Materia organica naturale
La materia organica naturale (NOM), nota anche come materia organica di fondo (BOM), è la materia organica presente in tutte le fonti di acqua dolce. La maggior parte della materia organica naturale deriva dal decadimento o dalla decomposizione di vegetazione, vita animale, batteri e alghe che entrano in torrenti, fiumi, laghi e falde acquifere.
Le NOM sono composte da molti diversi composti umici e fulvici di cui solo una piccola percentuale può essere identificata. Poiché in genere non possono essere identificati singolarmente, vengono spesso misurati come gruppo in diversi modi. Questi includono il carbonio organico totale (TOC), il carbonio organico disciolto (DOC), l’assorbimento ultravioletto a 254 nm (UV254) e l’ossidabilità o valore di permanganato.
La composizione della NOM varia sostanzialmente a seconda della geografia e della geologia del luogo in cui viene prelevata l’acqua. In particolare, le acque sotterranee, grazie alla loro purificazione naturale, presentano basse concentrazioni di materia organica, con solitamente meno di 2 mg/l misurati come DOC. Al contrario, le acque superficiali hanno generalmente concentrazioni di materia organica più elevate e variabili, con un DOC tipico di 4 mg/l.
Rimozione della materia organica naturale
La NOM viene spesso definita di “fondo” quando si considera la rimozione di composti specifici con il carbone attivo. Questo perché il livello organico di fondo competerà con i contaminanti specifici per i siti di adsorbimento disponibili sul carbone attivo.
La maggior parte della materia organica naturale viene solitamente rimossa durante le fasi di coagulazione, flocculazione e filtrazione del processo di trattamento dell’acqua prima della clorazione. Il livello di materia organica naturale può anche influenzare l’efficienza delle operazioni dell’impianto di acqua potabile e la qualità dell’acqua trattata.
Il carbone attivo è ampiamente utilizzato come mezzo aggiuntivo per catturare qualsiasi materia organica disciolta che potrebbe sfuggire alla lavorazione durante la fase di coagulazione. Questi sono solitamente inseriti in un filtro primario o di sgrossatura con tipi di carbone attivo a letto grossolano per evitare l’accumulo di perdite di carico.
La materia organica naturale deve essere ridotta efficacemente nell’acqua potabile per diverse ragioni:
- La NOM è generalmente la fonte di composti che formano sapori e odori sgradevoli presenti nell’acqua potabile – vedi sezione seguente
- Il colore dell’acqua potabile è composto da un’ampia gamma di molecole diverse, spesso di peso molecolare molto elevato, che variano in acque diverse. La NOM può essere responsabile della colorazione gialla o marrone dell’acqua.
- La NOM può essere un substrato per la sopravvivenza di batteri e funghi in modo da favorire la crescita microbica in un sistema di distribuzione idrica.
- È importante rimuovere le sostanze umiche prima della clorazione, poiché la NOM reagirà anche con il cloro per formare indesiderati sottoprodotti della disinfezione tossici come i trialometani (THM).
La Direttiva aggiornata sull’acqua potabile (UE) 2020 (2020/2184) protegge la qualità dell’acqua potabile e fa parte della regolamentazione dell’approvvigionamento idrico e dei servizi igienico-sanitari nell’Unione Europea.
Rimozione di sapori e odori
I sapori e gli odori nell’acqua sono dovuti alla presenza di concentrazioni molto basse di composti principalmente naturali che si trovano spesso nell’intervallo di concentrazione dei nanogrammi per litro (ng/l). È quindi spesso molto difficile determinare quali molecole specifiche siano responsabili del sapore e dell’odore specifico. I composti naturali più noti sono la geosmina e il 2-metilisoborneolo.
Poiché i composti che formano sapori e odori sono difficili da analizzare, si può utilizzare un numero di diluizione. Questo è il numero di volte in cui un campione d’acqua deve essere diluito con acqua priva di odori e sapori finché sapore e odore non sono più rilevabili.
Le fonti comuni di problemi di sapore e odore possono includere alghe azzurre e actinomiceti. Questi sono un gruppo complesso di batteri anaerobi facoltativi presenti nel suolo che possono formare terpenoidi e pirazine spesso associati a sapori sgradevoli dell’acqua potabile. Tuttavia, fioriture algali significative e alghe azzurre o cianobatteri che formano schiuma possono rilasciare tossine algali come la microcistina. Queste possono essere particolarmente dannose per l’uomo e gli animali se bevono o entrano in contatto con acqua carica di alghe.
Rimozione di sapori, odori e materia organica su carbone attivo
L’uso originale del carbone attivo in molti impianti di trattamento dell’acqua era principalmente per la rimozione di sapori e odori.
Per problemi di sapore e odore brevi o periodici (stagionali), il carbone attivo in polvere è efficace se aggiunto all’acqua, miscelato e rimosso tramite decantazione o filtrazione. Dove il problema diventa persistente, vengono solitamente installati letti di carbone attivo granulare con tempi di contatto relativamente brevi. Inoltre, le molecole organiche con legami carbonio-zolfo hanno spesso un cattivo odore e sapore; queste vengono spesso adsorbite preferenzialmente sul carbone attivo.
Il carbone attivo è efficace in una certa misura nel ridurre il colore dell’acqua, ma le sue prestazioni possono variare significativamente da un’acqua all’altra e in base alla natura del colore. In questa applicazione si raccomanda normalmente un lavoro di test per determinare le prestazioni.
Il carbone attivo granulare è una delle soluzioni più riconosciute per la rimozione di un’ampia gamma di contaminanti organici dall’acqua potabile, fin dalla sua prima applicazione oltre 50 anni fa. Quando il carbone attivo granulare ha dimostrato una comprovata efficienza nella rimozione dei contaminanti organici, i tempi di contatto sono stati estesi per la sua ulteriore applicazione per la rimozione di THM, pesticidi, POP e ora PFAS.
Quale materia organica può essere rimossa utilizzando il carbone attivo?
Il carbone attivo, principalmente in forma granulare o in polvere, ha quindi un’eccellente capacità di adsorbimento per la rimozione di un’ampia gamma di composti organici nell’acqua potabile. Alcune di queste sostanze che possono essere rimosse efficacemente con la tecnologia del carbone attivo sono indicate nelle tabelle sottostanti:
| Tossine algali | Acido umico | Pesticidi |
| Colore | 2-Metilisoborneolo (MIB) | Sapore |
| Sottoprodotti della disinfezione (DBP) | Microcistina | Terpenoidi |
| Acido fulvico | Materia organica naturale (NOM) | Carbonio organico totale (TOC) |
| Geosmina | Odore |
Per informazioni sulla rimozione di pesticidi, POP e composti organici clorurati, consulta il nostro articolo.
Per informazioni sulla rimozione dei sottoprodotti della disinfezione o dei THM, consulta il nostro articolo.
Per informazioni sulla rimozione di PFAS e pesticidi, consulta il nostro articolo.
In che modo Chemviron può aiutarti?
Ogni fonte d’acqua è unica, spesso con diversi tipi di composti di sapore e odore presenti. È quindi a volte appropriato eseguire un test di laboratorio su un campione d’acqua rappresentativo per comprendere la probabile efficacia dell’uso del carbone attivo.
Il carbone più efficace da utilizzare può dipendere dalla natura del contaminante organico, dal livello delle loro concentrazioni e dalle fasi complessive del trattamento coinvolte. Chemviron aiuta i propri clienti attuali e potenziali in tutta Europa con i modi più efficienti per utilizzare il carbone attivo.
Valutazione delle prestazioni per garantire la selezione della soluzione più efficace
I test di isoterma per valutare la rimozione di sostanze organiche utilizzando il carbone attivo possono essere utilizzati per determinare il probabile TOC dell’effluente e quindi la probabile efficacia del GAC. I test in scala di banco o i test pilota in loco sono sempre considerati molto più efficaci nell’indicare il probabile consumo di carbone. Chemviron può fornire supporto e consulenza con le nostre unità pilota che includono la nostra gamma di filtri mobili a carbone più piccoli.
Inoltre, Chemviron dispone di un’ampia libreria di riferimento di dati sulle prestazioni per aiutare a fornire una soluzione tecnica appropriata.
Carboni attivi proposti per prestazioni efficaci
Chemviron fornisce un’ampia gamma di carboni attivi in polvere e granulari per queste applicazioni. I carboni attivi in polvere PULSORB® e i nostri carboni attivi granulari CARBSORB® e FILTRASORB® sono stati ampiamente utilizzati per molti anni per rimuovere i composti che formano sapori e odori.
I carboni FILTRASORB®, in particolare, sono i carboni attivi granulari più ampiamente utilizzati per il trattamento dell’acqua potabile. Ciò è dovuto principalmente alla loro eccellente capacità di adsorbimento, alla durata comprovata delle prestazioni e all’elevata resistenza per cicli di riattivazione multipli. I carboni attivi FILTRASORB® sono prodotti da gradi selezionati di carbone bituminoso, mediante un processo a due stadi che riagglomera il prodotto prima dell’attivazione a vapore.
Con la nostra profonda esperienza in questo campo, Chemviron può collaborare con te per consigliarti i carboni appropriati per la tua specifica applicazione e come garantirne l’uso efficace. Ciò include il supporto pratico in loco, come per il controlavaggio, necessario per garantire un flusso uniforme attraverso il letto.
Riciclo del carbone esaurito e filtri mobili a carbone per sostenibilità e risparmio sui costi
Il carbone attivo granulare installato negli impianti idrici può essere riciclato tramite riattivazione termica. Il carbone riattivato può quindi essere restituito all’impianto idrico da cui è stato raccolto e rimesso in uso per molti altri anni. La riattivazione termica comporta il trattamento del carbone esaurito in un forno ad alta temperatura dove le sostanze organiche indesiderate sul carbone vengono distrutte termicamente. Il riciclo del carbone attivo tramite riattivazione termica è una tecnologia sostenibile e rispettosa dell’ambiente che soddisfa tutti i nostri obiettivi di minimizzazione dei rifiuti e riduzione delle emissioni di CO2.
Se l’applicazione è richiesta per acque sotterranee, trattamenti temporanei o di picco, perché non considerare l’utilizzo di filtri mobili a carbone disponibili per il noleggio. Si tratta di filtri a carbone attivo che possono essere utilizzati in loco sia come serbatoio di purificazione dell’acqua sia poi trasportati da e verso il sito senza necessità di alcuno scambio di carbone in loco.
Chemviron dispone di una gamma di unità di diverse dimensioni e capacità, compresi filtri mobili a carbone più piccoli che possono essere utilizzati come unità pilota. Se si utilizza un filtro mobile a carbone, il carbone esaurito può essere facilmente restituito nel filtro mobile al nostro centro di riattivazione per la lavorazione.
Se hai bisogno di supporto tecnico per valutare il trattamento proposto, aiuto nella scelta del carbone attivo, del nostro servizio di riattivazione, dell’uso del nostro servizio di filtri mobili a carbone o semplicemente di qualche ulteriore consiglio, contattaci – contatta il nostro team tecnico.