IT201600111728A1 - Metodo per il dosaggio dei reagenti in impianti per la disinfezione di acqua - Google Patents
Metodo per il dosaggio dei reagenti in impianti per la disinfezione di acquaInfo
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Description
Titolo: “Metodo per il controllo della disinfezione di acqua calda sanitaria, dosaggio reagenti”
[0001] Forma l’oggetto della presente invenzione un metodo per il controllo fine della disinfezione di acqua calda sanitaria operata con sostanze chimiche.
[0002] Nell’acqua calda impiegata per usi igienici e sanitari, ma anche per usi tecnici, industriali e zootecnici, possono annidarsi microorganismi pericolosi per la salute umana, come ad esempio la Legionella presente nell’acqua calda e responsabile di un’infezione batterica, la Legionellosi, che può colpire l’uomo con un elevato tasso di mortalità, in particolare in ambiente ospedaliero.
[0003] La proliferazione batterica da Legionella è particolarmente critica a condizioni ambientali costanti, come ad esempio in ospedali, alberghi, navi, piscine e simili dove l’acqua viene mantenuta calda in un intervallo di temperatura costante e spesso ristagna nelle tubazioni.
[0004] Sono noti diversi metodi per contrastare la Legionella e per bonificare impianti idraulici contaminati.
[0005] Tra i metodi chimici, l’impiego di monoclorammina (NH2Cl) o di biossido di cloro (ClO2) appare efficace.
[0006] Una problematica associata all’utilizzo di sostanze chimiche è legata al controllo della concentrazione della sostanza e dei suoi sottoprodotti di decomposizione, in particolare gli ioni di ammonio (NH4<+>) utilizzando monoclorammina, piuttosto che cloriti e cloruro con l’impiego di biossido di cloro.
[0007] Detti prodotti di decomposizione, laddove presenti in quantità superiori a valori massimi definiti valori soglia, hanno un impatto negativo sulla salute umana e animale. La normativa in vigore regola definisce in maniera stringente questi valori.
[0008] Rilevante è il fatto che i principali prodotti indesiderati di degradazione sono i reagenti stessi, ovvero la principale via di decomposizione è la reazione inversa alla sintesi.
[0009] Il problema della degradazione della sostanza disinfettante è tanto più avvertito in detti impianti a ricircolazione dell’acqua calda, ad esempio in ospedali ed in piscine, dove solo una parte dell’acqua già addizionata della sostanza disinfettante viene prelevata, mentre la restante parte rimane in circolazione nel sistema e viene ciclicamente ririscaldata, favorendo la decomposizione termica della sostanza disinfettante presente nel sistema e richiedendo l’aggiunta di acqua fresca. Ciò aggrava il problema delle variazioni di concentrazione della sostanza disinfettante e dell’accumulo eccessivo dei sottoprodotti di decomposizione nell’acqua calda ricircolata.
[0010] MI2014A000898 descrive un impianto a ricircolazione dell’acqua calda, nel quale è fortemente avvertita l’esigenza di un monitoraggio dei livelli nel circuito di sostanza disinfettante e di sottoprodotti della stessa.
[0011] Un ulteriore problema che si riscontra è legato alle variazioni dovute all’acqua fresca di partenza, laddove alla fonte la stessa può essere più o meno trattata con disinfettati, tipicamente Cloro (Cl2), andando così ad alterare l’equilibrio di reazione.
[0012] Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di proporre un metodo per il controllo fine della disinfezione di acqua calda sanitaria operata con sostanze chimiche.
[0013] Descrizione delle figure:
Figura 1: schema di una forma preferita di impianto nella quale viene attuata la metodica secondo la presente invenzione.
Figura 2: curve esplicative dell’andamento circadiano dei livelli di monoclorammina D e ione ammonio A in un impianto di acqua calda sanitaria
Figura 3: curva che definisce l’andamento ottimale di aggiunta nelle 24 ore del reagente/prodotto di degradazione B nel circuito, laddove detto B è ipoclorito e la sostanza disinfettante D utilizzata è monoclorammina, introdotta già sintetizzata nel circuito. Linea continua: aggiunta teorica. Linea tratteggiata: aggiunta corretta per il fattore di correzione �.
Figura 4: curva che definisce l’andamento ottimale di aggiunta nelle 24 ore di ipoclorito B e ioni ammonio A nel circuito, laddove la sostanza disinfettante D è monoclorammina e viene generata direttamente all’interno del circuito. Linea continua: aggiunta teorica. Linea tratteggiata: aggiunta corretta per il fattore di correzione �.
Definizioni:
[0014] Con acqua fresca si intende qui acqua nella condizione in cui è fornita dall’acquedotto non addizionata di alcuna sostanza disinfettante, oltre quelle immesse dall’acquedotto stesso.
[0015] Con acqua vecchia, per lo scopo della presente invenzione si intende acqua che resta nelle tubazioni riscaldata per un tempo superiore alle tre ore.
[0016] Con sostanza disinfettante si intende la sostanza chimica utilizzata per la disinfezione dell’acqua calda presente in un impianto a ricircolo di acqua calda, ove la stessa sostanza può essere immessa in detto impianto tal quale o, in una forma di realizzazione alternativa, viene generata all’interno dell’impianto stesso, laddove nell’impianto vengono immessi i reagenti che portano all’ottenimento di detta sostanza.
[0017] Detta sostanza disinfettante, indicata con D, è ottenuta a partire da almeno due reagenti di partenza, con una reazione schematizzata come segue:
A B -> D
[0018] In forme di realizzazione alternative, detta reazione è del tipo:
A B C -> D
[0019] In una forma preferita di reazione, detta sostanza disinfettante D è monoclorammina e la stessa viene ottenuta mediante la reazione:
NH3+ Cl2<-> NH2Cl HCl
Poiché l’ammoniaca non è di facile manipolazione, preferibilmente la stessa viene sostituita con sali di ammonio e il cloro gassoso è vantaggiosamente sostituito da ipocloriti, secondo la reazione:
NH4Cl NaOCl <-> NH2Cl NaCl H2O
in cui l’unico sottoprodotto è acqua.
[0020] In un’ulteriore forma di realizzazione, detta sostanza disinfettante è biossido di cloro, ottenuto reagendo clorito, preferibilmente clorito di sodio, in presenza di acido, ad esempio acido cloridrico, secondo la reazione:
5NaClO2+ 4HCl -> 4ClO2+5NaCl 2H2O
[0021] Detta reazione di degradazione è tipicamente del tipo:
D -> A S1+ … Sn, dove S1+ … Snsono altri sottoprodotti.
[0022] Ancora, detta reazione di degradazione è del tipo D B -> A S1+ … Sn, dove S1+ … Snsono altri sottoprodotti.
[0023] In una forma di realizzazione, detta sostanza disinfettante D viene sintetizzata e poi aggiunta nel circuito. Alternativamente, detta sostanza disinfettante D viene sintetizzata all’interno del circuito stesso.
[0024] Nella forma di realizzazione che comprende l’uso di monoclorammina, A è ione ammonio.
[0025] Nella forma di realizzazione che comprende l’uso di biossido di cloro, A è clorito, che si riduce ulteriormente a ione cloruro.
[0026] In caso di variazioni nell’acqua fresca dovute ad un aumentato apporto di cloro o biossido di cloro all’acquedotto, in circolo si troverà un eccesso del prodotto di reazione B, ovvero cloriti e/o ipocloriti.
[0027] L’impianto di acqua calda sanitaria è un sistema che, ciclicamente, è aperto o chiuso, laddove detto sistema è aperto nei periodi di consumo di acqua e chiuso nei periodi di mancato utilizzo. Tipicamente, detto sistema è aperto di giorno e chiuso di notte. Preferibilmente, detto sistema è aperto da circa le ore 7.00 a circa le ore 21.00 e chiuso da circa le ore 21.00 a circa le ore 7.00.
[0028] Nella ciclicità circadiana sopradescritta, si osserva in detto impianto un accumulo di acqua vecchia a partire da circa le ore 0.00. Detta acqua vecchia è acqua arricchita dei prodotti di degradazione indesiderati A, S1, S2, …, Sn, dove tanto più è il tempo trascorso dal sistema in modalità chiusa, tanto maggiore sarà la concentrazione di detti prodotti di degradazione.
[0029] In detto sistema, la concentrazione efficace di detta sostanza disinfettante D è DEFF, dove DEFFdefinisce il range compreso tra Dmine DMAX.
[0030] Nello stesso sistema, il livello soglia per detti reagenti/prodotti di degradazione A e B è, rispettivamente, AMAXe BMAX.
[0031] A titolo di esempio e con riferimento alla figura 2, laddove detta sostanza disinfettante D è monoclorammina e detto reagente/prodotto di degradazione A è ione ammonio, detta monoclorammina viene dosata in detto sistema ad una concentrazione ideale pari a circa 3 mg/l. Aggiungendo in continuo monoclorammina D allorquando detto sistema è aperto e sospendendo detta aggiunta allorquando detto sistema è chiuso, detti livelli di monoclorammina D misurati nel sistema seguirebbero l’andamento descritto dalla curva Dx (linea tratteggiata pesante), discostandosi pertanto dal range desiderato DEFF(area ombreggiata), dove �D indica detto scostamento di Dxdal range DEFF. Di conseguenza, i livelli di detto reagente/prodotto di degradazione A variano in detto sistema secondo la curva Ax(linea tratteggiata fine). In particolare, nella fase in cui detto sistema è chiuso, ipotizzando una completa degradazione di detta monoclorammina, detto prodotto di degradazione A nel sistema chiuso raggiunge livelli pari a 1,04 mg/l. Essendo A ione ammonio, detti livelli sono superiori ai limiti imposti per legge in relazione al quantitativo massimo di ioni ammonio presenti nell’acqua per uso sanitario, ove detto limite, indicato per gli scopi della presente invenzione come AMAX, è di 0,5 mg/l (linea continua).
[0032] Sempre a titolo di esempio, laddove l’acqua fresca è addizionata nell’acquedotto di un quantitativo di cloro o biossido di cloro, sotto forma di cloriti e/o ipocloriti, doppio rispetto a quello tipicamente immesso nella stessa, immettendo in detto circuito detta acqua fresca i livelli di detti cloriti e/o ipocloriti B nell’acqua presente nel circuito saranno inevitabilmente in eccesso, ovvero Bxsarà uguale a BMAX+�B.
[0033] Vantaggiosamente, la presente invenzione descrive un metodo per mantenere nel sistema livelli di detta sostanza disinfettante D efficaci e/o per mantenere entro i limiti di tollerabilità detti prodotti di degradazione in ciascuna fase di detto ciclo circadiano e tenendo in debita considerazione anche le possibili variazioni delle operazioni effettuate in detta acqua fresca a monte, ad esempio all’acquedotto.
[0034] Detto metodo comprende l’aggiunta controllata in detto sistema di uno solo dei reagenti A o B così da ripristinare all’interno del sistema stesso la stechiometria di reazione a ridare la sostanza disinfettante D.
[0035] Detto metodo comprende anche, in aggiunta o in alternativa, l’aggiunta controllata della sostanza D.
[0036] In un’ulteriore forma di realizzazione, detto metodo comprende anche, in aggiunta o in alternativa, lo scarico di acqua vecchia e il carico di acqua fresca nel sistema.
[0037] Laddove detta sostanza disinfettante D viene sintetizzata nel circuito, dette una o più aggiunte controllate sono stabilite nei quantitativi �A e �B, �A e �B garantendo la corretta stechiometria di reazione.
[0038] Alternativamente, detta sostanza disinfettante D viene immessa tal quale nel circuito, e detta una o più aggiunte controllate sono stabilite nei quantitativi �D.
[0039] Detti quantitativi �A, �B, �D sono stabiliti a priori sulla base delle valutazione delle caratteristiche dell’impianto, dove detta valutazione è in funzione di almeno i seguenti parametri: volume di impianto e/o frequenza di utilizzo dell’impianto e/o caratteristiche dell’acqua fresca immessa nello stesso.
[0040] Detti quantitativi sono corretti da un fattore di correzione �, detto fattore di correzione � essendo determinato dal �A, �B o �D misurati come sopra indicato.
[0041] In una forma preferita di realizzazione, detto fattore di correzione ��modifica di un massimo del 5% il quantitativo predefinito �A e/o �B e/o �D. In una forma ancora più preferita, detto fattore di correzione ��varia di un massimo dell’ 1% il quantitativo predefinito � A e/o �B e/o�D.
[0042] Monitorando come descritto detti livelli Axe/o Bx, viene definito un fattore di correzione �, e detto fattore di correzione stabilisce il quantitativo di reagente/prodotto di degradazione A o B da aggiungere al sistema così da ripristinare la stechiometria di reazione.
[0043] In una forma di reazione alternativa, detto monitoraggio valuta i livelli di D, tamponando con aggiunte successive di B per mantenere detti livelli entro il range DEFF, dove dette aggiunte di B vengono stabilite sulla base di detto monitoraggio di Dx.
[0044] In una ulteriore forma di realizzazione, detto monitoraggio valuta i livelli D e regola le aggiunte di D correggendo il quantitativo � stabilito a priori grazie ad un fattore � definito confrontando Dxcon DEFF[0045] La regolazione basata su parametri prestabiliti �����e/o�� e un coefficiente di correzione � come sopra definito permette un monitoraggio puntuale dell’acqua contenuta nel circuito e previene indesiderati superamenti di detti valori soglia AMAXe/o BMAXe/ scostamenti dai livelli di sostanza D definiti come efficienti.
[0046] Inoltre, detta regolazione basata sui due valori, uno funzionale ai parametri di impianto, uno dipendente dal monitoraggio puntuale effettuato, previene errori indesiderati legati, quali ad esempio si verificherebbero legando la regolazione esclusivamente al monitoraggio, laddove misurazioni errate comporterebbero errori nella misura dei livelli Axe conseguenti errori nella gestione delle immissioni in circolo.
[0047] In una forma preferita di realizzazione, detto metodo comprende i seguenti passaggi:
a) Messa a disposizione di un impianto a ricircolo di acqua calda sanitaria, ove detto impianto è un sistema che è ciclicamente aperto o chiuso;
b) Messa a disposizione di una sostanza disinfettante D, dove detta sostanza disinfettante è ottenuta da una reazione del tipo A B -> D, oppure A B C -> D e la stessa sostanza disinfettante D va incontro ad una reazione di degradazione del tipo D -> A S1+ … Sn oppureD B -> A S1+ … Sn; c) Immissione nell’acqua presente in circolo in detto impianto di detta sostanza D, oppure dei reagenti A B, o A B C in rapporto stechiometrico opportuno laddove detta reazione di formazione della sostanza disinfettante D avviene nell’acqua presente in circolo;
d) Periodicamente, monitoraggio, per via diretta e/o indiretta, dei livelli di concentrazione di detto reagente o prodotto di degradazione A e di detto reagente o prodotti di degradazione B nell’acqua in circolo e confronto di detti livelli misurati Axe/o Bxcon i livelli soglia di riferimento, AMAXe/o BMAX;
e) Periodicamente, immissione in circolo di detto reagente/prodotto di degradazione A o B in un quantitativo pari a (� �)*V o ( � �)*V, rispettivamente dove V, ���� e��hanno il significato sopra definito.
[0048] In una ulteriore forma di realizzazione, detto metodo comprende, in aggiunta o in alternativa:
a) Messa a disposizione di un impianto a ricircolo di acqua calda sanitaria, ove detto impianto è un sistema che è ciclicamente aperto o chiuso;
b) Messa a disposizione di una sostanza disinfettante D, dove detta sostanza disinfettante è ottenuta da una reazione del tipo A B -> D, oppure A B C -> D e la stessa sostanza disinfettante D va incontro ad una reazione di degradazione del tipo D -> A S1+ … Sn oppureD B -> A S1+ … Sn; c) Immissione nell’acqua presente in circolo in detto impianto di detta sostanza D, oppure dei reagenti A B, o A B C in rapporto stechiometrico opportuno laddove detta reazione di formazione della sostanza disinfettante D avviene nell’acqua presente in circolo;
d) Periodicamente, monitoraggio, per via diretta e/o indiretta, dei livelli di concentrazione di detta sostanza D nell’acqua in circolo e confronto di detti livelli misurati Dxcon il range di efficacia DEFF;
e) Periodicamente, immissione in circolo di detta sostanza disinfettante D in un quantitativo pari a (� �)*V, dove V, � e ��hanno il significato sopra definito.
[0049] In una forma di realizzazione particolarmente preferita, detto metodo comprende il monitoraggio diretto e/o indiretto di detti prodotti di degradazione e il monitoraggio diretto e/o indiretto di detta sostanza disinfettante D.
[0050] Detto monitoraggio è effettuato con metodiche di misura dei livelli di detti reagenti/sottoprodotti e/o di detta sostanza D nel circuito note all’esperto del settore, dirette o indirette. Dette metodiche dirette sono preferibilmente selezionate nel gruppo che comprende metodi colorimetrici o amperometrici. Dette metodiche indirette comprendono la misura di uno o più dei parametri chimico fisici che seguono: il potenziale redox, il pH, la conducibilità, la temperatura, la durezza.
[0051] In una forma di realizzazione preferita, detto monitoraggio diretto di detti prodotti di decomposizione A e/o B, laddove detto prodotto sia ioni di ammonio, comprende:
– sonde amperometriche per rilevare la concentrazione di ioni di ammonio;
– sonde colorimetriche per rilevare la concentrazione di ioni di ammonio.
[0052] In una forma di realizzazione ancor più preferita, detto monitoraggio indiretto di detti prodotti di decomposizione A e/o B, laddove detto prodotto sia ioni di ammonio, comprende: sensori Redox (in inglese ORP =oxydation reduction potential), laddove il potenziale Redox misurato è correlato con il quantitativo di ioni ammonio presenti.
[0053] Detto monitoraggio diretto di detta sostanza D, laddove detta sostanza sia monoclorammina, comprende: – sonde amperometriche per rilevare la concentrazione di cloro totale,
– sonde colorimetriche per rilevare la concentrazione di cloro totale,
– sonde amperometriche per rilevare la concentrazione di cloro libero (o eccesso di cloro),
– sonde colorimetriche per rilevare la concentrazione di cloro libero (o eccesso di cloro).
[0054] Detto monitoraggio indiretto di detta sostanza D, laddove detta sostanza D sia monoclorammina, comprende: sensori Redox (in inglese ORP =oxydation reduction potential).
[0055] In una forma preferita di realizzazione, detto monitoraggio avviene ad intervalli di 4 ore, preferibilmente ad intervalli di 3 ore, ancor più preferibilmente di 2 ore, o di 1 ora. In una forma preferita di realizzazione, detto monitoraggio avviene in continuo. In una forma di realizzazione alternativa, detto monitoraggio avviene con una periodicità casuale all’interno delle 24 ore.
[0056] Ancora più preferibilmente, detto monitoraggio avviene circa alle ore 21, alle ore 22, alle ore 23, alle ore 24, alle ore 3, alle ore 7, alle ore 8, alle ore 12.
[0057] Detta misura rilevata con detto monitoraggio è inviata ad una centrale di controllo che confronta detta misura con il parametro ottimale. Sulla base di detto confronto, in detto sistema viene immesso il reagente opportuno nel quantitativo (� �)*V, oppure (� �)*V (� �)*V.
[0058] In una forma preferita di realizzazione, detta immissione è attuata da un operatore, presente in prossimità dell’impianto e che riceve da detta centrale di controllo i parametri per una corretta immissione.
[0059] In una forma ancora più preferita detta immissione avviene in automatico, grazie a pompe che controllano i serbatoi reagenti controllate dalla stessa centrale di controllo.
[0060] Secondo un aspetto dell’invenzione, detto metodo comprende:
a)Messa a disposizione di un sistema di ricircolazione d’acqua calda 1 secondo la figura 1 comprendente:
- un condotto anulare d’acqua 2,
- una pompa 3 collegata al condotto anulare 2 in un punto di pompaggio 4 per fare circolare l’acqua nel condotto anulare 2,
– mezzi di riscaldamento 5, ad esempio una caldaia elettrica o a gas, collegati al condotto anulare 2 in un punto di riscaldamento 6 e configurati per riscaldare l’acqua al suo passaggio attraverso il punto di riscaldamento 6,
– una o più condotti di prelievo 7 collegati al condotto anulare 2 in rispettivi punti di prelievo 8,
– un condotto di alimentazione 9 collegato al condotto anulare 2 in un punto di alimentazione 10,
- un sistema di controllo elettronico 12, ad esempio un controllore unico centrale o due o più controllori indipendenti,
- un generatore 13 di monoclorammina in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegato al condotto anulare 2 in un punto di immissione disinfettante 14, in cui il generatore 13 è configurato per sintetizzare monoclorammina e per aggiungere la monoclorammina sintetizzata all’acqua nel punto di immissione disinfettante 14 del condotto anulare 2,
– un abbattitore di ioni di ammonio 15 in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegato al condotto anulare 2 in un punto di abbattimento 16, in cui l’abbattitore 15 è configurato per aggiungere cloro o ipocloriti all’acqua nel punto di abbattimento 16 del condotto anulare 2,
– mezzi di rilevamento ammonio 17 in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegati al condotto anulare 2 in un punto di rilevamento ammonio 18, i mezzi di rilevamento ammonio 17 essendo configurati per rilevare una grandezza rappresentativa della concentrazione di ioni di ammonio nell’acqua nel punto di rilevamento ammonio 18 del condotto anulare 2 e di trasmettere un corrispondente segnale di concentrazione ammonio al sistema di controllo 12,in cui il sistema di controllo 12 è configurato per:
-attivare il generatore di monoclorammina 13 e comandare la sintetizzazione ed addizione di monoclorammina, e
-attivare l’abbattitore di ioni di ammonio 15 e comandare l’addizione di cloro o ipocloriti in funzione dei segnali di concentrazione ammonio, indipendentemente dall’attivazione del generatore di monoclorammina 13;
b)monitoraggio, tramite misura del potenziale redox, dei livelli Ax di detto ione ammonio e confronto operato da detto sistema di controllo elettronico 12 di detti livelli misurati Axcon il livello soglia di riferimento AMAX;
c)immissione in circolo, a tempi prefissati o in continuo, di monoclorammina D, sintetizzata da detto generatore di monoclorammina 13, in un quantitativo pari a�*V;
d)immissione in circolo di ipoclorito o di cloro, da parte di detto abbattitore di ioni ammonio 15, in un quantitativo pari a ��B corretto da un fattore di correzione �, dove detto fattore di correzione � è determinato dal �A rilevato da detto monitoraggio di cui in e) secondo la curva in figura 3, dove la linea tratteggiata indica il quantitativo di B da aggiungere nel tempo.
[0061] Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, detto metodo comprende:
a)Messa a disposizione di un sistema di ricircolazione d’acqua calda 1 secondo la figura 4 comprendente:
- un condotto anulare d’acqua 2,
- una pompa 3 collegata al condotto anulare 2 in un punto di pompaggio 4 per fare circolare l’acqua nel condotto anulare 2,
– mezzi di riscaldamento 5, ad esempio una caldaia elettrica o a gas, collegati al condotto anulare 2 in un punto di riscaldamento 6 e configurati per riscaldare l’acqua al suo passaggio attraverso il punto di riscaldamento 6,
– una o più condotti di prelievo 7 collegati al condotto anulare 2 in rispettivi punti di prelievo 8,
– un condotto di alimentazione 9 collegato al condotto anulare 2 in un punto di alimentazione 10,
- un sistema di controllo elettronico 12, ad esempio un controllore unico centrale o due o più controllori indipendenti,
- un serbatoio 43 di ioni ammonio in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegato al condotto anulare 2 in un punto di immissione ioni ammonio 44, in cui il serbatoio 43 è configurato per aggiungere ioni ammonio all’acqua nel punto di immissione ioni ammonio 44 del condotto anulare 2,
– un abbattitore di ioni di ammonio 45 in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegato al condotto anulare 2 in un punto di abbattimento 46, in cui l’abbattitore 45 è configurato per aggiungere cloro o ipocloriti all’acqua nel punto di abbattimento 16 del condotto anulare 2,
– mezzi di rilevamento monoclorammina 47 in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegati al condotto anulare 2 in un punto di rilevamento monoclorammina 48, i mezzi di rilevamento monoclorammina 47 essendo configurati per rilevare una grandezza rappresentativa della concentrazione di monoclorammina nell’acqua nel punto di rilevamento monoclorammina 48 del condotto anulare 2 e di trasmettere un corrispondente segnale di concentrazione monoclorammina al sistema di controllo 12, in cui il sistema di controllo 12 è configurato per:
-attivare il serbatoio di ioni ammonio 43 e comandare l’addizione di ioni ammonio, e
-attivare l’abbattitore di ioni di ammonio 45 e comandare l’addizione di cloro o ipocloriti in funzione dei segnali di concentrazione di monoclorammina, indipendentemente dall’attivazione del serbatoio di ioni ammonio 43;
b)monitoraggio, tramite misura del potenziale redox, dei livelli Dx di detta monoclorammina e confronto operato da detto sistema di controllo elettronico 12 di detti livelli misurati Dxcon il range di riferimento DEFF;
c)immissione in circolo, a tempi prefissati o in continuo, di ioni ammonio A e cloro o ipocloriti B, in un quantitativo pari a �*V e �B*V, rispettivamente, detti quantitativi essendo corretti da un fattore di correzione �, determinato dal Dxrilevato da detto monitoraggio di cui in b) secondo la curva di figura 5, dove la linea tratteggiata pesante indica il quantitativo di B da aggiungere nel tempo, la linea tratteggiata leggera il quantitativo di A da aggiungere nel tempo.
[0062] I livelli Ax misurati da detto sistema elettronico di controllo 12 vengono dallo stesso confrontati con i valori soglia AMAXimpostati. Detto sistema elettronico di controllo 12 elabora il dato grazie ad un algoritmo che stabilisce se e in che quantitativo detto abbattitore 15 debba immettere B nel condotto anulare 2. Da detto sistema elettronico di controllo 12 viene inviato un segnale diretto all’abbattitore 15 che, ricevuto l’input, immette nel condotto anulare 2 detto reagente B.
[0063] In detta forma di realizzazione, detto controllo fine è completamente automatizzato.
[0064] In una forma preferita di realizzazione, detto sistema di controllo 12 è anche in collegamento di segnale con un dispositivo di allarme sonoro e/o visivo 23.
[0065] Detto sistema di controllo 12 può essere impostato così che quando detto livello Axsupera detto livello soglia AMAX, oppure supera un livello definito livello di allarme AAllarmedetto dispositivo di allarme sonoro e/o visivo 23 viene attivato.
[0066] Detto dispositivo di allarme sonoro e/o visivo 23 può essere sotto forma di un display che riporta l’andamento nel tempo di detti livelli sotto forma di curva, laddove ad esempio detta curva assume una diversa colorazione laddove i livelli misurati superano detto livello AAllarme.
[0067] In una forma di realizzazione, detto segnale di allarme si disattiva nel momento in cui detti livelli Axrientrano sotto il livello di allarme AAllarme.
[0068] E’ chiaro che quanto sopra è altresì applicabile quando detti mezzi di rilevamento rilevino B e/o un ulteriore prodotto di degradazione e detto abbattitore è un abbattitore di B e/o di detto ulteriore prodotto di degradazione.
[0069] Rientra inoltre nell’ambito della presente invenzione anche un sistema di controllo che comprenda almeno due mezzi di rilevamento 17 e uno o più abbattitori 15, per uno o più reagenti/prodotti di degradazione.
[0070] Detto sistema di controllo 12 è altresì configurato per attivare il generatore di D 13 e comandare la sintetizzazione ed addizione di D, ovvero per attivare il dosaggio di A e B nel circuito dove avviene poi la sintetizzazione di D.
[0071] Preferibilmente, monitoraggi ravvicinati dopo l’immissione di detto reagente A o B nel sistema valutano il ripristino dei livelli al di sotto di detti livelli soglia e, ove necessario, da detta centrale di controllo giungono a detto operatore ulteriori istruzioni per ulteriori aggiunte.
[0072] In detto metodo, detto monitoraggio evidenzia una concentrazione di A = Ax. Il sistema di controllo, sulla base di Ax, definisce il fattore di correzione �� definendo quindi la quantità di reagente B da immettere nel circuito.
[0073] In una forma di realizzazione preferita, detta sostanza disinfettante D è monoclorammina, detto reagente/prodotto di degradazione A è ione ammonio e detto reagente/prodotto di degradazione B è ipoclorito, il livello di detto A nell’acqua del circuito è misurato con le metodiche note all’esperto del settore sopra evidenziate. Preferibilmente, è misurato tramite la misura indiretta del redox. A tempi prestabiliti, viene effettuato detto monitoraggio e dalla centrale di controllo viene avviata una procedura per l’immissione nel sistema di ipoclorito (B).
[0074] In un’ulteriore forma di reazione preferita, detta sostanza disinfettante D è biossido di cloro, detto reagente/prodotto di degradazione A è clorito di sodio e il livello dello stesso nell’acqua del circuito è misurato con metodiche note all’esperto del settore. A tempi prestabiliti, viene effettuato detto monitoraggio e dalla centrale di controllo viene avviata una procedura per l’immissione nel sistema di acido cloridrico B in un quantitativo pari a (������*V, a ripristinare la stechiometria della reazione di formazione del biossido di cloro.
[0075] Più preferibilmente, laddove detti livelli di clorito di sodio superano il livello soglia AMAXdetto circuito 2 viene aperto così da ridurre i livelli di acqua vecchia contenuti nello stesso sostituendoli con acqua fresca opportunamente addizionata di biossido di cloro.
[0076] In una forma di realizzazione particolarmente preferita, detta sostanza disinfettante D è monoclorammina e detto metodo comprende i seguenti passaggi:
a) Messa a disposizione di un impianto a ricircolo di acqua calda sanitaria, ove detto impianto è un sistema che è ciclicamente aperto o chiuso, ove l’acqua che circola in detto impianto è sanitizzata con monoclorammina D;
b) Periodicamente, monitoraggio dei livelli di concentrazione dei reagenti/prodotti di degradazione di detta monoclorammina, ove detti reagenti/prodotti di degradazione sono: ione ammonio;
c) Confronto di detti livelli con i livelli soglia, dove il livello soglia per gli ioni ammonio è 0,5mg/l
d) Laddove i livelli di uno di detti reagenti/prodotti di degradazione sono al di sopra di detti livelli soglia, la centrale di controllo avvia una procedura per l’immissione in circolo del reagente opportuno in quantitativo adatto a ripristinare la stechiometria di reazione per la formazione di detta monoclorammina.
[0077] A titolo di esempio, laddove detto ione ammonio è presente in quantità pari a 0.7mg/l, la centrale di controllo avvia una procedura per l’immissione in circolo di ipoclorito in quantità opportuna, ad esempio circa 0,6mg/l*V dove V è il volume contenuto in detto circuito.
[0078] Preferibilmente, laddove detto impianto a ricircolo di acqua calda sanitaria ha una ciclicità di apertura/chiusura che è circadiana, dove detto sistema è aperto durante il giorno e chiuso la sera, si instaura una ciclicità nel sistema di controllo che permette una gestione operativa semplificata dell’impianto.
[0079] In particolare, dopo un periodo di monitoraggio costante, definita la ciclicità delle variazioni e le componenti coinvolte in dette variazioni, viene definito uno schema di dosaggio, indicante i tempi e le modalità di aggiunta dei reagenti nell’impianto da parte dell’operatore.
[0080] A titolo di esempio e con riferimento agli schemi riportati in figura 2, uno schema tipico di dosaggio base per la monoclorammina è il seguente:
a) dalle ore 8.00 alle ore 20.00: impianto aperto.
Aggiunta di monoclorammina in continuo, ove il quantitativo di monocloramina aggiunta è ��� stabilito sulla base dei parametri di impianto sopra definiti e calibrato in funzione del quantitativo di acqua prelevata dal sistema;
b) alle ore 22.00 misura dei livelli di A, B e/o D nel circuito;
c) laddove detti livelli sono al di fuori dei livelli soglia, il sistema entra in allarme e la centrale operativa avvia una procedura per l’immissione nel sistema di un quantitativo di A, B e/o D nel sistema in un quantitativo che tiene in considerazione detto fattore di correzione �;
d) opzionalmente, detta centrale operativa toglie detto segnale di allarme del sistema, previa verifica che detti livelli siano all’interno dei valori soglia;
e) opzionalmente, reiterazione di detti passaggi c), d) ed e) a tempi successivi durante la notte, fino alle ore 8.00;
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per il dosaggio dei reagenti in impianti per la disinfezione di acqua, dove detto metodo comprende: a)Mettere a disposizione un impianto che è un circuito che contiene acqua, dove detto circuito è ciclicamente aperto o chiuso; b)Mettere a disposizione una sostanza disinfettante D, dove detta sostanza disinfettante D è ottenuta da una reazione del tipo A B -> D, oppure A B C -> D e la stessa sostanza disinfettante D va incontro ad una reazione di degradazione del tipo D -> A B S1+ … Sn oppureD B -> A S1+ … Sn; c)Immissione nell’acqua presente in circolo in detto impianto di detta sostanza D, oppure dei reagenti A B, o A B C in rapporto stechiometrico opportuno laddove detta reazione di formazione della sostanza disinfettante D avviene nell’acqua presente in circolo; d)Periodicamente, monitoraggio, per via diretta e/o indiretta, dei livelli di concentrazione di detto reagente o prodotto di degradazione A e/o di detto reagente o prodotti di degradazione B e/o di detta sostanza disinfettante D nell’acqua in circolo e confronto di detti livelli misurati, definiti Axe/o Bxe/o Dx, con i livelli soglia di riferimento, definiti AMAXe/o BMAXe/o DEFF; e)Periodicamente, immissione in circolo di detto reagente/prodotto di degradazione A o B in un quantitativo pari a (α ε) *V e/o (β ε)*V, rispettivamente o di detta sostanza disinfettante D in un quantitativo pari a (τ ε)*V, dove V è il volume totale contenuto nel circuito chiuso, α, β, τ indicano il quantitativo di A e/o di B e/o di D da aggiungere, così come stabilito a priori in funzione dei seguenti parametri: volume di impianto e/o frequenza di utilizzo dell’impianto e/o caratteristiche dell’acqua fresca immessa nello stesso; ε è un fattore di correzione stabilito in seguito a detto confronto tra Axe AMAXe/o Bxe BMAXe/o Dxe DEFF 2. Il metodo per il dosaggio dei reagenti in impianti per la disinfezione di acqua secondo la rivendicazione 1, dove detto fattore di correzione εmodifica di un massimo del 5%, preferibilmente di un massimo dell’1%, detti quantitativi α, β, τ. 3. Il metodo per il dosaggio dei reagenti in impianti per la disinfezione di acqua secondo una delle rivendicazioni 1 o 2, dove detta sostanza disinfettante D è monoclorammina e detto monitoraggio è effettuato per il reagente/prodotto di degradazione A che consiste in ioni ammonio, l’ulteriore reagente/prodotto di degradazione B essendo ipoclorito. 4. Il metodo secondo la rivendicazione 3, dove detto monitoraggio degli ioni ammonio è effettuato per via indiretta con l’utilizzo di sensori Redox, laddove il potenziale Redox misurato correla con il quantitativo di ioni ammonio presenti in soluzione. 5. Il metodo secondo una delle rivendicazioni 1 o 2, dove detta sostanza disinfettante D è biossido di cloro e detto monitoraggio è effettuato per il reagente/prodotto di degradazione A che consiste in clorito di sodio, l’ulteriore reagente/prodotto di degradazione B essendo acido cloridrico. 6. Il metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, dove detto monitoraggio avviene ad intervalli di 4 ore, preferibilmente ad intervalli di 3 ore, ancor più preferibilmente di 2 ore, o di 1 ora. 7. Il metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, dove detto monitoraggio avviene circa alle ore 21, alle ore 22, alle ore 23, alle ore 24, alle ore 3, alle ore 7, alle ore 8, alle ore 12. 8. Il metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, o 6 e 7 dove detto metodo comprende: a)Messa a disposizione di un sistema di ricircolazione d’acqua calda (1) comprendente: - un condotto anulare d’acqua (2), - una pompa (3) collegata al condotto anulare (2) in un punto di pompaggio (4) per fare circolare l’acqua nel condotto anulare (2), – mezzi di riscaldamento (5), ad esempio una caldaia elettrica o a gas, collegati al condotto anulare (2) in un punto di riscaldamento (6) e configurati per riscaldare l’acqua al suo passaggio attraverso il punto di riscaldamento (6), – una o più condotti di prelievo (7) collegati al condotto anulare (2) in rispettivi punti di prelievo (8), – un condotto di alimentazione (9) collegato al condotto anulare (2) in un punto di alimentazione (10), - un sistema di controllo elettronico (12), ad esempio un controllore unico centrale o due o più controllori indipendenti, - un generatore (13) di monoclorammina in collegamento di segnale con il sistema di controllo (12) e collegato al condotto anulare (2) in un punto di immissione disinfettante (14), in cui il generatore (13) è configurato per sintetizzare monoclorammina e per aggiungere la monoclorammina sintetizzata all’acqua nel punto di immissione disinfettante (14) del condotto anulare (2), – un abbattitore di ioni di ammonio (15) in collegamento di segnale con il sistema di controllo (12) e collegato al condotto anulare (2) in un punto di abbattimento (16), in cui l’abbattitore (15) è configurato per aggiungere cloro o ipocloriti all’acqua nel punto di abbattimento 16 del condotto anulare (2), – mezzi di rilevamento ammonio (17) in collegamento di segnale con il sistema di controllo (12) e collegati al condotto anulare (2) in un punto di rilevamento ammonio (18), i mezzi di rilevamento ammonio (17) essendo configurati per rilevare una grandezza rappresentativa della concentrazione di ioni di ammonio nell’acqua nel punto di rilevamento ammonio 18 del condotto anulare (2) e di trasmettere un corrispondente segnale di concentrazione ammonio al sistema di controllo (12), in cui il sistema di controllo (12) è configurato per: -attivare il generatore di monoclorammina (13) e comandare la sintetizzazione ed addizione di monoclorammina, e -attivare l’abbattitore di ioni di ammonio (15) e comandare l’addizione di cloro o ipocloriti in funzione dei segnali di concentrazione ammonio, indipendentemente dall’attivazione del generatore di monoclorammina (13); b)monitoraggio, tramite misura del potenziale redox, dei livelli Ax di detto ione ammonio e confronto operato da detto sistema di controllo elettronico 12 di detti livelli misurati Axcon il livello soglia di riferimento AMAX; c)immissione in circolo, a tempi prefissati o in continuo, di monoclorammina, sintetizzata da detto generatore di monoclorammina (13), in un quantitativo pari a τ*V; d)immissione in circolo di ipoclorito o di cloro, da parte di detto abbattitore di ioni ammonio (15), in un quantitativo pari a βB corretto da un fattore di correzione ε, dove detto fattore di correzione ε è determinato dal δA rilevato da detto monitoraggio di cui in e) secondo la curva che segue, dove la linea tratteggiata indica il quantitativo di B da aggiungere nel tempo. 9. Il metodo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, o 6 e 7 dove detto metodo comprende: a)Messa a disposizione di un sistema di ricircolazione d’acqua calda (1) comprendente: - un condotto anulare d’acqua 2, - una pompa 3 collegata al condotto anulare 2 in un punto di pompaggio 4 per fare circolare l’acqua nel condotto anulare 2, – mezzi di riscaldamento 5, ad esempio una caldaia elettrica o a gas, collegati al condotto anulare 2 in un punto di riscaldamento 6 e configurati per riscaldare l’acqua al suo passaggio attraverso il punto di riscaldamento 6, – una o più condotti di prelievo 7 collegati al condotto anulare 2 in rispettivi punti di prelievo 8, – un condotto di alimentazione 9 collegato al condotto anulare 2 in un punto di alimentazione 10, - un sistema di controllo elettronico 12, ad esempio un controllore unico centrale o due o più controllori indipendenti, - un serbatoio 43 di ioni ammonio in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegato al condotto anulare 2 in un punto di immissione ioni ammonio 44, in cui il serbatoio 43 è configurato per aggiungere ioni ammonio all’acqua nel punto di immissione ioni ammonio 44 del condotto anulare 2, – un abbattitore di ioni di ammonio 45 in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegato al condotto anulare 2 in un punto di abbattimento 46, in cui l’abbattitore 45 è configurato per aggiungere cloro o ipocloriti all’acqua nel punto di abbattimento 16 del condotto anulare 2, – mezzi di rilevamento monoclorammina 47 in collegamento di segnale con il sistema di controllo 12 e collegati al condotto anulare 2 in un punto di rilevamento monoclorammina 48, i mezzi di rilevamento monoclorammina 47 essendo configurati per rilevare una grandezza rappresentativa della concentrazione di monoclorammina nell’acqua nel punto di rilevamento monoclorammina (48) del condotto anulare (2) e di trasmettere un corrispondente segnale di concentrazione monoclorammina al sistema di controllo (12), in cui il sistema di controllo (12) è configurato per: - attivare il serbatoio di ioni ammonio (43) e comandare l’addizione di ioni ammonio, e - attivare l’abbattitore di ioni di ammonio (45) e comandare l’addizione di cloro o ipocloriti in funzione dei segnali di concentrazione di monoclorammina, indipendentemente dall’attivazione del serbatoio di ioni ammonio (13); b)monitoraggio, tramite misura del potenziale redox, dei livelli Dx di detta monoclorammina e confronto operato da detto sistema di controllo elettronico (12) di detti livelli misurati Dxcon il range di riferimento DEFF; c)immissione in circolo, a tempi prefissati o in continuo, di ioni ammonio A e cloro o ipocloriti B, in un quantitativo pari a α*V e βB*V, rispettivamente, detti quantitativi essendo corretti da un fattore di correzione ε, determinato dal Dxrilevato da detto monitoraggio di cui in b) secondo la curva che segue, dove la linea tratteggiata pesante indica il quantitativo di B da aggiungere nel tempo, la linea tratteggiata leggera il quantitativo di A da aggiungere nel tempo
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