Cos'è il trattamento anaerobico delle acque reflue e il suo principio di funzionamento?

 

Questo articolo fornirà un'introduzione accessibile al trattamento anaerobico e lo dividerà in tre parti per aiutarti a chiarire come funziona e perché lo usi.

 

1. Cos'è il trattamento anaerobico delle acque reflue?

 

2. Come funziona il trattamento anaerobico delle acque reflue?

 

3. I tipi comuni di sistemi di trattamento anaerobico delle acque reflue includono

 

4.Cosa Aquasust potrebbe aiutarti nel trattamento anaerobico delle acque reflue?

 

 

Il trattamento anaerobico delle acque reflue è un processo biologico in cui i microrganismi degradano gli inquinanti organici in assenza di ossigeno. Nel ciclo di trattamento anaerobico di base, le acque reflue entrano nel recipiente del bioreattore. Il bioreattore contiene una sostanza semisolida densa chiamata fango, composta da batteri anaerobici e altri microrganismi. Questi microrganismi anaerobici o "batteri anaerobici" digeriscono le sostanze biodegradabili presenti nelle acque reflue, producendo così una minore domanda biologica di ossigeno (BOD), domanda chimica di ossigeno (COD) e/o solidi sospesi totali (TSS). L'effluente viene utilizzato come prodotto del biogas.

 

Il trattamento anaerobico delle acque reflue viene utilizzato per trattare varie acque reflue industriali provenienti dall'agricoltura, alimenti e bevande, prodotti lattiero-caseari, pasta di legno e carta e industrie tessili, nonché fanghi di depurazione municipali e acque reflue. La tecnologia anaerobica viene solitamente utilizzata per flussi con elevate concentrazioni di sostanze organiche (misurate come BOD, COD o TSS elevati), solitamente prima del trattamento aerobico. Il trattamento anaerobico viene utilizzato anche per applicazioni speciali, come il trattamento dei flussi di rifiuti con sostanze organiche inorganiche o clorurate, ed è molto adatto per il trattamento delle acque reflue industriali calde.

 

 

Il trattamento anaerobico delle acque reflue è un trattamento biologico in cui vengono utilizzati microrganismi anaerobici per decomporre e rimuovere gli inquinanti organici nelle acque reflue. Sebbene i sistemi di trattamento anaerobico possano assumere molte forme, di solito includono una qualche forma di bioreattore o stoccaggio in grado di mantenere l’ambiente privo di ossigeno necessario per supportare il processo di digestione anaerobica.

 

Il processo di trattamento anaerobico delle acque reflue comprende due fasi: la fase di acidificazione e la fase di produzione di metano, entrambe in uno stato di equilibrio dinamico. Nella fase iniziale di formazione dell'acido, i batteri anaerobici decompongono i composti organici complessi in acidi organici volatili più semplici a catena corta. La seconda fase, chiamata fase di produzione del metano, consiste di due fasi: produzione di acido acetico, i batteri anaerobici sintetizzano gli acidi organici per formare acetato, idrogeno e anidride carbonica; e la produzione di metano, quindi i microrganismi anaerobici agiscono su queste molecole appena formate, formando gas metano e anidride carbonica. Questi sottoprodotti possono essere riciclati per essere utilizzati come combustibile e le acque reflue possono essere utilizzate per ulteriori trattamenti e/o scarichi.

 

In base ai requisiti applicativi specifici e ai requisiti della struttura, i sistemi di digestione anaerobica possono essere progettati come dispositivi monostadio o multistadio, il che significa che possono essere dotati di serbatoi di acidificazione separati e dispositivi bioreattori.

 

 

Laguna anaerobica

 

Le lagune anaerobiche sono grandi stagni artificiali, di solito di dimensioni comprese tra 1-2 acri e profondi fino a 20 piedi. Sono ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque reflue agricole derivanti dalla produzione di carne, nonché nel trattamento di altri flussi di acque reflue industriali e come fase di trattamento primaria per il trattamento delle acque reflue urbane. Le acque reflue vengono solitamente convogliate sul fondo della laguna, dove si depositano formando uno strato liquido superiore e uno strato di fango semisolido. Lo strato liquido impedisce all'ossigeno di raggiungere lo strato di fanghi, consentendo al processo di digestione anaerobica di decomporre la materia organica nelle acque reflue. In media, questo processo può richiedere da poche settimane a sei mesi per portare il livello BOD/COD all'intervallo target. I batteri anaerobici sono benefici per determinate condizioni ambientali, come la temperatura dell'acqua calda (85-95 gradi F) e il pH quasi neutro. Pertanto, il mantenimento di condizioni ottimali aumenterà l’attività dei microrganismi anaerobici, riducendo così il tempo di ritenzione delle acque reflue. La velocità della respirazione anaerobica può anche essere limitata da molti fattori, comprese le fluttuazioni nella concentrazione di BOD/COD e la presenza di sostanze come sodio, potassio, calcio e magnesio.

 

Reattore anaerobico a letto di fango

 

Il reattore a letto di fango è un trattamento anaerobico in cui le acque reflue passano attraverso una "coperta" fluttuante di particelle di fango in sospensione. Quando i batteri anaerobici presenti nei fanghi digeriscono i componenti organici presenti nelle acque reflue, si moltiplicano e si raccolgono in particelle più grandi, che si depositano sul fondo del serbatoio del reattore e possono essere riciclate per un futuro riciclaggio. Le acque reflue trattate defluiscono dal dispositivo verso l'alto. Il biogas generato durante il processo di degradazione viene raccolto dal coperchio di raccolta durante l'intero ciclo di trattamento.

 

 

Letto di fanghi anaerobici a flusso ascendente (UASB): nel trattamento UASB, le acque reflue vengono pompate sul fondo del bioreattore UASB e applicate un flusso verso l'alto. Quando le acque reflue fluiscono, lo strato di fango galleggia.

 

Letti di fanghi granulari espansi (EGSB): gli EGSB sono molto simili alla tecnologia UASB. Il fattore chiave di differenziazione è che le acque reflue vengono riciclate attraverso il sistema per favorire un maggiore contatto con i fanghi. Inoltre sono generalmente più alti dell'UASB e il flusso influente continua a una velocità maggiore. Pertanto, rispetto al sistema UASB, l'EGSB può gestire flussi con un contenuto organico più elevato.

 

Reattore a deflettore anaerobico (ABR): l'ABR è composto da compartimenti semichiusi separati da deflettori alternati. Il deflettore interrompe il flusso regolare delle acque reflue e favorisce un maggiore contatto con lo strato di fango quando il fango scorre dall'ingresso del reattore all'uscita.

 

 

Il reattore di filtrazione anaerobica è costituito da un serbatoio del reattore dotato di un determinato mezzo filtrante fisso. I microrganismi anaerobici possono stabilirsi sui mezzi filtranti, formando i cosiddetti biofilm. I media filtranti variano da sistema a sistema. I materiali comuni includono pellicole e particelle di plastica, nonché ghiaia, pomice, mattoni e altri materiali. I nuovi mezzi filtranti devono essere inoculati con batteri anaerobici e potrebbero essere necessari diversi mesi affinché il biofilm si formi fino al punto in cui possa essere processato a piena capacità.

 

Durante il ciclo di trattamento, il flusso di acque reflue passa attraverso un mezzo filtrante, che viene utilizzato per catturare le particelle nel flusso fornendo allo stesso tempo un'area superficiale sufficiente per esporre i batteri anaerobici nel biofilm ai materiali organici presenti nel flusso. Nel corso del tempo, le prestazioni del reattore di filtrazione devono essere attentamente monitorate, poiché i mezzi filtranti col tempo si ostruiranno a causa di un eccessivo biofilm e accumulo di particelle e per mantenere prestazioni ottimali sono necessarie fasi di manutenzione come il controlavaggio e la pulizia.