Pubblicazioni

Autori:

Nota, Elisa

Titolo:

Study and optimization of sequencing batch reactors for the biological nitrogen removal from anaerobic digestate of swine slurry.

Anno:

2012

Tipologia prodotto:

Doctoral Thesis

Tipologia ANVUR:

Altro

Lingua:

Inglese

Parole chiave:

biological nitrogen removal; SBR; anaerobic digestate; swine slurry

Abstract (italiano):

Il settore zootecnico sta cambiando in risposta alle pressioni della globalizzazione e alla crescente domanda di prodotti alimentari di origine animale, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. Questo implica un aumento mondiale della produzione di bestiame e di criticità nella gestione dei liquami di allevamento. Tali effluenti sono una preziosa fonte di nutrienti per il suolo, ma quando la quantità di nutrienti supera il fabbisogno del suolo stesso è necessario trattare i liquami prodotti e gestire il carico di nutrienti in eccesso. Gli effluenti di allevamento rappresentano, ormai da tempo, uno dei più significativi contributi alle fonti di azoto in Europa e, nel 1991, la Commissione delle Comunità europee ha emesso la Direttiva Nitrati per regolare l’applicazione al suolo dei liquami zootecnici e stabilire le Zone Vulnerabili ai Nitrati (ZVN). Solo recentemente (2007) l’Italia ha adottato la Direttiva europea e la sua attuazione rende necessaria la ricerca di soluzioni per il settore zootecnico. Il processo di digestione anaerobica (DA) è comunemente utilizzato per il trattamento dei liquami suinicoli ed è considerato un processo efficace e conveniente dal punto di vista energetico ed economico, ma questo processo provoca un aumento del contenuto di azoto ammoniacale nel digestato prodotto. Per affrontare queste problematiche, la ricerca si è focalizzata sullo sviluppo e miglioramento di tecnologie avanzate per minimizzare l’impatto ambientale dei digestati anaerobici. Tra le tecniche disponibili, la rimozione biologica dell'azoto è affidabile e diffusa nel trattamento delle acque reflue. In questo elaborato si è scelto di implementare un processo biologico utilizzando un reattore discontinuo sequenziale (SBR), in alternativa ai tradizionali sistemi a fanghi attivi, perché gli SBR hanno una maggiore flessibilità e capacità di controllo, per una rapida risposta alle fluttuazioni delle caratteristiche delle acque reflue. In questo scenario, questa tesi analizza il confronto tra un processo tradizionale di nitrificazione-denitrificazione e un processo innovativo di nitrificazione parziale-denitritazione in un SBR su scala di laboratorio, per il trattamento di surnatanti anaerobici di liquami suinicoli, al fine di ridurre la concentrazione influente di N-NH4+ che è pari a 1.2 ± 0.3 gN/L e con un alto valore di conducibilità (15 mS/cm), dovuto alla presenza di sali come solidi disciolti. Il processo convenzionale è stato condotto in un SBR in vetro da 10L con concentrazione di ossigeno disciolto (OD) pari a 3 mgO2/L; sono stati eseguiti due periodi sperimentali con aumento dell’NLR (carico azotato) volumetrico, passando da 0.19 a 0.28 KgN/m3d. La riduzione degli ossidi di azoto è stata garantita dall’aggiunta di acido acetico, data la bassa biodegradabilità del COD influente del digestato, mantenendo il rapporto COD/N influente pari a circa 4.5. L'aumento del carico azotato volumetrico, vNLR, ha determinato una crescita della biomassa di circa il 40% per gli MLSS e circa il 50% per gli MLVSS, ma l’NLR specifico è rimasto costante. Il processo ottenuto è un trattamento convenzionale di nitrificazione/denitrificazione, con ossidazione totale dell’azoto ammoniacale a nitrato, come dimostrato dalle analisi dei cicli del reattore. Da queste analisi, sono state calcolate le costanti cinetiche del fango attivo: l’AUR (velocità dell’utilizzo dell’ammoniaca) specifico è pari a 6.5 mgN-NH4 gVSS-1 h-1, mentre il NUR (velocità di assorbimento dell’azoto) specifico è 7.5 mgN-NO3 gVSS-1 h-1, dimostrando che la biomassa ha buone proprietà di rimozione completa dell’azoto. I bilanci di materia calcolati dimostrano la buona performance del processo: l'efficienza media di rimozione del COD è del 40% e per il fosforo è del 25%; l'efficienza di rimozione dell’azoto è elevata, fino a valori del 100% per l’azoto denitrificato e > 98% per

Id prodotto:

66958

Handle IRIS:

11562/397336

depositato il:

11 aprile 2012

ultima modifica:

1 novembre 2022

Citazione bibliografica:

Nota, Elisa, Study and optimization of sequencing batch reactors for the biological nitrogen removal from anaerobic digestate of swine slurry.

Consulta la scheda completa presente nel repository istituzionale della Ricerca di Ateneo