Trattamenti/Tecnologie e Software per la Riduzione dei Fanghi

biosolids1Minimizzazione della produzione dei fanghi: tecnologie innovative disponibili e valutazione di fattibilità.

  • Analisi Pro/Contro delle Tecnologie Convenzionali/Innovative disponibili

  • SWT-TRF: Software per il Calcolo/Verifica Linea Trattamento Fanghi 

 

1- Trattamenti Convenzionali

2- ISPRA09-Fanghi

3- Tecnologie Riduzione Fanghi

4- TRF – Tesi Matteo_Canato

Soluzioni e prospettive per la valorizzazione o lo smaltimento dei fanghi di depurazione

 

SWT-MBR: Modello di Calcolo/Verifica/Simulazione di Processi di Depurazione Nitro-Denitro con MBR (i) – BioReattori a Membrane Immerse

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Reattori Nitro-Denitro a Membrane immerse: Modello Software di Calcolo, Verifica e Simulazione: + Caratterizzazione COD e Qualità Effluente; Capacità Depurativa Residua; + Risparmio Energia Aerazione con ODmin; + Report di Stampa Calcoli di Processo

Con l‘introduzione, nell‘ultimo decennio, di limiti normativi sempre più restrittivi per lo scarico dei reflui trattati (D. Lgs. 152/2006) o il loro riutilizzo per scopi irrigui e industriali (D. Lgs. 185/2003), si è reso necessario operare interventi di up-grade o di adeguamento degli impianti di depurazione esistenti e l‘utilizzo di tecnologie innovative in grado di assicurare maggiori efficienze depurative. Sono molti infatti, gli impianti di depurazione esistenti che necessitano di un potenziamento per rientrare nei nuovi limiti allo scarico o perché sovraccaricati o per entrambe le cause. Soprattutto dove lo spazio disponibile è limitato, la scelta va orientata verso tecnologie che permettano di ottenere elevate rese depurative con ingombri limitati, come nel caso delle tecnologie dei Bioreattori a membrana MBR (Membrane Biological Reactor): si tratta di sistemi costituiti in sintesi, dall’accoppiamento di un sistema biologico a fanghi attivi con un sistema di filtrazione su membrana, per la separazione della biomassa. L’alta efficacia filtrante delle membrane permette il mantenimento di concentrazioni di fanghi notevolmente superiori ai valori possibili nei sistemi tradizionali, accrescendo quindi la capacità depurativa del sistema con l’aumento dell’età del fango e conseguente riduzione della quantità di fango da smaltire. Altresì consente il rispetto dei limiti batteriologici senza dover ricorrere ai trattamenti di disinfezione.

In generale, l’impianto MBR è particolarmente indicato quando:

  • è richiesta un’elevata qualità dell’effluente (es. scarico in aree sensibili),
  • è necessario un basso contenuto di SST,
  • s’intende riutilizzare l’acqua depurata (ad esempio per scopi irrigui),
  • vi è la disponibilità di uno spazio ridotto.

Il sistema MBR può essere facilmente integrato in uno schema di impianto tradizionale in sostituzione della fase di sedimentazione e disinfezione. Il ciclo standard di trattamento si svolge attraverso vari comparti quali: sedimentazione primaria, aerazione, filtrazione liquami. Il funzionamento automatizzato delle varie apparecchiature elettromeccaniche è gestito da un pannello di controllo locale.

Gli MBR trovano oggi sempre maggior applicazione nel trattamento di reflui civili e industriali, grazie anche alla progressiva riduzione dei costi delle membrane, ma la progettazione di impianti a scala reale resta piuttosto empirica, a causa della complessità nell’interpretazione delle interazioni tra la biomassa e le membrane filtranti.  Ciò si traduce inevitabilmente in maggiori costi d’investimento ed operativi rispetto agli impianti convenzionali a fanghi attivi, principalmente a causa della necessità di provvedere al contenimento del fouling delle membrane.

I vantaggi della tecnologia MBR rispetto ai tradizionali sistemi a fanghi attivi si possono così sintetizzare:

  1. migliore qualità dell’effluente finale, dato che la membrana agisce come una barriera per solidi sospesi e microrganismi, eliminando la necessità di ulteriore filtrazione e della disinfezione dell’effluente finale;
  2. poter raggiungere e mantenere nei reattori concentrazioni di biomassa molto più alte (fino a 20 g/L) rispetto a quelle normalmente possibili con i trattamenti convenzionali. Ciò riduce in maniera sostanziale il volume del reattore biologico e migliora l’efficienza del trattamento, dato che una maggiore concentrazione di biomassa e un SRT (Solids Retention Time) più alto determina una degradazione più rapida e completa dei nutrienti e dei substrati organici;
  3. gestire il processo biologico in maniera totalmente indipendente dalle fluttuazioni di carico idraulico entro il massimo flusso ammesso dalla membrana;
  4. età del fango più alta implica una minore produzione di biomassa, dato che la crescita dei microrganismi è inversamente proporzionale all’età del fango (produzione di fango nell’ordine di 0,04-0,1 kg per ogni kg COD rimosso) mentre lo stesso parametro per il processo dei fanghi attivi tradizionale varia nell’intervallo 0,6-1,0 kgSS/kgCOD;
  5. minori impegni di superficie per il trattamento dei reflui, data la possibilità di sviluppare in altezza l’unità biologica e l’eliminazione del sedimentatore secondario, normalmente di notevoli dimensioni;
  6. separazione dei solidi su membrana non influenza da eccesso di batteri filamentosi (bulking), fenomeni di risalita dei fanghi (bulking) e altri problemi di sedimentabilità.

Gli svantaggi della tecnologia MBR rispetto al trattamento biologico tradizionale sono costituiti da:

  1. maggiori costi di investimento e più elevati consumi energetici a causa soprattutto della necessità di aerazione delle membrane (per la configurazione submerged) e di riciclo del ritenuto (per la configurazione side-stream). La differenza risulta molto meno significativa a parità di qualità dell’effluente finale, cioè se si confronta il processo MBR con un trattamento tradizionale secondario e terziario (entrambi gli stadi vengono di fatto sostituiti dal sistema MBR);
  2. necessità di grigliare il refluo in ingresso con microstacci di dimensioni 1-2 mm per evitare intasamenti delle membrane da parte di materiale fibroso, capelli, ecc.;
  3. marcata diminuzione del fattore di scambio dell’ossigeno tra fase gassosa e fase liquida a causa della elevata concentrazione di solidi in vasca. Se si considera che il sistema di aerazione utilizzato per la pulizia delle membrane sommerse fornisce bolle d’aria grossolane, la cui efficienza di trasferimento è bassissima, risulta evidente che il consumo energetico viene ulteriormente incrementato;
  4. conoscenze relative ridotte sulla vita della membrana (7-10 anni), e quindi dei costi derivanti dalla sostituzione periodica della stessa;
  5. perdita di efficienza della membrana con il tempo di filtrazione con incremento della resistenza a causa dei fenomeni di fouling. Ciò rende necessaria una periodica pulizia delle membrane, anche mediante impiego di reattivi chimici, con conseguente aumento dei costi operativi e di gestione. Altri problemi possono derivare dal fouling biologico, ovvero crescita batterica incontrollata sulla superficie filtrante, che non solo riduce momentaneamente le prestazioni della membrana, ma contribuisce col tempo anche alla sua degradazione.

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Per INFO sul software di Calcolo SWT-MBR compilare il seguente modulo o inviare una emal a info@anovastudi.com

 

 

SWT APPs: Nuove Applicazioni del Modello SWater per il Calcolo/Verifica/Simulazione dei Processi di Trattamento delle Acque Reflue

SWTappIl 2015 inizia per l’applicativo software SWATER (Pro/Mix) come un anno di rinnovamento e differenziazione, finalizzato a soddisfare sempre più le esigenze specifiche di calcolo dei professionisti della depurazione delle acque reflue; ciò si traduce in: 

  1. maggiore specificità applicativa e orientamento alle nuove soluzioni tecnologiche per il trattamento  delle acque reflue di tipo civile e industriale;
  2. chiarezza delle procedure di calcolo, simulazione e automazione dei report di stampa per far fronte alle necessità di documentazione tecnica (partecipazione a gare d’appalto, verifica di fattibilità per la gestione, ecc.);
  3. possibilità di personalizzare i modelli e gli algoritmi di calcolo per meglio seguire le richieste dei capitolati tecnici, ovvero per meglio adattarsi alle esigenze di ciascun professionista della depurazione acque.

Nella vastissima casistica di impianti di trattamento e di tecnologie di depurazione delle acque reflue (civili e industriali), un unico strumento software di calcolo che operi contemporaneamente su molteplici fasi di trattamenti/tecnologie non è più sostenibile dal punto di vista del rapporto investimenti/risultati. Ciò è legato all’evoluzione che si sta verificando negli ultimi tempi nel settore della depurazione delle acque, ma soprattutto al fatto che il tempo utile richiesto all’utente per l’apprendimento, unitamente al maggior costo di acquisto della licenza d’uso, porta ad allontanare l’obiettivo dell’ottenimento rapido di risultati operativi (v. report di calcolo e simulazione), rispetto alle opportunità di mercato (gare d’appalto progetto/gestione), che sono in genere, contingenti e quasi mai ripetitive negli schemi e nelle tecnologie. Questa è la ragione principale per cui si è deciso di “frantumare” SWATER in una serie di applicazioni software (APP) specifiche per ciascuno dei trattamenti e delle tecnologie più rilevanti, consentendo un aggiornamento continuo ed una espansione di casistiche potenzialmente illimitate.

Il Modello di Calcolo/Verifica SWATER  (by ANOVA,1999) utilizzato dalla stragrande maggioranza degli studi tecnici di progettazione di impianti di depurazione delle acque, ovvero da società di costruzione e gestione degli impianti in Italia (e non solo), si trasforma in specifiche applicazioni software (SWT APPs) per le esigenze di calcolo, di simulazione e di verifica di processo, tra le quali:

  • SWT-CAS (Conventional Activated Sludge) – Modello di Calcolo/Verifica Processi di Depurazione Acque Nitro-Denitro convenzionali (Den-OxNit-SS) con Report di Stampa Calcoli di Processo.
  • SWT-MBR (Membrane BioReactor) – Modello di Calcolo/Verifica BioReattori Nitro-Denitro a Membrane Immerse (Den-OxNit-MB) con Report di Stampa Calcoli di Processo.
  • SWT-ALT (Intermittently Aerated Process) – Modello di Calcolo/Verifica Processi di Depurazione Acque Nitro-Denitro a Cicli Intermittenti di Aerazione in bacino unico, con Report di Stampa Calcoli di Processo.
  • SWT-SBR (Sequencing Batch Reactor)  Modello di Calcolo/Verifica Processo Sequenziale Batch di Depurazione Acque Nitro-Denitro ad alimentazione discontinua, con Report di Stampa Calcoli di Processo.
  • SWT-IFS (MBBR/IFAS Moving Bed Biofilm Reactor) – Modello di Calcolo/Verifica (Up-Grading) di Processi di Depurazione Acque Nitro-Denitro con tecnologia MBBR/IFAS, con Report di Stampa Calcoli di Processo.
  • SWT-CHF (Chemical-Physical Treatments) – Modello di Calcolo/Verifica Processi di PreTrattamento Chimico-Fisico, con Report di Stampa Calcoli di Processo.
  • SWT-FNT (FENTON Chemical-Oxidation ) – Modello di Calcolo/Verifica Processi di Pre-Ossidazione Chimica FENTON, con Report di Stampa Calcoli di Processo.

RepCiascuna applicazione SWT è un modello (ASM1,ASM2, KMA) supportato da funzionalità di calcolo e grafiche, finalizzato alla verifica/dimensionamento e simulazione del processo depurativo in esame, nelle varie possibili condizioni o dati di funzionamento. Inoltre, è possibile ottenere report di stampa “in chiaro”, ovvero con gli algoritmi di calcolo con i relativi dati di input/output evidenziati nel contesto in esame, come in una relazione di calcolo di processo.

N.B.: oltre alla flessibilità dei parametri di calcolo già prevista negli applicativi SWT, è possibile richiedere versioni personalizzate (formule, grafica, ecc.) con un piccolo contributo aggiuntivo.

N.B.: per i Professionisti che occasionalmente si occupano di depurazione acque o per chi vuol sperimentare strumenti di supporto alla progettazione o gestione degli impianti, è possibile inoltre, richiedere versioni SWT  con licenza a tempo (a scadenza) o con licenza a numero prefissato di utilizzi,  con un sensibile risparmio sul prezzo di acquisto.

Sono già disponibili gli applicativi SWT (Workbook + software) per i trattamenti di depurazione biologica Nitro-Denitro del tipo CAS, MBR, ALT, e SBR.

CASMBRALTSBRLibroFNT-COD-MBAS

Per INFO: email: info@anovastudi.com – tel.: +39.348.3366137

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