impianto di trattamento delle acque reflue industriali: soluzioni per acque reflue ad alto contenuto di COD

Le acque reflue con elevato COD sono prodotte da un’ampia gamma di settori industriali, tra cui impianti di trattamento delle acque reflue da lavorazione del pesce, acque reflue da lavorazione alimentare, acque reflue da produzione chimica, acque reflue tessili e acque reflue da produzione di semiconduttori. Poiché contengono una miscela complessa di composti organici con diversi livelli di biodegradabilità, spesso un singolo processo di trattamento non è sufficiente a soddisfare i requisiti di scarico. Nella pratica, il trattamento delle acque reflue con elevato COD combina tipicamente processi fisici, chimici e biologici. È quindi essenziale valutare con precisione le caratteristiche del COD delle acque reflue per sviluppare una soluzione di trattamento efficace che bilanci prestazioni e costi operativi.

Comprensione della Domanda Chimica di Ossigeno (COD)

Il domandato chimico di ossigeno (COD) è uno degli indicatori chiave della qualità dell’acqua utilizzati nel trattamento delle acque reflue. Esso misura la quantità di ossigeno necessaria per ossidare chimicamente gli inquinanti organici e alcune sostanze inorganiche riducibili presenti nell’acqua, in condizioni specifiche. Il COD è generalmente espresso in mg/L (milligrammi per litro).

Un valore elevato di COD indica generalmente una concentrazione elevata di inquinanti ossidabili nelle acque reflue. Tra i comuni inquinanti organici che contribuiscono al COD figurano:

Proteine
Grassi e oli
Carboidrati
Solventi organici
Residui di fotoresist da produzione di semiconduttori

Alcune sostanze inorganiche riducibili possono anch’esse contribuire al COD, tra cui:

Nitriti
Ioni ferrosi
Solfiti

Principali sfide nel trattamento di acque reflue ad alto COD

Le sfide specifiche associate al trattamento di acque reflue ad alto contenuto di COD includono la grande quantità di materia organica biodegradabile che esse contengono. Quando il carico organico è elevato, un sistema di trattamento delle acque reflue gestito in modo inadeguato può subire un sovraccarico biologico eccessivo, un funzionamento instabile o un’efficienza insufficiente nella rimozione degli inquinanti. Ciò risulta particolarmente rilevante per gli impianti di trasformazione alimentare, di lavorazione del pesce, di macellazione, di produzione lattiero-casearia, di birrificazione e per altre strutture produttive che generano acque reflue con elevate concentrazioni di materia organica biodegradabile.

Inoltre, le fluttuazioni della qualità e della portata delle acque reflue, i piani di produzione, le materie prime, le operazioni di pulizia e la produzione stagionale possono causare variazioni significative dei livelli di COD, BOD, TSS, oli e grassi e pH. Senza un’adeguata equalizzazione e pretrattamento, tali fluttuazioni possono esercitare una pressione aggiuntiva sulle unità di trattamento biologico a valle.

Raggiungere gli standard richiesti per lo scarico o il riutilizzo dell’acqua, controllando al contempo i consumi energetici, l’impiego di prodotti chimici, la produzione di fanghi e i costi operativi, richiede una selezione accurata dei processi. Pertanto, un sistema efficace per il trattamento di acque reflue ad alto contenuto di COD deve essere progettato in base alle effettive caratteristiche delle acque reflue, alla portata, agli obiettivi di trattamento e alle condizioni del sito, anziché fare affidamento su una singola tecnologia di trattamento.

Importanza della domanda chimica di ossigeno nel trattamento delle acque reflue

La domanda chimica di ossigeno (COD) fornisce un’indicazione rapida del carico complessivo di inquinanti presente nelle acque reflue ed è un parametro fondamentale per la valutazione della qualità dell’acqua. Nelle applicazioni pratiche del trattamento delle acque reflue, la COD viene utilizzata non solo per valutare il livello di inquinamento delle acque reflue, ma anche per supportare la progettazione dei processi, la scelta delle attrezzature e il funzionamento del sistema.
Ad esempio, la concentrazione di COD può aiutare a stabilire se le acque reflue sono adatte al trattamento biologico e se potrebbero essere necessari ulteriori trattamenti preliminari o processi di trattamento avanzato. Il monitoraggio delle variazioni dei livelli di COD può inoltre fornire informazioni utili sullo stato operativo di un impianto di trattamento delle acque reflue, inclusi i cambiamenti nel carico in entrata, la stabilità del trattamento biologico e le variazioni dell’efficienza complessiva del trattamento.

Come trattare le acque reflue contenenti COD?

In primo luogo, identificare le fonti e le caratteristiche del COD presente nelle acque reflue, quindi sviluppare una combinazione adeguata di processi di trattamento. Diverse forme di COD — tra cui COD particolato, colloïdale, disciolto e refrattario — richiedono metodi di trattamento differenti.

Fase di pretrattamento
Coagulazione e flocculazione: l’aggiunta di coagulanti e di flocculanti PAM favorisce l’aggregazione di piccole particelle in fiocchi più grandi, facilitandone la separazione e la rimozione.
Flottazione con aria disciolta (DAF): adatta per acque reflue con elevato contenuto di oli o solidi sospesi, come le acque reflue derivanti dalla lavorazione alimentare e dalla tintura tessile. Bollicine d'aria fini trasportano le particelle sulla superficie dell'acqua, dove possono essere rimosse mediante raschiatura.
Screening: le griglie intercettano i detriti e i solidi di maggiori dimensioni per prevenire l'intasamento delle pompe e degli impianti di trattamento a valle.

Fase di trattamento biologico
Trattamento biologico anaerobico: utilizza microrganismi per degradare gli inquinanti organici in assenza di ossigeno o in condizioni di bassa concentrazione di ossigeno. È adatto per acque reflue con carico organico elevato e richiede relativamente poca energia per l'aerazione.
Trattamento biologico aerobico: utilizza microrganismi aerobici per degradare la materia organica biodegradabile e garantisce prestazioni di trattamento stabili.
Processo del fango attivo: utilizza microrganismi attivi in un bacino di aerazione per rimuovere gli inquinanti organici. Si tratta di un processo maturo e ampiamente impiegato per il trattamento di vari tipi di acque reflue industriali, ma richiede una superficie terrestre relativamente estesa.
MBBR (Reattore a letto biologico mobile): utilizza un mezzo sospeso per fornire superfici su cui i microrganismi possono fissarsi e crescere. Offre un’elevata capacità di carico di trattamento, un’impronta relativamente ridotta e un funzionamento stabile.
MBR (Reattore biologico a membrana): combina il trattamento biologico con la tecnologia di separazione mediante membrane per produrre acqua depurata di qualità superiore.

Fase di trattamento avanzato

Se il refluo proveniente dal trattamento biologico non soddisfa ancora i requisiti normativi a causa della presenza di COD refrattario, è necessario un ulteriore trattamento. I processi tipici di trattamento avanzato includono:
Processi di Ossidazione Avanzata (AOPs):
Utilizzare reazioni di ossidazione forte per degradare gli inquinanti organici refrattari. Processi come l’ossidazione con ozono, l’ossidazione elettrochimica e l’ossidazione fotocatalitica possono essere impiegati per ridurre ulteriormente il COD, il colore e alcune sostanze scarsamente biodegradabili.
Adsorbimento su carbone attivo:
Utilizza la struttura porosa della carbonio attivo per adsorbire la materia organica residua, il colore e alcuni inquinanti in tracce. Viene comunemente impiegato come unità di trattamento avanzato dopo il trattamento biologico.
Filtrazione a sabbia o multifiltro:
Rimuove ulteriormente i solidi sospesi, le particelle fini e la torbidità residua, garantendo condizioni di affluente più stabili per la successiva disinfezione o il trattamento con membrane.
Ultrafiltrazione (UF):
Utilizza la separazione mediante membrane per rimuovere solidi sospesi fini, colloidi e sostanze macromolecolari.
Osmosi inversa (RO):
Utilizza una membrana semipermeabile per rimuovere sali disciolti, materia organica e altri inquinanti disciolti. È particolarmente adatto per progetti industriali di riutilizzo dell’acqua che richiedono un’elevata qualità dell’acqua trattata.

Applicazione specifica nel trattamento delle acque reflue da lavorazione del pesce

Ad esempio, l’industria della lavorazione del pesce rappresenta un’applicazione tipica per il trattamento di acque reflue ad alto contenuto di COD. Yimei ha fornito in precedenza un sistema per il trattamento delle acque reflue provenienti da una struttura locale di lavorazione del pesce in Samoa, con una capacità di trattamento di 200 m³/giorno.
Il progetto è in funzione stabile da oltre due anni. L’intero sistema integra processi di pretrattamento e di trattamento biologico per ridurre gli inquinanti organici e i solidi sospesi, garantendo al contempo una qualità costante dell’acqua trattata.
Per ulteriori informazioni sui nostri casi applicativi, visitare Applications-Qingdao Yimei Environment Project Co., Ltd.

Portata di progetto dell’acqua reflua: 200 m³/g, capacità di progetto dell’impianto di trattamento delle acque reflue containerizzato: 200 m³/g, Qmedia = 8,4 m³/h, funzionamento continuo 24 ore su 24, controllo automatico;