Introdução

Muitas cidades norte-americanas estão se esforçando para cumprir os regulamentos da Lei de Água Potável Segura da EPA, dando cada vez mais ênfase à redução dos custos operacionais das usinas de tratamento de água urbana. Hoje em dia, muitas usinas de tratamento de água, como a de Inglewood, Colorado, usam a tecnologia de monitoramento do carbono orgânico total (TOC) para otimizar o processo de tratamento de água, reduzindo significativamente o custo do processo de tratamento de água ao mesmo tempo em que produzem água potável de alta qualidade.

problema

As regras de desinfetantes e subprodutos de desinfecção (D/DBPR) da Agência de Proteção Ambiental dos EUA visam limitar o conteúdo de subprodutos perigosos na água potável, principalmente devido à interação entre substâncias orgânicas (TOC) naturais na fonte de água e materiais de processo de desinfecção usados ​​em plantas de tratamento de água. Essa regra estabelece não apenas limites de concentração para os subprodutos da desinfecção [DBP, como trihalometano (THM) e ácido haloacético (HAA5)], mas também a taxa de remoção de TOC. Muitas plantas de tratamento de água usam um processo de filtragem convencional ou direto, que elimina o TOC com um concretizador. A EPA usa o termo "concreto reforçado" para definir o processo de limitar a geração de DBP e aumentar a taxa de remoção de TOC (também conhecido como precursor de DBP) usando métodos convencionais de tratamento de água.

As plantas de tratamento de água muitas vezes pensam que "concreto reforçado" e uma maior taxa de remoção de TOC equivalem a um aumento dos custos operacionais. No entanto, se a usina de tratamento de água puder realmente entender a condição do TOC na água da usina e o impacto das mudanças nos parâmetros de processo no TOC, os custos operacionais não aumentarão. A otimização do processo de tratamento de água através do monitoramento do TOC provou reduzir significativamente o custo do tratamento de água. Embora não seja possível otimizar o processo de "concreto reforçado", o monitoramento diário dos parâmetros do processo que afetam a taxa de remoção de TOC pode fornecer informações valiosas. Mesmo com flutuações frequentes na qualidade da água, as instalações de tratamento de água podem atender aos requisitos regulamentares para a taxa de remoção de TOC sem se preocupar com a adição de quantidades excessivas ou insuficientes de concretizador.

Durante o processo de concretização, a taxa de remoção de TOC depende de vários parâmetros do processo, incluindo o tipo de concretizador, a quantidade de concretizador adicionado e o pH da água. Em geral, a eficiência de remoção de TOC aumenta com o aumento da quantidade de adição de concreto. Mas diferentes concretizadores têm diferentes efeitos de remoção de TOC, especialmente quando o pH é diferente. A maioria dos concretizadores tem limites. Depois de ultrapassar o limiar, a adição contínua de concretizador não só não aumentará ainda mais a taxa de remoção de TOC, mas gerará mais resíduos. Isso aumenta o consumo de concretizador e o custo do tratamento de resíduos sem reduzir ainda mais o teor de TOC na água. Portanto, é essencial que as plantas de tratamento de água compreendam plenamente o impacto das mudanças nos parâmetros de processo na taxa de remoção de TOC.

solução

Embora seja difícil determinar a correlação específica entre todos os parâmetros durante o tratamento de água, os analisadores TOC podem ajudar as plantas de tratamento de água a desvendar o mistério da otimização do processo. Um passo da pesquisa de otimização de processo é geralmente um teste de cozinha, ou seja, extrair pequenas quantidades de água de uma planta de tratamento de água, colocar-se em várias cozinhas de laboratório e, em seguida, adicionar diferentes reagentes químicos. O teste de copo combina a detecção de amostragem do instrumento TOC e a detecção de turbidez para comparar eficazmente vários concretizadores e seus efeitos de aplicação. No passado, as pessoas observavam a adesão entre as partículas através de testes de copo visual para determinar o efeito de remoção de turbidez. No entanto, como as melhores condições de concretização para a remoção da turbididade nem sempre são consistentes com as condições de concretização para a remoção do TOC, isso faz com que as instalações de tratamento de água tenham que monitorar simultaneamente o TOC e a turbididade.

Após a seleção de um ou várias misturas de concretizadores por meio de um teste de copo, o monitoramento contínuo do TOC é necessário. Como as fontes de água (incluindo pH, alcalinidade e composição orgânica) podem mudar com frequência nas plantas de tratamento de água, o monitoramento TOC on-line é um método eficaz para observar com frequência o processo. O analisador TOC on-line mede continuamente o TOC de entrada e saída de água, permitindo que a usina de tratamento de água calcule a taxa real de remoção de TOC com base no tempo de permanência da água na usina. As instalações de tratamento de água podem ajustar a quantidade de concreto, o pH e outros parâmetros, se necessário, para melhorar ainda mais a taxa de remoção de TOC. Se as plantas de tratamento de água confiam apenas em laboratórios de terceiros para testar o TOC, os resultados de teste sempre chegam tarde demais para serem usados ​​para otimizar os parâmetros atuais do processo.

Uma planta de tratamento de água equipada com um analisador TOC no local pode tomar decisões favoráveis de acordo com os requisitos de qualidade da água e as diretrizes econômicas da planta, incluindo a escolha da quantidade de concretizador e outros parâmetros operacionais que melhor otimizam o processo. Se a taxa de remoção de TOC atingir os padrões de água potável, a usina de tratamento de água pode tentar reduzir a quantidade de concretizador, com o objetivo de economizar custos de concretizador, ao mesmo tempo que reduz a geração de resíduos e os custos de tratamento. A usina de tratamento de água da cidade de Inglewood faz exatamente isso.

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