→ Trattamento dell’acqua potabile

Soluzioni innovative per il trattamento dell’acqua potabile.

A favore della qualità della vita.

02 Trattamento dell’acqua potabile

L’acqua pulita costituisce un elemento di importanza fondamentale per un’elevata qualità della vita. Le riserve di acqua del pianeta sono tuttavia minacciate sia in senso qualitativo che quantitativo. L’aumento del fabbisogno di acqua dolce a livello mondiale, la crescente presenza di sostanze nocive nelle falde acquifere e nelle acque superficiali, nonché le normative di legge sempre più severe in materia di qualità dell’acqua potabile, pongono le aziende fornitrici davanti a sfide sempre più complesse.

Acqua potabile. Un alimento di alta qualità.

03Trattamento dell’acqua potabile

Riempimento e trasporto di gas liquidi raffreddati Unità di dosaggio del gas

PanGas è sinonimo di acqua potabile di qualità

L’acqua potabile è l’alimento più importante e la base per la produzione dei generi alimentari e delle bevande L’acqua deve soddisfare i massimi requisiti di qualità, severamente regolati e controllati dalla legge. I gas di PanGas contribuiscono da molti anni ad ottimizzare la qualità dell’acqua. Tra le applicazioni più conosciute si annoverano l’ossidazione di sostanze contenute nell’acqua con ossigeno e la rego-lazione del pH per migliorare le proprietà chimico-corrosive tramite l’uso di anidride carbonica.

Soluzioni complete da un unico fornitore

Quale una delle aziende leader del settore, PanGas dispone di una rete globale per la produzione e la fornitura dei gas necessari. I nostri esperti forniscono un completo Engineering per lo stoccaggio, il dosaggio e l’apporto dei gas avvalendosi di procedure ormai consolidate, quali:

SOLVOX®: procedura per l’apporto di ossigeno SOLVOCARB®: procedura per l’apporto di anidride carbonica

Soluzioni di gas per il trattamento dell’acqua potabile

Secondo l’articolo 7 della legge sui generi alimentari (LMG), i prodotti utilizzati per il trattamento dell’acqua per uso umano devono essere conformi alla qualità descritta anche nella norma DIN EN 12876 o DIN EN 936.

BIOGON® O: ossigeno gassoso e liquefatto a basse temperature BIOGON® C 3.0 (EIGA/ISBT): anidride carbonica liquefatta a basse temperature

BIOGON®, SOLVOX® e SOLVOCARB® sono marchi registrati del Linde Group.

04 Trattamento dell’acqua potabile

Concentrazione di saturazione di O2 cs di aria e ossigeno nell’acqua pulita a 1 bar

Ossigeno  Aria

c s [m

g/l]

Temperatura [°C]

60,7

12,4 10,9 9,8 8,8 8,1 7,5 7

53,748

43,439,5

36 33,2

30,8

6,6

cs (O2) ~ 4,8 x cs (aria)

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Acqua limpida tramite l’ossigeno. Eliminazione delle sostanze contenute nell’acqua con SOLVOX®.

L’ossigeno disciolto dà luogo a numerosi processi di purificazione dell’acqua. In particolar modo le falde acquifere poste in profondità sono spesso povere di ossigeno. Anche nelle acque profonde degli sbarramenti vallivi si riduce la riserva di ossigeno, soprattutto nei mesi d’estate, a causa dei processi di degradazione aerobica che si svolgono nel letto.

Trattamento ossidativo dell’acqua potabile con l’ossigenoLe acque non trattate contengono spesso elevate concentrazioni di ferro disciolto e manganese, ioni di ammonio ed altre sostanze ridotte. Gli ioni di ferro e di manganese sono sostanze inopportune, poiché pregiudicano il sapore e si depositano nella rete dell’acqua potabile formando sedimentazioni. Arricchendo di ossigeno l’acqua non trattata, gli ioni di metallo vengono eliminati tramite processo ossidativo già nella centrale idrica, ovvero negli impianti di filtraggio con l’azione dei microorganismi. Il fabbisogno specifico di ossigeno è a tale riguardo ridotto e in gran parte già soddisfatto dall’ossigeno presente nell’aria.

Se nell’acqua sono contenute altre sostanze ossidabili, quali ammonio o metano, è necessaria una maggiore concentrazione di ossigeno che può essere regolata in maniera esatta ed economica con la procedura SOLVOX® sviluppata da PanGas.

Specifico fabbisogno di ossigeno per l’ossidazione di:

1 g di ferro (II) 0,149 g1 g di manganese (II) 0,299 g1 g di ammonio 3,569 g1 g di metano 4,000 g

Elevata efficacia a costi di esercizio ridotti

Rispetto all’aria, la concentrazione di saturazione dell’ossigeno puro in acqua è di circa 4,8 volte superiore. Ciò consente di accrescere il contenuto di ossigeno nell’acqua non trattata in modo facile e senza significativi dispendi di energia. Rispetto all’aria, si riduce il volume di gas da apportare e in modo corrispondente alla perdita di strippaggio dell’anidride carbonica nell’acqua non trattata. Il degasaggio dell’azoto evita guasti dell’impianto di filtraggio, consentendo quindi un più lungo ciclo di vita dei filtri e costi d’esercizio più ridotti per i lavaggi.

L’ossigeno assicura la qualità dell’acqua

Oltre all’eliminazione delle sostanze contenute nell’acqua, l’ossigeno è anche necessario per la formazione e il mantenimento di un rive-stimento anticorrosivo nelle condotte metalliche dell’acqua potabile. Un arricchimento di ossigeno dell’acqua pura a 6 mg/l contribuisce a garantire una qualità perfetta dell’acqua potabile nella rete di appro-vvigionamento assicurando inoltre un miglioramento del sapore per l’utente finale.

Vantaggi legati all’uso dell’ossigeno: → aumento della qualità dell’acqua pura → miglioramento del sapore → aumento della prestazione dell’impianto di filtraggio → riduzione dei costi d’esercizio → assenza di perdita di strippaggio dell’anidride carbonica → protezione contro la corrosione (f)

05Trattamento dell’acqua potabile

Visibilmente più pura. L’ozono abbatte i carichi organici.

L’eliminazione di sostanze organiche contenute nell’acqua avviene dopo avere sottoposto l’acqua ad un pre-trattamento con l’ozono. Gli elementi resistenti, quali ad esempio complessi di sostanze umiche, vengono modificati in misura tale da renderli accessibili ad un ulteriore trattamento biologico. L’influsso della ozonizzazione si evidenzia nel miglioramento percettibile delle proprietà organolettiche dell’acqua, quali odore, sapore, limpidezza e colore.

L’ozono viene prodotto in loco da aria secca e ossigeno e reagisce in modo rapido con le sostanze contenute nell’acqua. L’abreazione dell’ozono genera ossigeno molecolare che impedisce ulteriori conta-minazioni dell’acqua.

Vantaggi della ozonizzazione con l’ossigeno: → elevata resa dell’ozono con un ridotto dispendio di energia → ridotte dimensioni degli impianti → nessuna pre-essiccazione dell’aria

Altri ambiti di applicazione dell’ozono: → ossidazione di sostanze antropogene, quali residui di medicinali

e pesticidi → deferrizzazione e demanganizzazione → disinfezione e disattivazione dei virus

06 Trattamento dell’acqua potabile

Le procedure SOLVOX® sono state sviluppate per consentire un apporto conveniente di ossigeno nell’acqua. In presenza delle condizioni opera-tive descritte, tali procedure assicurano una resa ottimale dell’ossigeno.

A seconda del campo di applicazione, l’ossigeno viene alimentato tra-mite ugelli (SOLVOX® D) o reattori (SOLVOX® R) direttamente nel sistema di alimentazione dell’acqua non trattata dell’impianto di filtraggio o separatamente a monte dell’ingresso dell’acqua potabile nel sistema di distribuzione.

L’ossigeno viene dosato in una unità di regolazione automatica, tenendo conto della quantità e della concentrazione di ossigeno dell’acqua non trattata.

Condizioni ottimali. Procedure SOLVOX® per un apporto mirato di ossigeno.

Procedura SOLVOX® D, modalità inline Procedura SOLVOX® R, modalità inline

Pozzi di acqua non trattata

Pozzi di acqua non trattata

Ugello SOLVOX® D

Reattore SOLVOX® RCisterna dell’acqua pura Cisterna dell’acqua pura

Utenza Utenza

Ossigeno liquido

Ossigeno liquidoUnità

MSRUnità MSR

O2 O2

QH2O

QH2O

Filtro Filtro

07Trattamento dell’acqua potabile

Dispositivo di alimentazione SOLVOX® D Reattore SOLVOX® R in una centrale di acqua potabile

SOLVOX® D

La procedura SOLVOX® D è appositamente pensata per l’apporto di ossigeno nelle condotte a pressione. L’ossigeno viene a questo propo-sito alimentato direttamente nel flusso dell’acqua non trattata tramite un ugello in acciaio inox. L’efficacia dell’apporto può essere accresciuta tramite l’inserimento a valle di un miscelatore statico.

Per i lavori di manutenzione l’ugello può essere facilmente smontato e pulito senza dare luogo ad interruzioni operative.

Altri vantaggi della procedura SOLVOX® D: → non è richiesta energia di terzi → bassi costi di investimento → montaggio rapido e semplice → ridotta necessità di manutenzione

SOLVOX® R

La procedura SOLVOCARB® R prevede il discioglimento dell’ossigeno in un contenitore a pressione in acciaio inox.

L’arricchimento di ossigeno può essere eseguito in modalità inline o bypass.

I vantaggi principali della procedura SOLVOX® R: → massima resa dell’ossigeno → elevata concentrazione di ossigeno → ridotta perdita di pressione del sistema di apporto → ridotta necessità di manutenzione

08 Trattamento dell’acqua potabile

Ripartizione dei tipi di CO2 nell’acqua in funzione del pH; T H2O = 10 °C

CO2  HCO3-  CO3

2-

Perc

entu

ale

dei t

ipi d

i CO₂

[%]

pH

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90100

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Efficace contro la corrosione. SOLVOCARB® e anidride carbonica.

L’anidride carbonica è presente in quantità elevata nelle acque natu-rali, tuttavia non sotto forma di gas disciolto. Si stabilisce semmai un equilibrio tra anidride carbonica solida e disciolta.

L’anidride carbonica è presente nell’acqua in forma disciolta come molecola CO2, come idrogenocarbonato (HCO3

-) e come carbonato (CO32-).

Sostanzialmente, le percentuali variano a seconda del pH.

Nel caso ideale, la saturazione della calcite dell’acqua si trova nei valori previsti al momento della distribuzione. Se il contenuto di anidride car-bonica disciolta presente nell’acqua è superiore a quello necessario per assicurare il suddetto equilibrio, l’anidride carbonica in eccesso agisce sullo strato protettivo presente nella rete idrica causando danni da corrosione alle tubazioni di cemento e metallo. Se, al contrario, l’acqua presenta un contenuto troppo ridotto di anidride carbonica disciolta, il pH di equilibrio viene superato dando luogo alla formazione di cal-care nelle condotte e nei rubinetti.

Equilibrio calcare-acido carbonico, rappresentazione di massima:

CaCO3 + CO2 + H2O ⇌ Ca2+ + 2 HCO3-

→ Aggiunta di CO2: scioglimento della calcite (indurimento) → sottrazione di CO2: Separazione della calcite (decarbonizzazione)

SOLVOCARB®. Ristabilisce l’equilibrio dell’acqua.Durante il trattamento, l’acqua potabile può acquisire proprietà di separazione della calcite, ad esempio tramite areazione aperta o successivamente ad una rapida decarbonizzazione con latte di calce. In tal caso, nelle parti dell’impianto poste a valle, quali le condotte e le valvole, si depositano elevate quantità di calcare riducendo notevol-mente il ciclo di vita dei filtri.

Contemporaneamente all’abbassamento del pH, l’anidride carbonica aggiunta esternamente impedisce, ovvero annulla, la separazione della calcite.

Anche nelle acque non trattate con proprietà di separazione del calcare è possibile ristabilire esattamente l’equilibrio calcare-acido carbonico regolando il pH con l’anidride carbonica.

Con un pH di 8,2 l’anidride carbonica è quasi interamente presente sotto forma di idrocarbonato. L’effetto tampone e la corrosività dell’acqua variano a seconda dell’interazione tra i tipi di CO2 e lo ione di durezza calcio presente nell’acqua come carbonato di calcio (calcite, CaCO3), difficile da disciogliere.

Se il contenuto di acidi e la concentrazione di ioni di calcio dell’acqua sono in equilibrio (equilibrio calcare-acido carbonico), la calcite non viene né disciolta, né separata. Lo stato di saturazione della calcite è caratterizzato dal pH di equilibrio.

09Trattamento dell’acqua potabile

Curva di neutralizzazione dell’idrossido di sodio con CO₂ e acido minerale

Acido minerale  CO₂

pH

ammessoRange

1a fase

2 OH- + CO₂ ⇌ CO₃²- + H₂O

CO₃²- + CO₂ + H₂O ⇌ 2 HCO₃-

2a fase 3a fase

Quantità assorbita di CO₂ o di acido minerale

2

4

6

10

12

14

8

Facile regolazione del pH con anidride carbonica efficace e sicuro.Apportando anidride carbonica, viene generato acido carbonico:

CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ HCO3- + H+ ⇌ CO3

2- + 2 H+

Per la regolazione del ph di acque a debole effetto tampone, l’uso dell’anidride carbonica o dell’acido carbonico è l’alternativa ideale per il dosaggio degli acidi minerali. Un vantaggio fondamentale dell’acido carbonico è evidenziato dall’andamento piatto della sua curva di neutralizzazione, in particolare rispetto al valore del pH ammesso per l’acqua potabile.

Il pH desiderato può essere pertanto regolato in modo facile e preciso anche in caso di parametri variabili dell’acqua non trattata, senza peri-coli di sovra-acidificazione.

Altri vantaggi rispetto agli acidi minerali: → nessun aumento della concentrazione di sali → non influisce sul sapore → non provoca danni da corrosione nelle parti dell’impianto → facile da dosare → uso sicuro → stoccaggio facile e sicuro → conveniente

Indurimento ottimale tramite anidride carbonica

Il contenuto di ioni di calcio e manganese disciolti determina la durezza dell’acqua. Gli agenti indurenti sono necessari per la formazione di uno strato di protezione dal calcare-ruggine, per cui devono essere presenti in concentrazione sufficiente nell’acqua.

Le acque non trattate delle regioni povere di calcare, nonché le acque degli sbarramenti vallivi, contengono ridotti quantitativi di ioni di durezza per cui hanno un effetto corrosivo e non formano lo strato di copertura. Anche nell’ambito dell’ottenimento di acqua potabile dall’acqua di mare, dopo il processo di desalinizzazione, risultano acque con un ridotto effetto tampone che devono essere sottoposte a indurimento prima della distribuzione.

Con il dosaggio dell’anidride carbonica, e un quantitativo corrispon-dente di latte di calce, si ottiene una durezza dell’acqua precisa e otti-male tramite un pH nominale prestabilito.

Con le procedure SOLVOCARB®, oltre alla fornitura di gas, PanGas offre anche il know-how e l’hardware necessario per un apporto efficace di anidride carbonica nell’acqua.

Vantaggi legati all’uso dell’anidride carbonica: → esatta regolazione della durezza dell’acqua ottimale → aumento dell’effetto tampone → miglioramento del sapore → assenza di incrostazioni calcaree → minimizzazione della corrosione

Trattamento dell’acqua potabile10

Procedura SOLVOCARB® D, modalità inline Procedura SOLVOCARB® R, modalità bypass

Pozzi di acqua non trattata Ugello della CO2

Pozzi di acqua non trattata

Trattamento dell’acqua potabile

Reattore SOLVOCARB®

Cisterna dell’acqua pura

Centrale idrica Centrale idrica Cisterna dell’acqua pura

Utenza Utenza

Anidride carbonica liquida

Anidride carbonica liquida

Unità MSR

Unità MSR

pH pHQH2O QH2O

Trattamento dell’acqua potabile

Le procedure SOLVOCARB® di PanGas sono sistemi di dosaggio e di apporto di anidride carbonica ormai consolidati e convenienti.

Gli ugelli e i reattori della famiglia SOLVOCARB® sono utilizzabili in modo flessibile sia in modalità inline che bypass ed offrono quindi molteplici soluzioni per le specifiche esigenze del cliente.

Risolvere le esigenze individuali in modo economico. Preciso apporto di anidride carbonica con SOLVOCARB®.

Trattamento dell’acqua potabile 11

SOLVOCARB® D

La procedura SOLVOCARB® D è stata appositamente sviluppata per ali-mentare l’anidride carbonica nelle condotte della pressione. L’anidride carbonica viene erogata direttamente nel flusso di acqua non trattata con un ugello in acciaio inox. A valle del punto di iniezione è neces-sario un tratto di reazione nel quale l’anidride carbonica si discioglie. L’uso di un miscelatore statico consente di ridurre in modo significativo il tratto di reazione.

Vantaggi della procedura SOLVOCARB® D: → non è richiesta energia di terzi → bassi costi di investimento → montaggio rapido e semplice → manutenzione senza interruzioni operative → ridotta necessità di manutenzione

SOLVOCARB® R

La procedura SOLVOCARB® R prevede il discioglimento dell’anidride carbonica in un reattore. Per le diverse condizioni di impiego sono disponibili reattori di forma e materiali diversi.

I vantaggi principali della procedura SOLVOCARB® R: → elevata resa del gas → ridotta necessità di manutenzione

Dispositivo di alimentazione D SOLVOCARB® Reattore SOLVOCARB® R con unità di dosaggio

MC0

0055

.201

6-07

.V1.

xxxx

x

Vantaggio a livello mondiale grazie all’innovazione.

PanGas, affiliata del Linde Group, leader mondiale nel settore, gioca un ruolo di precursore sul mercato grazie ai suoi prodotti e sistemi di distribuzione del gas orientati al futuro. In quanto leader tecnologico abbiamo il compito di porre continuamente nuovi standard. Spinti dallo spirito imprenditoriale operiamo costantemente per lo sviluppo di nuovi prodotti di alta qualità e di procedimenti innovativi.

PanGas offre di più: valore aggiunto, vantaggi competitivi percepibili e maggiori guadagni. Ogni progetto viene tagliato su misura in funzione delle esigenze specifiche del cliente. Ciò vale per tutti i settori e per ogni dimensione d’impresa.

Chi oggi vuole competere con la concorrenza del domani ha bisogno di un partner al suo fianco che ogni giorno sia in grado di utilizzare strumenti quali la massima qualità, le ottimizzazioni dei processi e gli aumenti della produttività per trovare soluzioni ottimali per il cliente. Per noi, essere partner significa non solo «noi per voi», ma soprattutto «noi con voi». Perché la collaborazione reca in sé la forza del successo economico.

PanGas – ideas become solutions.

PanGas AGSede principale, Industriepark 10, CH-6252 DagmersellenTelefono 0844 800 300, Fax 0844 800 301, contact@pangas.ch, www.pangas.ch