Impianto a Biodischi
Categorie
Descrizione
Categoria/tipologia: impianto a biomassa adesa a letto fisso, biofilm.
Ambiti d’uso: reflui civile (o assimilabili) e industriali.
Popolazione equivalente (PE): su misura.
Riferimenti normativi e garanzie: UNI EN 12566-3, d.o.p. Secondo il regolamento UE n.305/2011, D.Lvo 152/06.
Materiali: a seconda delle esigenze progettuali.
I biodischi (Rotating Biological Contactors RBC) sono un trattamento aerobico biologico delle acque reflue domestiche o assimilabili. Sono sistemi compatti adatti a zone densamente popolate e che trattano e riducono in modo efficace l’inquinate organico; sono però una soluzione tecnologicamente molto evoluta e generalmente richiedono personale qualificato per la messa in funzione e per le operazioni di manutenzione.
Trovano comunque efficace applicazione per scarichi isolati (piccole e medie comunità o industria), dove è garantita l’alimentazione elettrica costante e la presenza di personale qualificato.
Principi di progettazione
Una serie di dischi rotanti circolari sono montati su un albero orizzontale; sono parzialmente sommersi nel refluo e ruotano attorno all’asse con una ridotta velocità angolare. Normalmente i dischi sono in materiali plastici ad alta densità (ad esempio polietilene, polistirolo, polivinilcloruro) e sono ondulati o presentano increspature o reti per aumentare la superficie disponibile per l’adesione di film batterici.
I biofilm vengono alternativamente esposti all’aria e al refluo durante la rotazione. L’ossigeno necessario per la crescita batterica è ottenuto mediante adsorbimento dall’aria mentre i nutrienti e gli inquinanti organici vengono assorbiti attraverso la fase liquida. Entrambe le fasi sono fondamentali per la vita dei microrganismi e quindi per la depurazione.
È possibile anche sfruttare il processo per la nitrificazione e denitrificazione: a seconda della velocità di rotazione infatti si possono sviluppare reazioni anossiche o anaerobiche nelle diverse zone del disco.
L’azoto viene rimosso mediante nitrificazione e successiva denitrificazione in N2 gassoso, che viene poi ceduto all’aria. Il processo è ottimizzato regolando la velocità di rotazione e la profondità di immersione.
Il livello di immersione può variare dal 40 all’80%, una tipica velocità di rotazione è intorno a 1 o 2 giri al minuto. Molto variabile è il diametro del disco che va indicativamente da 60 cm fino anche a 3 m.
Il processo è simile ai percolatori aerobici consentendo però maggiore resa depurativa e affidabilità. La grande massa di biofilm presente consente sia una maggiore resa depurativa che una significativa resistenza agli shock di carico; per contro, va posta particolare attenzione nella scelta degli organi meccanici ed in particolare dell’albero e dei supporti: infatti dovranno sostenere, a regime, pesi rilevanti.
Come per tutti i processi a biomassa adesa è richiesta una sedimentazione primaria o dei pre-trattameniti meccanici, per la rimozione dei corpi grossolani, dei grassi e degli oli. I trattamenti più indicati sono in genere fosse settiche, vasche Imhoff o degrassatori. Per rimuovere i fanghi dovuti al distaccamento dei biofilm è necessaria una post sedimentazione.
Come tutti i processi biologici, oltre ai già citati parametri progettuali, la temperatura influisce sui rendimenti.
Il principale parametro di dimensionamento per reflui civili o assimilabili è il concetto di abitante equivalente (AE); normalmente ci si riferisce ad esso con un apporto di 60 g BOD5 al giorno e una portata tra i 150 e 200 litri al giorno.
La normativa europea definisce la popolazione totale PT) come la somma della popolazione reale e di quella equivalente.
Il progetto deve essere basato su una stima accurata della composizione delle acque reflue la quantità di inquinante organico e il volume giornaliero scaricato; con una più precisa caratterizzazione del refluo è possibile stabilire in modo più corretto quali sono i carichi in ingresso e il rapporto con i nutrienti necessari alle reazioni biologiche, valutando l’opportunità di dosare additivi per permettere le reazioni biologiche.
Il dimensionamento è normalmente condotto in riferimento all’equivalenza in abitanti rispetto al carico organico (BOD5); è importante stabilire con precisione a quali parametri fanno riferimento i prodotti sul mercato; in diversi paesi d’Europa sono utilizzati differneti valori per definirlo.
Gestione e manutenzione
Durante il funzionamento il sistema deve essere controllato da operatori professionali specializzati. È necessario effettuare una regolare manutenzione e lubrificazione delle parti mobili, motori e cuscinetti; sostituire guarnizioni, oltre che il controllo dei motori e gli spurghi dei fanghi e dei batteri che si distaccano dai supporti.
Questi tipi di impianti, pur richiedendo un controllo e una manutenzione molto frequente, non richiedono l’inoculazione di colture batteriche (come per la maggioranza dei reattori biologici); la fase di avviamento è sensibilmente più breve. Tuttavia, sono necessarie dalle 6 alle 12 settimane per ottenere una buona qualità del trattamento da parte del biofilm.
Inquadramento normativo
L’impianto a biodischi, se impiegato come trattamento secondario per acque reflue domestiche è concettualmente un sistema di trattamento reflui così come definito dalla normativa europea EN 12566-3. Come tale è soggetto a certificazioni e richiede una DoP.
In alcune normative locali (in alcune zone di Italia per esempio) si fa riferimento alla possibilità di utilizzare questi sistemi come trattamento dei reflui domestici.
Molto più frequente è l’applicazione di tali sistemi per il trattamento di reflui di medie e grandi dimensioni o di reflui industriali poiché la complessità tecnica dell’impianto non è spesso giustificata in installazioni molto ridotte.
Applicabilità
I biodischi possono raggiungere un elevato grado di rimozione degli inquinanti organici biodegradabili dai reflui domestici (acque nere e grigie) e possono dare buoni risultati per acque reflue industriali (ad esempio caseifici, panifici, industria alimentare, cartiere, ecc.).
Questa soluzione può essere impiegata in una grande varietà di applicazioni, sia come post-trattamento per i processi a fanghi attivi negli impianti di trattamento delle acque reflue domestiche o assimilabili o come trattamento dei reflui di piccole e medie comunità o piccole industrie.
Le aree necessarie non sono eccessivamente grandi ma sono considerevoli i costi energetici e l’impiego di manodopera specializzata.
Il sistema richiede il corretto dimensionamento e una attenta progettazione.
Vantaggi
- elevato tempo di contatto;
- alta qualità degli effluenti (BOD e nutrienti);
- elevata capacita di resistere a shock di carico e idraulici;
- elevata superficie attiva;
- spazi occupati ridotti (footprint)
- silenziosità rispetto agli aeratori dei comuni fanghi attivi;
- assenza di rischi di corsie preferenziali di scorrimento;
- bassa produzione di fanghi di supero;
- consumi energetici inferiori ai trattamenti convenzionali.
Svantaggi
- alto investimento iniziale;
- costi di gestione e manutenzione elevati;
- necessita di protezione da agenti atmosferici (raggi solari, vento, pioggia), in
- modo particolare dalle basse temperature (inferiori allo zero);
- problemi di odori;
- manodopera qualificata e formata.
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