Resumen

Muchas ciudades estadounidenses prestan cada vez más atención a la reducción de los costos operativos de las plantas de tratamiento de agua urbana mientras se esfuerzan por cumplir con las regulaciones de la Ley de agua potable de la Agencia de protección ambiental. Hoy en día, muchas plantas de tratamiento de agua (como la planta de tratamiento de agua de englewood, colorado) utilizan la tecnología de monitoreo de carbono orgánico total (toc) para optimizar el proceso de tratamiento de agua, reduciendo así significativamente el costo del proceso de tratamiento de agua mientras producen agua potable de alta calidad.

problema

Las reglas de desinfectantes y subproductos de desinfección (d / dbpr) de la Agencia de protección ambiental de Estados Unidos tienen como objetivo limitar el contenido de subproductos nocivos en el agua potable, que provienen principalmente de la interacción entre la materia orgánica natural (toc) presente en la fuente de agua y los materiales del proceso de desinfección utilizados en las plantas de tratamiento de agua. La norma no solo establece límites de concentración para los subproductos de desinfección [dbp, como el triahalometano (thm) y el ácido haloacético (haa5)] sino que también especifica la tasa de eliminación de toc. Muchas plantas de tratamiento de agua utilizan procesos de tratamiento de filtración tradicionales o directos, es decir, eliminar el toc con coagulantes. La Agencia de protección ambiental de Estados Unidos utiliza el término "coagulación reforzada" para definir los procesos que limitan la generación de DBP y mejoran la tasa de eliminación de toc (también conocido como precursor de dbp) con métodos tradicionales de tratamiento de agua.

Las plantas de tratamiento de agua a menudo piensan que "fortalecer la coagulación" y aumentar la tasa de eliminación de toc equivalen a aumentar los costos operativos. Sin embargo, si la planta de tratamiento de agua puede comprender realmente el Estado del toc en el agua de la planta y el impacto de los cambios en los parámetros del proceso en el toc, los costos operativos no aumentarán sino que disminuirán. Los hechos han demostrado que la optimización del proceso de tratamiento del agua mediante el monitoreo de toc puede reducir significativamente el costo del tratamiento del agua. Aunque no hay una solución completa para optimizar el proceso de "coagulación reforzada", el monitoreo diario de los parámetros del proceso que afectan la tasa de eliminación de toc puede obtener información muy valiosa. Incluso con frecuentes fluctuaciones en la calidad del agua, las plantas de tratamiento de agua pueden cumplir con los requisitos de la normativa para la tasa de eliminación de toc sin preocuparse por agregar coagulantes excesivos o insuficientes.

En el proceso de coagulación, la tasa de eliminación de toc depende de muchos parámetros del proceso, incluyendo el tipo de coagulante, la cantidad de coagulante y el pH del agua. En general, la eficiencia de eliminación de toc aumenta con el aumento de la dosis de coagulante. Pero diferentes coagulantes tienen diferentes efectos de eliminación de toc, especialmente cuando el pH es diferente. La mayoría de las dosis de coagulantes tienen umbrales. Después de superar el umbral, continuar añadiendo coagulantes no solo no mejorará aún más la tasa de eliminación de toc, sino que producirá más residuos. Esto aumentará el consumo de coagulantes y el costo de tratar los residuos sin reducir aún más el contenido de toc en el agua. Por lo tanto, para las plantas de tratamiento de agua, es muy importante comprender completamente el impacto de los cambios en los parámetros del proceso en la tasa de eliminación de toc.

solución

Aunque es difícil determinar la correlación específica entre todos los parámetros durante el tratamiento del agua, el analizador toc puede ayudar a la planta de tratamiento del agua a desvelar el misterio del proceso de optimización. Un paso en el estudio de optimización de procesos suele ser la prueba del vaso de precipitados, es decir, extraer pequeñas muestras de agua de la planta de tratamiento de agua, colocarlas en varios vasos de precipitados de laboratorio y luego agregar diferentes reactivos químicos por separado. La prueba del vaso de precipitados, combinada con la detección de absorción de muestras y la detección de turbidez del instrumento toc, puede comparar eficazmente varios coagulantes y sus efectos de aplicación. En el pasado, las personas observaban la adherencia entre las partículas a través de pruebas visuales en vasos de precipitados para juzgar el efecto de eliminación de turbidez. Sin embargo, debido a que las buenas condiciones de coagulación para eliminar la turbidez no siempre son consistentes con las condiciones de coagulación para eliminar el toc, la planta de tratamiento de agua debe monitorear el toc y la turbidez al mismo tiempo.

Después de seleccionar un coagulante o una mezcla de varios coagulantes a través de la prueba del vaso de precipitados, se requiere un monitoreo continuo de toc. Debido a que la situación del agua de origen de la planta de tratamiento de agua (incluyendo ph, alcalinidad, composición orgánica) puede cambiar con frecuencia, el monitoreo toc en línea se ha convertido en un método eficaz para observar con frecuencia el proceso tecnológico. El analizador toc en línea puede medir continuamente el toc de entrada y salida de agua, lo que permite a la planta de tratamiento de agua calcular la tasa real de eliminación de toc de acuerdo con el tiempo de permanencia del agua en la planta. La planta de tratamiento de agua puede ajustar la dosis de coagulante, el pH y otros parámetros si es necesario para mejorar aún más la tasa de eliminación de toc. Si la planta de tratamiento de agua solo depende de laboratorios de terceros para detectar toc, los resultados de las pruebas siempre llegan demasiado tarde para optimizar los parámetros actuales del proceso.

Las plantas de tratamiento de agua equipadas con analizadores toc en el sitio pueden tomar decisiones favorables de acuerdo con los requisitos de calidad del agua y las directrices económicas de la planta, incluida la selección de la cantidad de coagulante y otros parámetros de operación que mejor pueden optimizar el proceso. Si la tasa de eliminación de toc cumple con los estándares de agua potable, la planta de tratamiento de agua puede tratar de reducir la cantidad de coagulante con el fin de ahorrar costos de coagulante, reduciendo al mismo tiempo la generación de residuos y los costos de tratamiento. Así lo hace la planta de tratamiento de agua de englewood.

Para más contenido, consulte la información del anexo.