1. Contesto dello sviluppo del processo
Tradizionaleprocessi a fanghi attivisono maturi e in grado di ottenere buone prestazioni terapeutiche. Tuttavia, in genere richiedono vaste aree di territorio, elevati investimenti di capitale e mostrano scarsa adattabilità alle fluttuazioni della qualità e della quantità delle acque affluenti.
Processi del biofilmoffrono migliore stabilità, forte resistenza ai carichi d'urto, ingombri ridotti e rimozione efficace della materia organica. Tuttavia, devono affrontare problemi come l’intasamento dei mezzi filtranti e difficoltà di manutenzione.
ILReattore a biofilm a letto mobile (MBBR)Il processo è stato sviluppato alla fine degli anni ’80 in Europa per combinare i punti di forza di entrambe le tecnologie superandone i principali limiti. Da allora è diventata una tecnologia ibrida di trattamento delle acque reflue altamente efficiente.
2. Principio del processo
Nei sistemi MBBR, al reattore vengono aggiunti veicoli sospesi galleggianti con una densità vicina a quella dell'acqua. Attraverso l'aerazione e la miscelazione idraulica, questi trasportatori rimangono in movimento continuo, garantendo un contatto ottimale tra acque reflue e biofilm.
I microrganismi si attaccano alle superfici interne ed esterne dei portatori, formando zone con condizioni aerobiche, anossiche e anaerobiche. Ciò consente la nitrificazione e la denitrificazione simultanee, migliorando sia la rimozione della materia organica che la riduzione dell'azoto.
MBBR Serbatoio-1
MBBR Serbatoio-2
3. Caratteristiche tecniche
- Ingombro compatto:Richiede solo circa il 20% del volume del serbatoio di un processo a fanghi attivi convenzionale.
- Manutenzione ridotta:Non è richiesto alcun ricircolo o controlavaggio dei fanghi; i vettori non si intasano facilmente.
- Tolleranza al carico elevato:Può gestire elevati tassi di carico organico mantenendo stabile la qualità degli effluenti.
- Alta efficienza:Basso consumo energetico operativo e gestione semplice, adatto sia per nuove installazioni che per retrofit.
4. Fattori chiave d'influenza
Proprietà del vettore:Dovrebbe avere una densità vicina a quella dell'acqua, un'ampia area superficiale specifica, una forte affinità con il biofilm e un buon comportamento di fluidificazione.
Ossigeno disciolto (DO):Deve essere mantenuto entro l'intervallo ottimale (generalmente maggiore o uguale a 2 mg/l) per bilanciare nitrificazione e denitrificazione evitando un consumo energetico non necessario.
Tempo di ritenzione idraulica (HRT):Influenza l'efficienza del contatto tra materia organica e microrganismi; dovrebbero essere ottimizzati in base alle caratteristiche degli influenti.
Temperatura e pH:I batteri nitrificanti funzionano meglio a 20–30 gradi, i batteri denitrificanti a 20–40 gradi; il pH ottimale è 6,5–8,5.
Altri fattori:Anche il rapporto aria-a-acqua, la torbidità dell'influente, il carico di COD, l'equilibrio dei nutrienti e la presenza di sostanze tossiche possono influire sulle prestazioni.
5. Stato della domanda
Internazionale:Ampiamente utilizzato nel trattamento delle acque reflue municipali e industriali, tra cui pasta di legno e carta, lavorazione alimentare, macelli e raffinazione del petrolio. In tutto il mondo sono stati costruiti oltre un centinaio di impianti di trattamento basati su MBBR-su vasta scala.
Cina:La ricerca è principalmente in fase di laboratorio o pilota, con applicazioni ingegneristiche su-scala più comuni. Sviluppo di
i nuovi vettori sospesi e la scalabilità-fino all'applicazione industriale completa rimangono aree con un potenziale significativo.