Deammonificazione con processo AnAmmOx

Descrizione tecnologia:
La tecnologia di deammonificazione con processo AnAmmOx, inserita in un sistema di trasformazione e/o di rimozione biologica dell’azoto, può essere considerata come un particolare processo di conversione dell’azoto biologico all’interno di un sistema a fanghi attivi e a biomassa sospesa applicato alle acque reflue. In questo caso, a differenza delle “tradizionali” tecnologie denitro-nitro convenzionale (DN/N) oppure SBR, la reazione fondamentale che conduce alla formazione di azoto gassoso (N2(g)) non è costituita dall’usuale processo anossico di denitrificazione (l’azoto nella forma di nitrati viene convertito per via biologica ad azoto gassoso: NO3- --> N2(g)), ma dalla reazione, condotta sempre in assenza di ossigeno, dei nitriti con lo ione ammonio (NO2- + NH4+(aq) --> N2(g) + 2 H2O).
Il processo AnAmmOx è un processo di tipo autotrofico; la fonte carboniosa per la biomassa prodotta durante la fase anabolica è l’HCO3 che deve subire pertanto un processo di riduzione. Gli elettroni, necessari a tale processo di riduzione, vengono prodotti dalla reazione di ossidazione dei nitriti a nitrati (NO2- --> NO3-).
Il processo AnAmmOx offre molti vantaggi per quanto riguarda la rimozione dello ione ammonio dalle acque reflue. Infatti, come detto in precedenza, convenzionalmente l’ammonio è rimosso mediante nitrificazione a nitrato (NH4+(aq) --> NO2- --> NO3-), nitrificazione seguita da un processo di denitrificazione (NO3- --> N2(g)). Nei processi di tipo AnAmmOx (quindi anche nei processi che prendono denominazione quali: SHARON, OLAND, CANON, SNAP, DEMON, DIB, DEAMOX e loro configurazioni intermedie o combinatorie), solo metà dello ione ammonio è ossidato, e non sino a nitrato ma solo sino allo ione nitrito (½ [NH4+(aq)] --> NO2-). Successivamente, lo ione nitrito reagisce con lo ione ammonio rimanente sino a formare azoto molecolare ((½ [NH4+(aq)] + NO2- --> N2(g)).
Due principali configurazioni sono possibili per la rimozione di ammonio basata sul processo AnAmmOx: (1) Una configurazione a due reattori in cui parte dell’ammonio è prima ossidata a nitrito in un reattore aerato (nitritazione parziale), dopodiché il processo AnAmmOx ha luogo in un secondo reattore in condizioni anossiche; (2) Una configurazione a reattore singolo, in cui la nitritazione parziale ed il processo AnAmmOx hanno luogo nello stesso reattore aerato. In questa configurazione, la nitrificazione avviene nello strato superiore aerobico di un fiocco o granulo entro il reattore, mentre il processo AnAmmOx avviene nella zona anossica più profonda del biofilm. Anche l’alternanza di periodi ossici e anossici, accendendo e spegnendo il flusso di aerazione è un metodo per ottenere la nitritazione ed il processo AnAmmOx in un singolo reattore.

Attuali ambiti di applicazione:
Settore della depurazione delle acque reflue industriali, settore della gestione dei rifiuti (percolati di discarica) con applicazioni a scala reale.

Grado di sviluppo nel settore zootecnico:
Attualmente non rappresenta una tecnologia né affermata né diffusa in ambito agro-zootecnico. Esistono solo impianti sperimentali o prototipi.

Matrici trattate:
Fase liquida derivante da trattamento preliminare di separazione S/L applicata a liquami zootecnici e/o digestato. Le matrici sottoposte a deammonificazione con processo AnAmmOx oggetto di studio nell’ambito del Progetto, sono costituite da:
Fase liquida ottenuta da separazione S/L di liquame prodotto da suini;
Fase liquida ottenuta da separazione S/L di digestato prodotto a partire da liquame di vacche da latte.
Dal punto di vista dei composti azotati trattati in maniera specifica dalla tecnologia di deammonificazione con processo AnAmmOx, essi sono riconducibili a tutte le forme di azoto presenti nel refluo da trattare, ed in particolare all’azoto presente in forma ammoniacale.

Prodotti ottenuti:
Refluo liquido impoverito della componente azotata (ed in particolare ammoniacale) e fango in cui si trovano concentrate le forma organiche dell’azoto. Grazie al trattamento di depurazione, l’azoto viene convertito ad azoto gassoso. Possibili prodotti intermedi nel processo AnAmmoOx – se non correttamente concluso o gestito – sono costituiti da ammoniaca (NH3(g)) e ossidi di azoto, tra cui va ricordato il protossido di azoto (N2O(g)), potente gas serra.

Posizione nella linea di trattamento:
La tecnologia di depurazione biologica di deammonificazione con processo AnAmmOx, qualora introdotta in un sistema di gestione dei reflui zootecnici, rappresenta una tecnologia di trattamento finale o intermedia se, dopo il trattamento di depurazione biologica, la rimozione dell’azoto viene ulteriormente affinata mediante l’adozione di altri trattamenti (es. ultrafiltrazione e osmosi inversa). Nell’ambito del Progetto, azioni di monitoraggio specifiche sulla tecnologia di depurazione biologica condotta ricorrendo a deammonificazione con processo AnAmmOx, riguardano le seguenti linee di trattamento:
  • Liquami suini --> Separazione S/L --> Fase liquida --> Deammonificazione con processo AnAmmOx (sperimentazione a scala pilota).
  • Liquami bovini --> Digestione Anaerobica --> Digestato --> Separazione S/L --> Fase liquida --> Deammonificazione con processo AnAmmOx (sperimentazione a scala pilota).

[scarica la pagina in formato .pdf]