Osmosi inversa   [Scarica questo caso applicativo come file PDF]

Rilevamento dei batteri (monitoraggio biofilm) nell'osmosi inversa (RO)

L'osmosi inversa (Reverse Osmosis, RO) viene ampiamente utilizzata a livello industriale, per rimuovere sali ed altre sostanze delle acque di processo. La crescita batterica sulle membrane RO può ridurre notevolmente l'efficacia di questo processo, per questa ragione grandi quantità di sostanze chimiche (note come "biocidi") vengono dosate nelle acque, per prevenire la proliferazione batterica. Molti biocidi sono ossidanti, ed il loro contatto con le membrane RO dev'essere evitato. Per questa ragione va cercato un compromesso tra efficacia dei trattamenti chimici e prevenzione dei danni causati da tali sostanze.

In questa centrale elettrica, l'osmosi inversa veniva utilizzata per produrre acqua demineralizzata impiegata nel raffreddamento degli scambiatori di calore. L'acqua in ingresso veniva inizialmente trattata con un biocida, quindi ultrafiltrata e immagazzinata in un serbatoio. Veniva poi sottoposta ad osmosi inversa (v. schema sotto). Un Sensore ALVIM era installato prima dell'osmosi inversa, sulla linea dell'acqua in ingresso (feedwater), mentre un secondo sensore era installato sulla linea del concentrato.

Bacteria detection (biofilm monitor) in reverse osmosis (RO)

 

Il Segnale dei due Sensori ALVIM veniva registrato dal sistema di acquisizione dati dell'impianto, insieme agli altri dati relativi al processo. Periodicamente venivano effettuate analisi di laboratorio (conteggio UFC) su campioni d'acqua prelevati da diversi punti.

Va notato che, mentre questo tipo di analisi fornisce un'indicazione di massima riguardo il numero di batteri liberi nell'acqua (planctonici), il Sensore ALVIM monitora la crescita di biofilm, ovvero lo strato di batteri che si forma su qualunque superficie a contatto con acqua ed altri liquidi. Dopo l'insediamento dei primi batteri provenienti dalla massa d'acqua, la crescita di biofilm non è più correlata a presenza/numero dei batteri planctonici. Infatti, i microorganismi insediati sulle superfici si duplicano, crescendo indipendentemente da quelli liberi nell'acqua. Più del 90% dei batteri vive nel biofilm (non nella massa d'acqua), e questa struttura fornisce una protezione notevolmente migliore dagli agenti esterni, inclusi biocidi ed altre sostanze chimiche. Per questa ragione, il biofilm è fino a 1000 volte più resistente alla sanificazione rispetto ai batteri planctonici.

Rilevamento dei batteri (monitoraggio biofilm) nell'osmosi inversa (RO)

 

Il grafico a destra mostra il Segnale dei due Sensori ALVIM (punti azzurri e punti blu) ed i risultati della analisi di laboratorio (colonne grigie). Considerando che le sonde ALVIM indicano:

  • Il dosaggio di agenti ossidanti tramite un veloce ed ampio incremento del Segnale, e
  • la crescita di biofilm tramite un incremento relativamente lento del Segnale, di 150 mV o più rispetto al valore di base,

è possibile notare come, dopo 45-50 giorni dall'installazione dei Sensori, la crescita di biofilm è stata rilevata sia nella linea dell'acqua in ingresso sia nella linea del concentrato. Le analisi di laboratorio sui campioni di feedwater hanno confermato che nell'acqua era presente un numero elevato di batteri. Tutti questi dati indicano che il trattamento biocida non era efficace nei confronti dei batteri planctonici e del biofilm. Dal giorno 56 il trattamento biocida è stato regolato, com'è possibile notare dai picchi nel Segnale ALVIM. Il numero di batteri nell'acqua è immediatamente diminuito. Nell'arco di alcuni giorni il trattamento ha rimosso anche il biofilm, com'è possibile notare dal Segnale ALVIM. Come precedentemente illustrato, questo strato batterico è molto più resistente alle sostanze chimiche rispetto ai batteri liberi nell'acqua, perciò è normale che la sua eliminazione richieda più tempo.

L'uso dei Sensori ALVIM per il Monitoraggio del Biofilm ha fornito un'indicazione affidabile riguardo la crescita batterica all'interno di questo impianto, permettendo di verificare e regolare i trattamenti biocidi.

Grazie alla Tecnologia ALVIM è stato possibile rilevare, in linea ed in tempo reale:

  • crescita del biofilm;
  • efficacia del biocida / necessità di una pulizia più intensa;
  • rimozione del biofilm.

 

 

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