Il Groundwater Replenishment System Caso di Studio

CASI DI STUDIO
Trattamento dei contaminanti ambientali
Foto per gentile concessione di OCWD/Jim Kutzle.
Soluzioni Trojan UV per la scarsità
di acqua:
Trattamento di contaminanti in
tracce e disinfezione con l'UV per
il riutilizzo delle acque
Il Groundwater Replenishment System, ORANGE COUNTY, California
Il Groundwater Replenishment System (GWRS)
situato a Orange County, California, USA, fornisce
acqua riciclata depurata per il ravvenamento
della falda acquifera e per l'iniezione nelle falde
acquifere dell'area per prevenire l'intrusione
di acque salate. Il GWRS è un progetto in
collaborazione tra Orange County Water District
(OCWD) e Orange County Sanitation District
(OCSD). È il più grande progetto di riutilizzo
potabile indiretto al mondo nel suo genere e utilizza la più avanzata tecnologia di trattamento
delle acque disponibile. Il GWRS tratta e
riutilizza le acque reflue che in passato venivano
scaricate nell'oceano. L'acqua viene riutilizzata
per offrire una protezione contro la siccità e come
mezzo per ottenere un approvvigionamento
idrico sostenibile.
L'impianto avanzato di purificazione delle
acque completo raccoglie l'acqua dall'effluente
secondario filtrato dal vicino impianto di
trattamento OCSD e lo converte in un'acqua che
supera tutti gli standard di qualità dell'acqua
potabile. Questo sistema da 265.000 m3/giorno
consiste di microfiltrazione (MF), osmosi inversa
(RO) e del sistema di ossidazione/disinfezione
tramite UV TrojanUVPhox™.
LA SOLUZIONE TRAMITE UV
DI TROJAN
Mentre MF e RO possono trattare una varietà
di composti organici, esiste una quantità di
contaminanti che, grazie alle loro dimensioni
molecolari ridotte (tra gli altri fattori),
riescono a passare attraverso le più avanzate
membrane RO. Un composto conosciuto come
N-nitrosodimetilammina (NDMA), comune
nelle acque reflue, è presente nel GWRS come
sottoprodotto formatosi durante i processi
di trattamento delle acque reflue a monte.
L'NDMA è formato principalmente dalla
combinazione di determinati precursori chimici,
coagulanti e cloro presenti negli impianti di
trattamento delle acque reflue. La molecola
dell'NDMA è considerata cancerogena in
concentrazioni molto basse e, nonostante sia
in grado di passare attraverso le membrane
MF e RO, viene distrutta dalla luce ultravioletta
(UV) tramite un processo fotochimico chiamato
fotolisi UV. Inoltre, utilizzando una bassa
concentrazione (3 parti per milione [ppm]) di
perossido di idrogeno, il sistema inizia una
reazione di ossidazione che distrugge altri
contaminanti come prodotti farmaceutici o
contaminanti industriali trovati nell'effluente
secondario. Insieme agli altri processi di
trattamento nel GWRS, TrojanUVPhox crea
un'acqua di altissima qualità dalle acque reflue
che altrimenti verrebbero disperse nell'oceano.
Gli obiettivi del trattamento raggiunti da
TrojanUVPhox sono:
1. Distruzione di nitrosammine e altri
contaminanti trattati dalla fotolisi UV (solo UV)
2. Distruzione di prodotti farmaceutici,
prodotti per l'igiene personale e sostanze
chimiche industriali trattati dall'ossidazione
UV (UV + perossido di idrogeno)
3. Disinfezione microbica
4. Protezione aggiuntiva: una barriera
aggiuntiva a costi ridotti e di facile
comprensione che aiuta ad aumentare la
fiducia dei cittadini nelle acque trattate.
CASI DI STUDIO
Le specifiche di progettazione del GWRS e le
Linee guida dell'UV NWRI/AWWARF del 2003
richiedono la convalida di una dose erogata
maggiore di 100 mJ/cm2, dell'inattivazione di
più di 4 log di MS2 e della riduzione di più di
1,2 log di NDMA.
PRESTAZIONI COMPROVATE
Le prestazioni del sistema di trattamento
TrojanUVPhox hanno superato i requisiti di
prestazione del CDPH e i criteri di progettazione
dell'OCWD. Come visualizzato nella Figura 1,
il sistema ha ridotto efficacemente l'NDMA al
I fornitori di acqua di Orange County ricoprono un
di sotto del livello di trattamento di 10 ppt data
ruolo dinamico nelNDMA
soddisfare le necessità di
una concentrazione nell'affluente di 150 ppt.
NDMA
Concentratio
approvvigionamento
idrico della regione. Nel farlo,
Concentratio
In secondo luogo, data una concentrazione di
n
n
hanno conquistato(ppt)
un
ampio supporto pubblico per MS2 nell'affluente che ha consentito la
(ppt)
il progetto (per ulteriori informazioni, visitare il sito dimostrazione di una riduzione di 5 log,
Web www.gwrsystem.com). Una componente TrojanUVPhox ha eliminato completamente il
chiave dei loro sforzi è stata il Influent
progetto di un Effluent
batterio
MS2 nell'effluente, non lasciando
Influent NDMA
NDMA
Effluent NDMA
NDMA
processo di trattamento che fornisse barriere
nessuna unità formatrice di placche per millimetro
multiple contro i contaminanti chimici e microbici (PFU/mL). Questa riduzione di 5 log dell'MS2
e che soddisfacesse i livelli di notifica del California è visualizzata nella Figura 2. La dose richiesta
Department of Public Health (CDPH) per le
per effettuare questa riduzione è in eccesso
sostanze chimiche come l'NDMA (livello di notifica
di 100 mJ/cm2 ed è stata ottenuta con solo una
di 10 parti per trilione [ppt]) e l'1,4-diossano
frazione del sistema in funzione totale.
(livello di notifica di 3 parti per bilione).
160
160
140
140
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
ConcentrazionedidiNDMA
NDMA(ppt)
(ppt)
Concentrazione
Il sistema TrojanUVPhox consiste nel sistema a
reattore UV, un sistema di accumulo e dosaggio
del perossido di idrogeno e un monitor di
trasmittanza UV Trojan Optiview™. Il basso
consumo energetico di TrojanUVPhox riduce al
minimo il consumo elettrico utilizzando le
lampade ad amalgama ad alta efficienza di
Trojan. L'efficacia di TrojanUVPhox soddisfa
la domanda del picco del flusso all'interno dei
vincoli di spazio del progetto. Possiede
un'ingombro comparabile, o addirittura
inferiore, a quella del sistema UV basato su
lampade a media pressione, anch'esso
inizialmente considerato per questo progetto.
0
0
160
160
140
140
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120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
00
NDMA
NDMA dell'affluente
dell'affluente NDMA
NDMA dell'effluente
dell'effluente
Figura 1. Log delle concentrazioni di NDMA
nell'affluente e nell'effluente (test rappresentativo con una
frazione del sistema operativo totale, portata di 5 MGD).
6.000
6.000
TEST DIMOSTRATIVO
5.000
5.000
4.000
4.000
Per ottenere l'autorizzazione
all'utilizzo del
Log
Log (pfu/mL)
(pfu/mL)
MS2
MS2
sistema TrojanUVPhox,
un sistema di
dimostrazione a 790 m3/h è stato sottoposto
a un test delle prestazioni dettagliato per
dimostrare sia la distruzione di NDMA
che
Influent
Influent MS2
MS2
la disinfezione microbica.
PARAMETRI COMPLETI DI
PROGETTAZIONE DEL SISTEMA
3.000
3.000
Capacità media del flusso: 11.040 m /h
Capacità di picco del flusso: 15.800 m3/h
• Capacità futura del flusso: 20.500 m3/h
• Concentrazione di NDMA nell'affluente del
Effluent
Effluent MS2
MS2
progetto: 150 ppt
• Obiettivo di concentrazione di NDMA
La capacità di disinfezione di TrojanUVPhox
nell'effluente: <10 ppt
è stata determinata misurando l'inattivazione dei • Ossidante: perossido di idrogeno a 3 ppm
log del batteriofago MS2 impiantato nel flusso
• Trasmittanza dell'ultravioletto (UVT): >95%
dell'affluente a monte del sistema UV. In modo
a 254 nm
analogo, la sua abilità di distruggere l'NDMA
• Metodo di disinfezione: UV
è stata determinata misurando le concentrazioni
di NDMA nell'affluente e nell'effluente.
2.000
2.000
3
•
•
1.000
1.000
0.000
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Trojan Technologies Italia
Via Gioacchino Rossini 1/A, 20020 Lainate (MI), Italia
Telefono: +39 02 935 753 00 Fax: +39 02 9366 1931
Log(pfu/mL)
(pfu/mL)didiMS2
MS2
Log
6.0
6.0
5.0
5.0
4.0
4.0
3.0
3.0
2.0
2.0
00
www.trojanuv.com
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senza autorizzazione scritta di Trojan Technologies. (0315)
MS2
MS2 dell'affluente
dell'affluente
MS2
MS2 dell'effluente
dell'effluente
Figura 2. Log delle concentrazioni di MS2 nell'affluente
e nell'effluente (test rappresentativo con meno del 20% del
sistema in funzione totale).
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I prodotti descritti nella presente pubblicazione potrebbero essere protetti da uno o più brevetti negli Stati Uniti, in Canada e in altri Paesi.
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