Con LDO, l`80 % di manutenzione in meno nell`industria della carta

REPORT APPLICATIVO
ANALISI DA PROCESSO
MISURA OTTICA DELL’OSSIGENO CON LA SONDA LDO
INDUSTRIA DELLA CARTA
Con LDO, l’80 % di manutenzione
in meno nell’industria della carta
Al fine di ridurre il consumo di acqua nelle cartiere,c'è stata per molti anni una
forte tendenza verso un tipo di produzione attenta al risparmio delle risorse.
Tuttavia, nel 2004, in Germania è stata generata una media di 9,6 litri di acque
reflue per chilogrammo di carta. Numerose cartiere, che complessivamente
rappresentano oltre il 75 % del volume lordo di produzione, utilizzano processi
completamente biologici per trattare le loro acque reflue. A Neuss, Germania,
Procter & Gamble possiede la più grande fabbrica d’Europa per la produzione
di carta per l'igiene (fazzolettini di carta TEMPO, ecc.). L’impianto di trattamento delle acque reflue, diventato operativo nel 1994, possiede un affidabile
sistema di ➔ controllo dell'aerazione ed utilizza il ➔ sensore ottico per ossigeno
LDO. Grazie all'LDO, sensore ➔ resistente all'H2S, il tempo di manutenzione
mensile è stato ridotto dell'80 %!
Autore: Dirk Ritterbach
- Capo dell’Ufficio Servizi
- Procter & Gamble GmbH,
Neuss, Germania
LDO_INDUSTRIA DELLA CARTA
Ottimizzazione dell'aerazione per
un effluente di qualità
Fig. 1: Ossidazione con vasca centrale di insediamento finale
Fig. 2: Sensore d’ossigeno LDO in funzione
L’impianto di trattamento delle
acque reflue Procter & Gamble
“Acque e ausiliari” è stata la breve ma
completa risposta alla domanda circa il
flusso in entrata nell’impianto di trattamento biologico, in funzione presso
Procter & Gamble dal 1994. Il volume di
acque reflue è stato notevolmente ridotto
negli ultimi quattro anni, in quanto l'ottimizzazione, dal punto di vista economico, si è rivelata molto più conveniente
rispetto al recupero.
L’acqua della fabbrica viene fornita
attraverso i suoi stessi pozzi, mentre le
acque reflue vengono scaricate direttamente nel Reno (a 450 m di distanza)
dopo essere passate attraverso l’impianto di trattamento delle acque reflue
(vasca d’insediamento con fossa d’ossidazione intorno) e uno scarico. In generale, le industrie che scaricano direttamente hanno una grossa responsabilità
e possono essere ispezionate senza
preavviso in qualsiasi momento da parte
dell’Ufficio Statale Ambientale. Tali ispezioni però non spaventano dal momento
che i sistemi di monitoraggio e i flocculanti polimerici assicurano la degradazione fin dal primo stadio d’insediamento.
Infatti, nel coagulatore, una vasca di
smorzamento di 380 m3, il materiale flocculato e le fibre di carta, vengono rimosse dal flusso di acqua reflua, dopo la
sedimentazione.
Controllo dell’aerazione usando
LDO
Un sensore LDO ha monitorato per due
anni e mezzo la concentrazione di ossigeno disciolto nella fossa d’ossidazione
a valle, regolandola con l'ausilio di aeratori a rotore.
Il valore target è compreso tra
1 e 4 mg/l, a seconda delle acque reflue
da trattare, la cui composizione è soggetta ad oscillazioni legate ai prodotti.
Oltre l’80 % in meno del tempo di
manutenzione grazie a LDO
La decisione a favore di questo misuratore ottico dell’ossigeno non è stata particolarmente difficile, dal momento che i
requisiti di manutenzione e durata dell’elettrodo a membrana, utilizzato precedentemente non erano più adatti alle esigenze di oggi. Grazie a LDO, le
10–12 ore al mese impiegate precedentemente per la pulizia e la calibrazione,
Specifiche tecniche
Impianto di trattamento biologico
delle acque reflue
Messo in funzione
Capacità da progetto
Tecnologia di
processo
1994
200 m3/h
Trattamento biologico con
fossa ossidante, con vasca
centrale di insediamento
finale, aeratori a rotore,
3,5-4 g/l TS, controllo
dell’ossigeno attraverso
LDO tra 1 e 4 mg/l O2
Misura dell’ossigeno LDO
In funzione
Dal 2004
Calibrazione
Non necessaria
Pulizia ed ispezione Una volta a settimana,
2 h al mese
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Fig. 3: Curva tipica dell’andamento dell’ossigeno disciolto nel tempo
sono state ridotte a due ore per la pulizia
e le ispezioni (Fig. 4). LDO non ha bisogno di essere calibrato. Un confronto
diretto tra la tecnologia a membrana e il
metodo ottico di misura dell’ossigeno ha
mostrato, su questo impianto, una riduzione di oltre l’80 % del tempo di manutenzione. Un altro aspetto negativo dei
precedenti elettrodi era che i depositi di
H2S provocavano frequenti lacerazioni
ed avvelenamento delle membrane; il
metodo ottico, invece, non usa membrane e quindi non è soggetto a questo problema.
Chiaro risultato finale
Un confronto diretto tra la portata di
entrata e quella di uscita dell’impianto di
trattamento e tra la miscela torbida in
entrata di acqua, fibre di carta e ausiliari
e il flusso di scarico completamente trasparente, offre un chiaro risultato (Fig. 5).
La concentrazione dei parametri “disciol-
ti” nell’effluente confermano inoltre la
qualità corrispondente dell’acqua scaricata. Questo tipo di trattamento costoso
richiede un affidabile sistema di controllo
dell’aerazione basato sulla ridotta manutenzione e, soprattutto, sui sensori d’ossigeno resistenti all’H2S.
Riepilogo
Il trattamento biologico delle acque reflue
dell’industria della carta richiede requisiti
estremamente elevati alla tecnologia di
misura dell’ossigeno utilizzata. Vengono
richieste sonde a bassa manutenzione,
resistenti alle interferenze chimiche e
soprattutto all’H2S. La sonda per ossigeno LDO ha dimostrato la sua idoneità a
queste condizioni impegnative per un
periodo di oltre due anni e mezzo presso
Procter & Gamble a Neuss. I tempi
d’inattività dello strumento e i tempi elevati richiesti per la manutenzione e calibrazione sono ormai acqua passata!
Fig. 4: Tempo di manutenzione mensile con un sensore d’ossigeno convenzionale (sinistra) e con
LDO (destra)
Fig. 5: Confronto evidente – campioni di acque
reflue all’inizio e alla fine del trattamento
Storia di Procter & Gamble
a Neuss
1960
1962
Avvio della costruzione
Apertura ufficiale: la prima macchina
per la carta inizia la produzione di
fazzolettini di carta
1972
La seconda macchina per la carta
inizia la produzione di carta igienica
1983
Apertura ufficiale del centro di
distribuzione
1994
Acquisizione di VP-Schickedanz
AG da parte di Procter & Gamble;
costruzione di un impianto di trattamento biologico delle acque reflue
1997
Costruzione e messa in servizio
dell’edificio di progettazione di
salviette e fazzolettini
1998
Automazione del sistema di trasporto
dei pallet
1999
Avvio dell’impianto di produzione
“TEMPO in una scatola”
2000
Costruzione di una linea di sviluppo
TEMPO
2001
Prima linea di produzione ad alta
velocità per i fazzolettini di carta
TEMPO
2003/04 Introduzione di un moderno sistema
di gestione del deposito; costruzione
di un altro centro di stoccaggio/produzione; seconda linea di produzione
ad alta velocità di fazzolettini di
carta TEMPO
LDO_INDUSTRIA DELLA CARTA
Tecnologia di misura
Servizi HACH LANGE
Sensore d’ossigeno LDO
Sensore meccanicamente robusto con garanzia di 2 anni sul cap sensore. Alto grado di affidabilità grazie ai dati di calibrazione impostati in maniera permanente. Alto livello di precisione
ed accuratezza grazie alla luce blu incidente ricca di energia. Oltre 36 mesi di esperienza con la
tecnologia
Principio di misura
Luminescenza
Intervalli di misura
0,05-20,00 mg/l
0,05-20,00 ppm
0,5-200 % di saturazione
Risoluzione
0,01 mg/l, 0,01 ppm, 0,1 % di saturazione
Intervallo di temperatura 0-50 °C
Flusso minimo richiesto Nessuna
Calibrazione
Non necessaria
Materiale del sensore
Acciaio inox 316, Noryl
Cavo
10 m di cavo con spina per il collegamento al controller; massimo
300 m tramite scatola connettore e lunghezze variabili dei cavi
Unità display
Controller SC 100 (modello LXV401) o
controller SC 1000 (modello LXV400/LXV402)
Sistema controller SC 1000
Un sistema controller SC 1000 consiste in un unico modulo display LXV 402 ed uno o più moduli
sonda LXV 400. È configurato in maniera modulare in base ai requisiti specifici dei clienti e può
essere ampliato in ogni momento con stazioni di misura aggiuntive, sensori, input/output ed
interfacce bus.
Modulo display
Il modulo display può essere collegato a qualsiasi modulo sonda e
LXV 402
mostra i dati dei sensori collegati su un display a colori con touchscreen
(in una rete SC 1000, da tutti i sensori). In via opzionale è possibile trasmettere messaggi di allarme e di comunicazione tramite GSM.
Modulo sonda
Il modulo sonda è installato in un punto di misura. È possibile collegarvi
LXV 400
fino ad otto sensori. I moduli sonda possono essere collegati in modo da
creare una rete SC 1000.
Supporto tecnico e assistenza analitica attraverso il nostro personale
altamente qualificato.
Ottimizzazione dei processi grazie al
Trailer HACH LANGE.
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sempre aggiornato per informazioni,
metodiche, offerte e anche per i
vostri ordini!
Assistenza tecnica qualificata per
mantenere il vostro sistema analitico sempre efficiente con contratti
di manutenzione personalizzati.
Aggiornamenti e informazione
costante ai nostri clienti via posta
ed email.
Semplice operatività del controller
SC 1000 grazie al touchscreen
Design schematico del sensore LDO
con LED di riferimento
Sensore LDO con cap rimosso
DOC 043.57.00487.Apr07
Soggetto a modifiche.