Impianti di depurazione a letto fluido con biomassa adesa Balf per scarichi ad alto carico

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Le acque di scarico con matrice prevalentemente organica ad alto carico specifico rappresentano un problema per i tradizionali impianti biologici a fanghi attivi, in quanto l’alta concentrazione di sostanze organiche disciolte richiederebbe vasche di ossidazione di notevoli dimensioni, con elevata potenza installata e soprattutto una produzione di fanghi di supero molto elevata (0,6 = 0,7 KgSS/KgBOD x h).

Una variante ai tradizionali impianti a F.A. con biomassa sospesa è rappresentata dagli impianti a biomassa adesa (o fissa) identificati nei filtri percolatori e nei sistemi “Rotating Biological Contactor (Biodischi).

Processo Balf

Un’evoluzione a questi impianti è rappresentata dal processo a letto fluido con biomassa adesa “Balf”, dove la biomassa attiva che provvede alla degradazione del carico organico si sviluppa, oltre che in forma sospesa, anche su una superficie di supporti inerti di diversa figura geometrica, sotto forma di un film o pellicola biologica di spessore variabile.

Questo particolare processo, rispetto ai tradizionali sistemi a fanghi attivi, a biomassa sospesa, è condizionato dalle diverse condizioni di esercizio, in quanto si instaurano e sviluppano situazioni o nicchie ecologiche diverse, in funzione dello spessore del film o pellicola biologica, fino ad arrivare a situazioni di processi con microorganismi facoltativi o di denitrificazione, se non propriamente anaerobici.

Al culmine del processo si avrà lo sfaldamento della pellicola biologica (biofilm di spoglio) che si staccherà e verrà allontanata dalla vasca con il flusso del liquame uscente, sotto forma di fiocchi praticamente mineralizzati.

Conseguentemente, dopo la fase di spoglio, la pellicola biologica tende a riformarsi ed a staccarsi in continuo, perciò il processo si può definire autoregolato. Risultano quindi comprensibili l’elevata elasticità del sistema e l’alta adattabilità ad effettuare degli ampliamenti di impianti già esistenti, senza effettuare modifiche strutturali: è sufficiente aumentare il numero di supporti inerti e quindi la superficie di scambio, per ottenere elevate velocità di reazione su base volumetrica, con bassi tempi di ritenzione, ed elevata residenza della biomassa in vasca, regolatrice del processo depurativo.

Il processo sviluppato impiantisticamente è tendenzialmente semplice ed è costituito da:
– nelle fasi aerobiche trifasiche (solido-liquame-aria);
– un reattore biologico in cui la biomassa batterica si sviluppa all’interno dei supporti inerti, liberamente sospesi nel mezzo liquido, e tenuti in agitazione per mezzo di aria;
– un chiarificatore finale e/o flottatore (DAF) idoneo per la raccolta dei fanghi di supero;
– nelle fasi anossiche bifasiche (solida/liquida);
– un reattore di denitrificazione per la rimozione dell’azoto caratterizzato dalla sola fase liquida-solida, in cui si utilizza l’ossigeno dei nitrati per la depurazione delle sostanze organiche. Per l’agitazione si impiegano Flowmaker a basso numero di giri ed a pale larghe, idonei per introdurre la spinta necessaria a movimentare il flusso.

Tipologia dei supporti inerti adottati

I supporti inerti plastici adottati sono realizzati in polietilene (0,95 g/cm3), sono di forma cilindrica, avente un’altezza di 15 mm ed un diametro di 15 mm, a pianta alveolare di forma speciale, progettati per un’elevata superficie specifica, equivalente a 400 m2/m3.

Progettazione delle fasi di ossidazione
I dati richiesti per una corretta progettazione sono: portata, BOD/COD/pH, temperatura, rapporto BOD/N/P, concentrazione di eventuali sostanze tossiche. Dalla concentrazione di sostanze organiche (BOD5) e dal carico applicato (Cs) per unità di superficie deriva il tempo di ritenzione nella biomassa.

Tutti gli studi in corso e/o ultimati, hanno dimostrato che il fattore più importante per il calcolo è il carico organico applicato per ogni stadio depurativo ed è conseguentemente utile realizzare sempre reattori a più stadi.

Vantaggi del sistema

Il sistema di trattamento biologico Balf risulta più vantaggioso rispetto ai sistemi tradizionali in quanto:
– non richiede controlli della qualità e quantità dei fanghi e della quantità di ossigeno disciolto nella vasca di ossidazione, in quanto il processo è autoregolante;
– non occorre riciclo dei fanghi in vasca di ossidazione;
– è in grado di assorbire senza danni punte anche elevate di carico inquinante e di carico idraulico rispetto ai valori previsti in progetto;
– può operare con la massima efficienza anche a valori di pH inferiori alla neutralità ed a temperature basse;
– presenta spese di gestione molto ridotte;
– ha ridottissimi costi di manutenzione;
– è molto adatto per ampliamenti di impianti già esistenti, senza implicare alcune modifiche alle vasche esistenti.

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