La rimozione dell’Arsenico
Esempi Applicativi
L’esperienza della Severn Trent
Luca Filoni
Severn Trent Water Purification S.p.A.
Severn Trent plc
• Capitalisation value of $4,800m
• 12,500 plc staff; 5,300UK core
business staff; 2700 USA staff
Severn Trent Water
STW
• Water supply and sewage treatment
• Covers an area of 21,000km2
• Supplies 1,900 Ml/day to about
8,000,000 customers
• Treats 1,800 Ml/day wastewater
Severn Trent Water Purification S.p.A.
Produzione e distribuzione di
–
–
–
–
Generatori di Biossido di Cloro
Strumentazione di processo
Analizzatori colorimetrici in linea
Apparecchiature per bonifica
– Distribuzione Bayoxide E 33 per la
rimozione dell’Arsenico dalle acque
Il Problema
• 16 siti con un livello di arsenico > 10
g/L
– 180000 m3/giorno di acqua
distribuita
– Popolazione sevita: 500.000
1995 - L’approccio
• Studi in Laboratorio
–
–
–
–
–
–
Coagulazione/ Micro Filtrazione
Carboni Attivi
Resine a Scambio Ionico
Allumina Attivata
Composti Catalitici
Adsorbimento con Ferro
• Scelto l’Adsorbimento
– Trattamento “in testa pozzo”
• Processo Semplice
• Ingombri Limitati
– Trattamento Specifico per l’Arsenico
– Prove con AA e Fe
1996 – Prove Pilota
• Il Programma
– Testati
• Allumina Attivata
• Idrossidi di Ferro
– Scelto l’Idrossido
• Durata Superiore
– Economia
• No Rigenerazione
– Semplicità
• Non disponibile sul
mercato in grandi
quantità
STW Pilot Plant
STW Process Demonstration
Pilot Program Results
Outlet Arsenic Concentration, µg/l
20
AA pH = 7.5
AA pH = 6.5
S33 1 pH = 7.5
15
S33 1 pH = 6.5
S33 2 pH = 7.5
10
5
0
0
50,000
100,000
150,000
200,000
250,000
Bed Volumes Treated
•Column Size - 4”-Ø
•Contact Time- 3 Min EBCT for GFH; 6 Min for AA
•Current Bayoxide® E33 Pilot Superimposed
1996 – 1999 Lo Sviluppo del Prodotto
– Lavoro in Collaborazione con Lanxsess (Bayer) per
lo Sviluppo del Bayoxide E-33
• Alta capacità di adsorbimento dell’Arsenico
• Buone proprietà meccaniche
– Struttura cristallina
• Prodotto secco
– Facile da movimentare
– Stabile nel trasporto e nello stoccaggio
– Materiale di buona qualità e riproducibilità
• Fonte di approvvigionamento affidabile
– Bayer può produrre >10,000 Ton se richiesto
» Fabbisogno ST: 80 Ton/anno
1997-1999 Prototipo in Scala Reale
• 1997 Inizio progettazione dell’impianto
• 1999 Avviamento dell’impianto di Nottingham20.000 m3/giorno
– Popolazione servita ~60.000
Schema dell’Impianto
New Process Flow Sheet
BOREHOLES
ADSORBERS
1
WASTE
2
3
STREAM
FLOWMETER
Chlorine
4
BACKWASH
PUMPS
BOOSTER PUMPS
WASTE
HOLDING
TANK
CONTACT
TANK
TO SEWER
SORB 33™ System
Process Flow Diagram
Vacuum
Breaker
Dip Tube
& Vent
Manway
Pressure
Relief
Distribution Troughs
Media Fill
Sight
Glass
To Dumpster/Truck
Bayoxide E33™
Arsenic
Adsorbent
Service by
ST Services
Spent Media
Media
Drain
Manway
SavagePlate™ Media
Virgin Media
Retention Plate & Support
From Truck
Air Scour
(Future)
Siteglass
Eductor
PDI
FQI
FIC
pHI
Inlet
Backwash
To Sewer or Pond
Wash Water
Outlet
Forward
Flush
PI
Efflu’t
Raw Water
B’wash
From Well Pump
PI
Motive Water
To Disinfection &
Distribution
Clean Water
Il primo sistema SORB 33
Nottingham, U.K.
STW As Removal Plant
Capacità 20.000 m3/giorno
Cinque Filtri da 3,3 m Ø
Avviamento - Genn. ‘99
I Primi Impianti in Scala Reale
• 1999 Burton Joyce, Nottinghamshire,
North Midlands, UK – 20 Ml/giorno
• 2001 Chaddesley Corbett,
Worcestershire, Midlands, UK – 7
Ml/giorno
• 2002 Hilton, Shropshire, Midlands, UK –
22 Ml/giorno
Frequenza di Controlavaggio in Funzione
di Velocità e Profili di Pressione
• Esperienze:
– Per un letto da 1 m e funzionamento
intermittente a 18 m/h, durata 28 gg, < 0,5 bar
dP
• Basso Fe e bassa torbidità
Funzionamento a Condizioni di
Portata Variabile
• Gli impianti pilota funzionano a portata
costante
• Gli impianti reali partono e si fermano in
funzione della domanda d’acqua
• Controllo delle performances a varie
condizioni
– Con e senza avviamento lento
Riempimento dei Filtri
• Studiate varie possibilità
– Direttamente da big bags da 500 kg
– Tramite eiettore
– Da autobotte
Flat Bed and Eductor Approach
Nottingham Fill
Chaddesley Corbett - delivery of Bayoxide E 33
Chaddesley Corbett - Bayoxide E 33 media delivery
Perparazione del Prodotto
• Bayoxide E 33 può contenere fini che
devono esse rimossi prima della messa in
servizio
– Controlavaggio lento durante il riempimento
– Controlavaggio per 10 volumi di letto
– Risciacquo in direzione flusso per 5 volumi
di letto
• Prodotto pronto per il servizio
Sedimentazione dei Fini
• I solidi (fini) dall’operazione di
condizionamento non sedimentano
facilmente
– 24 Ore per sedimentare
• I solidi dal controlavaggio sedimentano
più velocemente
– <<24 ore
Smaltimento del Prodotto
• Aspirazione del prodotto
– Tramite eiettore
• Metodo utilizzato inizialmente
• Produce molto effluente a scarico
– Aspirazione da autobotte (con pompa a vuoto)
• Metodo migliore
– Poca acqua richiesta
– Tempi brevi di fermata
• Prodotto smaltito in discarica
• Il prodotto passa il test dell’eluato (TCLP)
Units
Dry
Weight
Bayoxide E33 Chaddesley Corbett
Vessel 1
08/12/03
Ba
mg/kg
127
As
mg/kg
4633
Al
mg/kg
283
Ti
mg/kg
45
Ag
mg/kg
0.3
Total - P
% DW
0.06
Co
mg/kg
23
Fe
mg/kg
516349
Cd
mg/kg
8-
Cr
mg/kg
78
Cu
mg/kg
191
Pb
mg/kg
18
Ni
mg/kg
54
Zn
mg/kg
52
Mn
mg/kg
1388
V
mg/kg
58
Bayoxide E 33 Removal - vacuum tanker
Bayoxide E33 removal from adsorber vessel
Situazione Attuale (UK)
• Sedici impianti costruiti
• L’acqua in uscita dagli impianti rispetta i
limiti sull’Arsenico, ha una bassissima
torbidità, è esente da Ferro ed è inodore e
incolore
• E’ tuttora in corso un programma di
ottimizzazione del trattamento
• Il prodotto è soggetto ad un continuo
programma di sviluppo e miglioramento
Impianti in Attività in UK
Sito
Ml/giorno
N° Filtri
Astley
18,0
5
August Hill
5,5
3
Beckbury
6,7
3
Bellington
14,0
4
Burton Joyce (Nottingham)
20,0
5
Chaddesley Corbett
7,0
3
Copley
6,8
3
Hatton
6,8
3
Hilton
22,8
6
Lee Brockhurst
15,2
4
Markham Clinton
20,0
5
Ruyton XI Towns
7,3
3
Shugborough
4,5
2
Sugarbrook
14,0
4
Wellesbourne
4,0
2
Westwood
11,6
4
Shugborough SORB 33 Arsenic Treatment Plant
Hilton SORB 33 Arsenic Treatment Plant
Impianti in Attività in USA
Site
Water Company / Area / State
Country
Chandler
Arizona
USA
Dare County
North Carolina
USA
El Paso
Texas
USA
Gardiner Park
Montana
USA
Manteca
California
USA
Mesa
Arizona
USA
Rio Rancho
New Mexico
USA
Sacramento City
California
USA
Scottsdale
Arizona
USA
SORB 33® Arsenic Treatment System
(Pennsylvania, USA)
SORB 33® Arsenic Removal System
(New Mexico, USA)
Capacità: 5500 m3/giorno
3 Filtri
Total Bed Volumes Vs As
vessle 1 profile
vessel 2 profile
vessle 3 profile
Arsenic Concentration
(ug/l)
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
50000
100000
150000
Total Bed Volumes (m3)
200000
Capacità: 7000 m3/giorno
3 filtri
Total Bed volumes Vs As
vessel 1 profile
vessel 2 profile
vessel 3 profile
12
As Concentration (ug/l)
10
8
6
4
2
0
0
50000
100000
150000
200000
250000
Total Bed Volumes (m3)
300000
350000
Capacità: 6000 m3/giorno
3 filtri
vessel 1 profile
Total
vessel
2 profile
Bed
Volumes
Vsvessel
As 3 profile
Bed Volumes m3
10
8
6
4
2
0
0
50000 As ug/l 100000
150000
Influenza Interferenti su
Performances
Disponibilità del
Prodotto/Tecnologia
• La severn Trent distribuisce il Bayoxide
E 33 su scala mondiale tramite le società
del gruppo
• Il successo dell’esperienza inglese
permette di poter fornire, quando
richiesto, oltre al prodotto un supporto
tecnologico “a progetto”
Severn Trent Water Purification S.p.A.
Via isola Guarnieri, 13
20063 Cernusco sul Naviglio (MI)
Tel. 02 92908 1
[email protected]
www.severntrentservices.it