O monitoramento e o tratamento eficazes da dureza e alcalinidade são essenciais para manter a estabilidade da água em vários processos. Dureza e alcalinidade são usadas em conjunto com pH, condutividade/sólidos totais dissolvidos (TDS) e temperatura no cálculo do Índice de Saturação de Langelier (LSI) para medir a propensão da água a corroer metais ou depositar cal em um tubo. Com dados de monitoramento contínuo desses parâmetros, os operadores da planta podem ajustar um processo para garantir a conformidade regulatória, evitar violações de licenças, maximizar a eficiência, controlar custos e trabalhar com os mais altos níveis de saúde e segurança.

Alcalinidade em Águas Residuais

• A alcalinidade é um parâmetro chave para garantir funções biológicas e químicas adequadas em águas residuais. As bactérias nitrificantes são altamente capazes de alterar as características das águas residuais, sendo a alcalinidade uma medida bem conhecida que precisa ser controlada. A alcalinidade é consumida durante o processo de nitrificação. À medida que a água se torna mais ácida, o pH cai. Se os níveis de pH caírem abaixo de 7, as taxas de nitrificação começarão a diminuir. Se o pH continuar a cair, a nitrificação pode ser inibida e levar a altos níveis de amônia no efluente.
• Microrganismos, como os organismos acumuladores de polifosfato (PAOs), favorecem ambientes com maior alcalinidade e pH ideal em torno de 8. A diminuição dos níveis de alcalinidade pode resultar em uma menor taxa de absorção de fosfato, resultando em níveis mais altos de fósforo provenientes dos processos de tratamento secundário.
• Os produtos químicos tampão que são fornecidos em reatores biológicos ou após o tratamento secundário podem ser controlados de forma eficaz com monitoramento contínuo da alcalinidade para manter as condições biológicas ideais e os limites de pH na descarga. As medições de alcalinidade em águas residuais começarão a responder antes que ocorram mudanças de pH, proporcionando tempo adicional para implementar controles operacionais proativos.
• A alcalinidade insuficiente pode afetar os processos a jusante que são sensíveis ao pH. Por exemplo, processos químicos de remoção de fósforo e desinfecção de cloro gasoso podem consumir alcalinidade e comprometer a conformidade com o pH na descarga.

Alcalinidade na água potável

• Uma alta alcalinidade na água de captação pode afetar a dosagem de produtos químicos de tratamento, como coagulantes, que requerem um pH mais baixo. Ao usar água misturada de diferentes fontes com diferentes volumes e alcalinidades, a alcalinidade contínua é um parâmetro importante para a dosagem adequada de reagentes químicos.
• Para conformidade com os regulamentos de subprodutos de desinfecção (DBPR), a alcalinidade é um parâmetro crítico relacionado à quantidade de TOC que deve ser removida da água de captação para limitar a formação de DBP. Em águas mistas onde a alcalinidade (e TOC) pode variar, as medições contínuas informarão imediatamente as instalações de abastecimento sobre quaisquer alterações que possam afetar a conformidade com o DBPR.
• O controle da corrosão em sistemas de distribuição é uma prioridade para muitas instalações. A alcalinidade é um parâmetro-chave relacionado à capacidade tampão da água, que indica a probabilidade de uma queda de pH. Como uma queda no pH aumenta a probabilidade de chumbo e cobre entrarem no abastecimento de água potável, uma medição contínua da alcalinidade fornecerá dados em tempo real sobre os parâmetros de corrosão relacionados a cálculos comuns, como o Índice de Saturação de Langelier (LSI).
• Os sistemas que usam monocloramina como resíduo mensurável em sua rede de distribuição também rastreiam a alcalinidade. O consumo de alcalinidade pode ser um importante indicador de nitrificação no sistema de distribuição, o que pode levar a uma variedade de desafios de qualidade da água.

Aplicações:

• Água potável
• Indústria
• Energia, caldeiras e vapor
• Águas superficiais
• Águas residuais

O ferro é um mineral que ocorre naturalmente nas águas subterrâneas e superficiais e é frequentemente considerado um indicador da qualidade da água durante e após o processo de tratamento. O ferro também pode atuar como elemento de controle em alguns processos. O monitoramento preciso e contínuo desse traço de metal é fundamental para manter a qualidade dos processos e da produção da planta. Independentemente da fonte, as concentrações de ferro que excedem os níveis aceitáveis devem ser identificadas e removidas.

Ferro na água potável

• Embora não represente um risco agudo para a saúde, altas concentrações de ferro na água potável não são aconselháveis devido a aspectos estéticos, como sabor e aparência. O ferro da água de captação é frequentemente removido por uma fase de pré-oxidação para permitir que seja convertido em uma forma insolúvel que pode ser removida durante a sedimentação. A dosagem de oxidantes (por exemplo, ozônio, dióxido de cloro, permanganato e cloro) pode ser controlada de forma eficaz com uma medição contínua de ferro total ou livre. A dosagem de permanganato também pode ser controlada para evitar overdose e produção de água rosa. Uma análise contínua de corrente dupla também pode mostrar os valores antes e depois para demonstrar quanto ferro foi ou não removido.

Ferro em águas residuais

• Sais metálicos, como cloreto férrico, são usados em sistemas de remoção de fósforo e podem ser dosados em vários pontos do processo de tratamento. Embora o ortofosfato (PO4) seja a medida típica usada para monitorar a eficácia da remoção e dosagem química de fósforo, uma instalação também pode estar interessada em medir o ferro residual para proteger os processos a jusante, como a prevenção da formação de incrustações em equipamentos de desinfecção UV.

Monitoramento Contínuo de Ferro com Analisadores Contínuos da Série EZ

A medição de ferro por colorimetria é representada pelos modelos das séries EZ1000 e EZ2000 da Hach em uma variedade de faixas de medição. Os analisadores da série EZ podem medir concentrações totais ou dissolvidas e têm capacidade multifluxo opcional, bem como uma porta de amostra manual para inserir amostras manuais no instrumento.

Os analisadores contínuos da série EZ podem monitorar vários pontos dentro do processo de remoção de ferro e podem ser usados para controlar e confirmar os resultados laboratoriais iniciais em concentrações de ferro antes do processo de tratamento real. Após o processo de descarte, as medições podem confirmar que há vestígios dos parâmetros em concentrações que atendem aos limites de descarga.

A série EZ permite a medição automática e fácil do ferro em vários estágios do processo e oferece uma solução adequada para medição e tratamento de ferro.

Aplicações:

• Água potável
• Energia, caldeiras e vapor
• Águas superficiais
• Águas residuais

O manganês é um mineral que ocorre naturalmente nas águas subterrâneas e superficiais. Muito manganês pode afetar a cor e o sabor em aplicações de água potável e bebidas engarrafadas e pode causar manchas em utensílios e roupas. O monitoramento preciso e contínuo do manganês total e dissolvido é fundamental para manter a qualidade. Qualquer que seja a fonte, devem ser identificadas e geridas concentrações acima dos níveis aceitáveis.

Manganês na água potável

• Assim como o ferro, o manganês também é um componente nocivo que pode ter efeitos adversos no sabor e na aparência da água potável. O monitoramento de manganês em tempo real permite que as instalações de abastecimento ajustem a dosagem do oxidante para obter a quantidade certa sem superdosagem ou subdosagem. A dosagem de oxidantes (por exemplo, ozônio, dióxido de cloro, permanganato e cloro) pode ser controlada de forma eficaz com uma medição contínua de manganês total ou livre. A dosagem de permanganato também pode ser controlada para evitar overdose e produção de água rosa. Uma análise contínua de corrente dupla também pode mostrar os valores antes e depois para demonstrar quanto manganês foi ou não removido.

Monitoramento Contínuo de Manganês com Analisadores da Série EZ

Os analisadores contínuos da série EZ da Hach monitoram uma gama de concentrações de manganês total e dissolvido utilizando colorimetria.

Atualmente utilizados em centenas de aplicações de água industriais e municipais, os analisadores contínuos da série EZ permitem o monitoramento contínuo e a correspondência com métodos de análise (padrão e laboratorial) com reagentes líquidos, com alto nível de precisão e exatidão.

Isso permite que você controle vários pontos do processo e confirme os resultados iniciais do laboratório antes do processo de tratamento real. Após o processo de descarte, as medições podem confirmar que existem resíduos de manganês em concentrações que atendem aos limites de descarga.

Aplicações:

• Água potável
• Energia, caldeiras e vapor
• Águas superficiais

O excesso de nutrientes (nitrogênio e fósforo) no meio ambiente pode levar ao aparecimento de algas nocivas, eutrofização e diminuição geral da qualidade da água. Embora a maioria das soluções de monitoramento contínuo se concentre em subconjuntos específicos desses nutrientes (ou seja, amônia, nitrato, ortofosfato, etc.), os requisitos regulatórios podem ser escritos em torno de formas totais (TN/TP). Portanto, o monitoramento automático e contínuo de TN e TP no fluxo de processo economiza tempo, pode correlacionar os valores do processo com os resultados do laboratório e alerta os operadores da planta sobre problemas sem a necessidade de esperar pelos resultados do laboratório. Em uma época de diretrizes de alta cada vez mais rigorosas, o monitoramento do processo de tratamento em pontos-chave pode indicar os ajustes do processo necessários para manter a conformidade.

TN e TP em águas residuais

• O nitrogênio total (TN) nas águas residuais é composto de amônia/amônio (NH3/NH4+), nitratos (NO3), nitritos (NO2) e nitrogênio orgânico. TN é simplesmente uma soma de todas as formas. Muitos limites de descarga exigem apenas uma redução nos níveis de amônia. Em outros casos, o limite de descarga pode exigir uma redução de todas as formas de nitrogênio. Isso seria refletido pela definição de um limite (TN) na licença de descarga. Como o nitrogênio não pode ser removido quimicamente, as instalações precisarão gerenciar seus processos biológicos para realizar o trabalho. Isso geralmente é chamado de remoção biológica de nutrientes (BNR). Nestes casos, é aconselhável acompanhar de perto o processo através de um sistema de monitorização de efluentes. Em outras ocasiões, um sistema de controle de afluente também é recomendado para TN, bem como para formas individuais de nitrogênio.
• O fósforo total (PT) nas águas residuais consiste em formas dissolvidas e particuladas. A forma mais comum de fósforo solúvel é o ortofosfato (reagente). O fosfato particulado é mais comum na forma de polifosfato ou fosfato orgânico. A soma de todas as formas é TP. Muitas plantas são obrigadas a reduzir todas as formas de fósforo. O fósforo é removido combinando-o em uma forma sólida sedimentável e removendo-o com o lodo residual. Isso pode ser alcançado por remoção biológica (Bio-P ou EBPR) ou precipitação química (geralmente com alumínio ou cloreto férrico).

TN e TP em águas superficiais

• Em relação à saúde ambiental das águas superficiais, os níveis de tratamento podem prevenir a eutrofização dos corpos receptores de água, pois o TP é usado como um indicador de formas orgânicas de fósforo nas águas superficiais. A medição combinada de TN e TP fornece aos operadores uma previsão do crescimento de algas.

Monitoramento contínuo de TN e TP com analisadores contínuos da série EZ

A série EZ7600 da Hach combina dois métodos para medição simultânea e automática de TN e TP. Graças à sua ampla faixa de medição e análise multifluxo opcional, este instrumento inovador é uma solução prática para suas necessidades de monitoramento TN/TP. Os analisadores das séries EZ7700 e EZ7800 oferecem medição de parâmetro único para TN e TP, respectivamente, para clientes que não precisam de um analisador multiparâmetro.

Aplicações:

• Águas superficiais
• Águas residuais

Os ácidos graxos voláteis (AGVs) podem ser um parâmetro útil para monitorar certos processos que podem ocorrer em uma instalação de recuperação de recursos hídricos. Quando combinados com a alcalinidade, os AGV podem ser um parâmetro chave para monitorar o estado do digestor anaeróbico. Um aumento nos VFAs ou uma diminuição na alcalinidade do lodo pode criar um desequilíbrio e indicar possíveis problemas operacionais do digestor anaeróbico que, sem ação, podem levar a contratempos no digestor. Embora o excesso de AGV em um digestor anaeróbico não seja desejável, pode ser uma vantagem para as instalações que realizam a remoção biológica aprimorada de fósforo (EBPR). Os AGVs são uma importante fonte de carbono para a população bacteriológica responsável pela remoção biológica efetiva do fósforo.

AGVs em águas residuais

• Os VFAs medidos em tempo real em sistemas de digestão anaeróbica, juntamente com alcalinidade e pH, produzem um fluxo de dados que fornece o mais alto nível de visibilidade para uma instalação de tratamento. Esses dados fornecem medições precoces e proativas para permitir mudanças operacionais ou de processo para evitar acidentes no digestor. A medição contínua desses parâmetros e o cálculo automático da proporção de AGV e alcalinidade melhoram ainda mais o controle do processo e a solução de problemas.
• O monitoramento de AGVs e alcalinidade, juntamente com a interpretação correta de dados e ajustes de processo em projetos de energia verde, pode ajudar a maximizar a produção de biogás. As instalações de biogás podem ser otimizadas para produzir gás de maior qualidade e quantidade que é usado para eletricidade, aquecimento e como combustível de gás natural limpo.
• Os AGVs são considerados essenciais para o tratamento biológico eficaz do fósforo. A fermentação do lodo é um processo comprovado para aumentar as concentrações de AGV no sistema de tratamento secundário. Existem vários processos de fermentação que são implementados em instalações de tratamento que abordam os efeitos biológicos do fósforo, incluindo fermentação contínua de clarificadores primários e fermentação de mistura completa em lote. Graças às medições contínuas de VFA, os processos de fermentação do lodo primário podem ser monitorados e otimizados em tempo real. O aumento da produção de AGV nesses sistemas EBPR resultará em maior estabilidade do sistema, reduzindo ou eliminando a necessidade de depurador químico adicional.

Aplicações:

• Águas residuais