Controllo del dosaggio di prodotti chimici nel trattamento delle acque reflue

Vari processi di trattamento delle acque reflue richiedono il dosaggio controllato di sostanze chimiche nel flusso di processo per favorire il trattamento o per rimuovere elementi indesiderati. Affinché le pompe dosatrici funzionino in modo efficiente, gli operatori devono essere costantemente consapevoli di ciò che sta accadendo nel processo di trattamento in modo che i livelli e le velocità di dosaggio possano essere regolati di conseguenza. Partech Instruments, con sede nel Regno Unito, ha sviluppato sistemi di controllo feed forward che impiegano analizzatori in linea nel flusso di ingresso per inviare dati in tempo reale a un sistema di controllo del dosaggio per la regolazione automatica della pompa dosatrice. Lo riferisce Bryan Orchard.

La rimozione dei fosfati dagli effluenti di un impianto di depurazione è una parte essenziale del trattamento delle acque reflue urbane del Regno Unito e delle relative direttive. Oggi, molti più impianti di trattamento dispongono di autorizzazioni per lo scarico del fosforo ma, con i livelli costantemente elevati di fosfato nell’acqua non trattata, il problema di rimanere entro i limiti del consenso sta crescendo. La rimozione dei fosfati viene effettuata dosando prodotti chimici, normalmente sali di ferro o occasionalmente di alluminio. Le sostanze chimiche utilizzate nel processo sono costose, motivo per cui è nell'interesse degli impianti di trattamento delle acque reflue esercitare un controllo rigoroso sul regime di dosaggio.

Partech Instruments di St Austell nel Regno Unito ha sviluppato un controllo feed forward a circuito chiuso dei sistemi di dosaggio in ingresso per la rimozione dei fosfati, che è stato sperimentato con successo in vari siti in tutto il Regno Unito (Figura 1). I risultati delle prove dimostrano che questo approccio è affidabile ed economicamente vantaggioso e può aiutare a ottenere prestazioni ottimali della pompa dosatrice e a realizzare notevoli risparmi sui prodotti chimici.

Ove applicabile, il metodo da preferire è la rimozione naturale dei fosfati (mediante precipitazione biologica o chimica naturale). Tuttavia, nella maggior parte dei casi non è possibile e diventa necessario per l'operatore dei lavori ricorrere a prodotti chimici, tra i quali il cloruro ferrico e il solfato ferroso sono i più comunemente usati. Laddove l'efficienza del ferro è molto ridotta, è stato applicato con successo un sale di alluminio che funziona normalmente insieme ai sali di ferro. In tutti i casi, la quantità di sostanze chimiche utilizzate è fondamentale per l'esecuzione dei lavori, il controllo dei costi e il rispetto del consenso allo scarico sia per il fosfato che per il ferro/alluminio.

Il dosaggio dei sali di ferro nella parte anteriore di uno stabilimento richiede un livello di controllo della pompa per garantire che il pH dell'affluente non diventi troppo acido poiché ciò ha un effetto dannoso sul processo di nitrificazione. Storicamente, il tasso di dosaggio del ferro veniva calcolato prelevando una serie di campioni durante il giorno e facendoli analizzare per ricavare un profilo diurno. Questo profilo è stato inserito nel sistema di dosaggio in modo tale che un volume specifico di ferro fosse dosato agli intervalli di tempo utilizzati e questo fosse poi utilizzato per "controllare" la dose.

Il sistema di campionamento Partech si basa sull'analisi dell'ortofosfato, in contrapposizione al fosforo totale; La chimica dell'ortofosfato è semplice e veloce, mentre la chimica del fosforo totale è più complessa e può essere molto lenta. Il ferro reagisce direttamente con il fosfato solubile, che è quasi totalmente sotto forma di ortofosfato. Il fosforo totale è in gran parte in forma legata ai solidi e quindi si deposita naturalmente insieme alla forma solubile trattata del fosfato. Per analizzare il fosforo totale sarebbe necessario analizzare anche un campione non filtrato, cosa che nell'applicazione in ingresso non sarebbe possibile.

Il sistema di misurazione utilizza l'analizzatore MicroMac C, che incorpora un sistema di analisi del flusso del circuito (LFA). La tecnica LFA altamente flessibile consente all'analizzatore di far fronte all'elevato livello di torbidità di fondo associato ai liquami grezzi. L'analizzatore utilizza un metodo chimico direttamente paragonabile al metodo Blue Book utilizzato nei laboratori, consentendo così un confronto diretto con qualsiasi campione prelevato analizzato in laboratorio. (Il Libro Blu è pubblicato dal National Laboratory Service dell'Agenzia per l'ambiente del Regno Unito. Il suo comitato statutario di analisti fornisce indicazioni autorevoli sui metodi di campionamento e analisi per determinare la qualità delle matrici ambientali.)