Acqua per lavorare Acqua per abitare Acqua per giocare CFP - Ord... · prevalentemente il settore...

1 18 settembre 2015 dr. Antonio De Pace - C.F.P. - O.T. dei

Chimici del Veneto

Acqua per lavorare

Acqua per abitare

Acqua per giocare

18 settembre 2015 dr. Antonio De Pace - C.F.P. - O.T. dei

Chimici del Veneto

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Acqua per lavorare

Utilizzazione dell'Acqua nei processi industriali Energia: produzione ed utilizzo del vapore, riscaldamento, raffreddamento

Processi: lavaggi prodotti solidi, depurazione di gas, solubilizzazioni e diluizioni,

Agricoltura: irrigazioni, alimentazione animale, produzione alimenti


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Acqua per abitare

Acqua per vivere: potabilizzazione per acqua da bere, cottura e lavaggio degli alimenti.

Acqua per il benessere: riscaldamento, raffrescamento e umidificazione degli ambienti,

igiene personale e delle abitazioni.


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Acqua per giocare

Acque di balneazione:

piscine e specchi d'acqua per lo sport e per il tempo libero


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Le sostanze presenti nelle acque

Gas disciolti Solidi grossolani e in sospensione

microorganismi

Sostanze disciolte


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Problemi creati dall’acqua negli impianti

•Formazione di incrostazioni costituite prevalentemente da:

Ossidi metallici

Calcare

Depositi organici


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Problemi creati dall'acqua negli impianti Sviluppo di processi corrosivi classificabili

prevalentemente nelle seguenti categorie:

Fenomeni galvanici

Effetti abrasivi

Presenza di incrostazioni

Azione di microorganismi

Errori di installazione

Correnti vaganti


Chimici del Veneto

Problemi creati dall’acqua negli impianti

Nei circuiti interessati da incrostazioni e corrosioni si possono verificare in tempi più o meno lunghi:

Occlusione e perforazione dei passaggi d'acqua

Perdita dei caratteri di potabilità

Guasti nelle apparecchiature

Aumento dei costi energetici

e di manutenzione


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Legislazione

Per il trattamento delle acque destinate all'impiego nelle industrie, la regolamentazione fa riferimento alle norme UNI, più precisamente:

UNI 7550 – Requisiti per le acque per generatori di vapore e relativi impianti di trattamento

UNI 8884 – Caratteristiche delle acque dei circuiti di raffreddamento e di umidificazione

Per gli impieghi in agricoltura e zootecnia il Ministero delle Politiche agricole ha emanato i “Metodi ufficiali di Analisi delle Acque per uso agricolo e zootecnico” Suppl.Ord. G.U. 87 del13/4/2000 – Serie Generale.

Inoltre Il Ministero Politiche agricole e forestali ha emanato le linee guida per l'impiego di risorse idriche (05/08/2015).


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Legislazione

Le disposizioni di legge per la voce “acque per il consumo umano” investono prevalentemente il settore abitativo e la potabilità e fa sempre riferimento al principio di base che:

“l'acqua potabile non deve essere nociva per la salute dell'essere umano e per gli animali”

I valori limite dei parametri che determinano l'accettabilità sono stabiliti nel D.Lgs.152/2006 (decreto ambientale) e succ. modifiche ed integrazioni

Per i metodi di trattamento vale la

UNI 8065 Trattamento delle acque negli impianti termici ad uso civile

Per le apparecchiature di trattamento il D.M. 443/90 è stato abrogato e sostituito dal:

D.Lgs n°31 del 02 febbraio 2001, integrato successivamente dal

D.Lgs n°27 del 02 febbraio 2002

Decreto del Ministero della salute n°25 del 07 febbraio 2012


Chimici del Veneto

Legislazione accordo Stato/Regioni del 03 marzo 2003

• L’ Atto di intesa tra Stato e Regioni approvato l’11 luglio 1991 e pubblicato sulla G.U. n°32 del 17 febbraio 1992:

• “disciplina in modo organico gli aspetti di igiene e sicurezza delle piscine”

• A seguito di numerosi incontri tra le Regioni, il Ministero della Sanità e l’Istituto Superiore di Sanità il 16 gennaio 2003 viene definitivamente adottato l’Accordo, la pubblicazione sulla G.U. avviene il 3 marzo 2003.

• L’Atto concerne gli aspetti igienico-sanitari relativi alla costruzione, manutenzione e vigilanza delle piscine ad uso natatorio

• Decreto del Ministero degli Interni del 18 marzo 1996 “Norme di sicurezza per la costruzione e l’esercizio degli impianti sportivi”

• Questo Decreto si applica solo ai complessi nei quali si svolgono manifestazioni e/o attività sportive regolate dal C.O.N.I. e dalle F.S.N. riconosciute dal C.O.N.I. e non tratta aspetti igienico-sanitari.


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Caratteristiche dell'accordo Stato-Regioni

Gli elementi fondamentali che caratterizzano l'accordo sono:

La definizione di piscina,

La classificazione delle piscine

I campi di applicazione

Le dotazioni di personale, attrezzature e materiali

I controlli interni

I controlli esterni

Le sanzioni

In un allegato vengono descritti tutti i requisiti igienico-ambientali relativi alle caratteristiche delle acque utilizzate e alle condizioni termo-igrometriche, alle condizioni di illuminazione e acustiche


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Acqua nell'Industria Le fonti di approvvigionamento e gli utilizzi

acquedotti

Falde e pozzi acque

superficiali acquedotti

Materia prima nel ciclo produttivo

e lavaggi Riscaldamento Raffreddamento

Produzione energia

Agricoltura Irrigazione Mangimi

Antiparassitari


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I problemi negli impianti industriali Tabella schematica dei trattamenti

Impiego Problema Trattamento

Acque di processo

Incrostazioni Corrosioni Depositi di sedimenti

Filtrazione Dosaggio di condizionanti chimici

Raffreddamento

filtrazione addolcimento parziale dosaggio di condizionanti chimici Controllo del pH e della Conducibilità elettrica (circuiti con torre evaporativa)

Generatori di Vapore a tubi da fumo bassa pressione Corrosioni

Incrostazioni

filtrazione, addolcimento totale dosaggio di condizionanti chimici

Generatori di Vapore a tubi d'acqua alta pressione, vapore secco surriscaldato

Desalinizzazione dosaggio di condizionanti chimici


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acque di processo e circuiti termici chiusi

Punto di consegna

Filtrazione

Addolcimento parziale

Allo scarico

Tino salamoia

Processi di produzione

Riscaldamento In ciclo chiuso

Raffreddamento in ciclo chiuso

Stazioni di dosaggio differenziate

By pass


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Acque di raffreddamento circuiti parzialmente chiusi

Punto di consegna

Filtrazione

By pass

Addolcimento parziale continuo

Allo scarico

Torre evaporativ

a Ai servizi acqua

refrigerata

Ritorno acqua calda

conduttivimetro

salamoia

Spurgo automatico


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La filtrazione

Il processo di filtrazione è indispensabile per eliminare le particelle solide trascinate dal flusso d'acqua. Con apparecchiature opportunamente scelte e dimensionate si possono eliminare solidi delle dimensioni di qualche mm, fino a quelli di qualche decimo di μm.

Consente di

evitare effetti di abrasione lungo i passaggi d’acqua (tubazioni, valvolame, raccorderie, apparecchi;ecc.);

evitare la formazione di depositi e sedimenti nei punti di minore turbolenza;

eliminare le sostanze organiche inquinanti ed i residui delle disinfezioni, soprattutto di quelle a base di Cloro e suoi derivati;

eliminare gli ossidi di alcuni metalli pesanti quali il Ferro ed il Manganese che potrebbero impartire colorazioni non volute all’acqua oltre a creare depositi voluminosi ed incrostanti.


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La filtrazione

Cartucce filtranti

Filtri con setti filtranti a filo avvolto e a rete

Filtri automatici servo-assistiti

Filtri manuali con e senza indicatore di pressione differenziale


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La filtrazione

Filtri automatici a masse

Le masse possono essere costituite da graniglia di varie pezzature,sabbia, carboni attivi, letti deferrizzanti


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La filtrazione

Filtri Centrifughi

Sono particolarmente utili per le applicazioni nella filtrazione di acque fortemente torbide e nei circuiti chiusi, purchè le particelle solide abbiano peso specifico maggiore di 1gr/cm3

Nei circuiti chiusi presentano il vantaggio che non è necessario interrompere la circolazione per le la pulizia e non si creano accumuli di sostanze solide che, interrompendo il flusso d'acqua, possono creare il pericolo di funzionamento a secco di pompe, caldaie ed altre apparecchiature


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Il dosaggio dei condizionanti chimici

Il dosaggio è il processo mediante il quale nell'acqua vengono addittivati i prodotti chimici in polvere o liquidi, la cui funzione è quella di correggerne le caratteristiche chimiche naturali o quelle indotte dai trattamenti subiti. Per il dosaggio delle polveri si impiegano apparecchi idro-dinamici autoproporzionanti. Per il dosaggio dei liquidi si impiegano le cosiddette “stazioni di dosaggi” costituite da 1 o più pompe dosatrici ed i serbatoi di attingimento dei prodotti.

in funzione del segnale di azionamento le pompe dosatrici si distinguono in: TEMPORIZZATE: azionate da un elemento esterno con funzionamento ON/OFF come pompe di rabbocco, sonde di livello, ecc. PROPORZIONALI: azionate da un contatore lanciaimpulsi installato sulla linea di adduzione dell'acqua da trattare. SERVOASSISTITE da elettrodi sensibili: per esempio elettrodi sensibili al pH, al Cloro, Conducibilità elettrica, ecc.


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Dosaggio idrodinamico dei prodotti in polvere

Il dosaggio proporzionale avviene secondo la portata d'acqua sfruttando l'effetto “Venturi”


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dosaggio

Pompa dosatrice a membrana

Stazione di dosaggio assistita da contatore lancia-impulsi


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Schemi di dosaggio in linea

Dosaggio temporizzato

p.to iniezione

Acqua da condizionare


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Schemi di dosaggio in linea

Dosaggio assistito da contatore lanciaimpulsi

Contatore a impulsi magnetici

Acqua da condizionare

Alimentazione elettrica Punto di iniezione


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addolcimento

E' il trattamento che consente di eliminare gli ioni di Calcio (Ca++) e di Magnesio (Mg++), disciolti nell'acqua, che con i rispettivi anioni costituiscono la cosiddetta “durezza totale dell'acqua”. Questa risulta dalla somma delle concentrazioni di due tipi di sali che costituiscono rispettivamente: la durezza permanente, che non produce formazione di precipitati incrostanti col riscaldamento dell'acqua, ed è formata dai sali di questi due cationi legati ad anioni Cloruri, Solfati, Nitrati, Carbonati.

la durezza temporanea che, produce le incrostazioni calcaree sulle superfici di scambio termico ed è formata dai Bicarbonati di Calcio e di Magnesio, instabili per riscaldamento. Si deve ricordare che la precipitazione dei sali costituenti la durezza temporanea si verifica anche per semplice abbassamento della pressione dell'acqua, quale quello che si verifica nel passaggio dall'interno di una tubazione idrica a pressione di rete sanitaria domestica (ca. 2,5 bar) all'ambiente di un bagno o cucina (1bar).


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Addolcimento parziale Questo tipo di trattamento si applica alle acque impiegate negli impianti di

raffreddamento ed a quelle destinate ai circuiti idro-termo-sanitari

E' importante ricordare che:

Con l'abbassamento della durezza totale, l'acqua assume carattere aggressivo, di conseguenza si riduce l'effetto di autopassivazione delle superfici metalliche con le quali viene in contatto.

Per tale ragione è sempre opportuno valutare a priori il grado di addolcimento raggiungibile riducendo gli effetti incrostanti ma senza indurre aggressività. Una previsione dei risultati di questo trattamento di ottiene dal calcolo degli indici di:

Langelier Is – Indice di saturazione

Ryznar Ri – indice di stabilità

Entrambi richiedono la determinazione del pHs (pH di saturazione) che si

calcola conoscendo i seguenti parametri dell'acqua:

pH, conducibilità elettrica, conc. ione Ca, alcalinità totale, temperatura .


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Significato degli indici Indice di Langelier (saturazione)

Is = pH – pHs

Indice di Ryznar (stabilità)

Ry = 2PH

s -pH

Valore pHs Effetti sull'acqua

Is

< 0 aggressiva, corrosioni diffuse

Is

= 0 non aggressiva né incrostante – possibili pittings

Is

> 0 Incrostante – corrosioni sotto deposito

Valore di Ry Effetti sull'acqua

< 5 forte carattere incrostante

5,5 < Ry

<6,2 leggermente incrostante

6,2 <Ry < 6,8 leggermente incrostante e/o corrosiva

6,8 <Ry < 8,5 molto aggressiva e corrosiva

Ry> 8,5 estremamente corrosiva


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produzione d'acqua parzialmente addolcita


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Addolcitori commerciali Addolcitore monocolonna Addolcito a doppia colonna a

scambio con serbatoio salamoia per servizio in continuo


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La desalinizzazione

E' il trattamento impiegato quando sia necessario eliminare tutti gli ioni sia positivi che negativi, presenti nell'acqua:

Ilrisultato si può ottenere per due vie:

Per scambio ionico, processo di tipo chimico, che comporta l'impiego di due masse di resine scambiatrici di ioni installate separatamente o in miscuglio:

Gli ioni positivi vengono trattenuti dalla resina in ciclo acido (H+)

Gli ioni negativi vengono trattenuti dalla resina in ciclo basico (OH-)

Per osmosi inversa, processo di tipo chimico-fisico, oggi il più usato, che ottiene l'eliminazione degli ioni forzando l'acqua a passare attraverso una membrana semipermeabile che viene attraversata solo dalle molecole dell'acqua.


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Osmosi su membrana a film avvolto

Tubo di raccolata del permeato

Membrana a film avvolto

Entrata acqua da desalinizzare

Uscita permeato

Refluo concentrato


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Desalinizzatore per osmosi inversa

Impianto per produzione di ca. 7 mc/h di acqua desalinizzata al 95%


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Desalinizzatore per osmosi inversa

Desalinizzatore per osmosi inversa con colonna di finitura post-trattamento e serbatoio polmone


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Osmosi inversa Il successo negli ultimi 2 decenni del processo di desalinizzazione

dell'acqua per osmosi inversa deriva da alcuni indiscutibili vantaggi che esso presenta rispetto al processo a resine a scambio ionico che si possono sintetizzane in:

vantaggi

Minore ingombro

Funzionamento continuo

Assenza di reagenti chimici

Assenza di scarichi

inquinanti

facile manutenzione


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I condizionamenti post-trattamento

I trattamenti di addolcimento e desalinizzazione modificano la chimica dell'acqua, di conseguenza essi non sono sempre sufficienti per assicurare la conduzione corretta degli impianti nei quali essa dovrà fluire.

Si impone quindi una correzione specifica che deve tenere conto delle caratteristiche tipiche della categoria dell'impianto (generatore di vapore, riscaldamento ambienti, circuito di raffreddamento, circuito sanitario caldo e/o freddo, ecc), inoltre all'interno della categoria devono essere attentamente controllate le caratteristiche chimiche dell'acqua di alimentazione di ciascun impianto e di quelle funzionali delle apparecchiature che lo compongono.


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Interventi condizionanti post-trattamento impianti industriali

Generatori di vapore ipercritici con produzione di vapore secco per centrali

termoelettriche alimentati ad acqua desalinizzata:

Nessun prodotto ionizzabile, la conducibilità elettrica deve rimanere sempre molto vicina a 0.

Qualche condizionante anticorrosivo volatile per la protezione dei circuiti di distribuzione del vapore e recupero delle condense.

Negli impianti di maggiori dimensioni viene spesso utilizzato un sistema di degasaggio fisico per elimininare ogni traccia di Ossigeno ed Anidride Carbonica.

Generatori di vapore a medio-alta pressione con produzione di vapore saturo a

15 – 30 bar, alimentati ad acqua desalinizzata:

Trattamento con prodotti leggermente alcalinizzanti dell'acqua di caldaia

ed anticorrosivi volatili per la protezione dei circuiti di distribuzione del vapore recupero delle condense.

In generale questi addittivi sono il risultato di formulazioni composte da: ammine, fosfati, fosfonati,


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Interventi condizionanti post-trattamento Impianti industriali

Generatori di vapore a medio-bassa pressione <3 fino

a 15 bar alimentati con acqua totalmente addolcita

L'acqua di alimentazione (o di rabbocco) viene trattata con prodotti formulati contenenti amine, fosfonati, fosfati, solfiti, chelanti, acrilati disperdenti, con effetti anticorrosivi ed antincrostanti sul corpo della caldaia e sui circuiti di distribuzione del vapore e di recupero delle condense.

Si deve sempre evitare il trattamento con prodotti volatili

quando il vapore venga in contatto con prodotti alimentari.


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Interventi condizionanti post-trattamento Impianti industriali

Circuiti di raffreddamento (addolcimento parziale quando necessario)

Sistemi a circolazione chiusa (chiller)

Bisogna evitare soprattutto le corrosioni, quindi i condizionanti sono composti a base di polifosfati o fosfonati (stabilizzanti della durezza), disperdenti (poliacrilati e policarbonati), chelanti (sali sodici dell'EDTA ed NTA), filmanti a base di poliammine.

Sistemi a circolazione parzialmente aperta con torre evaporativa

Questi impianti, grazie all'intimo contatto dell'acqua con l'aria ambiente, sono soggetti all'occlusione dei passaggi d'acqua per incrostazione di depositi di sali minerali ma anche per biofouling.

Nelle formulazioni dei condizionanti quindi oltre a quasi tutti i componenti di cui sopra, sono presenti anche i biocidi spesso dosati a shock, separatamente dagli altri prodotti, per evitare l'assuefazione dei microorganismi.


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Interventi condizionanti post-trattamento circuiti sanitari

Anche se l'acqua che alimenta i nostri impianti domestici proviene da acquedotti rispetta in generale i limiti di legge previsti per la potabilità, soprattutto negli impianti nei quali subisce variazioni di temperatura è necessario qualche intervento di trattamento e /o condizionamento per prevenire le incrostazioni calcaree ed in qualche caso le contaminazioni biologiche.

I trattamenti più in uso prevedono: la filtrazione micrometrica, l'addolcimento parziale, i condizionamenti anticorrosivi ed antincrostanti.


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Schema a blocchi dei circuiti sanitari

Punto di consegna

Valvola non ritorno

Servizi giardino, garage

filtrazione

Tino salamoia

sterilizzatore

Allo

scarico

Uscita acqua parzialmente

addolcita Circuito sanitario freddo Cucina, bagni

Circuito sanitario caldo cucina, bagni,

elettrodomestici Contatore lancia-impulsi

Stazione di dosaggio

proporzionale

Stazione di dosaggio

temporizzata Riscaldamento

ambienti

Allo

scarico

Allo

scarico


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Acque di piscina

Definizione di piscina Si definisce piscina in complesso attrezzato per la

balneazione che comporti la presenza di uno o più bacini artificiali attrezzati per attività ricreative, formative, sportive e terapeutiche esercitate nell'acqua contenuta nei bacini stessi

La classificazione delle piscine

Ai fini igienico-sanitari le piscine vengono classificate per:

Destinazione

Caratteristiche ambientali e strutturali

Tipo di utilizzo


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Acque utilizzate nelle piscine

Allegato 1 all'accordo Stato-Regioni:

Le acque utilizzate nelle piscine ed impianti connessi vengono classificate come segue:

Acqua di approvvigionamento: quella utilizzata per l'alimentazione delle vasche e quella destinata ai servizi igienico-sanitari.

Acqua di immissione in vasca: è quella costituita sia dall'acqua di ricircolo che da quella di reintegro trattate per assicurare i necessari requisiti

Acqua contenuta in vasca: quella presente nel bacino e pertanto a contatto diretto con i bagnanti


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Requisiti dell'acqua di approvvigionamento

Accordo Stato-Regioni – all.to 1

Deve possedere tutti i requisiti di potabilità previsti dalle norme vigenti ad eccezione della temperatura (secondo le strutture: tra 24 e 35°C)

Qualora non venga prelevata da pubblico acquedotto devono essere effettuati controlli di potabilità con frequenza almeno annua o semestrale per i parametri indicati nel giudizio di idoneità dell'acqua destinata al consumo umano, previsti dalla normativa vigente


Chimici del Veneto

grazie dell'attenzione

e

arrivederci

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