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