Modelli SWT – Depurazione Acque Reflue

Procedure SWT (Smart Wastewater Treatments) per il Calcolo, la Verifica, il Potenziamento e il Controllo dei Processi di Trattamento Biologico (a “Fanghi Attivi“) delle Acque Reflue, utilizzanti tecnologie convenzionali e innovative.

___________________________________________

LINEE di TRATTAMENTO ACQUE:

A1) Trattamento Biologico Tradizionale a Fanghi Attivi in bacini Denitro-Nitro (CAS) [acque reflue urbane o assimilabili]

A2) Trattamento Biologico in bacino unico ad Aerazione Alternata Denitro-Nitro (ALT) [up-grading impianti tradizionali]

A3) Trattamento Biologico in bacini Denitro-Nitro con sistema di Filtrazione a Membrane Immerse (MBR) [elevata qualità depurativa]

A4) Trattamento Biologico in bacino unico integrato con biomassa “sospesa/adesa” ottenuta con l’aggiunta di Carrier, su schema MBBR/IFAS (IFS) [potenziamento impianti tradizionali]

A5) Trattamento Biologico in bacino unico a funzionamento a Cicli Sequenziali (Denitro-Nitro-Sedim.), per impianti ad alimentazione discontinua (SBR) [acque reflue da processi produttivi]

_____________________________________

RIFIUTI & FANGHI derivanti dal Trattamento delle Acque Reflue:

F1) Calcolo della quantità di Sabbie e di Fanghi prodotti in impianti di trattamento acque reflue – Valorizzazione economica (TRF) [da impianti di tipo civile]

F2) Guida Interattiva “trouble-shooting” operatore per la Gestione “Early-Warning” della digestione anaerobica  finalizzata alla produzione di Biogas: identificazione precoce dei problemi di funzionalità e nello sviluppo di azioni di intervento correttivo (DAX)

_____________________________________

Il Processo a “Fanghi Attivi”

Il processo a fanghi attivi rappresenta ancora la tecnologia più diffusa di depurazione dei liquami. Gli impianti a fanghi attivi possono essere osservati in differenti condizioni climatiche dai tropici alle regioni polari, dal livello del mare (trattamento dei liquami sulle navi) alle estreme quote (alberghi e rifugi di alta quota). La scala degli impianti a fanghi attivi oscilla da mini impianti famigliari a mega impianti che ricevono i liquami delle metropoli. Gli impianti di trattamento dei liquami equipaggiati con il processo a fanghi attivi sono in grado di soddisfare i più esigenti criteri di qualità degli effluenti.

SWT MXP 10.0 (MICROexpert): Strumento professionale per prevenire il Problema della Sedimentabilità dei Fanghi. Analisi Microscopica e Diagnosi delle Disfunzioni del Fango Attivo e dei Problemi di Sedimentabilità. E’ un software in grado di supportare la diagnosi e il trouble-shooting sull’efficienza e sulle condizioni operative dei processi di depurazione biologica a fanghi attivi. Si basa sull’osservazione al microscopio delle specie relative alla microfauna (INDICE BIOTICO SBI) e, soprattutto, sul riconoscimento dei batteri filamentosi e della morfologia dei fiocchi di fango. Nel software vi è capitalizzata la “conoscenza incrementale” relativa alle correlazioni tra la composizione delle biocenosi dei fanghi attivi e le possibili disfunzioni di processo (BULKING, FOAMING, RISING, PIN POINT FLOC, ecc.), tratta soprattutto dagli insegnamenti della scuola americana del Prof. Jenckins e di quella tutta italiana del Prof. Madoni.

.

_____________________________________

Caratteristiche Funzionali Distintive dei prodotti SWT:

• Individuazione del Perimetro della Capacità Depurativa (area di funzionalità ottimale dell’impianto in esame) rispetto ai prefissati Limiti di Qualità dell’effluente, incluse le funzionalità consuete di Dimensionamento/Potenziamento e/o Verifica/Controllo dei processi biologici.
• Definizione dell’Elasticità Funzionale dell’impianto (nel suo perimetro di capacità depurativa) rispetto ad eventi transitori (stagionalità di carico, sovraccarichi improvvisi, acque di pioggia, ecc.).

Valutazione del Risparmio Energetico con particolare riferimento al comparto di aerazione basato sulla determinazione dell’Ossigeno Disciolto minimo (ODmin) richiesto dal fango biologico. Produzione dei Report di Stampa (output): basati su modelli di calcolo di tipo deterministico (IAWPRC) e su algoritmi di tipo euristico (Knowledge Based), derivati da una base di esperienza di campo ultra ventennale. Personalizzazione (su richiesta) degli algoritmi/software per applicazioni software configurate specificamente su impianti preesistenti di interesse. Automazione (su richiesta) degli algoritmi/software per applicazioni di controllo processo on-line/realtime (es.: su PLC/SCADA, IoT, ecc.). Es.: WDOxy – Fuzzy: controllo on-line/real-time dell’Ossigeno Disciolto per il miglioramento depurativo (Denitro-Nitro) e il risparmio di energia di aerazione. Aggiornamento continuo dei moduli software.

___________________________________________

Tipologie di PRODOTTI: Configurazione & Tecnologia

CAS (Conventional Activated Sludge). Si tratta originariamente del più tradizionale sistema a fanghi attivi; esso include un volume di aerazione (reattore di ossidazione), utilizzato per la degradazione biologica (a fanghi attivi), e un chiarificatore secondario (bacino di sedimentazione), dove i fanghi vengono separati dalle acque reflue trattate. Attualmente, nella maggior parte degli impianti di taglia medio-piccola, l‟unità biologica di depurazione è eseguita con lo schema di Ludzack-Ettinger costituito da due processi tra loro consecutivi: la fase di denitrificazione in condizioni anossiche (assenza di ossigeno libero), seguita da una fase di ossidazione e nitrificazione in condizioni aerobiche: è il caso della Procedura di Calcolo/Verifica/Simulazione SWT-CAS Denitro-Nitro:

ALT (ALTernating aeration cycles) – Procedura di Calcolo/Verifica/Simulazione per Depuratori Denitro/Nitro a Cicli di Aerazione Intermittente (in vasca unica). Si tratta di uno schema tecnologico molto simile al tradizionale CAS, a dove i cicli di nitrificazione e denitrificazione vengono ottenuti mediante cicli di aerazione intermittenti (ALTernati). Lo schema ALT viene spesso utilizzato per il potenziamento/adeguamento di impianti tradizionali a fanghi attivi). Dal punto di vista del controllo, il processo di aerazione intermittente può essere implementato attraverso strategie basate o sulla temporizzazione prefissata dei cicli, oppure mediante controllo automatico utilizzando strumentazione analitica per la misura on-line dei parametri di processo (es.: OD, ORP, pH, NH4, NO3).

MBR (Membrane Bio-Reactor) – Procedura di Calcolo/Verifica/Simulazione per Depuratori Biologici Denitro-Nitro con sistema di Filtrazione a Membrane Immerse (spesso utilizzati per impianti che hanno limiti restrittivi allo scarico). 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.

IFS (Integrated Fixed-film activated Sludge) MBBR/IFAS – Procedura di Calcolo/Verifica/Simulazione per Depuratori Biologici Denitro-Nitro integrati mediante l’aggiunta di Carrier secondo schema MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor). Lo schema tecnologico IFS viene spesso utilizzato per il potenziamento/adeguamento di impianti tradizionali a fanghi attivi). La procedura matematica IFAS intende valutare la capacità di depurazione, in termini di eliminazione di carbonio e azoto (C,N) , in impianti preesistenti fanghi attivi (AS) , evitando modifiche strutturali sul volume reattori biologici, ma integrando loro con IFAS/MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) soluzione tecnologica. La funzionalità della biomassa sospesa (MLSS) viene migliorata con un sistema supplementare di biomassa adesa, attraverso l’utilizzo di un sistema costituito da plastica granulare supporta elevato rapporto superficie / massa (Carrier). Il Vettore aggiunto crea un habitat naturale per lo sviluppo di uno strato di biofilm (biomassa aderente), principalmente responsabile dei fenomeni di nitrificazione dell’ammoniaca contenuta nel liquame da depurare.

SBR (Sequencing Batch Reactor) – Procedura di Calcolo/Verifica/Simulazione per Reattori a Cicli Sequenziali Denitro-Nitro-Sedimentazione – spesso utilizzati per impianti (industriali) ad alimentazione (influente) discontinua. Gli SBR (Sequencing Batch Reactors) rappresentano dei sistemi di trattamento biologici a flusso discontinuo, costituiti da un bacino in cui si sviluppano processi di ossidazione biologica e di sedimentazione e dal quale si provvede altresì all’estrazione sia dell’effluente depurato che dei fanghi di supero. Tali processi vengono condotti in tempi diversi, variando ciclicamente le condizioni di funzionamento dell’impianto; operando opportunamente sui tempi delle varie fasi, si ripropone, di fatto, un processo a fanghi attivi, nel quale, però, le diverse fasi di processo si susseguono in sequenza temporale piuttosto che spaziale come negli impianti tradizionali. SBR è divenuto sempre più popolare fra i sistemi di trattamento biologico delle acque reflue di origine sia civile che industriale, principalmente per la sua semplicità ed ampia flessibilità operativa, dimostrandosi ampiamente competitivo rispetto ai tradizionali impianti a flusso continuo.

FNT (AOP-Advanced Oxidation Process) Procedura di Calcolo per il pre-Trattamento di Ossidazione Chimica FENTON  – Processo per il Miglioramento della Biodegradabilità dei liquami industriali molto carichi – Abbattimento degli alti carichi di COD (fino a COD = 100.000 mg/l) e di Tensioattivi (MBAS). Il processo FENTON è un trattamento di Ossidazione Chimica Avanzata (AOP) basato sull’utilizzo di un reattivo costituito da perossido di idrogeno (H2O2) e sali di ferro (FeSO4) in ambiente acido, che trova applicazione da diversi anni nel trattamento degli scarichi industriali con un’elevata (o molto elevata) concentrazione di COD, tensioattivi e contenenti una varietà di componenti tossici come ad esempio benzene, toluene, PCD, ecc..

CHF (Chemical-Physical Treatments) – Modello di Calcolo/Verifica Processi di PreTrattamento Chimico-Fisico – Stoccaggio – Correzione pH – Coagulazione/Flocculazione – Omogeneizzazione – Stoccaggio – Correzione pH – Coagulazione/Flocculazione – Omogeneizzazione

(Modello in progress)

.

.

.

TRF (Trattamento Rifiuti e Fanghi) – Procedura di Calcolo della quantità di Sabbie e di Fanghi prodotti in impianti di trattamento acque reflue di tipo tradizionale – Valorizzazione economica. I fanghi generati dalla linea acque di un impianto di depurazione tradizionale possono essere: fanghi primari: fango derivante dal processo di sedimentazione primaria; sono costituiti da sostanza organica fresca che si separa dal liquame grezzo senza aver subito alcun trattamento (fanghi granulosi). Contengono una quantità di solidi pari al 4% (96% di umidità), questi si degradano più rapidamente anaerobicamente rispetto alle altre tipologie di fanghi e producono più biogas; fanghi secondari, biologici o attivi: fango derivante dai processi di ossidazione biologica: filtri percolatori o fanghi di supero di impianti a fanghi attivi. Sono fanghi fioccosi e hanno una percentuale di solidi più bassa di quella dei fanghi primari, con valore tipico pari a 1% (99% di umidità), ma sono più ricchi di azoto e fosforo; fanghi chimici: fango derivante da processi di chiariflocculazione.

.

.

DAX 2.0 – Anaerobic Digestin  Trouble-Shooting. Guida Interattiva Operatore per la Gestione “Early-Warning” della digestione anaerobica  finalizzata alla produzione di Biogas. Si tratta della procedura  software di “trouble-shooting” DAX finalizzata a supportare gli operatori del processo di digestione anaerobica nella identificazione precoce dei problemi di funzionalità e nello sviluppo di azioni di intervento correttivo.