La contaminazione biologica dell'acqua rappresenta un grave rischio per l'impianto, la strumentazione e la salute umana. I microrganismi presenti nell'acqua rappresentano un problema in molte situazioni in cui la purezza e l'igiene dell'acqua sono essenziali e laddove l'ottimizzazione dei processi è fondamentale. Servizi idrici, impianti petrolchem, chimiche, centri elaborazione dati, impianti di imbottigliamento e centrali elettriche misurano pertanto il carico microbico allo scopo di minimizzare la corrosione e ottimizzare le prestazioni dell'impianto per allertare in merito a possibili epidemie di batteri.

ATP nelle applicazioni industriali

• La formazione di biofilm rappresenta una minaccia per il corretto funzionamento dei sistemi dell'acqua di raffreddamento. L'attività batterica deve essere monitorata e controllata mediante l'uso di biocidi.
• Laddove possono formarsi biofilm, un monitoraggio e un trattamento corretti possono limitare la presenza di filtri ostruiti o sporchi, la corrosione e la riduzione dei livelli di ossigeno (con conseguente riduzione del pH) nel flusso di processo.
• Anche i processi di demineralizzazione a osmosi inversa sono a rischio di accumulo di biofilm, con il conseguente aumento dei costi operativi e di manutenzione.

ATP nelle applicazioni municipali

• Monitoraggio della biofiltrazione
• Distribuzione dell'acqua potabile
• Il monitoraggio microbiologico online è uno strumento utile e altamente sensibile per confermare i valori di rimozione logaritmica di vari processi unitari utilizzati nel trattamento per il riutilizzo diretto e indiretto dell'acqua potabile.
• Acqua riciclata/Riutilizzo dell'acqua

Monitoraggio continuo dell'attività microbica con gli analizzatori online della serie EZ

Tradizionalmente, il carico microbiologico o la contaminazione venivano misurati manualmente in laboratorio. Ora invece con l'analizzatore ATP online Hach EZ7300 è possibile misurare l'attività microbiologica in modo continuo all'interno del processo, fornendo dati che consentono agli operatori di intervenire non appena si osservano variazioni rilevanti.

L'EZ7300 determina il contenuto batterico totale misurando l'ATP di qualsiasi tipo di microrganismo presente nel campione d'acqua. Inoltre, quantificando l'ATP intracellulare, extracellulare e totale nel campione, gli operatori possono ora differenziare l'ATP in una cellula vivente rispetto all'ATP rilasciato da una cellula che è stata sottoposta a disinfezione o lisi.

La serie EZ7300 può essere utilizzata anche per misurare l'efficacia dei biocidi utilizzati nel processo di trattamento, per ottimizzare il regime di dosaggio ed evitare danni a salute, ambiente e infrastrutture.

Applicazioni:

- Acqua di raffreddamento
- Acqua potabile
- Acqua di processo

Il monitoraggio e il trattamento efficaci della durezza e dell'alcalinità sono fondamentali per mantenere la stabilità dell'acqua in svariati processi. Durezza e alcalinità vengono utilizzate insieme a pH, TDS/conducibilità e temperatura nel calcolo dell'indice di saturazione di Langelier (LSI) per misurare la propensione dell'acqua a corrodere i metalli o a formare incrostazioni nelle tubazioni. Grazie ai dati provenienti dal monitoraggio continuo di questi parametri, gli operatori degli impianti possono regolare un processo per garantire la conformità, evitare di violare le autorizzazioni, massimizzare l'efficienza, controllare i costi e operare ai massimi livelli per la salute e per la sicurezza.

Alcalinità nelle acque reflue

• L'alcalinità è un parametro chiave per garantire le corrette funzioni biologiche e chimiche nelle acque reflue. I batteri nitrificanti sono altamente suscettibili a variazioni delle caratteristiche delle acque reflue e l'alcalinità è una misura ben nota che deve essere monitorata. L'alcalinità si riduce durante il processo di nitrificazione e, man mano che l'acqua diventa più acida, il pH diminuisce. Se i livelli di pH scendono al di sotto di 7, i tassi di nitrificazione iniziano a peggiorare. Se il pH continua a diminuire, la nitrificazione potrebbe essere inibita, determinando quindi livelli elevati di ammoniaca nell'effluente.
• Microrganismi come gli organismi che accumulano polifosfati (PAO) preferiscono ambienti con una maggiore alcalinità e un pH ottimale pari circa a 8. La diminuzione dei livelli di alcalinità può portare a un minor tasso di captazione dei fosfati, con conseguenti livelli più elevati di fosforo in uscita dai processi di trattamento secondari.
• Le sostanze chimiche tamponanti dosate nei reattori biologici o dopo il trattamento secondario possono essere efficacemente controllate con il monitoraggio dell'alcalinità online per mantenere condizioni biologiche ottimali e rispettare i limiti consentiti di pH nell'effluente. Le misurazioni dell'alcalinità nelle acque reflue iniziano a rispondere prima che si verifichino variazioni del pH, fornendo ulteriore tempo per l'implementazione di controlli operativi proattivi.
• Un'alcalinità insufficiente può influire sui processi a valle sensibili al pH. Ad esempio, i processi di rimozione chimica del fosforo e la disinfezione con cloro possono consumare alcalinità e dar luogo a violazioni del pH negli effluenti.

Alcalinità nell'acqua potabile

• Nell'acqua di sorgente, un'alcalinità elevata può influire sul dosaggio delle sostanze chimiche impiegate per il trattamento, per esempio i coagulanti che richiedono un pH più basso. Quando si utilizza la miscelazione dell'acqua proveniente da fonti diverse con volumi e alcalinità variabili, l'alcalinità online è un parametro importante per un corretto dosaggio chimico.
• Per la conformità alle regole relative ai sottoprodotti di disinfezione (DBP), l'alcalinità è un parametro fondamentale correlato alla quantità di TOC da rimuovere dall'acqua di sorgente per limitare la formazione di DBP. Nelle acque miscelate in cui l'alcalinità (e il TOC) possono variare, le misurazioni online informano immediatamente gli operatori dell'impianto in merito a eventuali variazioni che possono influire sulla conformità alle regole DBP.
• Il controllo della corrosione nei sistemi di distribuzione è una priorità assoluta per molti impianti. L'alcalinità è un parametro chiave correlato alla capacità tamponante dell'acqua, che indica la probabilità che si verifichi un calo del pH. Poiché un calo del pH aumenta la probabilità che piombo e rame entrino nella fornitura di acqua potabile, una misurazione dell'alcalinità online fornirà dati in tempo reale sui parametri di corrosione relativi a calcoli comuni come l'indice di saturazione di Langelier (LSI).
• Anche i sistemi che utilizzano la monoclorammina come residuo misurabile nella rete di distribuzione monitorano l'alcalinità. Un consumo di alcalinità può essere un indicatore principale della nitrificazione nel sistema di distribuzione, che può comportare un insieme di altri problemi relativi alla qualità dell'acqua.

Alcalinità nelle applicazioni industriali

• Nelle applicazioni industriali (produzione di energia, processi relativi a caldaie e generazione di vapore) il monitoraggio dell'alcalinità è fondamentale. Sia che si tratti di acqua in entrata non trattata, acqua di caldaia trattata o acqua di condensa di vapore post-caldaia che viene reimmessa per il riutilizzo, un monitoraggio e una gestione corretti dell'alcalinità contribuiscono a garantire operazioni sicure ed efficienti, riducendo gli interventi di manutenzione e proteggendo l'infrastruttura. Nell'acqua di caldaia, i livelli di alcalinità devono essere mantenuti al di sopra dei 200 ppm per prevenire la corrosione acida, ma non devono superare i 700 ppm circa per evitare una formazione eccessiva di schiuma e di incrostazioni nelle tubazioni, pompe, caldaie o in altri componenti.
• Per la conformità alle regole relative ai sottoprodotti di disinfezione (DBP), l'alcalinità è un parametro fondamentale correlato alla quantità di TOC da rimuovere dall'acqua di sorgente per limitare la formazione di DBP. Nelle acque miscelate in cui l'alcalinità (e il TOC) possono variare, le misurazioni online informano immediatamente gli operatori dell'impianto in merito a eventuali variazioni che possono influire sulle regole DBP.
• Il controllo della corrosione nei sistemi di distribuzione è una priorità assoluta per molti impianti. L'alcalinità è un parametro chiave correlato alla capacità tamponante dell'acqua, che indica la probabilità che si verifichi un calo del pH. Poiché un calo del pH aumenta la probabilità che piombo e rame entrino nella fornitura di acqua potabile, una misurazione dell'alcalinità online fornirà dati in tempo reale sui parametri di corrosione relativi a calcoli comuni come l'indice di saturazione di Langelier (LSI).
• Anche i sistemi che utilizzano la monoclorammina come residuo misurabile nella rete di distribuzione monitorano l'alcalinità. Un consumo di alcalinità può essere un indicatore principale della nitrificazione nel sistema di distribuzione, che può comportare un insieme di altri problemi relativi alla qualità dell'acqua.

Applicazioni:

- Acqua potabile
- Industriale
- Energia, caldaie e vapore
- Acque superficiali
- Acque reflue

Il ferro è un minerale naturalmente presente sia nelle acque sotterranee che di superficie ed è spesso considerato un indicatore della qualità dell'acqua durante e dopo il processo di trattamento. In alcune applicazioni di processo, il ferro può anche fungere da controllo. Pertanto, il monitoraggio continuo e accurato di questo metallo in tracce è fondamentale per mantenere la qualità dei processi e della produzione dell'impianto. Indipendentemente dalla sorgente, le concentrazioni di ferro che superano i livelli accettabili devono essere identificate e rimosse.

Ferro nell'acqua potabile

• Anche se non costituiscono un rischio acuto per la salute, concentrazioni elevate di ferro non sono auspicabili nell'acqua potabile per ragioni di natura estetica, per esempio il gusto e l'aspetto. Il ferro nell'acqua di sorgente viene spesso rimosso mediante una fase di pre-ossidazione per consentire la conversione del ferro in una forma insolubile che si deposita e può essere rimossa durante la sedimentazione. Il dosaggio degli ossidanti (come ozono, biossido di cloro, permanganato, cloro) può essere controllato in modo efficiente con una misurazione online del ferro libero o totale. Il dosaggio del permanganato può essere monitorato per evitare il sovradosaggio e la formazione di acqua di colore rosa. Un'analisi online a doppio flusso può anche evidenziare i valori precedenti e successivi per controllare la quantità di ferro rimosso (o non rimosso).

Ferro nelle acque reflue

• I sali metallici come il cloruro ferrico sono utilizzati nei sistemi di rimozione del fosforo e possono essere dosati in vari punti nel processo di trattamento. Anche se l'ortofosfato (PO ₄) è la misura tipica utilizzata per monitorare l'efficienza della rimozione chimica del fosforo e controllare il dosaggio, un impianto potrebbe essere interessato anche alla misurazione del ferro residuo per proteggere i processi a valle, come la prevenzione delle incrostazioni negli strumenti di disinfezione UV.

Monitoraggio continuo del ferro con gli analizzatori online della serie EZ

La misura del ferro mediante colorimetria può essere eseguita con i modelli delle serie Hach EZ1000 e EZ2000 in una varietà di intervalli di misurazione. Gli analizzatori della serie EZ sono in grado di misurare le concentrazioni totali o disciolte e dispongono di funzionalità multi-flusso opzionale, nonché di una porta per l'introduzione nello strumento di campioni istantanei.

Gli analizzatori online della serie EZ sono in grado di monitorare vari punti nell'ambito del processo di deferrizzazione e possono essere utilizzati per monitorare e confermare i risultati di laboratorio iniziali delle concentrazioni di ferro prima dell'effettivo processo di trattamento. Dopo il processo di rimozione, le misurazioni possono confermare che eventuali tracce rimanenti dei parametri sono presenti in concentrazioni che soddisfano i limiti consentiti.

La serie EZ offre misurazioni automatiche e senza problemi del ferro in diverse fasi del processo, offrendo una soluzione elegante per la misurazione e il trattamento del ferro.

Applicazioni:

- Acqua potabile
- Energia, caldaie e vapore
- Acque reflue

Il manganese è un minerale in tracce, naturalmente presente sia nelle acque sotterranee che in quelle superficiali. Una quantità eccessiva di manganese può influire sul colore e sul gusto dell'acqua potabile e dell'acqua in bottiglia, oltre a dar luogo alla formazione di macchie su apparecchiature e bucato. Pertanto, il monitoraggio continuo e accurato del manganese totale e disciolto è fondamentale per mantenere la qualità. Indipendentemente dalla sorgente, le concentrazioni che superano i livelli accettabili devono essere identificate e gestite.

Manganese nell'acqua potabile

• Analogamente al ferro, anche il manganese è una specie non desiderabile che può avere effetti negativi sul gusto e sull'aspetto dell'acqua potabile. Il monitoraggio del manganese in tempo reale consente all'impianto di regolare il dosaggio degli ossidanti in modo da ottenere la quantità giusta senza sovradosaggio o sottodosaggio. Il dosaggio degli ossidanti (come ozono, biossido di cloro, permanganato, cloro) può essere controllato in modo efficiente con una misurazione online del manganese libero o totale. Il sovradosaggio del permanganato può essere monitorato in modo da evitarlo e prevenire la formazione di acqua di colore rosa. Un'analisi online a doppio flusso può anche evidenziare i valori precedenti e successivi per controllare la quantità di manganese rimosso (o non rimosso).

Monitoraggio continuo del manganese con gli analizzatori online della serie EZ

Gli analizzatori online della serie EZ di Hach monitorano un'ampia gamma di concentrazioni di manganese totale e disciolto mediante la colorimetria.

Attualmente utilizzati in centinaia di applicazioni per acque industriali e municipali, gli analizzatori online della serie EZ consentono un monitoraggio online continuo e il confronto per la corrispondenza con metodi chimici per via standard/di laboratorio, con un elevato livello di precisione e accuratezza.

Ciò consente di monitorare vari punti nell'ambito del processo e di confermare i risultati iniziali di laboratorio prima dell'effettivo processo di trattamento. Dopo il processo di rimozione, le misurazioni possono confermare che eventuali tracce rimanenti di manganese sono presenti in concentrazioni che soddisfano i limiti consentiti.

Applicazioni:

- Acqua potabile
- Energia, caldaie e vapore
- Acque superficiali

L'eccesso di nutrienti (azoto e fosforo) nell'ambiente può causare fioriture algali, eutrofizzazione e un calo generale della qualità dell'acqua. Mentre la maggior parte delle soluzioni di monitoraggio online riguarda sottoinsiemi specifici di questi nutrienti (ovvero ammoniaca, nitrati, ortofosfato e così via), le prescrizioni dei requisiti normativi possono invece interessare le forme totali (TN/TP). Pertanto, il monitoraggio automatico e continuo di TN e TP nel flusso di processo consente di risparmiare tempo, può permettere di correlare i valori dei processi ai risultati di laboratorio e può allertare gli operatori dell'impianto in merito a eventuali problemi senza dover attendere i risultati di laboratorio. In un'epoca caratterizzata da linee guida sugli effluenti sempre più rigorose, il monitoraggio del processo di trattamento nei punti critici può mettere in luce le regolazioni necessarie per mantenere la conformità.

TN e TP nelle acque reflue

• L'azoto totale (TN) nelle acque reflue è costituito da ammoniaca/ammonio (NH ₃/NH ₄ ⁺), nitrati (NO ₃), nitriti (NO ₂) e azoto organico. L'azoto totale TN è semplicemente la somma di tutte le forme. Molti permessi per gli effluenti richiedono solo la riduzione dei livelli di ammoniaca. In altri casi, il permesso per l'effluente potrebbe richiedere una riduzione di tutte le forme di azoto. Ciò si rifletterebbe sull'imposizione di un limite (TN) sul permesso di scarico. Poiché l'azoto non può essere semplicemente rimosso per via chimica, le strutture interessate dovranno gestire i propri processi biologici per portare a termine l'operazione. Questa attività in genere è definita rimozione dei nutrienti biologici (BNR). In questi casi, si consiglia di tenere sotto controllo il processo tramite un sistema di monitoraggio degli effluenti. In altri casi, si consiglia anche un sistema di monitoraggio dell'affluente per il parametro TN, nonché per le singole forme di azoto.
• Il fosforo totale (TP) nelle acque reflue è costituito da forme disciolte e particolato. La forma più comune di fosforo solubile è l'ortofosfato (reattivo). Il fosfato sotto forma di particolato è più comunemente rappresentato da specie di polifosfato o fosfato organico. La somma di tutte le forme è il fosforo totale TP. Molti impianti hanno l'esigenza di ridurre tutte le forme di fosforo. Il fosforo viene rimosso combinandolo in una forma solida sedimentabile ed eliminandolo con i fanghi di scarto. Ciò si può ottenere tramite assimilazione biologica (Bio-P o eBPR) o precipitazione chimica (in genere con allume o cloruro ferrico).

TN e TP in acque superficiali

• Per la salute ambientale delle acque superficiali, i livelli di trattamento possono prevenire l'eutrofizzazione dei corpi idrici ricettori, in quanto il parametro TP funge da indicatore delle forme organiche di fosforo nelle acque superficiali. La misurazione combinata di TN e TP fornisce agli operatori un presupposto della crescita di alghe.

Monitoraggio continuo di TN e TP con gli analizzatori online della serie EZ

Il modello EZ7600 di Hach combina due metodi per la misurazione simultanea e automatica di TN e TP. Con un ampio intervallo di misurazione e l'analisi multi-flusso opzionale, questo strumento innovativo è una soluzione conveniente per le esigenze di monitoraggio di TN/TP. Per i clienti che non hanno bisogno di un analizzatore multiparametro, gli analizzatori EZ7700 o EZ7800 offrono, rispettivamente, la misurazione dei singoli parametri TN e TP.

Applicazioni:

- Acque superficiali
- Acque reflue

Gli acidi grassi volatili (VFA) possono essere un parametro utile per il monitoraggio di determinati processi che potrebbero aver luogo in un impianto di depurazione. Se associato all'alcalinità, VFA può essere un parametro chiave per il monitoraggio dello stato di salute del digestore anaerobico. Un aumento del parametro VFA e/o una diminuzione dell'alcalinità dei fanghi può creare uno squilibrio e indicare potenziali problemi operativi del digestore anaerobico che, in assenza di azioni correttive, possono causare perturbazioni del digestore. Sebbene la presenza di un eccesso di VFA in un digestore anaerobico non sia auspicabile, essi possono rappresentare un vantaggio per le strutture che eseguono la rimozione biologica migliorata del fosforo (EBPR). I VFA sono un'importante fonte di carbonio per la popolazione batteriologica responsabile dell'efficace rimozione biologica del fosforo.

VFA nelle acque reflue

• La misura in tempo reale dei VFA nei sistemi di digestione anaerobica, abbinata all'alcalinità e al pH, produce una serie di dati che fornisce il massimo livello di visibilità a un impianto di trattamento. Questi dati forniscono misurazioni tempestive e proattive che consentono modifiche di processo od operative mirate a evitare disturbi del processo del digestore. La misurazione online di questi parametri e il calcolo automatico del rapporto VFA/alcalinità migliorano ulteriormente il controllo dei processi e la risoluzione dei problemi.
• Nel quadro dei progetti di energia pulita, il monitoraggio di VFA e alcalinità (insieme a una corretta interpretazione dei dati e alle regolazioni dei processi) può contribuire a massimizzare la produzione di biogas. Gli impianti di biogas possono essere ottimizzati per produrre una quantità maggiore di gas di qualità superiore da utilizzare per l'elettricità, la generazione di calore e il gas naturale pulito.
• I VFA sono considerati di fondamentale importanza per un efficace trattamento biologico del fosforo. La fermentazione dei fanghi è un processo comprovato per aumentare le concentrazioni di VFA nel sistema di trattamento secondario. Esistono diversi processi di fermentazione che vengono implementati nelle strutture per il trattamento biologico del fosforo, tra cui fermentazione del chiarificatore primario in linea e fermentazione a miscelazione completa fuori linea. Con le misurazioni VFA online, i processi di fermentazione dei fanghi primari possono essere monitorati e ottimizzati in tempo reale. L'aumento della produzione di VFA in questi sistemi EBPR porterà a una maggiore stabilità del sistema, riducendo o eliminando la necessità di un'ulteriore finitura chimica.

Applicazioni:

- Acque reflue