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Rimozione di nutrienti e microinquinanti attraverso un processo a fanghi attivi assistito da membrana e carboni attivi

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Sommario 9 SOMMARIO Lo scopo del lavoro sperimentale condotto nel corso dei tre anni di dottorato di ricerca è stato quello di verificare l’affidabilità e le rese di un processo biotecnologico avanzato per il trattamento delle acque reflue: il bioreattore a membrana (MBR). La necessità di imporre standard di qualità di alto livello per le acque ed il possibile riutilizzo delle acque di scarico hanno determinato la necessità di adottare processi di trattamento di tipo avanzato per le acque reflue. Tra le migliori tecnologie in campo biotecnologico che permettano il raggiungimento di standard così elevati, emerge il bioreattore a membrana. Al fine di ottenere maggiori informazioni in merito all’applicazione dei bioreattori a membrana soprattutto nell’ottica di un utilizzo in piena scala, a partire dal 1999 è stato condotto uno studio a scala pilota tramite un bioreattore a membrana con modulo filtrante da ultrafiltrazione (dimensione nominale dei pori 0.02 Πm). I principali obbiettivi della ricerca sono stati la determinazione delle efficienze e lo studio dei meccanismi alla base di esse per la rimozione dei nutrienti (C, N, P) e dei microinquinanti, oltre alla determinazione delle condizioni operative ottimali per il processo a fanghi attivi MBR. La sperimentazione è stata organizzata in cinque periodi sperimentali durante i quali la concentrazione di biomassa in reattore è stata incrementata da 3.7 g/l (Run 1), a 9.2 g/l (Run 2), a 16.7 g/l (Run 3), a 18.2 g/l (Run 4) e successivamente diminuita a 10 g/l (Run 5). Durante il Periodo 4 si è proceduto all’aggiunta, direttamente in reattore, di carbone attivo granulare (GAC) in ragione dell’1% in peso secco per valutarne gli effetti sulla rimozione dei microinquinanti. L’applicazione della tecnologia a membrana ha portato ad ottimi risultati in termini di rimozione dei macroinquinanti (solidi sospesi e nutrienti). In particolare, la rimozione dei solidi sospesi ha portato ad un effluente completamente privo di essi. Questo aspetto è di fondamentale importanza quando si considera che a questa frazione sono legati la maggior parte di macro e microinquinanti che possono pregiudicare il riutilizzo dell’acqua trattata. La rimozione del COD è stata sempre ottima, generalmente nell’intervallo 84-94% e le rese dell’MBR sono state sempre maggiori del 30% rispetto ad un processo convenzionale. Ancora una volta questo risultato è legato alla ritenzione delle macromolecole organiche da parte del modulo da ultrafiltrazione. La respirazione, ovvero la conversine delle sostanze organiche in CO2, è stato il principale meccanismo di rimozione del COD quando la biomassa in reattore era in concentrazione uguale o superiore a 9 g/l. L’azoto è stato rimosso in modo soddisfacente, con rese nell’intervallo 61-90%, e con una concentrazione di azoto totale nell’effluente finale tra 4.5 e 11 mgN/l. La denitrificazione ha rappresentato la principale via di rimozione dell’azoto in corrispondenza di elevate concentrazioni di biomassa in reattore, quando la resa osservata di crescita era estremamente limitata (0.1 gMLVSS/gCODrimosso o meno). Inoltre, la concentrazione di azoto ammoniacale nell’effluente è sempre stata al di sotto di 1 mgN/l. Questo risultato è dovuto alla perfetta ritenzione della biomassa nitrificante all’interno del reattore che ha comportato un miglioramento nel processo di nitrificazione biologica. Il tasso di utilizzo dell’azoto ammoniacale (AUR) è stato di 2.5-3 mgN/gVSS h, valori che corrispondono ai più alti valori riportati in letteratura per processi convenzionali a fanghi attivi. La rimozione del fosforo è variata tra efficienze del 73 e del 77%, grazie all’azione contenitiva del modulo da ultrafiltrazione. Non si sono osservati fenomeni di “luxury uptake” da parte dei

Anteprima della Tesi di Laura Innocenti

Anteprima della tesi: Rimozione di nutrienti e microinquinanti attraverso un processo a fanghi attivi assistito da membrana e carboni attivi, Pagina 4

Tesi di Dottorato

Dipartimento: Dipartimento di Scienze Ambientali

Autore: Laura Innocenti Contatta »

Composta da 183 pagine.

 

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