Purificazione dell'acqua (Thornton)

La strumentazione METTLER TOLEDO Thornton monitora tutte le fasi di purificazione dell'acqua, inclusi la filtrazione e il pre-trattamento, il rammollimento, la separazione mediante membrana, la deionizzazione, l'ozonizzazione, il trattamento UV e la distillazione. Inoltre, i prodotti Thornton vengono utilizzati per il monitoraggio di processo nei settori dell'acqua pura, ad es. per il rilascio delle acque a uso farmaceutico utilizzate nell'impianto, le condizioni del ciclo del vapore nella produzione di energia elettrica e la purezza delle acque di lavaggio nella produzione di dispositivi microelettronici.

A seconda della sorgente d'acqua e dei requisiti di settore, i sistemi di trattamento dell'acqua pura possono integrare molte delle seguenti operazioni:

Le misure dell'acqua in ingresso avvertono gli operatori di variazioni stagionali e quotidiane del contenuto minerale dell'acqua (conducibilità) e del pH, per consentire di effettuare regolazioni al trattamento e di mantenere efficiente il funzionamento. La clorurazione effettuata prima dei filtri impedisce la crescita di batteri nel supporto. La declorazione mediante strati di bisolfito o carbonio dopo i filtri, monitorata tramite ORP, evita i danni alle membrane e alle resine a scambio ionico a valle.

In presenza di acqua molto dura, è preferibile ridurre la concentrazione della durezza prima dell'osmosi inversa o della deionizzazione, per prevenire le incrostazioni o le difficoltà di rigenerazione in questi processi. Il calcio, il magnesio e gli altri ioni di durezza vengono sostituiti da sodio in uno strato di resina cationica. La resina è rigenerata con salamoia e la sua concentrazione è controllata tramite un elevato intervallo di misura della conducibilità.

L'osmosi inversa e gli altri processi a membrana sono tecnologie economiche di trattamento delle acque, utilizzate nella maggior parte dei settori per rimuovere minerali, sostanze organiche e altri contaminanti. Le misure analitiche sono fondamentali per garantire le condizioni corrette per un'espulsione ottimale dei soluti e il massimo recupero dell'acqua purificata. Conducibilità, flusso, pressione, temperatura e pH sono misure importanti, necessarie per un monitoraggio e un controllo in tempo reale delle prestazioni e dei trend a lungo termine dell'efficienza delle membrane. Queste misure consentono di risparmiare, rilevando la necessità di pulizia e prevenendo i guasti alle membrane. Esse consentono un funzionamento ottimale e rilevano rapidamente eventuali penetrazioni o condizioni anomale.

La deionizzazione da scambio ionico consente un'accurata rimozione dei contaminanti ionici. Le resine cationiche eliminano gli ioni positivi e sono spesso monitorate tramite la misura del sodio, per rilevare la prima penetrazione quando lo strato cationico è svuotato. Le resine anioniche eliminano gli ioni negativi e sono spesso monitorate tramite la silice o la conducibilità, per rilevarne l'eventuale penetrazione. Gli strati cationici e anionici separati sono rigenerati in modo efficiente mediante composti acidi e caustici, la cui diluizione può essere controllata mediante misure della conducibilità a intervallo elevato con lettura diretta della concentrazione. Gli scambiatori di strato cationici/anionici misti sono in grado di eliminare le ultime tracce di ioni e sono spesso monitorati mediante il sodio, la silice e la conducibilità.

I degassificatori utilizzano il vuoto, il calore e/o le membrane per eliminare dall'acqua l'ossigeno, l'anidride carbonica, l'azoto e altri gas disciolti. La misura dell'ossigeno disciolto all'ingresso e all'uscita assicura un buon controllo del funzionamento.

La CEDI è un processo di purificazione elettrica che combina la resina a scambio ionico e le membrane selettive degli ioni per fornire prestazioni simili alla deionizzazione a strato misto, ma senza rigenerazione chimica. Invece, la resina è rigenerata elettricamente. Le misure della conducibilitàe del flusso monitorano le prestazioni del sistema e garantiscono un'elevata qualità dell'acqua.

L'ozono uccide i batteri 1.000 volte più velocemente del cloro, senza lasciare nessun prodotto di decomposizione. I sistemi farmaceutici, per le acque in bottiglia e microelettronici che utilizzano l'ozono fanno ricircolare l'acqua per un periodo sufficiente ad assicurare un tempo di contatto adeguato. Le misure dell'ozono disciolto garantiscono il mantenimento di livelli adeguati al trattamento, mentre la misura a valle impedisce all'ozono di raggiungere i punti di utilizzo, in cui nuocerebbe alla lavorazione.

Nei sistemi di purificazione dell’acqua farmaceutici e microelettronici, l'UV disattiva i microorganismi, ossida i composti organici e distrugge l'ozono riconvertendolo in ossigeno molecolare.

La misura del carbonio organico totale (TOC) conferma la riduzione delle sostanze organiche. La misura dell'ozono garantisce che tutto l'ozono sia decomposto.

Le acque a uso farmaceutico, incluse quelle per l'acqua per iniettabili e l'acqua purificata, vengono in genere prodotte mediante distillazione per garantirne la sterilità. Le misure della conducibilità e del carbonio organico totale (TOC) mantengono la qualità dell'acqua entro i limiti di legge.