In un impianto di trattamento delle acque reflue A²/O, il chiarificatore secondario è molto più di un serbatoio per la separazione dei fanghi dall'acqua.
Ciò che accade ai fanghi depositati ha un effetto diretto sul processo biologico.
Una parte dei fanghi viene restituita ai serbatoi biologici come fanghi attivi di ritorno (RAS). Un'altra parte viene rimossa come fanghi attivi di rifiuto (WAS).
Questi due flussi possono provenire dallo stesso chiarificatore, ma hanno scopi completamente diversi.
Comprendere questa differenza è essenziale per il corretto funzionamento di un sistema A²/O.
1. Cosa succede nel chiarificatore secondario?
Dopo aver attraversato le zone anaerobica, anossica e aerobica, il liquore misto entra nel chiarificatore secondario.
Lo scopo del chiarificatore è quello di consentire ai fanghi attivi di depositarsi mentre l'acqua chiarificata esce attraverso il sistema di raccolta degli effluenti.
Un percorso di flusso semplificato è:
Processo biologico A²/O → Chiarificatore secondario → Effluente chiarificato
Sul fondo del chiarificatore i fanghi sedimentati vengono raccolti e suddivisi tra il sistema fanghi di ritorno e fanghi di scarico.
Questo crea due percorsi separati:
RASS:restituisce la biomassa al processo biologico.
ERA:rimuove la biomassa in eccesso dal sistema.
2. Restituzione dei fanghi attivi: mantenimento della biomassa nel sistema
Il tipico percorso del flusso RAS in un processo A²/O convenzionale è:
Chiarificatore secondario → Pompa RAS → Serbatoio anaerobico
La descrizione dell'EPA del processo convenzionale A²/O mostra che il RAS ritorna all'inizio della zona anaerobica insieme all'affluente secondario.
Perché è necessario?
Perché il processo di trattamento biologico dipende da una popolazione di microrganismi.
Se i fanghi attivi uscissero semplicemente dall'impianto con l'effluente chiarificato, la concentrazione di biomassa nei serbatoi biologici diminuirebbe gradualmente.
Il RAS impedisce ciò restituendo i microrganismi insediati al fronte del processo biologico.
In un sistema A²/O, i fanghi restituiti contengono anche PAO, importanti per la rimozione biologica del fosforo.
Il flusso RAS influisce quindi più del MLSS. Influisce anche sulla popolazione biologica e sulle condizioni in cui avviene la rimozione del fosforo.
3. Esiste un rapporto RAS standard?
Non esiste un'unica percentuale RAS corretta per ogni pianta A²/O.
Il flusso dei fanghi di ritorno può essere espresso come percentuale del flusso influente, ma l'impostazione appropriata dipende dalle condizioni operative effettive.
Gli operatori possono prendere in considerazione:
Concentrazione MLSS
Caratteristiche di sedimentazione dei fanghi
Coperta di fanghi del chiarificatore secondario
Concentrazione dei fanghi di ritorno
Caricamento idraulico
Requisiti del processo biologico
Prestazioni del chiarificatore
Una percentuale fissa di RAS non dovrebbe quindi sostituire il monitoraggio del processo.
Se il RAS è troppo basso, i solidi possono accumularsi nel chiarificatore e l'MLSS nel processo biologico potrebbe diminuire.
Se il RAS è inutilmente elevato, l'energia di pompaggio aumenta e il chiarificatore e il processo biologico potrebbero non funzionare in modo più efficace.
L'impostazione corretta è quella che mantiene stabili le scorte di solidi e le prestazioni del chiarificatore nelle condizioni effettive dell'impianto.
4. Fanghi attivi di rifiuto: perché alcuni fanghi devono uscire
RAS mantiene la biomassa nel sistema.
WAS rimuove la biomassa in eccesso.
I microrganismi crescono continuamente durante il trattamento biologico. Se i solidi in eccesso non vengono rimossi, la quantità di biomassa nel sistema può continuare ad aumentare e l’età dei fanghi può diventare troppo elevata per le condizioni operative previste.
Un tipico percorso WAS è:
Chiarificatore secondario → Pompa per fanghi di scarico → Stoccaggio/ispessimento fanghi → Disidratazione dei fanghi
A seconda dell'impianto, i fanghi possono poi essere trattati mediante un filtropressa, un filtropressa a nastro, una centrifuga o un altro sistema di disidratazione.
I fanghi di scarto non sono quindi semplicemente una fase di smaltimento. È un'importante operazione di controllo del processo.
5. Tubazioni ausiliarie: le piccole linee contano ancora
Le tubazioni principali del processo ricevono la maggior parte dell'attenzione, ma sono importanti anche diversi sistemi ausiliari.
Drenaggio del serbatoio
Sul fondo dei serbatoi biologici e dei chiarificatori possono essere installate linee di drenaggio per:
Manutenzione
Pulizia
Ispezione
Rimozione dei fanghi
Drenaggio del serbatoio
Il sistema di drenaggio dovrebbe fornire un percorso sicuro per le acque reflue o i fanghi verso un punto di trattamento o manipolazione appropriato.
Dosaggio chimico
Alcuni impianti A²/O utilizzano il dosaggio chimico per integrare il trattamento biologico.
Una fonte esterna di carbonio può essere aggiunta quando le acque reflue non contengono abbastanza carbonio biodegradabile per la denitrificazione richiesta.
La precipitazione chimica del fosforo può essere utilizzata anche quando la sola rimozione biologica del fosforo non è in grado di soddisfare in modo affidabile la concentrazione TP richiesta dell'effluente.
Il luogo di dosaggio dipende dall'obiettivo del trattamento, dalla sostanza chimica utilizzata, dalle condizioni di miscelazione e dalla configurazione complessiva dell'impianto. Non esiste un unico punto di dosaggio adatto a ogni pianta A²/O. Le linee guida dell’EPA rilevano che l’aggiunta chimica può essere utilizzata insieme alla rimozione biologica del fosforo per ottenere concentrazioni di fosforo più basse e più affidabili.
9. Il flusso dei fanghi e degli effluenti A²/O in un'unica immagine
Il flusso a valle completo può essere semplificato come segue:
Carro armato aerobico
↓
Chiarificatore secondario
↙ ↘
RAS Effluente chiarificato
↓ ↓
Serbatoio anaerobico Trattamento avanzato/Disinfezione
↓
Scarico
Allo stesso tempo:
Fanghi del chiarificatore secondario → Pompa WAS → Movimentazione dei fanghi → Disidratazione → Smaltimento o riutilizzo dei fanghi finali
Questo semplice diagramma spiega perché il chiarificatore secondario è strettamente connesso sia al processo biologico che al sistema di movimentazione dei fanghi.