4+out) e Nitrati (NOx-out) in uscita nell’effluente.

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Informazioni su Giovanni Mappa

Ingegnere tecnologo/ricercatore senior, operante nell’ambito delle applicazioni reali dell’Ingegneria della Conoscenza finalizzate al Monitoraggio e Controllo dei Processi Ambientali/Energetici - Formatore KWI "Knowledge Working Interdisciplinare/Innovativo".

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