Come le macchine dosatrici garantiscono un’iniezione precisa di prodotti chimici nel trattamento delle acque

Perché un’iniezione chimica precisa inizia dalla macchina dosatrice

Un impianto di trattamento acque può disporre di acqua di origine di buona qualità e tuttavia non raggiungere i valori residui desiderati perché la macchina dosatrice opera in modo contrastante. L’iniezione chimica non è semplicemente una pompa fissata a un serbatoio. Si tratta di un problema di misurazione influenzato dall’altezza di aspirazione, dalla viscosità, dalla contropressione, dal rilascio di gas e dal segnale di controllo che indica alla pompa a quale velocità operare. Quando una sola variabile subisce una deriva, il display può apparire stabile mentre la dose effettiva si sposta nella direzione errata. La macchina dosatrice deve erogare un volume ripetibile nonostante le variazioni della pressione di linea, resistere al prodotto chimico con cui entra in contatto e rispondere a un segnale di portata o di residuo senza ritardo.

Il controllo basato sulla portata e il feedback sul residuo mantengono la dose entro gli obiettivi

I sistemi più affidabili utilizzano due livelli. Il controllo basato sul flusso riceve un segnale in corrente (4-20 mA) o un segnale impulsivo da un misuratore di portata e regola la velocità della corsa o il numero di giri del motore in base al flusso dell’impianto. Se il flusso raddoppia, anche la dose si adatta di conseguenza. La retroazione basata sul residuo legge l’acqua trattata mediante un analizzatore di cloro o di pH e regola il valore di riferimento attraverso un ciclo PID. Il controllo basato sul flusso gestisce le variazioni di grande entità, mentre la retroazione corregge le fluttuazioni della domanda, la concentrazione del prodotto chimico e la deriva dei sensori. Nessuno dei due livelli funziona bene da solo: il controllo basato sul flusso, senza retroazione, non rileva una diluizione anomala nel serbatoio di accumulo; la retroazione, senza il controllo basato sul flusso, reagisce in modo instabile ai picchi di portata e causa sovracorrezioni. I risultati migliori si ottengono combinando il flusso come azione anticipatrice (feedforward) e il residuo come correzione lenta.

Taratura, rapporto di regolazione (turndown) e la chimica che si oppone

La calibrazione è il punto in cui le dichiarazioni di accuratezza incontrano la realtà. Una prova di riduzione della portata in un cilindro graduato rimane il controllo più diretto. Far funzionare la pompa a velocità fissa per un tempo noto, misurare il volume erogato e confrontarlo con il valore impostato. Ripetere la prova a bassa, media e alta frequenza di corsa. Se lo scostamento alla frequenza più bassa supera di qualche percentuale il valore atteso, il rapporto di regolazione potrebbe essere più ampio di quanto l’applicazione possa supportare.

Anche le proprietà chimiche sono rilevanti. L’ipoclorito di sodio tende a degassare e può formare bolle nella tubazione di aspirazione. Il cloruro di polialluminio può essere viscoso e abrasivo. La soda caustica può cristallizzarsi a livello delle guarnizioni. Una pompa dosatrice a diaframma gestisce alte pressioni, ma può subire il blocco da vapore. Una macchina dosatrice peristaltica gestisce meglio le sospensioni e i gas, ma richiede la sostituzione periodica del tubo. Le pompe a cavità progressiva sono adatte ai polimeri, ma meno indicate per variazioni rapide dei comandi.

Le norme aiutano a definire la scelta. NSF/ANSI/CAN 61 riguarda i componenti a contatto con acqua potabile, mentre ISO 15839 si riferisce agli strumenti per la misurazione in linea della qualità dell’acqua. Tali riferimenti non garantiscono l’accuratezza, ma stabiliscono un livello minimo per i materiali e le dichiarazioni di prestazione.

Retrofittazione comunale in cui l’ingresso d’aria ha alterato il dosaggio

Durante un intervento di retrofit presso un impianto municipale da 30.000 metri cubi al giorno nel sud della Cina, il team del progetto ha rilevato che una pompa peristaltica per dosaggio erogava circa il 70 percento della portata impostata, pur essendo coerenti le letture del misuratore di portata e del display della pompa. Una piccola perdita in un raccordo di aspirazione permetteva al ipoclorito di sodio di aspirare aria nella testa della pompa. Il tubo appariva integro e la calibrazione era stata eseguita con acqua di prova limpida, quindi il guasto si manifestava soltanto durante l’effettiva alimentazione chimica. La soluzione adottata ha previsto la sostituzione del raccordo, l’innalzamento dell’uscita del serbatoio giornaliero e l’installazione di una valvola di sfiato nel punto più alto della tubazione di aspirazione. Un test di abbassamento del livello ha riportato la frequenza di corsa bassa entro il due percento del valore impostato. Una pompa per dosaggio è precisa quanto il suo lato di aspirazione e il prodotto chimico con cui entra in contatto.

Dettagli di installazione che determinano il mantenimento della precisione

Una buona installazione preserva la precisione ben oltre la fase di messa in servizio.

1. Mantenere le tubazioni di aspirazione corte, sempre allagate e prive di punti alti in cui possa intrappolarsi del gas.

2. Montare la pompa per dosaggio su una base stabile, in modo che le vibrazioni non influenzino la lunghezza della corsa.

3. Utilizzare una colonna di taratura e una valvola di sfogo della pressione sul lato di mandata.

4. Separare i cavi di segnale da quelli del motore per ridurre il rumore elettrico.

5. Etichettare le tubazioni dei prodotti chimici e prevedere un sistema sicuro per il risciacquo prima della manutenzione.

Un miscelatore statico e una lunghezza minima di tubazione diritta dopo l’iniezione favoriscono la corretta miscelazione del prodotto chimico prima del punto di prelievo campione. Se l’analizzatore preleva il campione troppo vicino alla sonda di iniezione, il ciclo di controllo reagisce a una miscelazione incompleta anziché al vero valore residuo.

Cosa valutare nel fornitore di una macchina dosatrice

L’hardware è importante, ma lo è altrettanto l’assistenza che lo accompagna. Un fornitore con esperienza nel trattamento delle acque può aiutare a dimensionare la pompa, a selezionare i materiali a contatto con il fluido e a verificare la logica di controllo prima dell’installazione. Ciò riduce la probabilità di scegliere una pompa tecnicamente corretta ma di difficile taratura nella pratica.

EVU opera come impresa tecnologica integrata nel settore del trattamento delle acque, con competenze che spaziano dalla progettazione e ricerca e sviluppo alla produzione di apparecchiature, all’installazione e messa in servizio, nonché alla formazione. La sua gamma di prodotti comprende impianti integrati per il trattamento delle acque reflue, sistemi MBR, impianti per la dissalazione dell’acqua di mare, macchine a vite per la disidratazione dei fanghi, macchine per l’osmosi inversa per acqua pura e cloruro di polialluminio. Per i progetti che richiedono una macchina per dosaggio da integrare in un impianto di trattamento più ampio, tale vastità di offerta può semplificare l’approvvigionamento e ridurre il numero di interfacce.