Rino Liuzzi

Redazionale

Il trattamento del percolato di discarica rappresenta una grande sfida ingegneristica a causa delle alte e variabili concentrazioni di solidi disciolti, sostanze organiche disciolte e colloidali, metalli pesanti e sostanze organiche xenobiotiche.

Pratiche specifiche di gestione del percolato, come il ricircolo (discarica di bioreattore) e la miscelazione di gas di discarica con percolato, impatto qualità, con caratteristiche che variano notevolmente da un sito all'altro. Anche la temperatura fredda in inverno è una sfida per la progettazione di strutture per il trattamento del percolato (LTF) in Canada.

Tradizionalmente, il percolato di discarica è stato trasportato o pompato in impianti di trattamento delle acque reflue fuori sede per lo smaltimento. Lo smaltimento in strutture fuori sede ha generato opposizione da parte dei proprietari di impianti a causa di criteri di scarico degli effluenti più rigorosi. Quando scaricati in un impianto di trattamento delle acque reflue, i percolati possono interferire con la disinfezione a raggi ultravioletti estinguendo fortemente la luce UV. Il percolato può contenere anche metalli pesanti e un'alta concentrazione di ammoniaca che può essere inibente ai processi biologici.

• Il trattamento in loco del percolato è un'alternativa ai crescenti costi associati al trasporto del percolato in un impianto locale di trattamento delle acque reflue. Queste strutture di trattamento sono progettate per soddisfare le esigenze specifiche delle singole discariche e consentire lo scarico in una fognatura sanitaria o in un corpo idrico senza alcun costo di trasporto o smaltimento.

Le tecnologie per il trattamento del percolato di discarica comprendono il trattamento biologico, il trattamento fisico / chimico e le tecnologie "emergenti" come l'osmosi inversa (RO) e l'evaporazione.

Il trattamento con percolato biologico è una tecnologia collaudata per la rimozione di ammoniaca e di organici nel percolato giovane e maturo. I processi anossici / aerobici raggiungono la nitrificazione e la denitrificazione e riducono la richiesta di ossigeno per il trattamento del percolato di discarica.

I metodi di trattamento biologico comprendono il processo a fanghi attivi (ASP), i reattori batch di sequenziamento (SBR), i bioreattori a membrana (MBR), le lagune aerobiche e le zone umide costruite. I metodi di trattamento fisico-chimico includono ossidazione, coagulazione / flocculazione, carbone attivo, strippaggio, evaporazione, filtrazione e RO. La scelta della tecnologia dipende in gran parte dalle caratteristiche del percolato, dalle limitazioni di scarico (ad es. Scarico diretto o indiretto) e dai vincoli del sito.

Green Lane LTF

Per motivi di temperatura, i serbatoi biologici sono alloggiati in una copertura per serre.
@

La discarica di Green Lane si trova a St. Thomas, in Ontario, ed è stata originariamente aperta nel 1978 per lo smaltimento dei rifiuti residenziali locali. Il sito attualmente accetta rifiuti industriali non pericolosi domestici, commerciali e solidi provenienti da un'area di servizio a livello provinciale. La capacità del sito è di circa 5,7 milioni di tonnellate e finora circa un quarto di questa capacità è stata utilizzata. Con le attuali tariffe di discarica e le limitazioni dello spazio aereo, la vita residua del sito è stimata in 20 anni.

Prima della progettazione dell'LTF sono stati condotti ampi studi di trattabilità, inclusi test respirometrici per determinare la biocinetica e test di coagulazione / precipitazione su scala di banco per la rimozione del colore. Sono stati condotti test di coagulazione e flocculazione per confrontare allume e cloruro ferrico rispetto al pH iniziale e finale, al dosaggio, alla produzione di fanghi e alla riduzione del colore.

Serbatoi di pretrattamento presso il Green Lane LTF.
@

Uno studio di trattabilità su scala di banco si è rivelato utile nel determinare la fattibilità di potenziali processi di trattamento per la rimozione di contaminanti dal percolato. Ha inoltre portato alla raccolta di dati significativi per la progettazione LTF in loco su vasta scala. Il percolato era caratterizzato da elevato COD (1.000 - 5.000 mg / l), ammoniaca (150 - 600 mg / l), solido disciolto totale (TDS) (2.000 - 6.000 mg / l) e colore intenso (fino a 1.200 Pt-Co ).

Un criterio di progettazione principale per l'impianto di trattamento era quello di incorporare una significativa flessibilità nei processi di trattamento per consentire variazioni attese nella qualità e quantità del percolato durante tutta la vita della discarica e oltre. Al fine di ottenere in modo affidabile il trattamento richiesto, il sistema biologico è stato progettato come processo Ludzack-Ettinger (MLE) modificato per un tempo di ritenzione prolungato. Il tempo di ritenzione idraulica (HRT) è risultato necessario per l'idrolisi dei composti lentamente biodegradabili nel percolato e per ottenere sostanze organiche sufficientemente basse, prima della nitrificazione aerobica.

Serbatoi anossici e di aerazione Green Lane LTF.
@

L'LTF in scala reale, progettato per una capacità di 300 m 3 / giorno, include un pretrattamento che comprende addizione chimica e chiarificazione primaria per rimuovere metalli, durezza e TDS. Il processo MLE è seguito dall'ozonizzazione per rimuovere il colore e dalla filtrazione per trattare il percolato a livelli regolatori accettabili per un ricevitore di acque superficiali. L'acido fosforico e il metanolo vengono aggiunti rispettivamente come fonti supplementari di fosforo e carbonio (vedere la Figura 1).

I serbatoi di pretrattamento e biologici sono alloggiati in una copertura di edifici e serre, per eliminare i problemi di temperatura invernale fredda.

Le concentrazioni medie di effluenti 2008-2013 sono BOD <5 mg / l, ammoniaca <3 mg / l e fosforo totale (TP) <0,5 mg / l, che sono tutti al di sotto dei criteri di conformità di 5 mg / l, 3 - 5 mg / l e 0,5 mg / l, rispettivamente. La concentrazione media di solidi sospesi totali di effluente (TSS) variava da 4 a 11 mg / l che è inferiore al requisito normativo di 15 mg / l.

Sono stati raggiunti un'efficienza di rimozione dell'ammoniaca costante a lungo termine del 99% e un'efficienza di rimozione del COD del 60% - 80%. In media l'LTF ha ottenuto la rimozione del colore dal 70% al 90%. Sebbene non vi fossero requisiti normativi per l'azoto totale (TN) o il nitrato, l'LTF ha raggiunto un'efficienza di rimozione media del 60% - 70% TN.

@

McDougall LTF, Parry Sound

Sinistra: percolato influente. A destra: effluente trattato dal Green Lane LTF.

La discarica di McDougall a Parry Sound, Ontario, è stata una solida struttura di smaltimento dei rifiuti non pericolosi dal 1976. Studi sulle acque sotterranee nel sito hanno indicato che gli impatti di percolato residuo derivanti dalla discarica non foderata erano presenti nelle acque sotterranee in loco. I contaminanti che destano preoccupazione nelle acque sotterranee erano ferro e manganese. Il proprietario della discarica ha deciso di proseguire con la progettazione di una struttura combinata per il trattamento delle acque sotterranee colpite, nonché del percolato dalle attività di discarica in corso.

Sul percolato sono stati condotti test di trattabilità su vasta scala per identificare i processi adatti a ridurre il ferro. Ciò includeva l'ossidazione del ferro per aerazione e forti ossidanti, seguita dalle precipitazioni. La modellizzazione dei processi biologici è stata condotta prima della progettazione concettuale dell'LTF. I test di trattabilità hanno dimostrato che l'ossidazione del ferro mediante aerazione è sufficiente per la riduzione del ferro. Sulla base di ciò che doveva essere rimosso dai rifiuti, è stato stabilito che prima del trattamento biologico non era richiesta una fase di pretrattamento chimico.

Le falde acquifere e i percolati interessati sono trattati con un processo biologico progettato per ottenere nitrificazione e denitrificazione con una capacità di progettazione di 120 m 3 / giorno. La principale sfida nella progettazione di questo LTF è stata l'elevata variabilità delle concentrazioni di azoto Kjeldahl totali influenti (60-250 mg / l).

Al fine di ottenere un funzionamento stabile nonostante il rapporto carbonio-azoto altamente variabile, l'LTF complessivo è stato progettato per un tempo di ritenzione prolungato di 2,3 giorni (TOS anossica e aerobica di 15 e 40 ore, rispettivamente). Il metanolo e l'acido fosforico vengono aggiunti come fonti di carbonio e fosforo.

L'effluente del chiarificatore viene scaricato nel laghetto di lucidatura e in un laghetto di acqua piovana / infiltrazione.

Una delle principali preoccupazioni nel funzionamento dei sistemi biologici nei climi freddi è la riduzione delle prestazioni di nitrificazione o congelamento, durante i periodi di basse temperature ambientali.

Le medie di qualità dell'effluente a lungo termine sono: ammoniaca di 0,1 - 2 mg / l e BOD di <7 mg / l. Questi sono inferiori ai rispettivi limiti di effluente di 5 e 15 mg / l. L'LTF ha ottenuto la rimozione dell'ammoniaca al 99% per questo periodo. Le concentrazioni di nitrati effluenti erano nell'intervallo 22 - 47 mg / l, riflettendo un'eccellente denitrificazione. Il ferro e il manganese nelle acque sotterranee colpite sono stati ridotti agli obiettivi provinciali di qualità delle acque (0,3 mg / l di ferro) nel sistema di aerazione senza pretrattamento.

Sommario

I sistemi di trattamento del percolato in loco sono un'alternativa interessante per ridurre i costi e il rischio ambientale di trasportare il percolato in strutture di trattamento fuori sede.

Una corretta caratterizzazione del percolato, supportata da studi di trattabilità (test al banco o studi pilota) è utile per selezionare una struttura di trattamento affidabile del percolato in grado di soddisfare efficacemente le caratteristiche di influenza variabile. Le tecnologie applicabili per il trattamento del percolato in loco includono una varietà di processi fisico / chimici e processi biologici.

I due casi studio descrivono l'idoneità dei processi biologici per il trattamento del percolato giovane e intermedio. I processi di nitrificazione e denitrificazione per il trattamento biologico del percolato sono stati implementati con successo per la rimozione di composti organici e azoto.

I vantaggi di tali processi includono nitrificazione stabile, maggiore grado di rimozione totale dell'azoto, riduzione della domanda di ossigeno e minore velocità di produzione dei fanghi.

Per l'ottimizzazione del trattamento potrebbe essere necessario includere disposizioni per l'aggiunta di una fonte di carbonio supplementare, come fonti di carbonio premium MicroC ™ o metanolo e fosforo.

___________________________________________________________________________________

www.ghd.com/en/    GHD è una delle principali società di servizi professionali al mondo che opera nei settori del mercato globale di acqua, energia e risorse , ambiente , proprietà ed edifici e trasporti .