La differenza tra l'utilizzo dell'acidificazione per idrolisi + A²O e l'utilizzo diretto del processo A²O per le acque reflue dei mattatoi

1- Caratteristiche della qualità delle acque reflue del macello (prerequisito per l'A2O diretto)

• Materia organica ad alta concentrazione: COD 3000 ∼8000 mg/l, BOD 1500 ∼4000 mg/l, B/C≈0,5 ∼0,6 (buona biodegradabilità)

• Alto contenuto di SS, alto contenuto di olio: SS 1000~3000 mg/l, olio animale e vegetale > 500 mg/l, contenente frammenti di carne, peli e olio emulsionato

• elevato contenuto di azoto e fosforo: NH3-N 80­200 mg/l, TP 20­30 mg/l, C/N≈3­5 (la fonte di carbonio di denitrificazione è relativamente ristretta)

• Variazioni significative della qualità dell'acqua e forte impatto: scarico intermittente, con una differenza di volume dell'acqua di 35 volte tra giorno e notte

II. La funzione fondamentale del serbatoio di idrolisi e acidificazione (perché è tipicamente necessario)

• Macromolecole → Piccole molecole: idrolizzano proteine, grassi e polisaccaridi in acidi organici e aminoacidi per migliorare la biodegradabilità

• Ammonificazione dell'azoto organico: rilascia NH3-N, facilitando la successiva nitrificazione

• Riduzione del carico di pretrattamento: può ridurre il COD del 30%/50%, alleviando il carico di A2O

• tamponamento resistente agli urti: stabilizzazione dei sistemi biochimici per le acque reflue ad alta concentrazione e altamente fluttuanti

• Migliorare le proprietà dei fanghi: ridurre i rischi di ingombro e galleggiamento dei fanghi

III. Analisi di fattibilità e rischio dell'applicazione diretta A2O

Condizioni fattibili (considerabili solo nelle seguenti circostanze)

• Influente a bassa concentrazione: pretrattamento intensivo (flottazione + separazione di olio fine + sedimentazione), COD < 2000 mg/l, SS < 500 mg/l, olio < 50 mg/l

• Piccole dimensioni/basso carico: Piccola capacità di lavorazione giornaliera, grande volume del serbatoio A2O, lunga HRT (anaerobica ≥4h, anossida ≥3h, aerobica ≥12h)

• Norme di emissioni flessibili: sono richieste solo COD/BOD, senza un controllo rigoroso di TN/TP (o TN<30, TP<3)

• Una solida gestione operativa: permette un controllo preciso del DO, del MLSS, del rapporto di reflusso e dello scarico dei fanghi, rispondendo efficacemente agli impatti

2Rischi primari (alta probabilità di problemi quando le condizioni non sono soddisfatte)

• degradazione incompleta della materia organica: le molecole di grandi dimensioni sono difficili da utilizzare direttamente dai batteri aerobici;risultante in una diminuzione del 10%/20% del tasso di rimozione delle DCO e una maggiore probabilità di superamento delle norme di scarico

• Basso rendimento di rimozione dell'azoto: ammonificazione insufficiente dell'azoto organico, nitrificazione inadeguata; fonte di carbonio insufficiente per la denitrificazione, con conseguente tasso di rimozione del TN solo del 50%/60%

• Poca rimozione del fosforo: rilascio insufficiente di fosforo nella fase anaerobica e debole assorbimento di fosforo nella fase aerobica, con conseguente tasso di rimozione della TP < 50%.

• Frequenti problemi di fanghi: un elevato SS + un elevato grasso possono facilmente portare a ingombro di fanghi, fanghi galleggianti, aumento del SVI e perdita di fanghi nei serbatoi di sedimentazione secondaria

• Il sistema ha una scarsa resistenza agli urti: le fluttuazioni della qualità dell'acqua influenzano direttamente il processo A2O, portando facilmente all'avvelenamento microbico e ad un forte declino dell'attività

• Aumento dei consumi di energia e di prodotti chimici: è necessario un volume di aria di aerazione più elevato; la denitrificazione richiede spesso fonti di carbonio esterne (metanolo/acido acetico), con costi in aumento del 30%+

IV. Punti chiave di progettazione del processo A2O diretto (se obbligatorio)

Miglioramento della preelaborazione (obbligatorio, altrimenti A2O crollerà)

• schermo grossolano/sottile + schermo a tamburo → serbatoio di intercettazione dell'olio + flottazione dell'aria disciolta (dosaggio chimico per la demulsificazione) → serbatoio di equalizzazione (HRT≥8h,omogeneizzazione e equalizzazione del flusso e della qualità)

• Obiettivo: SS < 300 mg/l, olio < 30 mg/l, COD < 2500 mg/l

Parametri di progettazione del serbatoio A2O (amplificazione e potenziamento)

• Serbatoio anaerobico: HRT ≥ 4h, agitazione accurata, DO < 0,2 mg/l, rilascio di fosforo aumentato

• Serbatoio anaerobico: HRT≥3h, DO<0,5 mg/L, rapporto di reflusso interno 200% ∼300%, supplementazione con fonti di carbonio (C/N≥6)

• Serbatoio aerobico: HRT≥12·16h, DO=2·3 mg/L, MLSS=4000·6000 mg/L, SRT≥25d (assicurando la nitrificazione)

• Serbatoio di sedimentazione secondario: carico superficiale < 0,8 m3/h, rapporto di ritorno del fango 80%-100%, scarico tempestivo del fango in eccesso

Chiave di controllo operativo

• Controllare rigorosamente l'ingresso di olio e grasso e SS nel serbatoio biochimico e rimuovere regolarmente lo scarto galleggiante

• prevenire un basso DO/alto carico nel serbatoio aerobico per evitare il blocco dei fanghi

• Aggiungere acetato di sodio/glucosio quando la fonte di carbonio di denitrificazione è insufficiente, mantenendo un rapporto C/N di 6 ̊8

V. Analisi comparativa degli schemi (acidificazione per idrolisi + A2O contro A2O diretto)

Idrolisi Acidificazione + A2O

Vantaggi: basso carico, resistenza agli urti, rimozione stabile di azoto e fosforo, eccellenti proprietà dei fanghi e basso consumo chimico

Svantaggi: occupazione di spazio leggermente maggiore, investimento leggermente maggiore e processo un po' più lungo

Applicabile a: macelli di medie e grandi dimensioni, alta concentrazione, rigoroso rispetto (grado A)

2. A2O diretto

Vantaggi: breve processo, scarso impatto, basso investimento

Svantaggi: carico elevato, scarsa resistenza agli urti, scarsa rimozione di azoto e fosforo, tendenza al blocco dei fanghi, elevato consumo di prodotti chimici

Applicabile a: piccole dimensioni, a bassa concentrazione, altamente pretrattate e norme di emissione meno severe

6. raccomandazioni

• L'A2O non è raccomandato per l'uso diretto convenzionale: le acque reflue dei macelli presentano un elevato contenuto di SS, di olio e di azoto organico.La mancanza di idrolisi e acidificazione ridurrà significativamente l'efficienza e la stabilità dell'A2O, con conseguente elevato rischio di conformità e costi operativi.

• Solo in circostanze particolari si può tentare: deve essere accompagnata da un intenso pretrattamento + una maggiore capacità del serbatoio A2O + un funzionamento raffinato,insieme a un spazio riservato per il dosaggio delle fonti di carbonio e la modifica di emergenza.

• Una soluzione più affidabile: pretrattamento + acidificazione idrolisica + A2O + trattamento avanzato, che è la via matura per le acque reflue dei macelli,garantire una conformità stabile e un semplice funzionamento e manutenzione.