INDAGINI SPERIMENTALI SULL'APPLICABILITÀ E L'EFFICACIA DEI BIOREATTORI A MEMBRANA NEL TRATTAMENTO DI REFLUI DERIVANTI DALLA CONCIA AL VEGETALE

摘要

The aim of this paper is to present the results of an experimental study on the efficiency and viability of membrane bioreactors (MBR) for tannery wastewater treatment. A MBR pilot plant, equipped with submerged micro-filtration modules, was fed with the tannery wastewater treated in the Consorzio Cuoiodepur WWTP (Pisa). The biomass was maintained in aerobic condition. Efficiency has been evaluated in terms of biological treatment performances while viability has been assessed in terms of fouling rate and reversibility. The experimental study has been carried out for 375 days. The filtration process has been characterized in terms of cleaning frequency and transmembrane pressure (TMP): the average TMP value, corresponding to a constant flux of 7 L h~(-1)m~(-2), was 130 mbar and cleaning was necessary in average every 40 days. Fouling was completely reversible after each chemical cleaning. Average COD and TKN reductions were respectively 78% and 95.5% after the start up period. Sludge production was 0.13 and 0.08 Kg SST (Kg COD)~(-1) corresponding respectively to 15 g L~(-1) and 18 g L~(-1) TSS concentration in the biological reactor. Results indicate that a significant fraction of organic compounds are refractory to biological treatment and cannot be removed by microfiltration.%In questo lavoro si presentano i risultati di un'indagine sperimentale rivolta a verificare l'applicabilità e l'efficacia dei bioreattori a membrana (MBR) nel trattamento dei reflui dell'industria del cuoio. La ricerca si è svolta presso il depuratore consortile gestito dal Consorzio Cuoiodepur Spa, nel distretto conciario di Santa Croce sull'Arno - Ponte a Egola (Pisa), dove è stato allestito un impianto MBR, in scala pilota, alimentato con la sola componente industriale dei reflui soggetti a trattamento. Le prove sono state condotte con un impianto pilota, dotato di moduli di microfiltrazione a fibra cava, in cui la biomassa è stata mantenuta in condizioni aerobiche. L'efficacia del trattamento è stata valutata principalmente in termini di rendimento del processo biologico, l'applicabilità, invece, con riferimento alla velocità di sporcamento delle membrane e alla reversibilità dello stesso. Tali parametri sono fortemente influenzati dalla vita dell'impianto e pertanto si è reso necessario estendere la sperimentazione ad un arco temporale sufficientemente lungo (375 giorni). Per quanto riguarda il processo di filtrazione sono stati monitorati la pressione di transmembrana (TMP) e la frequenza dei lavaggi: in corrispondenza di un flusso pari a 7 L h~(-1)m~(-2), mantenuto durante tutto l'arco di tempo, la TMP media è risultata 130 mbar e sono stati necessari in media un lavaggio ogni 40 giorni. La reversibilità del fouling è risultata completa dopo ogni lavaggio chimico nel periodo considerato. L'abbattimento del COD è risultato in media pari al 78% e, una volta innescato il processo di nitrificazione, la concentrazione di azoto ammoniacale nel permeato è risultata in media il 4.5% dell'azoto totale in ingresso. La produzione di fanghi è risultata, in rapporto al COD abbattuto, di 0.13 e 0.08 Kg SST (Kg COD)~(-1) in corrispondenza rispettivamente di una concentrazione di SST in vasca di ossidazione pari a 15 e 18 g L~(-1). I risultati evidenziano la presenza di un'aliquota piuttosto consistente di COD non biodegradabile, la cui ritenzione non può essere operata attraverso membrane di microfiltrazione.