Configurazioni di processo
L’ozonizzazione è un sistema consolidato e funzionante. È necessario uno stadio di post-trattamento biologicamente attivo (ad es. filtrazione su sabbia). Dal momento che l’ozonizzazione non è indicata per tutti i tipi di acque di scarico, è necessario analizzare per tempo le acque di scarico da trattare (prima di scegliere il processo). Agli impianti su scala reale.
I parametri tipici (es. tempo di permanenza minimo, dose di ozono, numero di camere, velocità di filtrazione) ricavati dai progetti di realizzati e le illustrazioni si trovano al link seguente: Ozono Parametri ricavati dall’esperienza pratica e illustrazioni.
L’ozono viene prodotto in loco, con un generatore di ozono, e immesso nelle acque di scarico in forma gassosa. Come gas vettore viene in genere utilizzato l’ossigeno liquido. In alternativa, è possibile utilizzare l’aria secca od ossigeno prodotto in loco. Una volta immesso nelle acque di scarico, nel reattore a contatto, l’ozono reagisce con le sostanze presenti nelle acque di scarico (anche con i microinquinanti organici).
Durante l’ozonizzazione occorre adottare determinate misure di sicurezza (La sicurezza nella gestione dell’ozono presso gli impianti di depurazione e Aspetti di sicurezza relativi all’impiego di ossigeno negli impianti di depurazione). Occorre tra l’altro garantire che l’ozono residuo presente nell’aria esausta del reattore venga distrutto prima che sia immesso nell’ambiente e che dalle acque di scarico non venga emesso ozono disciolto. Altre misure di sicurezza vanno adottate per la manipolazione dell’ossigeno dal quale viene prodotto l’ozono: sono pericolose non solo le basse concentrazioni di ossigeno nell’aria ambiente, ma anche concentrazioni elevate. Si dovranno pertanto adottare concetti di monitoraggio ed eventuali piani per incidenti. Per lo stadio di post-trattamento è importantissimo che l’acqua in entrata sia priva di ozono. Ciò significa che il reattore di contatto dell’ozono deve essere adeguatamente dimensionato dal punto di vista idraulico e che, in caso di malfunzionamento, deve essere possibile impedire l’uscita di ozono adottando adeguate misure di sicurezza.
Una volta immesso nelle acque di scarico, l’ozono presente nel reattore di contatto reagisce con le sostanze contenute nelle acque di scarico. L’ozono può essere immesso utilizzando iniettori o diffusori. Durante la realizzazione del reattore assicurarsi che non si formino flussi in cortocircuito. È possibile evitarli studiando attentamente, in modo preventivo, l’idraulica. Scegliere un tempo di permanenza nel reattore di contatto in modo che, anche in caso di pioggia, ci sia tempo sufficiente perché l’ozono possa reagire e non sia presente nel successivo stadio di post-trattamento biologico.
L’ozono è un gas molto irritante. È pertanto necessario distruggere l’ozono residuo presente nell’aria esausta del reattore, prima che venga sprigionato nell’ambiente. È inoltre importante gestire l’impianto in modo che, dalle acque di scarico trattate, non fuoriesca ozono disciolto. Si dovranno pertanto adottare concetti di monitoraggio ed eventuali piani per incidenti.
L’ozonizzazione può avere effetto sull’impianto esistente limitatamente agli ambiti di seguito elencati (elenco non esaustivo): raffreddamento, ventilazione, alimentazione elettrica (eventualmente sarà necessario un grande trasformatore), ecc. L’ozonizzazione non ha effetti sul trattamento dei fanghi dell’IDA, perché non vengono prodotti ulteriori fanghi.
L’ozonizzazione viene collocata a valle del comparto biologico, poiché le sostanze contenute nelle acque di scarico influiscono direttamente sull’esercizio e sulla resa depurativa. Notevole importanza rivestono le rese della depurazione biologica e della separazione dei solidi – prevalentemente dei fanghi attivi. Un parametro molto importante in questo contesto è il carbonio organico disciolto (DOC), che determina il fabbisogno specifico di ozono: una concentrazione elevata di DOC comporta una maggiore dose di ozono (mg O3/mg DOC), dal momento che, reagendo con parti del DOC, l’ozono non è più a disposizione per l’ossidazione dei microinquinanti organici. Uno comparto biologico nitrificante con un’età dei fanghi di 10-20 giorni presenta concentrazioni di DOC in uscita pari a 5-10 mg/DOC/l. Un altro parametro importante è la concentrazione di nitriti, che reagiscono molto rapidamente con l’ozono. Una nitrificazione il più possibile completa e continua (anche durante i freddi mesi invernali) riduce il rischio di picchi di nitriti che consumano inutilmente l’ozono.
Il trattamento delle acque di scarico comunali con l’ozono può generare sottoprodotti di reazione tossici e labili, che devono essere nuovamente abbattuti in uno stadio di post-trattamento biologicamente attivo. Possibili processi di post-trattamento: filtrazione su sabbia, filtro con carbone attivo granulare, sistemi a letto fluidizzato e sistemi a letto fisso. Una panoramica completa di questi processi è riportata nel rapporto seguente.