La rimozione dell’ArsenicoLa rimozione dell’ArsenicoEsempi Applicativi Esempi Applicativi

L’esperienza della Severn Trent L’esperienza della Severn Trent

Luca FiloniLuca FiloniSevern Trent Water Purification S.p.A.Severn Trent Water Purification S.p.A.

STW

Severn Trent plc

• Capitalisation value of $4,800m

• 12,500 plc staff; 5,300UK core business staff; 2700 USA staff

Severn Trent Water

• Water supply and sewage treatment

• Covers an area of 21,000km2

• Supplies 1,900 Ml/day to about 8,000,000 customers

• Treats 1,800 Ml/day wastewater

Severn Trent Water Purification S.p.A.Severn Trent Water Purification S.p.A.

Produzione e distribuzione di– Generatori di Biossido di Cloro– Strumentazione di processo– Analizzatori colorimetrici in linea– Apparecchiature per bonifica

– Distribuzione Bayoxide E 33 per la rimozione dell’Arsenico dalle acque

Il ProblemaIl Problema• 16 siti con un livello di arsenico > 10

g/L

– 180000 m3/giorno di acqua distribuita

– Popolazione sevita: 500.000

1995 - L’approccio1995 - L’approccio• Studi in Laboratorio

– Coagulazione/ Micro Filtrazione– Carboni Attivi– Resine a Scambio Ionico– Allumina Attivata– Composti Catalitici– Adsorbimento con Ferro

• Scelto l’Adsorbimento– Trattamento “in testa pozzo”

• Processo Semplice• Ingombri Limitati

– Trattamento Specifico per l’Arsenico– Prove con AA e Fe

1996 – Prove Pilota1996 – Prove Pilota

• Il Programma– Testati

• Allumina Attivata

• Idrossidi di Ferro

– Scelto l’Idrossido• Durata Superiore

– Economia

• No Rigenerazione – Semplicità

• Non disponibile sul mercato in grandi quantità

STW Pilot Plant

STW Process Demonstration

Pilot Program ResultsSTW Process Demonstration

Pilot Program Results

•Column Size - 4”-Ø •Contact Time- 3 Min EBCT for GFH; 6 Min for AA•Current Bayoxide® E33 Pilot Superimposed

0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000

Bed Volumes Treated

0

5

10

15

20Outlet Arsenic Concentration, µg/l

AA pH = 7.5

AA pH = 6.5

S33 1 pH = 7.5

S33 1 pH = 6.5

S33 2 pH = 7.5

1996 – 1999 Lo Sviluppo del Prodotto1996 – 1999 Lo Sviluppo del Prodotto

– Lavoro in Collaborazione con Lanxsess (Bayer) per lo Sviluppo del Bayoxide E-33

• Alta capacità di adsorbimento dell’Arsenico• Buone proprietà meccaniche

– Struttura cristallina

• Prodotto secco– Facile da movimentare– Stabile nel trasporto e nello stoccaggio– Materiale di buona qualità e riproducibilità

• Fonte di approvvigionamento affidabile– Bayer può produrre >10,000 Ton se richiesto

» Fabbisogno ST: 80 Ton/anno

1997-1999 Prototipo in Scala Reale1997-1999 Prototipo in Scala Reale

• 1997 Inizio progettazione dell’impianto

• 1999 Avviamento dell’impianto di Nottingham- 20.000 m3/giorno– Popolazione servita ~60.000

Schema dell’ImpiantoSchema dell’Impianto

ADSORBERS

BOREHOLES

1

2

3

4

FLOWMETER

BACKWASH

PUMPS

BOOSTER PUMPS CONTACT TANK

WASTE

STREAM

WASTEHOLDING

TANK

TO SEWER

New Process Flow SheetNew Process Flow Sheet

Chlorine

SORB 33™ System

Process Flow DiagramSORB 33™ System

Process Flow Diagram

Bayoxide E33™Arsenic

Adsorbent

Distribution Troughs

SavagePlate™ Media Retention Plate & Support

Media Fill

SightGlass

MediaDrain

Air Scour(Future)

Manway

Manway

Raw Water

Wash Water

Clean WaterInlet Outlet

FIC pHI

Backwash

B’w

ash

Eff

lu’t

For

war

dF

lush

PDI

Dip Tube& Vent

To Disinfection &DistributionFrom Well Pump

To Sewer or Pond

PI

FQI

VacuumBreaker

PressureRelief

PI

Siteglass

Spent Media

Virgin Media

From Truck

To Dumpster/Truck

Eductor

Motive Water

Service byST Services

Nottingham, U.K.Capacità 20.000 m3/giornoCinque Filtri da 3,3 m Ø Avviamento - Genn. ‘99

Il primo sistema SORB 33Il primo sistema SORB 33

STW As Removal PlantSTW As Removal Plant

I Primi Impianti in Scala RealeI Primi Impianti in Scala Reale

• 1999 Burton Joyce, Nottinghamshire, North Midlands, UK – 20 Ml/giorno

• 2001 Chaddesley Corbett, Worcestershire, Midlands, UK – 7 Ml/giorno

• 2002 Hilton, Shropshire, Midlands, UK – 22 Ml/giorno

Frequenza di Controlavaggio in Funzione di Velocità e Profili di Pressione

• Esperienze:– Per un letto da 1 m e funzionamento

intermittente a 18 m/h, durata 28 gg, < 0,5 bar dP

• Basso Fe e bassa torbidità

Funzionamento a Condizioni di Portata Variabile

• Gli impianti pilota funzionano a portata costante

• Gli impianti reali partono e si fermano in funzione della domanda d’acqua

• Controllo delle performances a varie condizioni– Con e senza avviamento lento

Riempimento dei FiltriRiempimento dei Filtri

• Studiate varie possibilità– Direttamente da big bags da 500 kg– Tramite eiettore– Da autobotte

Flat Bed and Eductor ApproachFlat Bed and Eductor Approach

Nottingham FillNottingham Fill

Chaddesley Corbett - delivery of Bayoxide E 33Chaddesley Corbett - delivery of Bayoxide E 33

Chaddesley Corbett - Bayoxide E 33 media deliveryChaddesley Corbett - Bayoxide E 33 media delivery

Perparazione del ProdottoPerparazione del Prodotto

• Bayoxide E 33 può contenere fini che devono esse rimossi prima della messa in servizio– Controlavaggio lento durante il riempimento– Controlavaggio per 10 volumi di letto– Risciacquo in direzione flusso per 5 volumi

di letto

• Prodotto pronto per il servizio

Sedimentazione dei FiniSedimentazione dei Fini

• I solidi (fini) dall’operazione di condizionamento non sedimentano facilmente– 24 Ore per sedimentare

• I solidi dal controlavaggio sedimentano più velocemente– <<24 ore

Smaltimento del ProdottoSmaltimento del Prodotto• Aspirazione del prodotto

– Tramite eiettore• Metodo utilizzato inizialmente• Produce molto effluente a scarico

– Aspirazione da autobotte (con pompa a vuoto)• Metodo migliore

– Poca acqua richiesta– Tempi brevi di fermata

• Prodotto smaltito in discarica • Il prodotto passa il test dell’eluato (TCLP)

UnitsDryWeight

Bayoxide E33 Chaddesley CorbettVessel 108/12/03

Ba mg/kg 127

As mg/kg 4633

Al mg/kg 283

Ti mg/kg 45

Ag mg/kg 0.3

Total - P % DW 0.06

Co mg/kg 23

Fe mg/kg 516349

Cd mg/kg 8-

Cr mg/kg 78

Cu mg/kg 191

Pb mg/kg 18

Ni mg/kg 54

Zn mg/kg 52

Mn mg/kg 1388

V mg/kg 58

Bayoxide E 33 Removal - vacuum tankerBayoxide E 33 Removal - vacuum tanker

Bayoxide E33 removal from adsorber vesselBayoxide E33 removal from adsorber vessel

Situazione Attuale (UK)Situazione Attuale (UK)• Sedici impianti costruiti

• L’acqua in uscita dagli impianti rispetta i limiti sull’Arsenico, ha una bassissima torbidità, è esente da Ferro ed è inodore e incolore

• E’ tuttora in corso un programma di ottimizzazione del trattamento

• Il prodotto è soggetto ad un continuo programma di sviluppo e miglioramento

Impianti in Attività in UKImpianti in Attività in UKSito Ml/giorno N° Filtri

Astley 18,0 5

August Hill 5,5 3

Beckbury 6,7 3

Bellington 14,0 4

Burton Joyce (Nottingham) 20,0 5

Chaddesley Corbett 7,0 3

Copley 6,8 3

Hatton 6,8 3

Hilton 22,8 6

Lee Brockhurst 15,2 4

Markham Clinton 20,0 5

Ruyton XI Towns 7,3 3

Shugborough 4,5 2

Sugarbrook 14,0 4

Wellesbourne 4,0 2

Westwood 11,6 4

Shugborough SORB 33 Arsenic Treatment PlantShugborough SORB 33 Arsenic Treatment Plant

Hilton SORB 33 Arsenic Treatment Plant

Impianti in Attività in USAImpianti in Attività in USASite Water Company / Area / State Country

Chandler Arizona USA

Dare County North Carolina USA

El Paso Texas USA

Gardiner Park Montana USA

Manteca California USA

Mesa Arizona USA

Rio Rancho New Mexico USA

Sacramento City California USA

Scottsdale Arizona USA

SORB 33® Arsenic Treatment System (Pennsylvania, USA)

SORB 33® Arsenic Removal System (New Mexico, USA)

Capacità: 5500 m3/giornoCapacità: 5500 m3/giorno3 Filtri3 Filtri

Combined Raw Water - Arsenic Profile

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

Ars

enic

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

Combined Raw Water - Arsenic Profile

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

Ars

enic

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

Total Bed Volumes Vs As

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 50000 100000 150000 200000

Total Bed Volumes (m3)

Ars

en

ic C

on

ce

ntr

ati

on

(ug

/l)

vessle 1 profile vessel 2 profile vessle 3 profile

Total Bed Volumes Vs As

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 50000 100000 150000 200000

Total Bed Volumes (m3)

Ars

en

ic C

on

ce

ntr

ati

on

(ug

/l)

vessle 1 profile vessel 2 profile vessle 3 profile

Capacità: 7000 m3/giornoCapacità: 7000 m3/giorno3 filtri3 filtri

Raw Water - Arsenic Profile

0

4

8

12

16

20

24

Ars

enic

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

Raw Water - Arsenic Profile

0

4

8

12

16

20

24

Ars

enic

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

Total Bed volumes Vs As

0

2

4

6

8

10

12

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000

Total Bed Volumes (m3)

As

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

vessel 1 profile vessel 2 profile vessel 3 profile

Total Bed volumes Vs As

0

2

4

6

8

10

12

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000

Total Bed Volumes (m3)

As

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

vessel 1 profile vessel 2 profile vessel 3 profile

Capacità: 6000 m3/giornoCapacità: 6000 m3/giorno3 filtri3 filtri Raw Water - Arsenic Profile

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Ars

enic

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

Raw Water - Arsenic Profile

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Ars

enic

Co

nce

ntr

atio

n (

ug

/l)

Total Bed Volumes Vs As

0

2

4

6

8

10

0 50000 100000 150000As ug/l

Be

d V

olu

me

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3

vessel 1 profile vessel 2 profile vessel 3 profileTotal Bed Volumes Vs As

0

2

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Be

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olu

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3

vessel 1 profile vessel 2 profile vessel 3 profile

Influenza Interferenti su Performances

Disponibilità del Disponibilità del Prodotto/TecnologiaProdotto/Tecnologia

• La severn Trent distribuisce il Bayoxide E 33 su scala mondiale tramite le società del gruppo

• Il successo dell’esperienza inglese permette di poter fornire, quando richiesto, oltre al prodotto un supporto tecnologico “a progetto”

Severn Trent Water Purification S.p.A.Severn Trent Water Purification S.p.A.

Via isola Guarnieri, 1320063 Cernusco sul Naviglio (MI)

Tel. 02 92908 1info@severntrentservices.itwww.severntrentservices.it