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La nitrificazione biologica consiste nell'ossidazione biochimica dell'azoto ammoniacale per mezzo di batteri autotrofi aerobici. Il processo è costituito da due stadi che coinvolge due gruppi distinti di batteri, responsabile ciascuno di uno degli stadi.

Ossidazione dell’azoto ammoniacale (N-NH4+) in nitriti (N-NO2-) tramite i batteri Nitrosomonas:

2NH4+ + 3O2 ==> 2NO2- + 4H+ + 2H2O

Ossidazione dei nitriti (N-NO2-) in nitrati (N-NO3-) tramite i batteri Nitrobacter:

2NO2- + O2 ==> 2NO3-

Totale reazione di ossidazione:

NH4+ + 2O2 ==> NO3- + 2H+ + H2O

NITRIFICAZIONE1La reazione di nitrificazione avviene contemporaneamente all'ossidazione del BOD nello stesso bacino di aerazione, sfruttando l'ossigeno disciolto immesso per mezzo di micro bolle d’aria. La velocità di crescita ("yield") dei batteri nitrificanti è molto più lenta dei batteri eterotrofi, per cui gli impianti progettati per questo tipo di trattamento sono caratterizzati da valori superiori di età del fango e del tempo di residenza idraulica.
Il processo di nitrificazione viene influenzato da numerosi fattori ambientali, quali il pH, la presenza di sostanze tossiche e di metalli, la concentrazione di ammoniaca libera:

  • Il fattore più critico è il pH, a causa delle possibili oscillazioni del livello di azoto; a pH <7 si ha una drastica riduzione delle cinetiche dei Nitrobacter, mentre a pH> 8,5 l’ammonio libero provoca l’inibizione dei Nitrosomonas.
  • L’attività dei batteri nitrificanti viene inibita anche da basse concentrazioni di sostanze tossiche; inoltre questi batteri si posizionano nella parte esterna del fiocco di fango, per cui, in caso di aumento della tossicità in ingresso, sono anche i batteri più esposti alle condizioni ambientali.
  • Invece la temperatura influenza il tasso di crescita dei Nitrosomonas e Nitrobacter in modo differente; per esempio ad una temperatura ambiente il Nitrobacter crescere più velocemente, mentre viene inibita la sua crescita ad una temperatura più elevata.

NITRIFICAZIONE2La rimozione dell'azoto può essere effettuata anche tramite trattamenti chimico-fisici. Questi processi (stripping con aria, clorazione al punto di rottura, scambio ionico selettivo), pur mostrando alcuni vantaggi rispetto ai trattamenti biologici (una minor sensibilità a fattori quali presenza di sostanze tossiche, brusche diminuzioni di temperatura ecc. che limitano l'efficienza della bio-depurazione), presentano anche alcuni inconvenienti quali formazione di incrostazioni di carbonato di calcio nelle torri di stripping, possibili inquinamenti atmosferici per fughe di ammoniaca, formazione di quantitativi anche elevati di sottoprodotti ad alta concentrazione molto difficili da smaltire, che ne limitano di fatto la possibilità di impiego.


Attualmente nella maggior parte degli impianti installati, la rimozione dell'azoto viene effettuata tramite processi di nitrificazione - denitrificazione biologica.

 

 

Questa tecnologia è parte integrante del processo di trattamento di un Impianto Biologico.

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