Automazione della rimozione dell'azoto dalle acque reflue

Rispetto certo dei valori limite, funzionamento stabile dell'impianto e ottimizzazione del consumo di energia

Una riduzione ottimale dell'azoto richiede un perfetto coordinamento dei processi di nitrificazione e denitrificazione. Da una parte, si tratta di controllare l'ossigenazione nella vasca biologica in funzione del carico e dei valori di soglia. Dall'altra parte, occorre coordinare la durata delle fasi di nitrificazione e denitrificazione. Il nostro sistema Liquiline Control può offrire un valido ausilio assicurando che l'azoto venga rimosso e ottimizzando l'energia richiesta per il processo.

La nostra soluzione per la rimozione automatica dell'azoto controlla l'afflusso di aria nella vasca di aerazione. ©Endress+Hauser

La nostra soluzione Liquiline Control per la rimozione automatica dell'azoto dalle acque reflue controlla l'afflusso di aria nella vasca di aerazione, ad esempio regolando la velocità dei compressori.

Il sensore ionoselettivo ISEmax CAS40D misura l'ammoniaca e i nitrati direttamente nella vasca di aerazione. ©Endress+Hauser

Il sensore ionoselettivo ISEmax CAS40D permette di misurare l'ammoniaca e i nitrati direttamente nella vasca di aerazione, consentendo di controllare la rimozione dell'azoto nella fase biologica sulla base del carico.

L'analizzatore colorimetrico Liquiline System CA80AM misura l'ammoniaca con un alto grado di precisione. ©Endress+Hauser

In alternativa, per misurare l'ammoniaca è possibile usare l'analizzatore colorimetrico Liquiline System CA80AM, che permette di ottenere valori di misura estremamente precisi e affidabili con una minima manutenzione.

Il sensore ottico Viomax CAS51D rileva molto velocemente le variazioni del carico di nitrati. ©Endress+Hauser

Il sensore ottico Viomax CAS51D rileva molto velocemente le variazioni del carico di nitrati. Il suo design unico è estremamente robusto e a bassa manutenzione grazie alla sua funzionalità autopulente.

La nostra soluzione di controllo dell'aerazione permette di automatizzare la rimozione dell'azoto dalle acque reflue. ©Endress+Hauser

Con il sistema Liquiline Control è possibile controllare l'aerazione nella fase biologica dell'impianto di trattamento delle acque reflue per garantire una rimozione affidabile dell'azoto.

Problematiche della riduzione dell'azoto

I principali componenti dell'azoto sono l'ammoniaca e i nitrati. Nella biologia degli impianti di trattamento delle acque reflue, i batteri convertono l'ammoniaca in nitrati attraverso l'aggiunta di ossigeno (nitrificazione). Questo processo continua fino all'esaurimento (quasi) totale dell'ammoniaca.

I nitrati vengono quindi convertiti da altri batteri in azoto molecolare (denitrificazione), il quale viene rilasciato nell'atmosfera e viene perciò eliminato dalle acque reflue. Durante il processo di denitrificazione non viene aggiunto altro ossigeno, per assicurare che i batteri consumino l'ossigeno presente nei nitrati.

La difficoltà principale è quella di stabilire quanto ossigeno sia richiesto, e quando, nel processo di nitrificazione per ottenere un livello ottimale di riduzione dell'azoto. L'ossigeno viene iniettato nella vasca di aerazione con l'uso di compressori, i quali richiedono enormi quantità di energia elettrica – fino al 70% dell'intero fabbisogno di energia dell'impianto. L'aggiunta di una quantità eccessiva di ossigeno determina uno spreco di energia, con un conseguente incremento dei costi. Un'aggiunta insufficiente di ossigeno causa invece il deterioramento dei valori di uscita.

Riduzione automatica dell'azoto con Liquiline Control

Il sistema Liquiline Control può controllare la riduzione dell'ammoniaca e dei nitrati in base al carico influente. In base alla concentrazione di nutrienti, il sistema controlla l'afflusso d'aria nella vasca di aerazione, ad esempio regolando la velocità dei compressori. Questo avviene indipendentemente dal fatto che la fase biologica si svolga in modo continuo o intermittente.

I valori di misura che vengono considerati sono l'ossigeno nella fase di nitrificazione, l'ammoniaca (e i nitrati, se necessario) nelle zone di transizione e la quantità di acque reflue correntemente in circolo nell'impianto di trattamento. Le zone di transizione includono le zone tra le fasi di nitrificazione e denitrificazione e le zone all'ingresso e all'uscita della fase biologica.

Il valore target dell'ossigeno, e perciò l'afflusso di aria nella vasca di aerazione, viene adattato dinamicamente alle variazioni del carico influente. Di notte, durante le fasi a basso carico, viene iniettata solo una piccola quantità di aria; durante i picchi di carico, dovuti ad esempio a una forte umidità atmosferica, la quantità d'aria iniettata è superiore. Nel caso degli impianti ad azionamento intermittente vengono tenuti in considerazione anche i tempi minimi o le fasi di nitrificazione e denitrificazione.

Vantaggi

  • Conformità certa ai valori di uscita prescritti - anche durante i picchi di carico

  • Elevata trasparenza e gestione semplice del processo di rimozione dell'azoto

  • Ottimizzazione del consumo di energia nell'impianto di trattamento delle acque reflue

  • La regolazione automatica del valore target dell'ossigeno nella vasca di aerazione garantisce una durata ideale delle fasi di nitrificazione e denitrificazione

  • Il controllo simultaneo di diverse fasi biologiche può essere attivato su base continua o intermittente