ANOSSICO VS. ANAEROBICO VS. TRATTAMENTO AEROBICO DELLE ACQUE REFLUE

By: Tom Frankel
Post Date: Dicembre 2nd 2020

Il trattamento delle acque reflue comprende numerosi metodi di trattamento, ognuno con le proprie procedure, vantaggi, attrezzature e risultati. Tenere traccia delle varie tecniche e utilizzarle nelle applicazioni appropriate è essenziale. Aiuta gli impianti a ottenere la massima produttività da un sistema di trattamento, a rispettare gli standard normativi e a mantenere gestibili i costi operativi e le richieste di tempo.

La guida di seguito discuterà le condizioni anossiche, anaerobiche e aerobiche nel trattamento delle acque reflue, spiegherà come differiscono e descriverà come le piante possono mettere al meglio questi processi al lavoro.

Sommario

1. COSA SIGNIFICA “ANOSSICO”?
2. CHE RUOLO HANNO LE CONDIZIONI ANOSSICHE NEL TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE?
3. COSA SIGNIFICA “ANAEROBICO”?
4. CHE RUOLO HA IL TRATTAMENTO ANAEROBICO NELLE ACQUE REFLUE?
5. COSA SIGNIFICA “AEROBICO”?
6. CHE RUOLO HA IL TRATTAMENTO AEROBICO NELLE ACQUE REFLUE?
7. SCEGLIERE IL SISTEMA MIGLIORE PER LA TUA APPLICAZIONE

COSA SIGNIFICA “ANOSSICO”?

Le condizioni anossiche coinvolgono ambienti in cui l’ossigeno molecolare o libero (O2) è assente, sebbene possa essere presente ossigeno legato. “Anossico” si riferisce allo stato dell’ambiente piuttosto che ai microrganismi e ai loro processi.

Nel trattamento delle acque reflue, le condizioni anossiche differiscono dalle condizioni anaerobiche in base alla presenza o assenza di azoto. Sebbene le condizioni anossiche non contengano ossigeno molecolare, possono contenere nitrati o nitriti. Nitrati (NO3) e nitriti (NO2) contengono entrambi ossigeno legato perché includono molecole di ossigeno come parte delle loro strutture. Un ambiente anossico può includere questi composti purché non includa ossigeno libero.

CHE RUOLO HANNO LE CONDIZIONI ANOSSICHE NEL TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE?

Le zone anossiche nelle acque reflue sono utili per la rimozione dell’azoto. Alcune acque reflue hanno un alto contenuto di nitrati e nitriti e il processo di trattamento deve abbattere quei composti per evitare di causare inquinamento da nutrienti quando la pianta scarica il suo effluente nell’ambiente.

Nelle zone anossiche, quando i batteri abbattono i prodotti azotati, la separazione delle molecole rilascia ossigeno, di cui i batteri hanno bisogno per prosperare. Poiché la biodegradazione dei prodotti azotati rilascia naturalmente ossigeno, i batteri nei serbatoi anossici come i bacini di denitrificazione non richiedono ossigeno supplementare dai diffusori o dagli aeratori di superficie.

COSA SIGNIFICA “ANAEROBICO”?

“Anaerobico” descrive i processi respiratori dei microrganismi. La respirazione anaerobica si verifica in assenza di ossigeno.

Durante i processi anaerobici, sia l’ossigeno libero che quello legato sono tipicamente assenti. Nitrati e nitriti di solito non esistono nei processi delle acque reflue che utilizzano batteri anaerobici – batteri che non richiedono ossigeno – per la digestione. Queste condizioni differiscono dagli ambienti anossici, in cui anche l’ossigeno libero è assente ma può essere presente ossigeno legato come quello che si trova nei nitrati e nei nitriti.

CHE RUOLO HA IL TRATTAMENTO ANAEROBICO NELLE ACQUE REFLUE?

Durante i processi di trattamento anaerobico delle acque reflue, i microrganismi scompongono la materia di scarto in assenza di ossigeno. Questi processi si verificano spesso in un bioreattore chiuso ermeticamente riempito di fanghi. Il fango contiene batteri anaerobici e altri microbi benefici. Nel bioreattore, i microrganismi digeriscono la materia organica nelle acque reflue.

Di seguito sono riportati alcuni tipi diversi di dispositivi anaerobici per il trattamento delle acque reflue e come funzionano:

• Lagune: le lagune anaerobiche sono grandi stagni. Gli impianti li utilizzano spesso come primo passaggio nel trattamento delle acque reflue urbane, nonché per il trattamento delle acque reflue industriali e agricole. Nelle lagune, le acque reflue si depositano in diversi strati, con il liquido stratificato sopra il fango per impedire all’ossigeno di raggiungerlo durante la digestione microbica.
• Reattori a mantello a fanghi: i reattori a mantello a fanghi anaerobici inviano le acque reflue attraverso uno strato di fango simile a una coperta galleggiante. Mentre le acque reflue passano attraverso il fango, i microbi anaerobici digeriscono la materia organica e si depositano sul fondo del serbatoio in pezzi che la pianta può riciclare per altri processi.
• Reattori filtranti: un reattore filtrante anaerobico utilizza un serbatoio con un mezzo filtrante collegato. I microrganismi si attaccano al mezzo filtrante e formano un biofilm. Una volta formato, il biofilm e i suoi microbi sono efficaci nel decomporre la materia organica nelle acque reflue.

COSA SIGNIFICA “AEROBICO”?

“Aerobico” descrive anche i processi respiratori dei microrganismi. La respirazione aerobica avviene in presenza di ossigeno. Quando le reazioni metaboliche dei microrganismi avvengono attraverso la respirazione aerobica, richiedono la presenza di ossigeno nelle acque reflue per alimentare la loro digestione dei rifiuti.

Che ruolo gioca il trattamento aerobico nelle acque reflue?

Il trattamento aerobico di solito si verifica come parte del trattamento secondario, dopo che il trattamento primario ha già filtrato gran parte della sabbia e delle particelle solide di grandi dimensioni dalle acque reflue.

Il trattamento aerobico delle acque reflue utilizza spesso apparecchiature come aeratori di superficie o diffusori per miscelare l’aria nella colonna d’acqua. Con gli aeratori di superficie, lo sbattimento meccanico in superficie miscela l’ossigeno nelle acque reflue. Con i diffusori, le bolle d’aria che salgono dal fondo del serbatoio facilitano il trasferimento dell’ossigeno. La presenza di ossigeno stimola batteri benefici che si nutrono di ossigeno, protozoi e altri microbi nell’acqua per aiutare a trattare i rifiuti abbattendo la materia organica.

Di seguito sono riportati alcuni diversi processi di acque reflue aerobiche e come funzionano:

• Fango attivo: il processo a fango attivo utilizza un serbatoio di aerazione con aeratori o diffusori. Quando il materiale organico nei rifiuti si decompone, forma grandi pezzi contenenti batteri noti come fiocchi. I fiocchi poi si depositano sul fondo della vasca, dove sono facili da rimuovere. Gli impianti di trattamento delle acque reflue possono quindi reimmettere parte dei fanghi attivi risultanti nei precedenti processi di trattamento in modo che i batteri possano favorire la scomposizione dei rifiuti.
• Bioreattori a letto fisso: i bioreattori a letto fisso (FBBR) racchiudono migliaia di minuscoli componenti noti come mezzi in camere strette. I componenti dei media rimangono immobili e la loro ampia superficie attrae i microrganismi, che si depositano sulle superfici e formano un biofilm. I microrganismi aiutano quindi ad abbattere i rifiuti. Alcune di queste camere consentono anche zone di denitrificazione anossica.
• Bioreattori a letto mobile: i bioreattori a letto mobile (MBBR) utilizzano migliaia di minuscoli supporti multimediali sospesi nelle acque reflue in un grande serbatoio. I supporti sospesi possono fluttuare liberamente e creano un ambiente di crescita ospitale per i microrganismi. Poiché i supporti multimediali forniscono un’ampia superficie su cui prosperano i microbi benefici, facilitano la digestione dei rifiuti organici.
• Bioreattori a membrana: i bioreattori a membrana (MBR) utilizzano una tecnologia avanzata che consente loro di trattare le acque reflue con un contenuto di solidi sospesi molto elevato. Gli MBR funzionano combinando i processi a fanghi attivi con la filtrazione a membrana. Trattano i rifiuti separando e riciclando efficacemente i solidi sospesi.

Scegliere il sistema migliore per la tua applicazione

Quando stai pensando a come scegliere quale sia il migliore per il tuo sistema di trattamento delle acque reflue, ricorda che i processi anaerobici sono utili per le acque reflue che contengono un’alta concentrazione di materia organica. Per questo motivo, gli impianti di trattamento spesso utilizzano prima il trattamento anaerobico per rimuovere una parte significativa della materia organica delle acque reflue prima di inviarle per un ulteriore trattamento aerobico.

I due metodi sono utili anche indipendentemente. Il trattamento anaerobico è ideale per diversi tipi di acque reflue, tra cui acque reflue agricole, alimentari e delle bevande, cellulosa, cartaria e tessile, nonché fanghi e acque reflue municipali.

Il trattamento aerobico delle acque reflue è efficace anche per una vasta gamma di tipi di acque reflue, in particolare quelle con minore domanda biochimica di ossigeno (BOD) e domanda chimica di ossigeno (COD). È utile per le acque reflue chimiche, manifatturiere, alimentari e delle bevande e di petrolio e gas, nonché per i rifiuti delle industrie municipali.

In alcuni casi, una combinazione di processi anossici, aerobici e anaerobici è ideale nel trattamento delle acque reflue perché aiuta a ridurre i fanghi. Recenti ricerche suggeriscono che l’alternanza delle condizioni può ridurre fino al 50% la resa dei fanghi attivati convenzionalmente (CAS). Sebbene i fanghi attivi siano spesso necessari per il trattamento delle acque reflue, ridurne il volume può ridurre i costi di capitale e di esercizio di un impianto.

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Tom Frankel

Mr. Frankel co-founded SSI in 1995 with experience in design and distribution of engineered systems. He is in charge of sales, marketing and operations in the company. Mr. Frankel holds multiple US patents related to diffusers. He is a graduate of Washington University in St. Louis.