vasca di ossidazione con un reattore a completa miscelazione. Come ultimo stadio della depurazione sono stati inseriti due sedimentatori secondari di forma circolare.
Figura 32: Layout dell’impianto di depurazione della Cartiera M.Cardella
7.3.2 Calibrazione dell’impianto di depurazione della Cartiera M.Cardella
Per calibrare il processo biologico dell’impianto di depurazione della Cartiera M.Cardella avremmo dovuto eseguire dei test respirometrici sul fango presente nei nostri reattori per determinare i parametri cinetici medi
caratteristici della biomassa. A disposizione erano presenti i dati giornalieri rilevati dal personale tecnico della cartiera ed una analisi di biodegradabilità effettuata in data 25 /10/2004 sui fanghi in ingresso ed uscita dalla depurazione.
La prova di biodegradabilità è stata eseguita per approfondire le conoscenze sulla composizione del fango e per capire come intervenire nel caso in cui il valore del COD totale in uscita dall’impianto superi il limite definito dalla legge 152/99 di 160 mg/l.
Analizzando le caratteristiche dei reflui in questione sono state fatte alcune analisi i cui risultati sono esposti nella tabella 7.
Parametro Unità di misura Entrata Uscita Abbattimenti %
pH unità pH 7.0 7.4 BOD5 mg/l 1102 37 96.60 COD mg/l 2070 200 90.34 P mg/l 8.0 0.6 TKN mg/l 42 NNO3 mg/l 1.3 NNO2 mg/l <0.2 NH4 mg/l 0.4 COD filtrato mg/l 1520 BOD/COD 0.53 0.18 BOD/N 100 / 3.8 100 / 4.6 BOD/P 100 / 0.73 100 / 1.62
Il rapporto BOD/COD misurato in ingresso è in linea con i valori di un refluo civile, segnalando che la quota di carbonio disponibile per la degradazione biologica è più del 50%.
Il rapporto cambia quando si analizza il refluo in uscita, scendendo ad un valore del 18%, ad indicare che tutto il carbonio biodegradabile sembra essere stato tutto degradato.
Se valutiamo le percentuali di abbattimento, si può notare che l’abbattimento del BOD è anche più alto dell’abbattimento del COD, segnalando che tutto quello che l’impianto può eliminare viene eliminato.
La misura del COD filtrato è stata effettuata per capire se e in che misura è presente della sostanza organica nel materiale corpuscolato ancora presente nell’ingresso e che potrebbe eventualmente essere fermato dai flottatori. In effetti rappresenta circa il 25% del totale.
In questi impianto la nitrificazione non è un problema perché la quota di azoto che arriva non è tale da richiedere una nitrificazione spinta, quindi l’urea da dosare è il minimo necessario per mantenere bilanciato il refluo ed evitare la crescita eccessiva di batteri filamentosi.
Per valutare la capacità del fango biologico di trattare il refluo derivante dal ciclo produttivo attuale è stato effettuato un test di biodegradabilità sui campioni d ingresso ed uscita impianto.
Il test è stato eseguito mettendo in contatto il fango biologico dell’impianto stesso (ricircolo) con un’aliquota di ingresso e uscita in rapporto di 1:1. La miscela così ottenuta è stata lasciata in ossigenazione tramite un insufflatore d’aria in modo da garantire condizioni non limitanti per quanto riguarda l’ossigeno disciolto disponibile. Ad intervalli regolari sono stati prelevati 2 campioni della miscela: uno per misurare l’OUR specifico e valutare l’attività batterica presente al momento, e l’altro per ottenere, tramite filtrazione veloce con carta, un campione su cui misurare il COD residuo. I risultati ottenuti sono esposti nelle tabelle che seguono:
Tempo
h mgO2/gMLVSS*h OURs Temperatura ° C COD mg/l
0 33.10 22.5 660 1 17.90 23.0 714 2 5.90 25.9 508 3 2.70 26.6 440 4 2.20 27.0 331 18 1.60 24.0 n.r. 24 2.20 25.2 190
Tabella 8: test di biodegradabilità del liquame in ingresso impianto
Tempo
h mgO2/gMLVSS*h OURs Temperatura ° C COD mg/l
0 1.80 23.0 237
1 1.0 23.2 278
2 1.40 23.6 225
3 1.60 24.0 215
Analizzando i dati in possesso ho scelto come modello per il flusso di fango in ingresso il CODbased che richiede come dati la concentrazione del COD totale, il TKN ed il fosforo.
Il modello matematico più adatto per raggiungere gli obbiettivi era il ASM1 (Activated Sludge Model 1) in quanto richiedeva come variabili dati che potevo ricavare dalle analisi a disposizione. I dati relativi alle cinetiche di reazione sono state confermate quelle di default in quanto mi garantivano un buon funzionamento dell’impianto.
A questo punto il modello doveva essere messo alla prova immettendo in ingresso una serie di input rilevati sull’impianto e controllando che gli output generati fossero simili a quelli reali. Dato che nell’impianto manca un monitoraggio continuo di tutti i dati necessari per descrivere il modello, la modellazione è stata fatta sui valori medi giornalieri in ingresso al selettore fanghi ed in uscita dai sedimentatori finale (COD e BOD).
L’impianto reale funziona con una portata costante nel tempo pari a 180 m3/h (figura 33), ma varia di giorno in giorno la concentrazione del
COD quindi per la simulazione ho pensato di inserire un valore del COD medio giornaliero ricavato dai dati forniti dal personale della cartiera relativo agli anni 2002 e 2003 (figura 33).
Figura 33: portata di refluo in ingresso all’impianto di depurazione
In uscita la concentrazione del COD e del BOD sono coincidenti con i valori medi misurati giornalmente all’uscita dell’impianto di depurazione come possiamo vedere confrontando i grafici della figura 35 e i dati relativi agli anni 2002 e 2003 contenuti nell’appendice A e B
Figura 34: ingresso COD totale nell’impianto di depurazione
Il programma strutturato in modo da fornirci una moltitudine di dati relativi a ciascun reattore che compone l’impianto di depurazione della cartiera, mi ha permesso di conoscere l’andamento delle concentrazioni del COD filtrato all’uscita del selettore dato che questo valore viene misurato solo in casi eccezionali. In base a questi dati ho potuto verificare che la cinetica delle reazioni all’interno del selettore reale coincidessero con quelle del simulatore (figura 36).
Figura 35: concentrazione del COD e BOD in uscita dall’impianto
