Impiego di carbone attivo in polvere nel trattamento acque reflue di liquami industriali.

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Diminuzione degli odori sgradevoli

I composti maleodoranti sono assorbiti dal carbone ed essendo costituiti da mercaptani, idrogeno solforato e tiofene vengono ossidati dall’ossigeno presente in grande misura nei micropori e trasformati in composti inerti all’olfatto.

Diminuzione ed eliminazione dei fenomeni di bulking

Un’elevata capacità di adsorbimento del sistema fa diminuire lo sviluppo delle specie filamentose.

Il conseguente desadsorbimento dell’ossigeno e del materiale metabolizzato diminuisce le condizioni che limitano lo sviluppo di batteri non filamentosi (protozoi ciliati).

Diminuzione del fenomeno delle schiume

La diminuzione delle schiume è dovuta all’aumento dell’adsorbimento dei tensioattivi e all’aumento dei solidi sospesi in vasca.

Maggior economia nella manipolazione dei fanghi

Migliorando le caratteristiche dei fanghi viene migliorato l’indice di volume (S.V.I.) e conseguentemente la velocità di sedimentazione.

Ne consegue una stabilizzazione più spinta che determina una diminuzione dei costi di scarico (il maggior volume di secco significa un minor contenuto di acqua), nonché una diminuzione nell’impiego di polimeri.

Modalità d’impiego

La tecnica di dosaggio del carbone attivo in polvere è relativamente semplice e richiede, come installazione, solo un impianto di dosaggio della sospensione acquosa del carbone.

Il meccanismo chiave del processo può essere così sintetizzato:
Adsorbimento-Catalisi-Desadsorbimento
Adsorbimento: meccanismo attraverso il quale uno strato sottile di molecole aderisce alla superficie del carbone: i processi di adsorbimento sono reversibili.

Conseguentemente dosando il CAP la capacità di adsorbimento della biomassa aumenta notevolmente, mentre per i materiali organici ed inorganici dipende molto dal tipo e dalla concentrazione del materiale adsorbito.

La scelta di un adeguato carbone (soprattutto della corretta dimensione dei pori) potrà favorire o meno il processo di adsorbimento.

La presenza di grandi quantità di materiale organico nei reflui non è garanzia di buon rendimento del processo a carbone.

Solitamente il CAP adsorbe prima la macromolecola (COD, BOD) poi i tensioattivi (MBAS e BIAS).

Catalisi: l’azione catalitica che avviene ad opera degli enzimi extra-cellulari è maggiormente spinta dosando il CAP.

Così facendo, infatti, si ottengono centri attivi permanenti, liberamente natanti ed altamente adsorbenti che consentono ai microrganismi precedentemente selezionati di trovare tanti piccoli magazzini mobili ricchi di sostanze da metabolizzare.

Desadsorbimento: le molecole, dopo essere state adsorbite ed attaccate dell’azione catalitica degli enzimi extra-cellulari, sono metabolizzate dai microrganismi in tempo relativamente breve liberando così la porosità del CAP che sarà disponibile per un nuovo ciclo.

Riassumendo, si può assimilare in un sistema fango-carbone un ciclo analogo a quello precedentemente descritto:
Adsorbimento: sulla superficie del carbone del film biologico, dell’ossigeno e del materiale organico ed inorganico (COD – BOD).

Catalisi: l’ossigeno viene fissato sulla superficie del carbone; sfruttando questo fenomeno i batteri lo utilizzano per metabolizzare.

Desadsorbimento: l’ossigeno viene fornito al sistema insieme ai composti degradati e la particella si prepara per un nuovo ciclo.

Operativamente si aggiunge gradatamente nella vasca di ossidazione o di reazione una concentrazione indicativa di 0,7 – 1,5 kg/m3 di carbone attivo e successivamente si mantiene costante tale valore, adottando un dosaggio giornaliero pari alla quantità di polvere di carbone attivo allontanata dall’impianto con i fanghi di supero.

Di solito sono necessari dei dosaggi di carbone nell’ordine di grandezza dallo 0,1 fino all’1%, in riferimento alla quantità di liquido da trattare.

Determinazione della concentrazione di lavoro: il trattamento comprende un “letto” da costituirsi con una certa quantità di CAP ed una dose di mantenimento giornaliero.

Costituzione del letto: trovata la concentrazione ottimale di lavoro sulla base di prove sperimentali si calcola la quantità di CAP necessaria per costituire il letto. Ad es. 500 ppm di CAP x 2000 m3 di bacino = 1000 kg di CAP.

Il letto sarà costituito dosando 200 kg/gg fino alla sua costituzione. Durante tutto questo periodo verranno effettuate delle analisi sia sulle acque che sui fanghi, per valutare l’andamento del processo.

I primi riscontri positivi saranno un aumento del SST, diminuzione dello SVI, migliori caratteristiche flocculanti del fiocco.

Determinazione della qualità di reintegro: dalla concentrazione iniziale mediante semplici operazioni matematiche si procede alla determinazione della quantità di reintegro giornaliero.

La relazione matematica per il calcolo della concentrazione di equilibrio “C” sarà la seguente:
Cvasca = Ci x E Tr
dove Cvasca = Concentrazione di carbone da reintegrare
Ci = Concentrazione iniziale
Tr = Tempo di ritenzione idrauli- ca in giorni
E = Età del fango, in giorni

Dall’analisi della relazione si può dedurre che la concentrazione iniziale del carbone e l’età dei fanghi sono importanti per ottenere i massimi rendimenti, ma appare anche evidente che operando con alta età dei fanghi e con tempi di ritenzione idraulica non eccessivamente prolungati, anche i dosaggi minimi di carbone attivo determinano alte concentrazioni di equilibrio.

Modalità di preparazione: è indispensabile, al fine di ottenere buoni risultati, preparare uno “sludge” di carbone disperdendo il CAP in acqua ad una concentrazione pari al 10% in peso, tale “sludge” sarà inviato alla vasca di ossidazione.

Il punto di immissione è preferibilmente prima del reattore biologico.

La quantità di carbone può essere aggiunta direttamente oppure come sospensione preparata in precedenza, per evitare la formazione di polvere sul posto di lavoro; perciò il carbone viene mescolato in un locale separato od in un contenitore col solvente acqua od una parte del liquido da purificare.

In genere si sceglie una diluizione pari al 5% fino al 10%, per evitare la sedimentazione, si deve agitare adeguatamente.

Inconvenienti: può accadere durante le prime fasi del trattamento di avere un aumento del COD in uscita o un aumento della colorazione delle acque.

Tali fenomeni se non si protraggono per un tempo molto lungo sono normali e caratteristici del periodo di assuefazione in cui la biomassa si abitua alle nuove particelle immesse nel sistema.

Assistenza: la Mucedola Srl è a completa disposizione dei clienti sia nelle fasi di studio sia durante l’attuazione del processo.

Sistema DOSACAP

Il sistema di dosaggio del carbone attivo in polvere è costituito dai seguenti elementi:
• n° 1 serbatoio in polietilene da 500 litri;
• n° 1 agitatore veloce 900 giri/min.;
• n° 1 pompa dosatrice a membrana meccanica;
• tubazione in aspirazione in PVC;
• tubazione in mandata in PVC.

Questo sistema di dosaggio del
carbone attivo in polvere è par
ticolarmente indicato per:
• la decolorazione, la purificazione e la deodorizzazione di liquidi nell’industria chimica ed alimentare;
• per la depurazione delle acque di scarico;
• per la potabilizzazione dell’acqua.

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