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Data 26.10.2007 Pagina 1 di 27

Razionalizzazione dell’uso del Biossido di Cloro in sistemi acquedottistici

complessi

Acquedotti del Temo e di Is Barroccus – un approccio alternativo per il contenimento dei valori dello ione clorito in distribuzione

Antonio Deidda Abbanoa S.p.A. - Cagliari Premesse L’obiettivo di fornire ai consumatori prodotti alimentari sempre più sicuri porta i Legislatore ad un continuo aggiornamento dei criteri di qualità. L’acqua, da considerarsi alimento principe, non sfugge a questa esigenza ed assistiamo ad un continuo restringimento dei criteri di qualità che spesso confliggono con altre esigenze, quali quella di assicurarne la sicurezza d’uso e l’assenza di indici microbici di inquinamento. Garantire una ottimale disinfezione delle acque potabili è sicuramente difficoltoso quando si analizzano il complesso delle problematiche connesse all’impiego dei disinfettanti conosciuti e dell’insieme della reattività di questi con le sostanze organiche ed inorganiche contenute nelle acque. L’attuale normativa italiana, derivata dalla direttiva 98/83 CE definisce in quest’ottica valori di parametro per tutti i sottoprodotti derivanti dall’impiego dei disinfettanti normalmente utilizzati:

- ione bromato, legato all’impiego dell’ozono; - THM, derivanti dalla reazione del cloro con le sostanze organiche; - Ione Clorito, derivante dall’impiego del Biossido di Cloro; - Ione Nitrito legato all’impiego della cloroammina

La scelta del disinfettante quindi, deve essere fatta considerando l’esigenza di garantire un’adeguata disinfezione, evitare la ricrescita batterica nella fase di distribuzione, con il contemporaneo controllo dei valori di sottoprodotti derivanti dalla reattività tipica del disinfettante stesso con le sostanze presenti nelle acque. I casi di studio che vengono oggi rappresentati possono sembrare da un certo punto di vista critici nei confronti del Biossido di Cloro, disinfettante oggetto dell’odierna giornata, ritengo invece che assegnare a questo disinfettante un ruolo specifico nell’ambito della filiera di trattamento, limitato allo sfruttamento delle proprietà innegabili che possiede, possa garantirne anche in futuro un impiego corretto contribuendo al raggiungimento di qualità di prodotto ottimali. I risultati rappresentati sono riferiti alla fase di partenza del lavoro, con un aggiornamento dei dati degli ultimi mesi di verifica. Situazione originaria Successivamente all’entrata in vigore del DPR 236/88, che definiva per la prima volta in Italia i criteri di qualità delle acque da destinare al consumo umano, e con la


fissazione dalla CMA per i composti organoalogenati a 30 µg/l, si diffuse anche in Sardegna l’impiego del Biossido di cloro. Questo reattivo, che presenta ottimali capacità ossidative legate ad una pressoché nulla produzione di sottoprodotti organoalogenati, è stato per anni il principale disinfettante e preossidante utilizzato nel trattamento delle acque superficiali in Sardegna. L’errore sicuramente venne fatto in quegli anni fu di ipotizzare possibile l’impiego del Biossido di cloro in tutte le fasi di processo con quindi funzioni di preossidante, disinfettante di processo e come disinfettante di copertura in rete. L’evoluzione delle conoscenze e gli studi tossicologici sullo ione clorito hanno portato successivamente alla definizione di una valore massimo tollerabile anche per questo sottoprodotto, attualmente definito in 700 µg/l. La situazione esistente, legata alle caratteristiche delle acque in trattamento ed alle modalità di esercizio delle reti distributive (materiali, tempi di residenza idraulici), rende pressoché impossibile garantire il rispetto di questi valori nelle acque sarde. Occorre rappresentare, per aver presente l’impatto del problema, le caratteristiche medie delle acque grezze disponibili che, a parte qualche rara eccezione, sono classificate in Cat. A3 o sub A3, presentano valori di sostanze organiche disciolte elevate, oltre a valori di Fe e Mn stagionalmente rilevanti. In tali condizioni i dosaggi di Biossido di Cloro necessari per garantire una preossidazione ottimale oscillano mediamente fra 1,5 e 3 g/mc di ClO2. I conseguenti valore di clorito residuo già nella fase di produzione oscillavano fra 800 e 2000 µg/l. Per risolvere il problema e permettere il rientro dei valori di ione clorito che venivano accertati in quegli anni, si sono ipotizzate diverse soluzioni individuando in genere come prioritarie quelle che presupponevano il mantenimento dell’impiego del Biossido di cloro come preossidante:

- l’uso di reattivi riducenti per eliminare il clorito prodotto in preossidazione, o di filtri a carboni attivi per la riduzione dei cloriti;

- l’ottimizzazione dei punti di dosaggio e delle rese di produzione; Un approccio diverso, e più radicale, che prevedeva necessariamente una rivisitazione del sistema di potabilizzazione sequenziando il processo ed utilizzando reattivi diversi ed alternativi al Biossido di Cloro nella preossidazione e nella disinfezione di copertura. ha evidenziato la possibilità di concretizzare questa soluzione in diversi impianti, definendo in questa fase una prima soluzione che prevede;

- l’impiego di preossidante differente; - l’ottimizzazione della disinfezione di processo, effettuata con dosaggi di biossido

di cloro calcolati in funzione del CT necessario ad ottenere un Log 3 di riduzione della ipotetica carica virale;

- l’utilizzo di un disinfettante di copertura in rete diverso dal Biossido di cloro. Si è attuata, in sostanza, una prima riconcettualizzazione del processo di potabilizzazione, isolando le singole fasi di trattamento ed individuando per ciascuna di queste il reagente ottimale in funzione di:

- ottenimento dei risultati; - minimizzazione dei rischi.

Assetto attuale degli impianti L’urgenza di trovare soluzioni alternative al Biossido di Cloro come reattivo di preossidazione era anche conseguente alla difficoltà di attuare nel breve termine interventi che presupponessero investimenti strutturali negli impianti per permettere


ad esempio l’impiego dell’Ozono, ed ha circoscritto in questa prima fase le attività all’accertamento della possibilità d’uso di un preossidante che, se pur storicamente utilizzato, non ha mai avuto, perlomeno in Europa un impiego significativo. Si tratta del Permanganato di Potassio, il cui impiego è sempre stato circoscritto alla ossidazione del ferro e del manganese presente in acque sotterranee. Le verifiche preliminari effettuate hanno dimostrato che il suo utilizzo come preossidante in acque particolarmente cariche di sostanze organiche ne permetteva comunque la modifica permettendone una più agevole separazione nel processo di coagulazione/flocculazione. Il Permanganato di Potassio produce come residuo finale biossido di manganese, insolubile e separabile quantitativamente con il processo di chiariflocculazione: viene in tal modo eliminato alla radice il problema dello ione clorito legato all’uso del Biossido di cloro in preossidazione. Le tecniche alternative che prevedevano, ad esempio l’uso, di sali ferrosi per la riduzione dello ione clorito a ione cloruro, si sono mostrate in numerosi casi di difficile applicabilità per le interferenze con il processo di chiariflocculazione, la difficoltà di ottimizzare del dosaggio legato alle oscillazioni di dosaggio del biossido di cloro, o, se usato sull’acqua già chiarificata, con l’eccessivo sporcamente dei filtri e i conseguenti elevati valori di ferro (anch’esso normato) nell’acqua potabilizzata. L’acqua preossidata viene sottoposta al processo di chiariflocculazione e di filtrazione su sabbia, alla quale è stata miscelata pirolusite, che ha le funzioni di migliorare l’efficienza complessiva di filtrazione, ridurre eventuali eccessi di dosaggio di permanganato di potassio ed eliminare possibili residui di manganese. L’acqua filtrata è quindi sottoposta alla disinfezione primaria con l’impiego di Biossido di cloro, il cui dosaggio è determinato in funzione di un CT=10. Questo richiede che dopo due ore di contatto vi sia una concentrazione residua di Biossido di cloro libero pari a circa 0,11 mg/l. Per determinare il dosaggio necessario si verifica in batch la curva di consumo del cloro libero dosato in un campione di acqua filtrata. Un dosaggio di circa 0,4÷0,5 mg/l di Biossido si sta mostrando adeguato per garantire la disinfezione. Ciò permette di assestare il tasso di clorito residuo entro 0,2÷0,4 mg/l, valori di sicurezza per l’attuale limite normato. L’azione condotta nella fase di processo permette quindi di ottenere in produzione un’acqua rispondente ai requisiti normativi vigenti con in più il vantaggio di operare senza sostanziali modifiche strutturali ed in più riducendo significativamente i costi di produzione. In una filiera di trattamento così modificata, l’impiego del biossido di cloro rimane ancora strategico nella gestione complessiva dell’acquedotto che, come vedremo successivamente, può richiedere in certe condizioni dosaggi integrativi di disinfettante di copertura. Peraltro le caratteristiche delle acque chiarificate sono tali che ipotizzare l’impiago di altri disinfettanti potrebbe portate alla produzione di sottoprodotti con valori che, se pur accettabili in impianto, potrebbero risultare problematici nella gestione dell’acquedotto. Ad esempio l’utilizzo di cloro come disinfettante, per garantire le stesse performance del Biossido di cloro richiederebbe un dosaggio di circa 1÷1,5 g/mc con una produzione potenziale di TTHM di circa 15 ÷ 20 µg/l Il controllo della rete. L’ottenimento di acqua rispondente ai requisiti normativi in impianto non offre comunque la garanzia che la stessa, trasportata in reti di distribuzione complesse, mantenga nel tempo le caratteristiche in produzione.


In particolare nei sistemi acquedottistici sardi, nati per trasportare anche a distanze rilevanti le acque disponibili, perlopiù dislocate in invasi superficiali, i problemi del mantenimento delle caratteristiche di potabilità delle acque sono stati quelli con più difficile approccio. Era infatti evidente, dall’insieme dei dati disponibili e dalle verifiche effettuate che, garantire valori di cloro/biossido di cloro ai punti d’uso necessari per soddisfare da un lato il contenimento dei residui di sottoprodotti e dall’altro garantire le acque dalla ricrescita batterica diventava in molti casi un problema insormontabile. Si riportano, per rappresentare la situazione due schemi di distribuzione che evidenziano la complessità del sistema distributivo dei quali si possono rilevare:

- il numero elevato dei punti di distribuzione; - le differenti distanze delle reti di distribuzione dagli impianti di produzione e

conseguentemente dei tempi di residenza idraulica in rete; - la presenza in alcuni casi di integrazioni e miscelazioni con acque di diversa

origine. In alcuni casi erano presenti dei punti di riclorazione in rete per evitare che nelle distributrici prossime all’impianto si raggiungessero valori di disinfettante in distribuzione eccessivi.


All’acqua disinfettata viene dosata l’ammoniaca con un valore massimo di 0,5 mg/l, sufficiente per garantire la produzione di 1,5 mg/l di monocloroammina, che ha la funzione esclusiva di garantire la clorocopertura di rete ed evitare il fenomeno della ricrescita batterica. Produzione ed uso della cloroammina. La scelta di utilizzare monocloroammina come disinfettante secondario, ossia esclusivamente come copertura, è dipeso da alcune valutazioni che si riportano sommariamente. L’esigenza di ridurre il valore di clorito al punto d’uso ha avuto, nel corso di quest’ultimo periodo di valutazione delle metodologie utilizzabili, riscontri negativi sulla possibilità di ottenere risultati certi e duraturi. Pur potendo garantire la non produzione di cloriti nella fase di preossidazione, i dosaggi necessari per mantenere un


valore di cloro significativo e di garanzia nelle reti si è mostrato difficoltoso, ed in alcuni casi impossibile. Le variazioni stagionali della qualità delle acque, in termini di contenuto organico disciolto, temperatura, tempi di residenza idraulici, non garantiscono un regime costante del sistema, con consumi variabili dl Biossido di cloro residuo e quindi valori oscillanti dello ione clorito. La possibilità di utilizzare cloro richiede che vengano portate a termine le attività programmate sulla ottimizzazione del processo di chiariflocculazione finalizzato alla riduzione delle sostanze organiche reattive. La scelta italiana di definire un valore sicuramente basso dei THM non ha di fatto permesso di programmare in modo adeguato attività di ricerca finalizzate alla riduzione dei valori dei composti organoalogenati basate sull’ottimizzazione dei processi, portando i gestori all’uso di un prodotto che allora forniva garanzie di una ridotta generazione di questi sottoprodotti. L’evidenza delle difficoltà presenti per l’utilizzo come disinfettante di copertura, ha portato ad effettuare alcuni accertamenti per testare in batch la possibilità di impiego della cloroammina nelle acque sarde, e verificare in particolare se l’uso, a valle di trattamento ossidativi con permanganato di potassio, seguito da una disinfezione primaria ottimizzata con biossido di cloro permettesse di avere, in funzione dei tempi di residenza idraulici, adeguate persistenze. Le condizioni verificate hanno portato a definire un dosaggio di start up pari a 0,5 mg/l di ammoniaca e un dosaggio equivalente in cloro pari a 4 mg/l. Queste situazioni, riferite ad un rapporto equimolare fra cloro ed ammoniaca, permettono di produrre un equivalente di 1,5 mg/l di NH2Cl, che espresso in termini di cloro combinato è pari a circa 2 mg/l. I test effettuati in batch comprovavano che dopo 3 giorni la perdita di prodotto attivo non superava il 30%, mantenendo un residuo di cloro totale compreso fra 1, 4 e 1, 5 mg/l. Le concentrazioni consigliate in rete per garantire il mantenimento del potere disinfettante sono comprese fra 0,5 ed 1 ppm di cloroammina, equivalente ad un massimo di 1,5 mg/l di cloro combinato. Le acque testate in batch evidenziavano quindi la possibilità di garantire in rete, con i dosaggi ipotizzati, concentrazioni di disinfettante compatibile con la copertura di rete e la minimizzazione della produzione di sottoprodotti. L’avvio operativo del dosaggio del disinfettante ha previsto l’esecuzione di una serie di esami chimico-batteriologici, finalizzati alla valutazione dell’efficienza del controllo della ricrescita batterica e della produzione dei sottoprodotti indicatori, raffrontati con la situazione di partenza, Criteri di valutazione Per la valutazione dell’efficacia dell’uso della cloroammina come disinfettante di copertura sono stati individuati alcuni punti di campionamento che rappresentassero in modo significativo l’acquedotto. Oltre ai prelievi in impianto, sono stati considerati i punti di rete necessari a monitorare i diversi rami di acquedotto, in modo da valutare la persistenza del disinfettante in funzione di:

- natura dei materiali costituenti la rete; - presenza di miscelazioni con acque sorgive; - tempi di residenza idraulici.


I parametri monitorati erano funzionali all’accertamento di:

- presenza di eventuali ricrescite batteriche; - variazione degli indici chimici connessi alle diverse forme dell’azoto; - oscillazioni significative dei metalli legati al trattamento ed alla corrosione; - altri parametri legati alla qualità complessiva dell’acqua; - formazione dei sottoprodotti della disinfezione.

Acquedotto del TEMO I dosaggi di monocloroammina sono stai avviati operativamente l’1 febbraio 2006, procedendo in questo primo caso con gradualità per accertare i tempi necessari alla stabilizzazione in rete dei valori di monocloroammina. Successivamente si è provveduto,sempre con gradualità, alla riduzione del dosaggio di biossido di cloro per arrivare al dosaggio di circa 0,5 mg/l dopo il 22 febbraio. Nel mese di marzo sono stati infine sostituiti i vecchi generatori di biossido di cloro con nuove apparecchiature. Parametri Microbiologici Le tabelle sui valori riscontrati per Escherichia Coli evidenziano l’assenza di inquinamenti in tutti i punti di campionamento utilizzati.

ESCHERICHIA COLI 02-dic-

05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06

Grezza 8 30 11 22 12 17 6

Filtrata 0 0 0 0 0 0 0

Uscita serbatoio accumulo 0 0 0 0 0 0 0

Distribuzione 0 0 0 0 0 0 0

Rete 01 0 0 0 0 0 0 0

Rete 02 0 0 0 0 0 0 0

Arrivo Rete 03 0 0 0 0 0 0 0

Rete 03** 0 0 0 0 0 0 0

Rete 04 0 0 0 0 0 0 0

Rete 05 0 0 0 0

Rete 06 0 0 0 0

Rete 07 0 0 0 0

Rete 08 0 0 0 0

Rete 09 0 0 0 0 0 0 0

** miscelata con sorgenti

Anche gli accertamenti sulla carica batterica a 22 e 37 °C evidenziano andamenti analoghi.


Nitrati e Nitriti Le problematiche legate all’impiego della Cloroammina sono in genere riferibili alla possibilità di aumento dei nitrati e dei nitriti, a causa dell’ammoniaca che potrebbe liberarsi in relazione alla retroazione della reazione di formazione. La norma prevede inoltre che sia accertato il valore del rapporto fra Nitrati e Nitriti. I valori determinati e calcolati mettono in rilievo sempre il rispetto del disposto in materia, con ampi margini di sicurezza degli stessi.

I parametri tabellati evidenziano valori di nitrati normalmente bassi, comunque tali da non creare particolari problemi qualitativi.

NITRATI 15-feb-06 22-feb-06 01-mar-06 09-mar-06

Grezza 0,29 6,70 8,72 0,37

Filtrata 4,68 4,70 5,07 5,16

Uscita serbatoio 4,66 4,72 6,22 4,88

Distribuzione 4,48 4,75 4,82 4,87

Rete 01 n.d. 5,45 5,12 5,26

Rete 02 4,51 4,85 4,91 5,31

Arrivo Rete 03 4,56 4,80 4,89 5,26

Rete 03** 6,86 6,93 7,05 7,30

Rete 04 4,78 4,73 5,08 5,19

Rete 05 4,94 4,79 4,96 5,06

Rete 06 4,72 4,81 5,06 5,11

Rete 07 4,53 4,75 4,93 5,16

Rete 08 4,61 4,76 4,95 4,98

Rete 09 4,61 4,76 4,95 4,98



NITRITI 02-dic-05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06

Grezza 0,016 0,018 0,014 0,016 0,012 0,006 0,016

Filtrata 0,012 0,006 0,010 0,008 0,010 0,019 0,012

Uscita serbatoio 0,008 0,000 0,010 0,006 0,008 0,008 0,007

Distribuzione 0,010 0,007 0,008 0,010 0,007 0,009 0,009

Rete 01 0,008 0,009 0,005 0,005 0,006 0,011 0,009

Rete 02 0,007 0,012 0,007 0,008 0,007 0,006 0,011

Arrivo Rete 03 0,009 0,007 0,007 0,005 0,009 0,006 0,008

Rete 03** 0,006 0,007 0,005 0,004 0,005 0,007 0,006

Rete 04 0,007 0,011 0,009 0,007 0,009 0,012 0,011

Rete 05 0,010 0,010 0,008 0,010

Rete 06 0,009 0,007 0,007 0,008

Rete 07 0,011 0,006 0,005 0,011

Rete 08 0,008 0,011 0,007 0,012 0,010

Rete 09 0,007 0,009 0,006 0,008 0,009 0,014 0,008


NITRATI/NITRITI 15-feb-06 22-feb-06 01-mar-06 09-mar-06

Grezza 0,166 0,254 0,234 0,167

Filtrata 0,174 0,194 0,291 0,223

Uscita serbatoio 0,153 0,174 0,204 0,168

Distribuzione 0,190 0,165 0,186 0,187

Rete 01 0,169 0,212 0,195

Rete 02 0,170 0,167 0,158 0,216

Arrivo Rete 03 0,141 0,186 0,158 0,185

Rete 03** 0,177 0,189 0,211 0,206

Rete 04 0,166 0,185 0,222 0,214

Rete 05 0,199 0,196 0,179 0,201

Rete 06 0,184 0,166 0,171 0,182

Rete 07 0,201 0,155 0,149 0,213

Rete 08 0,202 0,165 0,219 0,200

Rete 09 0,172 0,185 0,239 0,180


Anche i nitriti assumono andamenti di tutta sicurezza, tant’è che il rapporto con i nitrati, calcolato secondo quanto definito dal D. Lgs. 31/01, è sempre costantemente inferiore al valore limite.

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THM L’impiego della monocloroammina, che ha richiesto un dosaggio come Cloro combinato di 2 g/mc, ha evidenziato la pressoché assenza di produzione di THM, sempre ampiamente entro valori di sicurezza (valore medio 2 µg/l), sistematicamente inferiori a 10 µg/l. I valori più elevati sono riferiti ad acqua miscelata con sorgente disinfettante prima dell’immissione in rete con solo ipoclorito.

THM 02-dic-05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06

Grezza

Filtrata


Distribuzione 0,1 1,0 1,7 0,9 0,3 2,1

Rete 02 2,2 2,3 0,8 3,2

Arrivo Rete 03 0,0 0,1 1,8 1,2 1,2 1,0 3,3

Rete 03** 1,8 2,3 3,9 7,8 9,7 8,3 8,7

Rete 09 0,8 2,1 2,6


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Cloriti L’andamento dei valori fa risaltare due aspetti:

- la difficoltà di mantenere rendimenti costanti dei generatori tanto da rilevare, a parità di dosaggi teorici, residui superiori anche del 30% rispetto a quelli attesi;

- i problemi di attendibilità della metodica analitica, evidenziata dalle serie omogenee di analisi, che presentano valori con differenze non sempre giustificabili.

L’assetto finale dei dosaggi mostra comunque il rientro dei residui entro i Valori di parametro con margini di sicurezza adeguati. I valori a regime si assestano intorno a 0,5 mg/l.

CLORITI 02-dic-05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06

Grezza

Filtrata


Distribuzione 1,11 1,04 0,73 0,57

Rete 01 0,37

Rete 02 1,41 1,19 1,20 0,54

Arrivo Rete 03 1,28 1,18 1,08 1,25 0,53

Rete 03** 0,03 0,79 0,68 0,55 0,53 0,64 0,25

Rete 04 1,09 1,14 1,20 0,57

Rete 05 1,16 1,07 1,12 0,54

Rete 06 0,54

Rete 07 0,62

Rete 08 1,16 1,08 1,14 0,35

Rete 09 0,92 0,73 0,69 0,50


Le determinazioni analitiche successive al periodo sperimentale ed a quello di assestamento hanno permesso di accertare che il residuo di cloriti si attesta tendenzialmente intorno a 0,35 mg/l.

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Cloro e Cloro ammina Come riportato in premessa, i campioni dell’ultimo periodo sono riferiti a dosaggi di biossido di cloro pari a 0,6 mg/l circa. La misura del cloro libero risente in diversi casi dall’interferenza del cloro combinato, come peraltro rappresentato anche dalla letteratura tecnica. In alcuni casi tale interferenza è rilevante e sicuramente attribuibile ai lotti dei reagenti utilizzati. I dosaggi effettuati in impianto e le relative verifiche indicano la pressochè certa assenza di cloro libero sia da biossido che da ipoclorito.

Cloro Libero 02-dic-05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06

Grezza

Filtrata


Distribuzione 0 0,24 1,48 0,42 0,47 0,08 0,12

Rete 01 0,19 1,1 0,11 0,06 0,05 0,05 0,06

Rete 02 0,34 1,36 1,39 0,51 0,06 0,15 0,12

Arrivo Rete 03 0,42 1,49 0,68 0,08 0,07 0,30 0,08

Rete 03** 0,33 1,03 0,24 0,16 0,08 0,06 0,10

Rete 04 0,46 0,3 0,13 0,14 0,13 0,14 0,10

Rete 05 0,07 0,06 0,05 0,13

Rete 06 0,25 0,07 0,10 0,11

Rete 07 0,92 0,24 0,08 0,08

Rete 08 0,11 0,10 0,24 0,07 0,10

Rete 09 0,52 0,19 0,35 0,07 0,08 0,14 0,08


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Cloro Combinato 02-dic-05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06


Distribuzione 0,03 1,19 1,68 1,84 2,08 1,90 1,80

Rete 01 0,33 0,98 1,08 1,23 1,22 1,32 1,23

Rete 02 0,52 1,3 1,44 1,79 1,76 1,76 1,68

Arrivo Rete 03 0,56 1,55 1,36 1,65 1,71 1,76 1,62

Rete 03** 0,39 1,06 1,21 0,90 0,95 1,04 0,93

Rete 04 0,46 1,36 1,34 1,61 1,67 1,65 1,56

Rete 05 1,59 1,62 1,42 1,61

Rete 06 1,56 1,62 1,71 1,56

Rete 07 2,03 1,92 1,94 1,72

Rete 08 1,46 1,82 1,74 1,73 1,57

Rete 09 0,57 1,55 2,15 1,45 1,42 1,39 1,28


I valori di monocloroammina sono stati ottenuti per conversione dei valori di cloro totale, tenendo conto che i valori di cloro libero sono da ritenersi comunque pari o prossimi allo zero.

Monoclorammina 02-dic-05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06

Distribuzione 0,86 1,22 1,33 1,51 1,38 1,31

Rete 01 0,71 0,78 0,89 0,88 0,96 0,89

Rete 02 0,94 1,04 1,30 1,28 1,28 1,22

Arrivo Rete 03 1,12 0,99 1,20 1,24 1,28 1,18

Rete 03** 0,77 0,88 0,65 0,69 0,75 0,67

Rete 04 0,99 0,97 1,17 1,21 1,20 1,13

Rete 05 1,15 1,18 1,03 1,17

Rete 06 1,13 1,18 1,24 1,13

Rete 07 1,47 1,39 1,41 1,25

Rete 08 1,06 1,32 1,26 1,25 1,14

Rete 09 1,12 1,56 1,05 1,03 1,01 0,93


Si evidenzia immediatamente la stabilità e l’omogeneità dei valori su tutti i punti dell’acquedotto, compresi i terminali quali di rete. Il valore di “Rete 03” è relativo ad un’acqua miscelata; anche in questo caso i residui sono da considerasi ottimali.

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Ammoniaca Le problematiche maggiori sono state affrontate per la stabilizzazione dei valori di ammoniaca legati alla difficoltà di dosaggio sono da ritenersi ormai superate. Gli aspetti legati alla verifica analitica richiedono comunque una particolare accortezza: i dosaggi del reattivo sono impostati per ottenere un residuo prossimo a 0,5 mg/l, quindi pari al Valore di parametro, ed un’errata interpretazione dei dati analitici potrebbe portare a valutazioni di non idoneità al consumo.

Ammoniaca libera 02-dic-05 01-feb-

06 07-feb-

06 15-feb-

06 22-feb-

06 01-mar-

06 09-mar-

06

Grezza 0,06 0 0,26 0,04 0,02 0,05 0,06

Filtrata 0,19 0 0,03 0,02 0,03 0,03 0,09

Uscita serbatoio 0,13 0 0 0,86 0,95 0,61 0,56

Distribuzione 0,15 0,00 0,00 0,37 0,35 0,24 0,31

Rete 01 0,02 0,00 0,00 0,46 0,43 0,32 0,29

Rete 02 0,14 0,00 0,00 0,47 0,42 0,27 0,25

Arrivo Rete 03 0,12 0,00 0,03 0,60 0,39 0,30 0,24

Rete 03** 0,12 0,00 0,00 0,31 0,17 0,17 0,14

Rete 04 0,12 0,00 0,00 0,59 0,32 0,30 0,24

Rete 05 0,64 0,37 0,30 0,24

Rete 06 0,44 0,34 0,27 0,26

Rete 07 0,45 0,28 0,26 0,32

Rete 08 0,00 0,40 0,28 0,33 0,26

Rete 09 0,02 0,00 0,00 0,49 0,35 0,38 0,36


Verifica sui risultati – Applicazione Nell’Acquedotto del Sarcidano. L’avviamento del sistema su questo acquedotto è stato condotto avendo già disponibili i dati del Temo, ed è stato quindi possibile procedere con più sicurezza e celerità nel porre a regime l’acquedotto. In particolare si è proceduto alla riduzione del dosaggio del Biossido di Cloro già al termine delle prima settimana di immissione della cloroammina, provvedendo preliminarmente allo stacco delle integrazioni in rete del biossido di cloro.

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I dati ottenuti confermano sostanzialmente i risultati riscontrati nel primo acquedotto, evidenziando peraltro un miglioramento concreto dei valori della carica batterica aspecifica. Analogamente a quanto fatto per l’acquedotto del Temo, si sono individuati alcuni punti significativi della rete di distribuzione per effettuare i controlli sull’andamento del sistema, programmando comunque, al termine del periodo di avvio, una verifica generale dei parametri significativi su tutto l’acquedotto. Si riportano di seguito i valori tabellati, ed i relativi commenti, dei parametri monitorati sui punti assunti per la verifica iniziale. I valori dell’ultimo campionamento effettuato ad oggi è riportato al termine del report per rappresentare lo stato finale dell’intero acquedotto Parametri Microbiologici L’andamento dei parametri batteriologici non ha mai indicato la presenza di valori critici, confermando l’ottimale controllo della ricrescita batterica nell’acqua in distribuzione. Escherichia Coli

LOCALITA' 02-mag 18-mag 25-mag 31-mag 07-giu 14-giu

Acqua grezza 400,00 800,00 200,00 180,00 500,00 400,00

Filtrata 300,00 assenti assenti assenti assenti assenti

usc. imp. Ramo 01 assenti assenti assenti assenti assenti assenti

usc. imp. Ramo 02 assenti assenti assenti assenti assenti assenti

Rete 01 assenti assenti assenti assenti assenti assenti












Rete 13 assenti assenti assenti assenti assenti


Data 26.10.2007 Pagina 16 di 27

La verifica dei parametri batteriologici ha messo in rilievo che l’acquedotto ha risposto in termini più che positivi, evidenziando sempre l’assenza sia di escherichia coli che di enterococchi. A differenza dell’impianto del Temo è evidente in questo caso la presenza di una carica iniziale sicuramente più elevata, ma anche in questo impianto l’impostazione della disinfezione calcolata con il CT appropriato permette di raggiungere valori di disinfezione ottimali Conta batterica 22 °C

Località 02-mag 18-mag 25-mag 31-mag 07-giu 14-giu

Acqua grezza 800 2000 630 850 800 900

Filtrata 500 assenti assenti assenti 2 assenti

usc. imp. Ramo 01 assenti assenti 2 assenti assenti assenti

usc. imp. Ramo 02 assenti 2 assenti assenti 2 assenti

Rete 01 2 assenti assenti assenti assenti assenti

Rete 02 200 assenti assenti assenti 10 assenti


Rete 04 2 assenti assenti 10 assenti assenti

Rete 05 assenti 2 assenti assenti assenti assenti


Rete 07 20 4 assenti assenti 8 assenti


Rete 09 assenti 120 22 assenti 10 assenti

Rete 10 assenti 2 30 assenti assenti assenti


Rete 12 assenti 2 assenti 8 8 assenti


Rete 14 assenti assenti 152 150 4 assenti

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Conta batterica 37 °C

Località 02-mag 18-mag 25-mag 31-mag 07-giu 14-giu

Acqua grezza 600 1000 500 800 800 800

Filtrata 200 assenti assenti assenti 2 assenti

usc. imp. Ramo 01 assenti assenti assenti assenti 2 2

usc. imp. Ramo 02 assenti 2 assenti assenti 2 assenti



Rete 03 assenti assenti assenti assenti 2 assenti






Rete 09 assenti 120 10,00 assenti 8 assenti

Rete 10 2 2 18,00 assenti assenti assenti

Rete 11 assenti assenti assenti 4 4 assenti

Rete 12 assenti 2 assenti assenti 8 assenti


Rete 14 assenti assenti 100 150 4 assenti

L’andamento della carica batterica aspecifica, sia a 22 che a 37°C, mostra un sostanziale controllo con assenza o sporadici casi di poche unità. In qualche caso si sono rilevati valori superiori alle 100 colonie, per i quali occorre accertare la presenza di problemi legati al sito di campionamento od al prelievo; l’ultimo campionamento, esteso anche ad altri punti ed i cui valori sono riportati in calce, accerta la assenza di cariche batteriche significative.

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Nitrati e Nitriti Nitriti


Acqua grezza <0,07 0,035 0,630 0,200 <0,07 0,100

Filtrata <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 0,070

usc. imp. Ramo 01 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

usc. imp. Ramo 02 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 01 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 02 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 03 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 04 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 05 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 06 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 0,070

Rete 07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 08 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 09 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 10 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 11 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 12 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 13 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

Rete 14 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07 <0,07

I Valori di nitriti sono stati sempre indicati inferiori al Limite di rivelabilità del metodo utilizzato, evidenziando quindi un ottimale controllo della carica batterica potenzialmente nitrificante. Occorre peraltro sottolineare che il limite di rilevabilità utilizzato dal Laboratorio che ha effettuato i controlli era superiore a quello adottato dalla struttura che ha eseguito i controlli nell’acquedotto del Temo. Questo fatto incide ovviamente anche nella determinazione del rapporto Nitrati/Nitriti.

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Nitrati


Acqua grezza 3,05 2,13 1,42 1,05 1,80 1,15

Filtrata 3,46 3,67 3,33 3,09 2,50 2,22

usc. imp. Ramo 01 3,97 3,62 3,33 3,06 2,50 2,13

usc. imp. Ramo 02 n.d. 3,67 3,31 3,14 2,54 2,26

Rete 01 3,85 3,75 3,54 3,31 2,65 2,28

Rete 02 4,13 3,77 3,44 3,30 2,33 2,29

Rete 03 4,00 3,86 3,84 3,39 2,61 2,33

Rete 04 4,10 3,76 3,60 3,27 2,54 2,35

Rete 05 3,73 3,76 3,44 3,26 2,56 2,35

Rete 06 6,44 3,75 3,58 3,29 2,70 2,42

Rete 07 4,51 4,01 3,96 3,58 3,50 2,60

Rete 08 3,99 3,83 3,63 3,44 2,70 2,44

Rete 09 4,22 3,74 3,51 3,17 2,80 2,21

Rete 10 4,29 5,20 4,80 3,44 2,98 2,60

Rete 11 3,83 3,77 3,65 3,28 2,69 2,50

Rete 12 6,70 3,91 4,03 3,63 3,61 3,00

Rete 13 4,03 3,65 3,34 3,61 2,83

Rete 14 4,01 3,73 3,76 3,50 2,56 2,35

Analogamente all’andamento dei nitriti, anche i nitrati hanno evidenziato una costanza di dato, comunque compreso nell’incertezza del metodo, considerando anche i valori bassi di partenza.

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Rapporto Nitrati/Nitriti


Acqua grezza 0,761 0,393 6,328 2,021 0,736 1,023

Filtrata 0,769 0,773 0,767 0,762 0,750 0,744

usc. imp. Ramo 01 0,779 0,772 0,767 0,761 0,750 0,743

usc. imp. Ramo 02 n.d. 0,773 0,766 0,763 0,751 0,745

Rete 01 0,777 0,775 0,771 0,766 0,753 0,746

Rete 02 0,783 0,775 0,769 0,766 0,747 0,746

Rete 03 0,780 0,777 0,777 0,768 0,752 0,747

Rete 04 0,782 0,775 0,772 0,765 0,751 0,747

Rete 05 0,775 0,775 0,769 0,765 0,751 0,747

Rete 06 0,829 0,775 0,772 0,766 0,754 0,748

Rete 07 0,790 0,780 0,779 0,772 0,770 0,752

Rete 08 0,780 0,777 0,773 0,769 0,754 0,749

Rete 09 0,784 0,775 0,770 0,763 0,756 0,744

Rete 10 0,786 0,804 0,796 0,769 0,760 0,752

Rete 11 0,777 0,775 0,773 0,766 0,754 0,750

Rete 12 0,834 0,778 0,781 0,773 0,772 0,760

Rete 13 0,781 0,773 0,767 0,772 0,757

Rete 14 0,780 0,775 0,775 0,770 0,751 0,747

Pur avendo come dato di partenza quantitativi di nitrati bassi, ed un valore di nitriti espresso come limite sul secondo decimale, il rapporto è sempre inferiore a 1 come prescritto dal D. Lgs. 31/01. L’andamento dei valori dimostra una significativa stabilità del sistema.

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Ammoniaca Totale (compresa la combinata in cloroammina)


Acqua grezza <0.005 0,190 0,380 0,42 0,30 0,07

Filtrata <0.005 0,600 0,620 0,63 0,60 0,42

usc. imp. Ramo 01 <0.005 0,610 0,610 0,63 0,64 0,47

usc. imp. Ramo 02 <0.005 0,610 0,560 0,63 0,63 0,49

Rete 01 <0.005 0,530 0,450 0,62 0,60 0,38

Rete 02 <0.005 0,520 0,460 0,61 0,59 0,36

Rete 03 <0.005 0,570 0,480 0,60 0,60 0,35

Rete 04 <0.005 0,500 0,410 0,61 0,60 0,37

Rete 05 <0.005 0,570 0,510 0,63 0,59 0,35

Rete 06 <0.005 0,520 0,530 0,61 0,59 0,38

Rete 07 <0.005 0,960 0,490 0,56 0,58 0,44

Rete 08 <0.005 0,530 0,500 0,61 0,60 0,39

Rete 09 <0.005 0,600 0,620 0,61 0,62 0,49

Rete 10 0,02 0,070 0,240 0,58 0,55 0,42

Rete 11 0,04 0,560 0,440 0,58 0,60 0,43

Rete 12 0,08 0,330 0,470 0,51 0,53 0,44

Rete 13 <0.005 0,580 0,420 0,53 0,46

Rete 14 <0.005 0,460 0,510 0,59 0,58 0,37

Per quanto riguarda l’ammoniaca, occorre precisare che il dato determinato con il metodo all’indofenolo è comprensivo dell’ammoniaca equivalente contenuta nella monocloroammina. Per un utile valutazione dell’ammoniaca libera si è provveduto a riportare nelle tabelle seguenti, relativamente agli ultimi quattro campionamenti (nei quali vi era l’assoluta certezza di assenza di cloro libero) il valore di tale composto in forma libera determinato sottraendo all’ammoniaca totale quella presente come cloroammina (i dati sono espressi come ione ammonio).

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Ammonio totale

LOCALITA' 25-mag-06 31-mag-06 07-giu-06 14-giu-06

Rete 13 0,420 0,53 0,46 n.d.

Rete 14 0,510 0,59 0,58 0,37

usc. imp. Ramo 01 n.d. 0,63 0,64 0,47

usc. imp. Ramo 01 0,560 0,63 0,63 0,49

Rete 01 0,450 0,62 0,60 0,38

Rete 02 0,460 0,61 0,59 0,36

Rete 03 0,480 0,60 0,60 0,35

Rete 04 0,410 0,61 0,60 0,37

Rete 05 0,510 0,63 0,59 0,35

Rete 06 0,530 0,61 0,59 0,38

Rete 07 0,490 0,56 0,58 0,44

Rete 08 0,500 0,61 0,60 0,39

Rete 09 0,620 0,61 0,62 0,49

Rete 10 0,240 0,58 0,55 0,42

Rete 11 0,440 0,58 0,60 0,43

Rete 12 0,470 0,51 0,53 0,44

Ammonio Libero


Rete 13 0,047 0,038 -0,014 n.d.

Rete 14 0,310 0,362 0,342 0,200

usc. imp. Ramo 01 n.d. 0,146 0,113 0,039

usc. imp. Ramo 01 0,038 0,100 0,128 -0,042

Rete 01 0,257 0,316 0,296 0,192

Rete 02 0,232 0,321 0,283 0,175

Rete 03 0,221 0,286 0,273 0,145

Rete 04 0,220 0,313 0,291 0,187

Rete 05 0,201 0,338 0,184 0,051

Rete 06 0,226 0,174 0,134 0,126

Rete 07 0,249 0,408 0,377 0,263

Rete 08 0,221 0,255 0,245 0,147

Rete 09 0,138 0,075 0,113 -0,025

Rete 10 0,189 0,316 0,335 0,217

Rete 11 0,237 0,174 0,194 0,144

Rete 12 0,427 0,307 0,302 0,199

E’ evidente che in nessun caso si è prossimi ai limiti del Valore di Parametro

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Disinfettante residuo – Cloro residuo totale Significativo, al fine di valutare la stabilità del sistema, è l’andamento del cloro totale, indice indiretto dei valori cloroammina residua. Per un’utile comprensione dei dati occorre ricordare che la cloroammina può essere espressa in termini di cloro combinato. In tal senso si opera d esempio negli USA ed in Spagna, nazioni nelle quali è stato normato il valore massimo all’utenza del cloro residuo combinato (in Spagna è fissato in 2 mg/l). I valori di partenza dall’impianto sono anche nell’acquedotto del Sarcidano pari a circa 2 mg/l (equivalente a circa 1,5 mg/l di monocloroammina), ed i valori residui in rete confermano la stabilità del prodotto evidenziando residui di tutta sicurezza, sia in termini di attività disinfettante che di apprezzabilità organolettica (l’acqua non ha odore e sapore di cloro).

LOCALITA' 02-mag-06 18-mag-06 25-mag-06 31-mag-06 07-giu-06 14-giu-06

uscita filtri 0,11 0,10

usc. imp. Ramo 01 0,58 2,05 1,60 1,91 2,08 1,70

usc. imp. Ramo 02 0,74 1,65 2,06 2,09 1,98 2,10

Rete 01 0,36 0,96 0,76 1,20 1,20 0,74

Rete 02 0,26 0,94 0,90 1,14 1,21 0,73

Rete 03 0,56 1,30 1,02 1,24 1,29 0,81

Rete 04 0,26 1,40 0,75 1,17 1,22 0,72

Rete 05 0,36 1,50 1,22 1,15 1,60 1,18

Rete 06 0,37 1,40 1,20 1,72 1,80 1,00

Rete 07 0,15 0,50 0,95 0,60 0,80 0,70

Rete 08 0,13 1,40 1,10 1,40 1,40 0,96

Rete 09 0,66 1,50 1,90 2,11 2,00 2,03

Rete 10 0,12 0,20 0,20 1,04 0,85 0,80

Rete 11 0,33 1,57 0,80 1,60 1,60 1,13

Rete 12 0,23 0,99 0,17 0,80 0,90 0,95

Rete 13 0,36 1,35 1,47 1,94 1,87 n.d.

Rete 14 0,16 1,08 0,79 0,90 0,94 0,67

Si rammenta che i dati della prima colonna riportano la situazione con solo biossido di cloro, la seconda colonna è il momento di riduzione del Biossido di cloro, presente quindi ancora con residui, e dalla terza colonna in poi è presente la sola monocloroammina.

Data 26.10.2007 Pagina 24 di 27

Monocloroammina residua


usc. imp. Ramo 01 1,16 1,39 1,51 1,23

usc. imp. Ramo 02 1,49 1,52 1,44 1,52

Rete 01 0,55 0,87 0,87 0,54

Rete 02 0,65 0,83 0,88 0,53

Rete 03 0,74 0,90 0,94 0,59

Rete 04 0,54 0,85 0,88 0,52

Rete 05 0,88 0,83 1,16 0,86

Rete 06 0,87 1,25 1,31 0,73

Rete 07 0,69 0,44 0,58 0,51

Rete 08 0,80 1,02 1,02 0,70

Rete 09 1,38 1,53 1,45 1,47

Rete 10 0,15 0,75 0,62 0,58

Rete 11 0,58 1,16 1,16 0,82

Rete 12 0,12 0,58 0,65 0,69

Rete 13 1,07 1,41 1,36 n.d.

Rete 14 0,57 0,65 0,68 0,49

Data 26.10.2007 Pagina 25 di 27

Situazione finale La tabella successiva riporta per tutti punti campionati nell’acquedotto i valori batteriologici e di cloro totale (Monocloroammina). È evidente la situazione di sicurezza operativa: non sono presenti valori fuori norma, ed è completamente assente la carica batterica aspecifica.

Punto di campionamento Cloro totale Enterococchi Escherichia coli carica 22 °C Carica 37 °C

Ing. Impianto 400 60 900 800

usc. imp. Ramo 01 1,70 ass. ass. ass. 2

usc. imp. Ramo 02 2,10 ass. ass. ass. ass.

Rete 01 0,95 ass. ass. ass. ass.


























Data 26.10.2007 Pagina 26 di 27

Sottoprodotti Con l’impiego della monocloroammina e la contestuale riduzione del dosaggio del biossido di cloro è garantito pienamente il rientro dei valori dello ione clorito, che si assestano mediamente intorno a 0,3 mg/l.

LOCALITA' 02-mag-06 18-mag-06 25-mag-06 31-mag-06 07-giu-06 14-giu-06

usc. imp. Ramo 01 0,22 0,41 0,56 0,36 0,33 0,33

usc. imp. Ramo 02 0,28 0,40 0,38 0,38 0,40 0,35

Rete 01 0,85 0,61 0,29 0,32 0,31 0,27

Rete 02 1,30 0,84 0,30 0,32 0,32 0,26

Rete 03 1,20 0,56 0,33 0,32 0,33 0,27

Rete 04 1,16 0,50 0,19 0,21 0,21 0,15

Rete 05 1,07 0,50 0,33 0,33 0,34 0,21

Rete 06 1,07 0,78 0,32 0,34 0,28 0,34

Rete 07 0,63 0,96 0,17 0,10 <0,1 0,14

Rete 08 0,86 0,79 0,30 0,30 0,26 0,29

Rete 09 0,86 0,43 0,36 0,35 0,34 0,33

Rete 10 0,99 0,56 0,12 0,23 0,12 0,23

Rete 11 0,80 0,33 0,29 0,30 0,23 0,31

Rete 12 0,65 0,78 0,36 0,28 0,49 0,25

Rete 13 0,10 0,23 0,18 0,15 0,14 n.d.

Rete 14 0,73 0,80 0,23 0,22 0,24 0,19

A partire dal 18 maggio, data nella quale si è provveduto all’adeguamento dei dosaggi, i valori si sono drasticamente ridotti. Da notare i dati della “Rete 07”, anomalmente bassi a causa dei fenomeni di corrosione presenti. Per i THM vengono sostanzialmente rispettate le previsioni, con valori che risentono più che altro dell’errore analitico, oscillando mediamente fra 1 e 3 ppb. Conclusioni Le attività condotte sugli acquedotti illustrati in questa presentazione evidenziano come sia possibile, in sistemi acquedottistici complessi, la possibilità di utilizzare ed ottimizzare l’impiego di diversi reattivi che, se impiegati singolarmente possono rappresentare un rischio per il mantenimento delle caratteristiche di idoneità all’uso dell’acqua potabilizzata, ma che utilizzati per sfruttare al massimo le proprietà principali diventano un punto di forza nel raggiungimento e nel mantenimento di qualità di prodotto sempre migliori.

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In tale contesto, ossia nella produzione di acque potabilizzate da acque di invaso, l’impiego in sequenza di permanganato come pre ossidante, biossido di cloro come disinfettante di processo e monoclorammina come disinfettante di copertura sta evidenziando la possibilità di raggiungere e mantenere standards qualitativi adeguati che al momento permettono di rispondere ai requisiti d’uso richiesti. L’assetto impiantistico definito nei casi illustrati sono ormai a regime da circa due anni e sono stati applicati in altri 7 acquedotti con risultati analoghi, e si stanno predisponendo le apparecchiature di dosaggio per i restanti acquedotti. Le attività di verifica verranno implementate con ulteriori indagini per la verifica della produzione dei sottoprodotti specifici.

razionalizzazione dell’uso del biossido di cloro in ... relazione.pdf · garantire una ottimale...

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