Studio del processo biologico via nitrito applicato a reflui a basso carico di azoto

The growing attention to the research of new wastewater treatment processes pursues the objective of combine the achievement of high quality standards in the effluent, the reduction of pollutants released directly or indirectly into the atmosphere and the recovery of energy and precious raw materials from wastewater. The performances of the via nitrite process for the treatment of low strength of nitrogen wastewater was evaluated on a 3 m3 pilot plant, fed with real urban wastewater, in order to understand the mechanisms that promote the start-up and stability of the process. Studying selectively the combination of the different parameters involved, we tried to highlight those that most affect the performance of the process, trying to speed up the start-up phase and progressively reduce the dosage of the external reagents needed for the biomass conditioning. The experimentation was divided in three parts, each corresponding to a different work configuration. Each configuration was preceded by preliminary studies in the laboratory and then the results obtained were validated on the demonstrative scale. Moreover, during the pilot scale phases, through the continuous monitoring of gaseous emissions, we tried to understand the mechanisms of formation and release into the atmosphere of off-gasses, focusing the attention on nitrous oxide (N2O). Through the monitoring of the kinetic constants, a considerable difference in terms of performance has been highlighted according to the inhibition strategy adopted, moving from a stable 90% via nitrite process in the initial configuration to around 10% during the conditioning of the influent flow. The conditions applied for the inhibition of nitrifying bacteria and the long maintenance of the biomass inhibition have allowed a remarkable increase in nitrite speeds, allowing a considerable decrease in the amount of nitrous oxide released.

La crescente attenzione per la ricerca di nuovi processi di trattamento delle acque reflue persegue l’obbiettivo di combinare il raggiungimento di alti standard di qualità nell’effluente, la riduzione dei inquinanti rilasciati direttamente o indirettamente nell’atmosfera e il recupero di energia e di preziose materie prime dalle acque di scarico. Le prestazioni del processo via nitrito per il trattamento di reflui a basso contenuto di azoto sono state valutate su un pilota da 3 m3, alimentato con acqua reflua reale di origine urbana, al fine di comprendere i meccanismi che favoriscono l’avvio e la stabilità del processo. Studiando selettivamente la combinazione dei diversi parametri in gioco si è cercato di evidenziare quelli che maggiormente incidono sulle prestazioni del processo, cercando di velocizzare la fase di startup e ridurre progressivamente il dosaggio dei reagenti esterni necessari per il condizionamento della biomassa. La sperimentazione è stata suddivisa in tre parti, ognuna corrispondente a una configurazione di lavoro diversa. Ogni configurazione è stata preceduta da studi preliminari in laboratorio per poi passare alla validazione dei risultati ottenuti in scala dimostrativa. Inoltre, durante le fasi in scala pilota, attraverso il monitoraggio in continuo delle emissioni gassose si è cercato di comprendere i meccanismi di formazione e rilascio in atmosfera degli off-gasses, incentrando l’attenzione soprattutto sul protossido di azoto (N2O). Attraverso il monitoraggio delle costanti cinetiche si è messa in luce una notevole differenza di efficacia delle prestazioni in funzione della strategia d’inibizione adottata, passando da un processo stabilmente sopra al 90% via nitrito nella configurazione iniziale a percentuali intorno al 10% durante il condizionamento sull’influente. Le condizioni applicate per l’inibizione dei batteri nitrificanti e il lungo mantenimento delle condizioni di inibizione della biomassa ha permesso di ottenere una notevole crescita delle velocità di nitritazione permettendo di raggiungere un notevole decremento in termini di protossido di azoto rilasciato.