La tecnologia BioGill® è stata sviluppata nei laboratori di ricerca della Australian Nuclear Science and Technology Organization, ANSTO, un’agenzia di ricerca del Commonwealth. ANSTO si occupa di consulenza specializzata, servizi scientifici e prodotti a enti governativi, industriali, accademici e altre organizzazioni di ricerca. Un gruppo di ricercatori dell’istituto di ingegneria dei materiali dell’ANSTO è stato coinvolto in una ricerca innovativa sull’uso di materiali nanoparticellari.
Tra il 2004 e il 2009, la tecnologia è stata ulteriormente sviluppata dai tecnici dell’ANSTO, in vista della commercializzazione. Nei due anni successivi, la neofondata BioGill® Environmental Pty Limited si è occupata dell’industrializzazione e commercializzazione della tecnologia.
Ad oggi, la tecnologia BioGill® si è dimostrata efficace su diverse tipologie di acque reflue industriali, come birrerie e cantine, nonché le acque reflue civili.
La tecnologia BioGill® fornisce le condizioni ideali di crescita del biofilm per rimuovere prontamente i nutrienti organici solubili. L’ambiente ricco di ossigeno consente l’ossidazione catabolica di composti organici come zuccheri e acidi grassi liberi, insieme all’ossidazione e alla nitrificazione dell’ammoniaca. La denitrificazione concomitante si verifica all’interno del biofilm e nella vasca di trattamento sottostante dove prevalgono condizioni anossiche promuovendo la riduzione di nitrati e nitriti sul gas azoto, completando il ciclo dell’azoto.
Il design BioGill® consente la crescita di un ecosistema vario e complesso che include molte specie che non possono essere coltivate contemporaneamente nei sistemi convenzionali. Ciò è dovuto all’esclusiva modalità di trasferimento di massa, la struttura branchiale crea contro diffusione di sostanze nutritive e ossigeno. Il risultante gradiente di concentrazione dell’ossigeno è il fattore abilitante che consente la contemporanea rimozione del carbonio, la nitrificazione e la denitrificazione in determinate condizioni. Il vantaggio di questa tecnologia è in definitiva un maggior flusso grazie all’apporto di ossigeno gassoso direttamente al biofilm senza dover attraversare uno strato liquido.
I bioreattori BioGill® possono essere implementati in un’infinita varietà di configurazioni, a seconda degli obiettivi del trattamento e delle condizioni ambientali.
Ad esempio in configurazione a batch, sistemi a flusso continuo, sistemi a cascata e a più stadi.
Una parte della biomassa cresce come un biofilm a diretto contatto con l’aria e viene alimentata con sostanze nutritive solubili attraverso il mezzo poroso. La biomassa non viene soffocata dall’acqua e dall’olio, garantendo la disponibilità di ossigeno alla biomassa anche in presenza di grassi, oli e grassi.
Una caratteristica importante di questo meccanismo consente, infatti, all’attività lipasica dei batteri aerobici di degradare olio e grasso senza che la biomassa venga soffocata. Nel corso del tempo, il biofilm si assottiglia e si deposita rapidamente nella vasca di trattamento sottostante.
Il serbatoio di ricircolo e decantazione garantisce il tempo di ritenzione al sistema per la rimozione dei nutrienti solubili e funziona come chiarificatore, consentendo ai solidi sospesi di depositarsi sul fondo del serbatoio. Nel tempo questi solidi vengono rimossi gestiti come fanghi di supero.
L’utilizzo di sistemi BioGill® si è dimostrato particolarmente efficace per il trattamento biologico delle acque reflue industriali con elevate concentrazioni di BOD, in quanto, grazie alle sue caratteristiche consente notevoli vantaggi:
- Facilità di installazione, per la quale necessità di ridotte strutture,
- Ridottissimi ingombri,
- Possibilità di ampliamento grazie alla modularità dei sistemi,
- Rapidità di avviamento ed estrema semplicità di gestione,
- Ridottissimi consumi energetici
La tecnologia BioGill® rientra nelle sezioni facenti parte del comparto di abbattimento biologico delle sostanze inquinanti. Altre sezioni relative ai pretrattamenti quali ad esempio regolazione del pH, eliminazione dei solidi sospesi, disoleazione ed bilanciamento nutrienti, se necessarie, devono essere aggiunte per gestire correttamente l’impianto e raggiungere il parametri stimati allo scarico.
A valle del sistema BioGill®, può essere necessario installare un comparto per l’eliminazione dei solidi sospesi (fanghi di sfoglio). Nell’applicazioni come quelle dei birrifici artigianali, grazie alle caratteristiche della tecnologia BioGill® per le quali la produzione di fanghi è molto inferiori a quella di un tradizionale impianto a fanghi attivi, si prevede una concentrazione di solidi sospesi in uscita dal trattamento (esclusi quindi gli eventuali solidi contenuti nelle acque in ingresso che sarà vostra cura separare più possibile in fase di produzione) inferiore a quella imposta dai limiti dalla legge per lo scarico in pubblica fognatura e tale da non richiedere ulteriori trattamenti.
La vasca di equalizzazione viene alimentata con i reflui provenienti dalla produzione una volta che avranno subito gli opportuni pretrattamenti per l’eliminazione delle trebbie e dei lieviti. Dalla vasca di equalizzazione una pompa provvederà all’alimentazione al sistema di trattamento biologico a biomassa adesa BioGill® oltre che alla miscelazione dei reflui, grazie ad un bypass che ricircola l’eccesso della portata, nel serbatoio stesso. A valle dell’equalizzazione è necessario installare un sistema di filtrazione fine, con svuotamento manuale, per assicurare la separazione dei solidi sospesi residui al di sopra di 0,5 mm contenuti nelle acque reflue prima che questi raggiungano l’unità Biogill. Sulla linea di alimentazione viene installata una sonda per la lettura del pH collegata a un sistema automatico di dosaggio di NaOH. L’alimentazione dell’unità BioGill® avverrà grazie ad una pompa dotata di regolazione meccanica manuale, la sua portata istantanea verrà visualizzata e controllata grazie a un misuratore connesso al quadro elettrico.
Assumendo che il Committente abbia provveduto a eseguire un’adeguata separazione della parte solida derivante dalla produzione (trebbie), a valle delle torri BioGill® non risulta necessario posizionare un sistema di separazione dei fanghi in quanto la maggior parte del fango prodotto viene trattenuto all’interno del serbatoio di ricircolo mentre l’eccedenza presente nello scarico finale resta al di sotto dei limiti consentiti per lo scarico in fognatura. Periodicamente i fanghi trattenuti nel serbatoio posto sotto la torre dovranno essere estratti manualmente (in superficie o drenati dal fondo) smaltiti come fanghi biologici. La periodicità dell’operazione dipende, oltre che dai carichi inquinanti trattati, dall’equilibrio raggiunto dal sistema: orientativamente si stima di dovere rimuove i fanghi ogni 15-30 giorni.
