Denutrificatore

In precedenza, un'intensiva aerazione per purificare l'acqua reflua era sufficiente, con una bassa rimozione di nutrienti come risultato. Comunque, sistemi di trattamento dell'acqua reflua di nuova costruzione dovrebbero ora includere compartimenti anossici ed aerobici per raggiungere la rimozione di fosfati e di azoto.

Per la rimozione di nutrienti (fosforo ed azoto) dall'acqua reflua, è necessario in BOD (come fonte di carbonio). Efficienza ottimale di rimozione biologica verrà raggiunta quando verranno evitate le fasi di trattamento con la rimozione del carbonio senza la rimozione di azoto e fosfati.

Il denutrificatore consiste in un sistema a basso carico di fango attivo con un reattore a quattro anelli senza preliminare chiarificazione e senza fermentazione del fango. Il criterio principale per la progettazione del denutrificatore è la rimozione dei nutrienti prima di quella del carbonio.

Il secondo punto fondamentale della progettazione consiste nell'utilizzazione di tutto il calore sprigionato dalle reazioni biologiche del fango attivo. L'introduzione di una copertura di aria normale sul reattore a carboni attivi trattiene il calore nel sistema. Inoltre, il calore prodotto dal trattamento del fango può essere portato al reattore per il fango attivo. Queste misure innovative portano ad un aumento della temperatura nel reattore è questo porta ad un significativo aumento nell'attività biologica del fango attivo e nelle prestazioni del sistema.
La copertura di aria è combinata ad un biofiltro per ridurre le polveri e le emissioni maleodoranti ad un livello trascurabile.


2.  Sviluppo del denutrificatore

Per purificare l'acqua di scarico portandola ai livelli limite di fosfati a azoto imposti, vengono effettuate le seguenti scelte di sistema:

1. Nessun chiarificatore primario viene applicato per evitare la rimozione del carbonio per sedimentazione senza una significativa eliminazione di fosforo ed azoto.
2. Il sistema consiste in un reattore a basso carico di fango attivo con quattro scompartimenti: un selettore per caratteristiche ottimali di caricamento e di sedimentazione del fango, uno scompartimento anaerobico per defosfatazione biologica, uno scompartimento anossico per la denitrificazione e uno scompartimento aerobico munito di dispositivi di aerazione per nitrificazione e rimozione del carbonio.
3. Nessuna digestione del fango viene applicata per evitare extra caricamento di nutrienti del reattore a fango attivo. Il galleggiante scaricato dalla digestione del fango contiene quantità elevate di fosforo ed azoto. Viene realizzata gestione senza rilascio di nutrienti.
4. Il sistema viene completamente coperto ed isolato. La copertura di aria viene dotata di un condizionatore per controllare il rilascio di aria soffiata nello scompartimento aerobico. Il risultato sarà un'utilizzazione ottimale del calore rimanete liberato dai dispositivi del sistema durante l'inverno e il controllo della temperatura nel sistema attraverso la trasmissione ad aria forzata durante l'estate. L'aria è emessa da una ciminiera dopo che polveri ed odori sono rimossi grazie ad un biofiltro.

3. Tipi di acqua reflua adatti al denutrificatore

Il denutrificatore è utilizzato per purificare l'acqua di scarico avente una elevata concentrazione di nutrienti(composti di fosforo e azoto) e per purificare l'acqua di scarico la cui concentrazione all'effluente deve fare fronte a rigidi limiti di scarico per quanto riguarda il fosforo totale e le concentrazioni totali di azoto. Agenzie ed autorità responsabili della qualità dell'acqua di superficie negli Stati membri dell'UE nordici richiedono  concentrazioni massime dell'effluente di 1 - 2 mg/l di fosforo e 5 - 10 mg/l di azoto nella battaglia contro la crescente eutrofizzazione.

L'efficienza di rimozione dei nutrienti da parte dei sistemi aerobici di depurazione delle acque reflue è così bassa che l'effluente scaricato da tali sistemi non soddisfa le concentrazioni richieste all'effluente per azoto e fosforo. Il denutrificatore è un sistema consigliabile in caso di estensioni, sostituzioni e di nuove costruzioni di sistemi di trattamento delle acque luride.

Molte industrie, in particolare gli impianti di lavorazione delle patate, le fabbriche di birra, gli impianti di produzione di zucchero e saccarosio o glucosio, producono acqua reflua con le alte concentrazioni di nutrienti quando vengono utilizzati dispositivi di pretrattamento anaerobico. Il denutrificatore è suggerito per il trattamento finale di quest'acqua reflua pretrattata.



4. Vantaggi del denutrificatore comparato ad altri sistemi aerobici

Il denutrificatore, in combinazione con il pretrattamento, post-trattamento e trattamento fanghi descritti ha i seguenti vantaggi in confronto ad altri sistemi aerobici.

1) Il denutrificatore è stato progettato per la massima rimozione dei composti di fosforo e azoto per mezzo di scompartimenti anaerobici ed anossici. Nei sistemi a fango attivo convenzionale azoto e fosforo sono rimossi soltanto parzialmente. Inoltre, la rimozione dei nutrienti può essere perfettamente regolata controllando i diversi flussi di ricircolazione.

2) grazie alla copertura di aria normale in cima al reattore ed a un rilascio controllato dell'aria da tale copertura, la temperatura nel sistema aumenta e conseguentemente il volume del reattore può essere significativamente ridotto.

3) Il denutrificatore è un reattore compatto che copre una piccola superficie del luogo. I quattro punti di trattamento sono integrati in un reattore. Il volume totale del reattore si riduce a causa dell'aumento della temperatura nel reattore. Inoltre la superficie richiesta per il sistema è ridotta dall'alto livello d'acqua (6-8 m) nel reattore;

4) Per mezzo dei ventilatori e degli aeratori posti sul fondo, lo scompartimento aerobico del denutrificatore è aerato e mescolato. L'aria introdotta sul fondo del reattore viene raccolta sotto la copertura di aria normale. L'aria relativamente calda sotto la copertura, sotto una pressione leggermente maggiore riduce notevolmente le perdite di calore dal reattore durante l'inverso e ciò risulta in un aumento della temperatura nella miscela del fango liquido.

5) L'aria che è prelevata dalla copertura di aria normale è pulita in un biofiltro e successivamente scaricata usando un'alta ciminiera per ridurre l'emissione delle polveru, degli agenti patogeni e dei cattivi odori in modo da poter trascurare i livelli di emissione fuori dai confini del sito;

6) Nel post trattamento viene realizzata defosfatazione chimico-fisica per mezzo di un filtro di flocculazione. Viene suggerita l'aggiunta di Al(OH)3 seguita da AlCl3 prodotto dai flussi residui è suggerita, in quanto i costi di tali agenti sono più bassi rispetto al prezzo degli agenti tradizionali e perché le prestazioni della defosfatazione sono migliori;

7) Usando una pompa di asciugamento a livello di turbidità controllato si può ottenere una rapida asciugatura nell'addensatore del fango. La concentrazione della materia secca nel fango può essere aumentata al 4,5%. Il fango ispessito verrà successivamente preriscaldato usando il calore di scarto della propria stazione di alimentazione calore fino a 70C e si asciugherà nelle centrifughe fino ad un contenuto di materia secca del 27%;

8) Si suggerisce alimentazione propria tramite una centrale combinata dotata di una installazione de-NOx. Il calore in eccesso verrà usato per asciugare il fango ed aumentare la temperatura nel reattore;

9) Dopo asciugatura in una centrifuga il fango è asciugato in un'unità di essiccamento del fango che aumenta la materia secca fino all' 80%-95%, a seconda del tipo di fango. Il calore (energia) di questa unità sarà assicurato dalla centrale di riscaldamento;

10) Esiste un mercato per la vendita di fango granulato come fertilizzante per scopi agricoli o come combustibile per gli impianti di produzione di acciaio e cemento. Il prezzo attuale ammonta a 23 euro/tonnellata per granulato secco;

11) I costi di investimento del De-nutrifier sono  significativamente più bassi rispetto ai costi di investimento in un sistema aerobico tradizionale di depurazione dell'acqua di scarico mentre le prestazioni totali del sistema sono migliori, soprattutto per quanto riguarda la rimozione dei nutrienti. Il reattore può anche essere più piccolo a causa dell'aumento della temperatura del sistema, che riduce così i costi di investimento.

12) I costi operativi del denutrificatore sono significativamente inferiori rispetto ai costi di funzionamento di un sistema aerobico tradizionale di depurazione dell'acqua di scarico a causa dell'uso del calore in eccesso all'interno sistema, dell'uso ridotto di prodotti chimici nel sistema, dei bassi costi di trattamento del fango e dei guadagni derivanti della vendita del fango secco;

13) Il rendimento del De-nutrifier dato come il ritorno sull'investimento è alto se confrontato ai tradizionali sistemi aerobici di depurazione dell'acqua reflua.

5. Prodotto e garanzie di processo

Il denutrificatore è costruito sotto la garanzia per tutti i dispositivi del sistema e per il sistema nel suo insieme per un periodo di tempo almeno uguale al termine del contratto d'affitto concordato per la realizzazione del progetto.

La garanzia include una garanzia di esecuzione per quanto riguarda il COD e l'efficienza di rimozione dei TSS può essere fornita nel quadro del contratto di progettazione del denutrificatore.

Dopo la misura della garanzia del prodotto e della garanzia di esecuzione le spese di funzionamento ed i guadagni sono custoditi in cassaforte. Di conseguenza sarà garantito un ritorno sui redditi netti del reparto dell'impresa che ha installato il denutrificatore.