Trattamento delle acque reflue

Controllo degli odori
6 Settembre 2019

ACQUE REFLUE - TRATTAMENTO DELL'OZONO

I processi di trattamento delle acque reflue (WWTP) sono usati per trattare le acque reflue urbane e industriali per soddisfare gli standard degli effluenti prima dello scarico nell'ambiente naturale. Gli scarichi di acque reflue da fonti industriali contengono un'ampia gamma di livelli di COD, BOD, TSS e altri contaminanti emergenti (ad es. Prodotti farmaceutici, aldeidi, glicole, ammine, alcoli, proteine ​​complesse, ecc.). Ciò include acqua di processo proveniente da industrie come impianti tessili, caseifici, birrifici, industria farmaceutica, carta e pasta di cellulosa, cosmetici, impianti chimici e altri impianti di produzione.

I principali contaminanti presenti nelle acque reflue sono composti organici biodegradabili, composti organici volatili, xenobiotici, ioni metallici, solidi sospesi, nutrienti come fosforo, azoto, agenti patogeni microbici e parassiti. La composizione approssimativa del carbonio organico che si trova nelle acque reflue tipiche delle acque reflue sono carboidrati (11-18%), proteine ​​(8-10%), aminoacidi liberi (0,5-1,5%) acidi grassi (23-25%), acidi organici disciolti ( 7-11%) e altri composti organici (25-28%).

Inoltre, alcuni contaminanti dell'acqua possono essere rilasciati nell'aria circostante generando odori. Un contaminante dell'acqua diventa un odore quando combina un'alta volatilità con un odore pungente. I problemi di odori sono comuni per gli impianti di trattamento delle acque reflue a causa dell'abbondanza di contaminanti odorosi. Esempi tipici sono composti di zolfo (H 2 S e mercaptani), ammine, ammoniaca e composti organici come scatole e indolo.

Di seguito è riportata una vista dall'alto di una soluzione completa per il trattamento delle acque reflue:

TRATTAMENTO PRIMARIO

Sedimentazione primaria

La sedimentazione è un passaggio primario che coinvolge flocculanti come sali di ferro, alluminio, polielettroliti e calce per la precipitazione per depositare i solidi dall'acqua per gravità. L'effluente del trattamento primario conterrà tipicamente materiale organico considerevole e avrà una domanda di ossigeno biologico relativamente elevata (BOD). Di seguito è riportata la gamma di dimensioni medie delle particelle nelle acque reflue:

Dimensione delle particelle sciolto colloidale Sospeso sedimentabili
(Um) <0.01 0,01-1 1-100 > 100

Circa il 50% delle acque reflue grezze COD e BOD può essere rimosso come parte dei solidi depositati. I fanghi depositati vengono generalmente trattati ulteriormente nelle fasi di gestione dei fanghi dell'impianto.

Emissioni di odori dalla sedimentazione primaria

Le emissioni di odori sono abbastanza comuni in questo passaggio. Poiché la sedimentazione primaria è il primo passo del processo di trattamento delle acque reflue, la concentrazione dei contaminanti odorosi è la più alta, con conseguente emissione di odori nell'ambiente circostante. Nelle seguenti fasi del processo di trattamento, le emissioni di odori tendono a diminuire sia perché i contaminanti vengono rimossi sia perché sono stati emessi in precedenza.

Pre-trattamento con ozono

L'ozono ha un impatto complesso sui parametri dell'acqua / acque reflue: riduce il colore, migliora il gusto, l'odore, uccide i batteri, i virus, ossida ferro, manganese, cianuro, fenolo, benzene, cloro__fenolo, atrazina, nitrobenzene e altri inquinanti. L'applicazione dell'ozono deve aumenta la biodegradabilità delle acque reflue e il rapporto COD: BOD da un'acqua industriale è mostrato come un esempio di seguito:

parametri Acqua grezza prima dell'ozonizzazione Acqua grezza dopo l'ozonizzazione
MERLUZZO 5000 4500
BOD 200 2000

Come visto nella tabella sopra, il rapporto tra COD / BOD e biodegradabilità è stato aumentato di 10 volte a causa dell'ozonizzazione. Questa è una delle potenziali applicazioni nel trattamento di acque reflue industriali complesse prima del processo biologico.

TRATTAMENTO SECONDARIO

Questo processo è noto come “processo di fanghi biologici o attivati”; esso prevede l'uso di microrganismi per “processo di fanghi biologici o attivati” ; esso. Questo processo prevede un trattamento aerobico, anossico e anaerobico attraverso varie tecnologie e design come i reattori sequenziali a lotti (SBR), il trattamento convenzionale o i bioreattori a membrana (MBR). Il trattamento aerobico utilizza batteri eterotrofi aerobici per abbattere BOD e ammoniaca-N e organico-N. Questo produce nitrato che può quindi essere convertito in azoto gassoso mediante trattamento anossico:

Processi

Reazione

nitrificazione

NH 4 + + O 2 → NO 2 - + 2H + + H 2 O

NO 2 - + O 2 → NO 3 -

denitrificazione NO 3 - → NO 2 - → NO → N 2 O → N 2

Il trattamento anossico, al contrario del trattamento aerobico, è caratterizzato da un ambiente privo di ossigeno, in cui i batteri devono utilizzare nitrato ossidato per la respirazione. L'ozono può svolgere un ruolo importante nell'evitare batteri filamentosi indesiderati nel processo biologico. Vedi sotto per maggiori informazioni.

Il trattamento anaerobico può essere incorporato a monte delle zone aerobiche e anossiche al fine di ottenere una riduzione netta del fosforo.

La maggior parte del materiale facilmente biodegradabile viene rimosso durante il processo biologico e il materiale non biodegradabile rimane nell'effluente. La crescita netta della biomassa nel processo di trattamento biologico viene rimossa mediante sedimentazione secondaria come Waste Activated Sludge (WAS). Il fango depositato rimanente viene ricircolato.

Trattamento dell'ozono dei fanghi attivi di ritorno (RAS)

La MLR è un ricircolo interno dall'aerobe ai serbatoi di anossina e la RAS è dalla sedimentazione secondaria al flusso in entrata dal trattamento primario. L'alto contenuto di acqua, la natura comprimibile e colloidale dei fanghi sono caratteristiche comuni riscontrate nel WWTP. I batteri filamentosi sono una parte normale della microflora di fanghi attivi mentre i filamenti eccessivamente lunghi portano alla formazione di massa di fanghi e prevengono la flocculazione. L'uso dell'ozono nei flussi di RAS favorisce la crescita dei batteri che formano il floc e inibisce l'attività dei batteri filamentosi che ha migliorato la carica e la sedimentazione dei fanghi. Una bassa concentrazione di dosaggio dell'ozono può essere utilizzata come approccio per promuovere la formazione di floc e inibire l'attività dei batteri filamentosi e il bulking dei fanghi durante il processo.

Trattamento dell'ozono dell'effluente dei rifiuti industriali (BOD / COD)

I comuni processi di ispessimento dei fanghi con mezzi fisici sono: sedimentazione chimica, decantazione per gravità, galleggiamento, centrifugazione, cinghia di gravità e tamburo rotante. Il processo di ispessimento dei fanghi aumenta la parte della frazione liquida dai fanghi. Questi liquidi hanno valori elevati di COD e BOD a seconda delle materie prime utilizzate nelle industrie di processo. In genere la gamma COD per le acque reflue di processo chimico è compresa tra 400 e 40 000 mg / L e le acque reflue domestiche nell'intervallo tra 100 e 450 mg / L. Generalmente un COD superiore a 350 mg / L richiede un trattamento aggiuntivo e ulteriori informazioni sono disponibili nella sezione 6 di seguito. Fare clic qui per ulteriori informazioni sul trattamento BOD e COD con ozono.

GESTIONE DEI FANGHI

Ozonizzazione dei fanghi digeriti

La digestione anaerobica è una sequenza di processi biologici in cui i microrganismi degradano il materiale biodegradabile in assenza di ossigeno. Durante il trattamento anaerobico circa il 50% della materia organica nei fanghi è suscettibile alla biodegradazione in biogas, mentre l'altra metà del materiale organico è più recalcitrante e si degrada lentamente. L'ozonizzazione dei fanghi porta alla disintegrazione di sostanze organiche complesse in composti molecolari a basso peso biodegradabili, che aumenta la resa di biogas.

Ulteriori informazioni possono essere trovate qui.

Ozonizzazione del permeato di fango ispessito

I fanghi digeriti in genere contengono solidi totali del 2-3%. Questo fango richiede ispessimento con mezzi meccanici attraverso una centrifuga o una pressa a vite, che lascia circa il 20% di solidi secchi. Questo processo rilascia un liquido di scarto altamente concentrato che è adatto al processo di ozonizzazione nel caso in cui non potesse essere reintrodotto al trattamento primario. Ad esempio, gli impianti di produzione di alimenti e bevande generano generalmente flussi di rifiuti ad alta resistenza come sottoprodotto dalle loro operazioni di produzione.

Trattamento dell'ozono dell'odore di biogas

Le strutture a biogas utilizzano spesso scarti di letame e carne per produrre biogas. Il termine biogas si riferisce in genere a una miscela di diversi gas, principalmente metano e CO 2, prodotti dalla degradazione dei composti organici. In questa fase, vengono prodotti composti a base di zolfo (come H 2 S e mercaptanes), con conseguenti elevate emissioni di odori. Come soluzione, l'ozono ossida questi composti, riducendo significativamente gli odori senza sottoprodotti dannosi. Ciò porta a una migliore qualità dell'aria nell'ambiente circostante e migliorare gli ambienti di lavoro.

Maggiori informazioni sull'industria del biogas.

Ulteriori informazioni sul controllo degli odori.

TRATTAMENTO TERZIARIO

Lo scopo del “trattamento terziario o avanzato” è quello di fornire una fase finale per aumentare la qualità dell'effluente o come fase di lucidatura della disinfezione.
Il trattamento terziario potrebbe non essere necessario per tutti gli impianti di trattamento delle acque reflue e varia da un impianto all'altro, a seconda del tipo di contaminazione dell'acqua. Alcuni comuni WWTP avanzati includono la rimozione di nutrienti, materia organica non biodegradabile, solidi sospesi e materiali tossici. Tra le altre tecnologie comunemente utilizzate, i metodi sono filtrazione, MBR, RO, UV e AOP. Questi saranno trattati in maggior dettaglio nelle sezioni seguenti.

Filtrazione

I media granulari più comuni utilizzati nelle filtrazioni sono sabbia e carbone attivo. I fattori importanti per la rimozione delle sostanze inquinanti includono la quantità di media nella colonna e il tempo di contatto.

vantaggi svantaggi
Semplice da configurare  Intasamento / filtro frequenti modificati
Ampia gamma di dimensioni dei pori o superficie Riduce il contatto sulla superficie a causa dell'accumulo di batteri nel tempo

L'ozono può essere utilizzato come passaggio pre o post trattamento per la filtrazione che rompe le particelle e migliora la qualità dell'acqua.

Permeato di ozono ad osmosi inversa (RO)

Il RO viene spesso utilizzato nella filtrazione dell'acqua commerciale e residenziale. L'acqua viene spostata attraverso la membrana contro il gradiente di concentrazione, dalla concentrazione più bassa a quella più alta.

vantaggi svantaggi
Rimozione di ioni buoni e cattivi Intasamenti frequenti e concentrazione di cloro danneggiano il sistema RO
Determina il gusto dell'acqua L'efficienza si riduce nel tempo

L'ozono è un metodo ottimale per disinfettare o trattare ulteriormente il permeato di RO per recuperare l'acqua per altri scopi o per conformarsi a regolamenti di effluenti molto elevati.

Disinfezione dell'ozono

La disinfezione dell'acqua mediante ozono è vantaggiosa rispetto ai metodi più tradizionali, come il cloro o la disinfezione UV. L'ozono rompe efficacemente gli strati lipidici nella membrana cellulare. In primo luogo, l'ozono è più efficace nella disattivazione di virus e batteri rispetto a qualsiasi altro trattamento di disinfezione, mentre allo stesso tempo richiede pochissimo tempo di contatto.

TRATTAMENTO MUNICIPALE DELLE ACQUE REFLUE CON OZONO

Il grafico seguente è un tipico esempio di acque reflue trattate che utilizzano l'ozono come tecnologia a un passo nella riduzione dei livelli di COD e BOD nel nostro sistema pilota.