Innovazione di processo nel trattamento aerobico di reflui civili ed industriali. Studio di impianti esistenti e sperimentazione su impianto pilota SBR

Scopo del presente lavoro di ricerca è stato lo studio dei processi avanzati di depurazione delle acque reflue civili ed industriali. Lo studio si è sviluppato in fasi successive, approfondendo aspetti teorici ed aspetti tecnico-impiantistici per la definizione di un processo innovativo nel trattamento delle acque reflue civili ed industriali. La prima fase ha riguardato un’indagine (svolta in collaborazione con aziende del settore) su impianti in piena scala di diversa tipologia allo scopo di individuarne le criticità, soprattutto in relazione ai nuovi standard normativi imposti dal Testo Unico Ambientale. L’approccio seguito si è basato principalmente sulla realizzazione di prove respirometriche. La respirometria, infatti, è riconosciuta come l’unica tecnica in grado di determinare i parametri reali dell’interazione biomassa-refluo. L’analisi delle possibili soluzioni, in termini di risparmio energetico, minimizzazione della produzione di fanghi e soddisfacimento degli standard di legge, ha comportato uno studio di carattere teorico-applicativo (condotto in laboratorio) rivolto all’approfondimento dei processi di nitrificazione, denitrificazione e rimozione del fosforo con la realizzazione di un impianto sequenziale discontinuo (SBR) finalizzato alla granulazione di fanghi aerobici. La realizzazione di un sistema di controllo automatico del processo e di acquisizione dati ha permesso la rilevazione in continuo dei parametri chiave del processo, quali OD, pH ed ORP. I test sono stati condotti utilizzando refluo sintetico e refluo di impianto a piena scala. L’elaborazione di un modello, basato sulle cinetiche di Monod e sui bilanci di massa del sistema, ha consentito di ricavare i parametri cinetici utili per il controllo automatico di processo. Durante la sperimentazione, si è verificata la granulazione della biomassa aerobica, i granuli hanno raggiunto la dimensione di 1÷1,5 mm di diametro. L’inizio della granulazione è coinciso con un cambiamento del metabolismo della biomassa. I bilanci di massa hanno permesso di calcolare le efficienze di rimozione degli inquinanti che sono risultate pari a: 96% per il COD, 87% per l’ammoniaca, 67% per i nitrati e 95% per il fosforo. Per quanto riguarda il contenuto di fosforo nella biomassa, le analisi hanno dimostrato che esso è aumentato nel corso della sperimentazione, probabilmente a causa dell’incremento della percentuale di PAO (batteri fosforo-accumulanti) all’interno della biomassa eterotrofa. Alla fine della sperimentazione, il contenuto in peso di fosforo (come PO4) nella biomassa (come solidi sospesi volatili) è risultato pari al 18,4%.