ZeeLung MABR per l'intensificazione di processo in impianti esistenti
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Corso IMPIANTI BIOLOGICI DI DEPURAZIONE: Gestione del processo di depurazione biologica (mod.3) 11-13-18-20 maggio 2021 ZeeLung MABR per l’intensificazione di processo in impianti esistenti Ing. Giuseppe Guglielmi, PhD – EMEA Product Manager Suez Water Technologies & Solutions giuseppe.guglielmi@suez.com M: + 39 342 128 7963
ZeeLung MABR per l’intensificazione di processo in impianti esistenti Giuseppe Guglielmi, PhD ZeeLung Product Manager – EMEA giuseppe.guglielmi@suez.com M: + 39 342 128 79 63 2
Sommario 1. Introduzione alla tecnologia MABR Cos’è e cosa NON è Come funziona Caratteristiche di ZeeLung 2. Perché e quando scegliere ZeeLung Quali problemi risolve e che vantaggi offre Possibili configurazioni di processo 3. I KPIs di un MABR 4. Installazioni ZeeLung a scala reale 5. Conclusioni 3
Tecnologia MABR e ZeeLung 4
COS’È UN MABR Membrane Aerated Biofilm Reactor PROCESSO A BIOMASSA ADESA IL CARRIER SU CUI SI SVILUPPA IL BIOFILM SVOLGE UN RUOLO « ATTIVO » NEL PROCESSO È costituito da una membrana polimerica di tipo denso (non poroso), permeabile al gas. Non si tratta solo di un supporto meccanico per la crescita della biomassa, ma anche dello strumento per il trasferimento di O2 ai microrganismi Diffusione molecolare di O2, senza bolle MECCANISMO CONTRO-DIFFUSIVO Donatori di elettroni (O2) e accettori di elettroni (NH4 e COD biodegradabile) raggiungono il biofilm da lati opposti. La struttura molecolare di NH4 ne favorisce una penetrazione rapida all’interno della pellicola biologica Condizioni ottimali per la biomassa nitrificante ZeeLung MABR for upgrading/retrofitting existing WWTPs 5
UN MABR NON È … … UN FILTRO PER LA SEPARAZIONE SOLIDO/LIQUIDO … UN DIFFUSORE A BOLLE FINI ZeeLung MABR for upgrading/retrofitting existing WWTPs 6
MABR PURI E MABR IBRIDI 17/9/2020 ZeeLung MABR for upgrading/retrofitting existing WWTPs 7
COM’È FATTO ZEELUNG Geometria a fibra cava consolidata in oltre 30 anni di esperienza e applicazioni di membrane immerse per il trattamento reflui ALTA PACKING DENSITY CORDA SUPPORTATA support Garantisce maggiore robustezza (polyester) POLIMERO AD ELEVATA DIFFUSIVITÀ DI O2 filaments Migliora il trasferimento di ossigeno e riduce il consumo di energia elttrica per l’aerazione wrap AERATORE LEAP PER MISCELAZIONE E SCOURING (polyester) Un’unica soffiante per entrambi gli scopi La soluzione MABR energeticamente più efficiente presente sul mercato 8
ZEELUNG V1 AISI 316 L FRAME 48 MODULES PER CASSETTE 40 m2/module 1920 m2 per cassette DIMENSIONS Larghezza: 1745 mm; Lunghezza: 2112 mm; Altezza: 2561 mm DEDICATED COARSE BUBLE AERATOR FOR SCOURING/MIXING Installabile in vasche poco profonde 2 forniture di aria distinte 17/9/2020 ZeeLung MABR for upgrading/retrofitting existing WWTPs 9
ZEELUNG V2 TELAIO CASSETTA IN AISI 316 L 48 MODULI PER CASSETTA 40 m2/modulo 1920 m2 per cassetta DIMENSIONI Larghezza: 1745 mm; Lunghezza: 2112 mm; Altezza: 3061 mm MISCELAZIONE/SCUOTIMENTO INTEGRATI CON LEAP Installazione semplice Una sola apparecchiatura accessoria (soffiante) Risparmio di energia Miscelazione/scuotimento ottimizzati 17/9/2020 ZeeLung MABR for upgrading/retrofitting existing WWTPs 10
Perché scegliere ZeeLung 11
CHE VANTAGGI OFFRE ZEELUNG INTENSIFICAZIONE DI PROCESSO • Fare di più, in meno spazio • Condizioni ottimali per la nitrificazione biologica (30-40% di biomassa nitrificante, contro 4-5% di FA convenzionali) • Nitrificazione Denitrificazione in Simultanea INSTALLAZIONE VELOCE E GESTIONE SEMPLICE • No opere civili – Idonea a qualsiasi geometria di vasca • Installabile senza vuotare le vasche • Logiche di automazione semplificate – No lavaggi chimici PROCESSO ROBUSTO • Si adegua autonomamente alla variazioni di carico • Non subisce dilavamento della biomassa • Nitrificazione stabile anche a basse T RISPARMIA ENERGIA, RIDUCE I GAS-SERRA • Elevata efficienza trasferimento O2 • Nessun rischio di perdita carrier (vd. MBBR) • Minore produzione di gas-serra rispetto alle altre tecnologie di potenziamento 12
MABR È UN PROCESSO IFAS? Proviamo a fare chiarezza IFAS = INTEGRATED FIXED-FILM ACTIVATED SLUDGE Processo a biomassa adesa integrato in processo a fanghi attivi ➔ un MABR ibrido è un IFAS! ZEELUNG IN CONFIGURAZIONE IBRIDA È UN IFAS, CON I VANTAGGI DEL MABR ! 17/9/2020 ZeeLung MABR for upgrading/retrofitting existing WWTPs 13
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CHE PROBLEMI PUÒ RISOLVERE AUMENTARE LA CAPACITÀ DI UNO SCHEMA P-DN/N L’installazione di cassette ZL nel comparto anossico intensifica nitrificazione e denitrificazione DA NITRIFICAZIONE A RIMOZIONE TN Conversione di parte del volume aerobico in anossico e recupero della capacità nitrificante con il biofilm di ZL IMPLEMENTAZIONE DI RIMOZIONE BIOLOGICA DEL P Conversione di parte del volume in anaerobico e recupero della capacità nitrificante “cannibalizzata” mediante ZL NITRIFICAZIONE TERZIARIA IN CONFIGURAZIONE PURA A valle di FA per sola rimozione BOD MABR PURO PER RIMOZIONE C E N Soluzione adeguata a impianti piccolo e decentralizzati, con chiarificazione in vasca PRE-TRATTAMENTO DI REFLUI “CARICHI” Acque da disidratazione fanghi, percolati di discarica, reflui industriali 15
Indicatori prestazionali di un MABR 16
COME MISURARE LE PERFORMANCES KPI’S OXYGEN TRANSFER EFFICIENCY (OTE) Dal monitoraggio in tempo reale della % di O2 nell’aria esausta 20.9% − 2% ℎ ∗ 1 − 20.9% = = 20.9% 1 − 2% ℎ OXYGEN TRANSFER RATE (OTR) Tasso di respirazione del biofilm ℎ 2 32 ∗ 24 = OTE ∗ ∗ 20.9%( )∗ 2 22.414 ∗ 2 ( ) NITRIFICATION RATE (NR) Calcolabile a partire dall’OTR Validabile con misure in campo e/o in laboratorio della concentrazione di NH4+ 17
Impianti a scala reale 18
North Toronto, VCS, Denmark ON, Canada Spernal, UK 2018 2020 Waterloo, ON, Canada Schilde, Belgium 2018 Yorkville, IL, US 2017 Subiaco, AUS 2020 Brickworks, AUS 2020
YORKVILLE, IL, USA 14,000 M3/D, 37,000 PECOD120 START-UP NOV 2017 PROJECT DRIVERS Incremento di capacità di circa il 45% Nuovo limite allo scarico su P tot (1 mg/L) Mancanza di spazi per nuove opere civili AZ Tempi ristretti NL 12 X ZEELUNG CASSETTES PRINCIPALI KPI OTR tra 7.1 e 15.9 gO2/m2/d (11.6 ± 1.5 ➔ Nitrification Rate: 2.32) OTE tra 25 and 50% Incremento di capacità depurative del 45% , nessuna variazione dei consume energetici N-NH4+ < 1.5 mg/L P tot prima/dopo ZeeLung: 2.5 mg/L (con chemicals)/ 1 mg/L (no chem.) 20
SPERNAL SEVERN TRENT WATER, UK 5,800 M3/D, 10,500 PECOD120 AVVIATO A NOV 2020 PROJECT DRIVERS Testare la tecnologia come soluzione per garantire nitrificazione stabile Aumentare la capacità di trattamento del sistema 5 X ZEELUNG CASSETTES TUTTE LE UTENZE AUSILIARIE SONO INSTALLATE IN UN CONTAINER DA 10 FT FABBISOGNO DI ARIA 8-16 NM3/H/CASSETTE, ~ 40% MENO DI ALTRE TECNOLOGIE MABR 21
CONCLUSIONI ZeeLung è una soluzione di intensificazione del processo biologico Seleziona «intrinsecamente» biomassa nitrificante Riduce tempi di realizzazione e costi opere civili Risparmia energia elettrica (-50% rispetto ad altre opzioni) e diminuisce emissioni di gas-serra Tecnologia innovativa ma con risultati già verificati a scala reale Strumento per ottimizzazione di altri processi biologici «instabili» Per approfondimenti, verifiche di fattibilità e prove dimostrative giuseppe.guglielmi@suez.com – massimo.demarco@suez.com 22
GRAZIE
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