Introduzione
Il sistema per il controllo e l'ottimizzazione della coagulazione CoagSense ideato dalla Process Instruments, consiste di un analizzatore integrato multiparametrico e modulare che può essere adattato a diversi impianti e situazioni, con l'aggiunta di vari sensori come ad esempio quello per il pH, il flusso, la temperatura, l'UV254, la torbidità ed il misuratore di corrente fluente (streaming current).
Partendo dalla misura di questi parametri, il sistema invia un segnale di controllo della coagulazione proporzionale al flusso che può essere poi gestito da un sistema SCADA o può essere utilizzato direttamente per controllare una pompa dosatrice del coagulante.
La coagulazione è influenzata da un gran numero di variabili, alcune sono associate a tutti i tipi di processo di trattamento delle acque mentre altre sono specifiche al processo/impianto preso in considerazione. Tra queste variabili vi sono:
- il pH dell'acqua all'entrata,
- l'alcalinità,
- la torbidità,
- la carica organica,
- la temperatura,
- il coagulante usato,
- il pH dopo l'aggiunta del coagulante ed infine
- aspetti fisici incluso il punto di dosaggio e la miscelazione.
Questi parametri variano molto da impianto ad impianto, da fonte d'acqua a fonte d'acqua e persino da giorno a giorno.
Questo significa che non vi è una soluzione unica. Un metodo di controllo della coagulazione non può essere sperimentato in un impianto e replicato in maniera identica in un altro. Ogni sistema deve essere progettato e specifico per ogni impianto di trattamento delle acque.
Ovviamente, prima di modificare sistemi di controllo della coagulazione esistenti, può essere utile installare e monitorare l'efficienza del sistema esistente attraverso ad un analizzatore di coagulazione.
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Sensoristica
Il sistema CoagSense per il controllo e l'ottimizzazione della coagulazione in continuo, utilizza una serie di sensori, compresi sensori già installati sull'impianto, connessi ad un analizzatore centrale. L'analizzatore, quindi, elabora i vari segnali, li manipola e produce un segnale in uscita che controlla il dosaggio di un coagulante. I segnali/sensori solitamente utilizzati sono descritti di seguito.
Portata: usata per aumentare o diminuire la dose di coagulante in maniera proporzione alla portata stessa.
Il pH dell'acqua all'entrata impianto: questo è forse il parametro più importante che influenza la coagulazione. Il sistema CoagSense utilizza un sensore di pH a giunzione polimerica che dà una lettura estremamente rapida ed affidabile ed invia un allarme/segnale se il pH si muove al di fuori di un intervallo predeterminato. Questo sensore si dovrebbe preferibilmente usare per controllare il pH dell'acqua non depurata attraverso di un controllo PID separato a ciclo continuo.
Il pH dell'acqua del coagulante: usato per inviare un allarme/notifica se il pH non rientra nell'intervallo predeterminato per un controllo ottimale e gestire azioni correttive.
L'UV254: durante i periodi di bassa torbidità ed elevata assorbanza UV specifica (SUVA1), la rimozione di sostanze organiche e quindi, di conseguenza, la riduzione dei THM (Trialometani) può essere ottenuta in maniera ottimale utilizzando azioni di controllo in avanti (feed forward) attraverso la lettura di un segnale UVA.
Torbidità delle acque grezze in entrata: quando la torbidità è elevata, i sensori di UVA iniziano a rispondere alla torbidità e non misurano più efficacemente la componente organica. Durante questi periodi è spesso preferibile utilizzare un altro metodo per effettuare il controllo e questo può potenzialmente essere la misura della stessa torbidità.
Corrente fluente (streaming current): con le giuste condizioni dell'acqua e/o col giusto coagulante, il controllo col misuratore di corrente fluente può offrire il miglior strumento per il controllo della coagulazione.
Installato in oltre 5,000 impianti in tutto il mondo, i sistemi di corrente fluente possono offrire una soluzione robusta ed economica. Comprendere la relazione tra pH e corrente fluente è essenziale per l'implementazione efficace di questo sistema di coagulazione.
Infatti, la corrente fluente permette di misurare tutte le variabili che influiscono sulla neutralizzazione della carica, un aspetto chiave della coagulazione. Se non utilizzato direttamente per il controllo, un misuratore di corrente fluente può essere estremamente utile come sistema di monitoraggio della coagulazione, monitorando continuamente le variazioni di qualsiasi aspetto della coagulazione, compresi i cambiamenti nella chimica dell'acqua, il coagulante e l'intervallo operativo della pompa di dosaggio.
1Riferimenti: 1. Edzwald, J. K. e Kaminski, G. S. Un metodo semplice per l'ottimizzazione delle acque dell'impianto e il funzionamento della coagulazione. (American Water Works Association, 2007).
