Soluzioni innovative per il trattamento dell`acqua potabile

→ Trattamento dell’acqua potabile
Soluzioni innovative per
il trattamento dell’acqua potabile.
A favore della qualità
della vita.
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Trattamento dell’acqua potabile
Acqua potabile. Un alimento di alta qualità.
L’acqua pulita costituisce un elemento di importanza fondamentale per un’elevata qualità della vita.
Le riserve di acqua del pianeta sono tuttavia minacciate sia in senso qualitativo che quantitativo.
L’aumento del fabbisogno di acqua dolce a livello mondiale, la crescente presenza di sostanze nocive
nelle falde acquifere e nelle acque superficiali, nonché le normative di legge sempre più severe in
materia di qualità dell’acqua potabile, pongono le aziende fornitrici davanti a sfide sempre più complesse.
Trattamento dell’acqua potabile
Riempimento e trasporto di gas liquidi raffreddati
PanGas è sinonimo di acqua potabile di qualità
L’acqua potabile è l’alimento più importante e la base per la produzione dei generi
alimentari e delle bevande L’acqua deve soddisfare i massimi requisiti di qualità,
severamente regolati e controllati dalla legge. I gas di PanGas contribuiscono da
molti anni ad ottimizzare la qualità dell’acqua. Tra le applicazioni più conosciute si
annoverano l’ossidazione di sostanze contenute nell’acqua con ossigeno e la regolazione del pH per migliorare le proprietà chimico-corrosive tramite l’uso di anidride
carbonica.
Soluzioni complete da un unico fornitore
Quale una delle aziende leader del settore, PanGas dispone di una rete globale
per la produzione e la fornitura dei gas necessari. I nostri esperti forniscono un
completo Engineering per lo stoccaggio, il dosaggio e l’apporto dei gas avvalendosi
di procedure ormai consolidate, quali:
SOLVOX®:
SOLVOCARB®:
procedura per l’apporto di ossigeno
procedura per l’apporto di anidride carbonica
Soluzioni di gas per il trattamento dell’acqua potabile
Secondo l’articolo 7 della legge sui generi alimentari (LMG), i prodotti utilizzati
per il trattamento dell’acqua per uso umano devono essere conformi alla qualità
descritta anche nella norma DIN EN 12876 o DIN EN 936.
BIOGON® O:
BIOGON® C 3.0 (EIGA/ISBT):
ossigeno gassoso e liquefatto a basse temperature
anidride carbonica liquefatta a basse temperature
BIOGON®, SOLVOX® e SOLVOCARB® sono marchi registrati del Linde Group.
Unità di dosaggio del gas
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Trattamento dell’acqua potabile
Acqua limpida tramite l’ossigeno.
Eliminazione delle sostanze contenute
nell’acqua con SOLVOX®.
Trattamento ossidativo dell’acqua potabile con l’ossigeno
Le acque non trattate contengono spesso elevate concentrazioni di
ferro disciolto e manganese, ioni di ammonio ed altre sostanze ridotte.
Gli ioni di ferro e di manganese sono sostanze inopportune, poiché
pregiudicano il sapore e si depositano nella rete dell’acqua potabile
formando sedimentazioni. Arricchendo di ossigeno l’acqua non trattata,
gli ioni di metallo vengono eliminati tramite processo ossidativo già
nella centrale idrica, ovvero negli impianti di filtraggio con l’azione dei
microorganismi. Il fabbisogno specifico di ossigeno è a tale riguardo
ridotto e in gran parte già soddisfatto dall’ossigeno presente nell’aria.
Se nell’acqua sono contenute altre sostanze ossidabili, quali ammonio
o metano, è necessaria una maggiore concentrazione di ossigeno che
può essere regolata in maniera esatta ed economica con la procedura
SOLVOX® sviluppata da PanGas.
Specifico fabbisogno di ossigeno per l’ossidazione di:
1 g di ferro (II)
1 g di manganese (II)
1 g di ammonio
1 g di metano
0,149 g
0,299 g
3,569 g
4,000 g
Elevata efficacia a costi di esercizio ridotti
Rispetto all’aria, la concentrazione di saturazione dell’ossigeno puro
in acqua è di circa 4,8 volte superiore. Ciò consente di accrescere il
contenuto di ossigeno nell’acqua non trattata in modo facile e senza
significativi dispendi di energia. Rispetto all’aria, si riduce il volume di
gas da apportare e in modo corrispondente alla perdita di strippaggio
dell’anidride carbonica nell’acqua non trattata. Il degasaggio dell’azoto
evita guasti dell’impianto di filtraggio, consentendo quindi un più lungo
ciclo di vita dei filtri e costi d’esercizio più ridotti per i lavaggi.
Concentrazione di saturazione di O2 cs di aria e ossigeno nell’acqua
pulita a 1 bar
Ossigeno Aria
70
60,7
60
cs [mg/l]
L’ossigeno disciolto dà luogo a numerosi processi di purificazione
dell’acqua. In particolar modo le falde acquifere poste in profondità
sono spesso povere di ossigeno. Anche nelle acque profonde degli
sbarramenti vallivi si riduce la riserva di ossigeno, soprattutto nei mesi
d’estate, a causa dei processi di degradazione aerobica che si svolgono
nel letto.
50
53,7
48
40
43,4
39,5
36
30
33,2
30,8
20
12,4
10
10,9
9,8
8,8
8,1
7,5
7
6,6
0
0
5
10
15
20
25
Temperatura [°C]
30
35
cs (O2) ~ 4,8 x cs (aria)
L’ossigeno assicura la qualità dell’acqua
Oltre all’eliminazione delle sostanze contenute nell’acqua, l’ossigeno
è anche necessario per la formazione e il mantenimento di un rivestimento anticorrosivo nelle condotte metalliche dell’acqua potabile.
Un arricchimento di ossigeno dell’acqua pura a 6 mg/l contribuisce a
garantire una qualità perfetta dell’acqua potabile nella rete di approvvigionamento assicurando inoltre un miglioramento del sapore per
l’utente finale.
Vantaggi legati all’uso dell’ossigeno:
→→ aumento della qualità dell’acqua pura
→→ miglioramento del sapore
→→ aumento della prestazione dell’impianto di filtraggio
→→ riduzione dei costi d’esercizio
→→ assenza di perdita di strippaggio dell’anidride carbonica
→→ protezione contro la corrosione (f)
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Trattamento dell’acqua potabile
Visibilmente più pura. L’ozono abbatte
i carichi organici.
L’eliminazione di sostanze organiche contenute nell’acqua avviene
dopo avere sottoposto l’acqua ad un pre-trattamento con l’ozono.
Gli elementi resistenti, quali ad esempio complessi di sostanze umiche,
vengono modificati in misura tale da renderli accessibili ad un ulteriore
trattamento biologico. L’influsso della ozonizzazione si evidenzia nel
miglioramento percettibile delle proprietà organolettiche dell’acqua,
quali odore, sapore, limpidezza e colore.
L’ozono viene prodotto in loco da aria secca e ossigeno e reagisce
in modo rapido con le sostanze contenute nell’acqua. L’abreazione
dell’ozono genera ossigeno molecolare che impedisce ulteriori contaminazioni dell’acqua.
Vantaggi della ozonizzazione con l’ossigeno:
→→ elevata resa dell’ozono con un ridotto dispendio di energia
→→ ridotte dimensioni degli impianti
→→ nessuna pre-essiccazione dell’aria
Altri ambiti di applicazione dell’ozono:
→→ ossidazione di sostanze antropogene, quali residui di medicinali
e pesticidi
→→ deferrizzazione e demanganizzazione
→→ disinfezione e disattivazione dei virus
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Trattamento dell’acqua potabile
Condizioni ottimali. Procedure SOLVOX®
per un apporto mirato di ossigeno.
Le procedure SOLVOX® sono state sviluppate per consentire un apporto
conveniente di ossigeno nell’acqua. In presenza delle condizioni operative descritte, tali procedure assicurano una resa ottimale dell’ossigeno.
L’ossigeno viene dosato in una unità di regolazione automatica,
tenendo conto della quantità e della concentrazione di ossigeno
dell’acqua non trattata.
A seconda del campo di applicazione, l’ossigeno viene alimentato tramite ugelli (SOLVOX® D) o reattori (SOLVOX® R) direttamente nel sistema
di alimentazione dell’acqua non trattata dell’impianto di filtraggio o
separatamente a monte dell’ingresso dell’acqua potabile nel sistema
di distribuzione.
Procedura SOLVOX® D, modalità inline
Procedura SOLVOX® R, modalità inline
Cisterna dell’acqua pura
Pozzi di
acqua non
trattata
Filtro
Pozzi di
acqua non
trattata
Cisterna dell’acqua pura
Reattore SOLVOX® R
Filtro
QH O
2
Ugello SOLVOX® D
Utenza
QH O
2
O2
Unità
MSR
Utenza
O2
Ossigeno
liquido
Unità
MSR
Ossigeno
liquido
Trattamento dell’acqua potabile
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Dispositivo di alimentazione SOLVOX® D
Reattore SOLVOX® R in una centrale di acqua potabile
SOLVOX® D
SOLVOX® R
La procedura SOLVOX® D è appositamente pensata per l’apporto di
ossigeno nelle condotte a pressione. L’ossigeno viene a questo proposito alimentato direttamente nel flusso dell’acqua non trattata tramite
un ugello in acciaio inox. L’efficacia dell’apporto può essere accresciuta
tramite l’inserimento a valle di un miscelatore statico.
La procedura SOLVOCARB® R prevede il discioglimento dell’ossigeno in
un contenitore a pressione in acciaio inox.
Per i lavori di manutenzione l’ugello può essere facilmente smontato
e pulito senza dare luogo ad interruzioni operative.
I vantaggi principali della procedura SOLVOX® R:
→→ massima resa dell’ossigeno
→→ elevata concentrazione di ossigeno
→→ ridotta perdita di pressione del sistema di apporto
→→ ridotta necessità di manutenzione
Altri vantaggi della procedura SOLVOX® D:
→→ non è richiesta energia di terzi
→→ bassi costi di investimento
→→ montaggio rapido e semplice
→→ ridotta necessità di manutenzione
L’arricchimento di ossigeno può essere eseguito in modalità inline o
bypass.
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Trattamento dell’acqua potabile
Efficace contro la corrosione.
SOLVOCARB® e anidride carbonica.
L’anidride carbonica è presente in quantità elevata nelle acque naturali, tuttavia non sotto forma di gas disciolto. Si stabilisce semmai un
equilibrio tra anidride carbonica solida e disciolta.
L’anidride carbonica è presente nell’acqua in forma disciolta come
2molecola CO2, come idrogenocarbonato (HCO3 ) e come carbonato (CO3 ).
Sostanzialmente, le percentuali variano a seconda del pH.
Ripartizione dei tipi di CO2 nell’acqua in funzione del pH;
T H2O = 10 °C
-
CO2 HCO3 Equilibrio calcare-acido carbonico, rappresentazione di massima:
2-
CO3
CaCO3 + CO2 + H2O ⇌ Ca2+ + 2 HCO3
Percentuale dei tipi di CO₂ [%]
100
90
-
→→ Aggiunta di CO2: scioglimento della calcite (indurimento)
→→ sottrazione di CO2: Separazione della calcite (decarbonizzazione)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Nel caso ideale, la saturazione della calcite dell’acqua si trova nei valori
previsti al momento della distribuzione. Se il contenuto di anidride carbonica disciolta presente nell’acqua è superiore a quello necessario per
assicurare il suddetto equilibrio, l’anidride carbonica in eccesso agisce
sullo strato protettivo presente nella rete idrica causando danni da
corrosione alle tubazioni di cemento e metallo. Se, al contrario, l’acqua
presenta un contenuto troppo ridotto di anidride carbonica disciolta,
il pH di equilibrio viene superato dando luogo alla formazione di calcare nelle condotte e nei rubinetti.
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
pH
Con un pH di 8,2 l’anidride carbonica è quasi interamente presente
sotto forma di idrocarbonato. L’effetto tampone e la corrosività
dell’acqua variano a seconda dell’interazione tra i tipi di CO2 e lo ione
di durezza calcio presente nell’acqua come carbonato di calcio (calcite,
CaCO3), difficile da disciogliere.
Se il contenuto di acidi e la concentrazione di ioni di calcio dell’acqua
sono in equilibrio (equilibrio calcare-acido carbonico), la calcite non
viene né disciolta, né separata. Lo stato di saturazione della calcite è
caratterizzato dal pH di equilibrio.
SOLVOCARB®. Ristabilisce l’equilibrio dell’acqua.
Durante il trattamento, l’acqua potabile può acquisire proprietà di
separazione della calcite, ad esempio tramite areazione aperta o
successivamente ad una rapida decarbonizzazione con latte di calce.
In tal caso, nelle parti dell’impianto poste a valle, quali le condotte e
le valvole, si depositano elevate quantità di calcare riducendo notevolmente il ciclo di vita dei filtri.
Contemporaneamente all’abbassamento del pH, l’anidride carbonica
aggiunta esternamente impedisce, ovvero annulla, la separazione della
calcite.
Anche nelle acque non trattate con proprietà di separazione del calcare
è possibile ristabilire esattamente l’equilibrio calcare-acido carbonico
regolando il pH con l’anidride carbonica.
Trattamento dell’acqua potabile
09
Indurimento ottimale tramite anidride carbonica
Il contenuto di ioni di calcio e manganese disciolti determina la durezza
dell’acqua. Gli agenti indurenti sono necessari per la formazione di uno
strato di protezione dal calcare-ruggine, per cui devono essere presenti
in concentrazione sufficiente nell’acqua.
Facile regolazione del pH con anidride carbonica efficace e sicuro.
Apportando anidride carbonica, viene generato acido carbonico:
Le acque non trattate delle regioni povere di calcare, nonché le acque
degli sbarramenti vallivi, contengono ridotti quantitativi di ioni di
durezza per cui hanno un effetto corrosivo e non formano lo strato
di copertura. Anche nell’ambito dell’ottenimento di acqua potabile
dall’acqua di mare, dopo il processo di desalinizzazione, risultano
acque con un ridotto effetto tampone che devono essere sottoposte
a indurimento prima della distribuzione.
Per la regolazione del ph di acque a debole effetto tampone, l’uso
dell’anidride carbonica o dell’acido carbonico è l’alternativa ideale
per il dosaggio degli acidi minerali. Un vantaggio fondamentale
dell’acido carbonico è evidenziato dall’andamento piatto della sua
curva di neutralizzazione, in particolare rispetto al valore del pH
ammesso per l’acqua potabile.
Con il dosaggio dell’anidride carbonica, e un quantitativo corrispondente di latte di calce, si ottiene una durezza dell’acqua precisa e ottimale tramite un pH nominale prestabilito.
Con le procedure SOLVOCARB®, oltre alla fornitura di gas, PanGas offre
anche il know-how e l’hardware necessario per un apporto efficace
di anidride carbonica nell’acqua.
Vantaggi legati all’uso dell’anidride carbonica:
→→ esatta regolazione della durezza dell’acqua ottimale
→→ aumento dell’effetto tampone
→→ miglioramento del sapore
→→ assenza di incrostazioni calcaree
→→ minimizzazione della corrosione
Curva di neutralizzazione dell’idrossido di sodio con CO₂ e acido
minerale
Acido minerale CO₂
14
12
pH
10
8
6
4
2
ammesso
Range
a
1 fase
-
2a fase
2 OH + CO₂
⇌ CO₃²- + H₂O
3a fase
-
CO₃² + CO₂ + H₂O
⇌ 2 HCO₃-
Quantità assorbita di CO₂ o di acido minerale
-
2-
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ HCO3 + H+ ⇌ CO3 + 2 H+
Il pH desiderato può essere pertanto regolato in modo facile e preciso
anche in caso di parametri variabili dell’acqua non trattata, senza pericoli di sovra-acidificazione.
Altri vantaggi rispetto agli acidi minerali:
→→ nessun aumento della concentrazione di sali
→→ non influisce sul sapore
→→ non provoca danni da corrosione nelle parti dell’impianto
→→ facile da dosare
→→ uso sicuro
→→ stoccaggio facile e sicuro
→→ conveniente
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Trattamento dell’acqua potabile
Risolvere le esigenze individuali in modo
economico. Preciso apporto di anidride
carbonica con SOLVOCARB®.
Le procedure SOLVOCARB® di PanGas sono sistemi di dosaggio e di
apporto di anidride carbonica ormai consolidati e convenienti.
Gli ugelli e i reattori della famiglia SOLVOCARB® sono utilizzabili in
modo flessibile sia in modalità inline che bypass ed offrono quindi
molteplici soluzioni per le specifiche esigenze del cliente.
Procedura SOLVOCARB® D, modalità inline
Procedura SOLVOCARB® R, modalità bypass
Centrale idrica
Trattamento
dell’acqua potabile
Pozzi di acqua
non trattata
Ugello della CO2
QH O
2
pH
Unità
MSR
Cisterna
dell’acqua pura
Trattamento
dell’acqua potabile
QH O
2
Anidride
carbonica
liquida
Cisterna
dell’acqua pura
Reattore
SOLVOCARB®
Pozzi di acqua
non trattata
Utenza
Centrale idrica
pH
Unità
MSR
Utenza
Anidride
carbonica
liquida
Trattamento dell’acqua potabile
Dispositivo di alimentazione D SOLVOCARB®
Reattore SOLVOCARB® R con unità di dosaggio
SOLVOCARB® D
SOLVOCARB® R
La procedura SOLVOCARB® D è stata appositamente sviluppata per alimentare l’anidride carbonica nelle condotte della pressione. L’anidride
carbonica viene erogata direttamente nel flusso di acqua non trattata
con un ugello in acciaio inox. A valle del punto di iniezione è necessario un tratto di reazione nel quale l’anidride carbonica si discioglie.
L’uso di un miscelatore statico consente di ridurre in modo significativo
il tratto di reazione.
La procedura SOLVOCARB® R prevede il discioglimento dell’anidride
carbonica in un reattore. Per le diverse condizioni di impiego sono
disponibili reattori di forma e materiali diversi.
Vantaggi della procedura SOLVOCARB® D:
→→ non è richiesta energia di terzi
→→ bassi costi di investimento
→→ montaggio rapido e semplice
→→ manutenzione senza interruzioni operative
→→ ridotta necessità di manutenzione
I vantaggi principali della procedura SOLVOCARB® R:
→→ elevata resa del gas
→→ ridotta necessità di manutenzione
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Vantaggio a livello mondiale grazie all’innovazione.
PanGas, affiliata del Linde Group, leader mondiale nel settore, gioca un ruolo di precursore sul mercato grazie ai suoi prodotti e sistemi
di distribuzione del gas orientati al futuro. In quanto leader tecnologico abbiamo il compito di porre continuamente nuovi standard.
Spinti dallo spirito i­mprenditoriale operiamo costantemente per lo sviluppo di nuovi prodotti di alta qualità e di procedimenti innovativi.
PanGas offre di più: valore aggiunto, vantaggi competitivi percepibili e maggiori guadagni. Ogni progetto viene tagliato su misura in funzione
delle esigenze specifiche del cliente. Ciò vale per tutti i settori e per ogni dimensione d’impresa.
Chi oggi vuole competere con la concorrenza del domani ha bisogno di un partner al suo fianco che ogni giorno sia in grado di utilizzare
strumenti quali la massima qualità, le ottimizzazioni dei processi e gli aumenti della produttività per trovare soluzioni ottimali per il cliente.
Per noi, essere partner significa non solo «noi per voi», ma soprattutto «noi con voi». Perché la collaborazione reca in sé la forza del
successo economico.
PanGas AG
Sede principale, Industriepark 10, CH-6252 Dagmersellen
Telefono 0844 800 300, Fax 0844 800 301, [email protected], www.pangas.ch
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