Clogging analysis on aerated biofilters

In the biofilters the depuration process takes place through 2 different mechanism: Particle retention and soluble substrates removal that takes place in the biofilm on the supports surface. As time goes by these mechanism determines the phenomenon called clogging, and the quality of the filtered water gets quckly worst. A backwashing is then required to take back the bed to its initial conditions. The understanding of the clogging phenomenon in aerated biofilter is then very important to improve the biofiltration process. Because of that a research work was done. The results suggest that biofilm developing is the prevalent cause of clogging (determinin high head-losses). Biofilm distribution inside the media bed is determined by water velocities and cod loads, it has been demonstered that a good managing of operational condition could influence head-loss considerabily.

Nei biofiltri, il processo depurativo si svolge attraverso 2 meccanismi: la rimozione della componente particolata per filtrazione e la rimozione dei substrati solubili attraverso il processo biologico, che si svolge all’interno di pellicole adese ai supporti che compongono il letto filtrante. Col passare del tempo, il progressivo accumulo di solidi sospesi e la continua crescita del biofilm determinano l’intasamento del letto, che si traduce, in termini di pressioni, in crescenti perdite di carico. In queste condizioni, le caratteristiche dell’effluente peggiorano rapidamente ed è necessario un lavaggio del filtro che ne ristabilisca le caratteristiche iniziali. La comprensione approfondita di questo fenomeno è quindi essenziale al fine di migliorare le prestazioni complessive dei sistemi di biofiltrazione. La presente tesi è stata elaborata sulla base del lavoro di ricerca svolto durante il tirocinio di 6 mesi effettuato presso VERI (Veolia Environment Research and Innovation). Durante questo periodo il fenomeno dell’intasamento è stato studiato su scala pilota, valutando l’effetto dell’applicazione di diversi parametri operativi. La crescita del biofilm è risultata essere la principale causa dell’incremento di perdita di carico nel filtro. L’analisi dei profili di pressione ha dimostrato che la distribuzione del biofilm all’interno del letto filtrante è funzione delle velocità di filtrazione e dei carichi di COD applicati. È stato dimostrato che un aumento della portata di ricircolo, a parità di carico applicato, implicherebbe una più uniforme distribuzione del biofilm e, conseguentemente, minori perdite di carico. Ciò potrebbe quindi determinare considerevoli risparmi consentendo cicli operativi più lunghi e quindi controlavaggi meno frequenti.