Metodo UV per la disinfezione delle acque

La disinfezione serve per eliminare dalle acque reflue, dopo i trattamenti secondari, i microrganismi patogeni e i parassiti. Fra i processi di disinfezione utilizzati per le acque di rifiuto si è imposto l’uso del cloro e suoi derivati, per la sua efficacia, ma soprattutto per la sua economicità. I metodi comunemente utilizzati per la disinfezione dell’acqua prevedono l’aggiunta ad essa di ossidanti quali il biossido di cloro (ClO2), il cloro (Cl2), l’ipoclorito di sodio (NaClO), l’ozono (O3) oppure il trattamento con raggi ultravioletti (UV).

L’irraggiamento UV si basa sullo spettro d’azione della stessa radiazione (lunghezza d’onda compresa tra 100 e 400 nm), in quanto influisce sulla struttura stessa del DNA di miceti (funghi) e virus, rompendo e modificando i legami delle molecole che li compongono impedendone la replicazione. Si può pertanto dire che i raggi hanno un’azione battericida.
I dispositivi dedicati alla disinfezione sono generalmente di due tipi:

1. Low Pressure – Bassa Pressione
Elementi genericamente indicati come “lampade” hanno una pressione interna del gas di mercurio minore di 103 Pa (10 mbar). L’emissione UV di queste lampade è monocromatica e la relativa curva ha una “campana” strettissima con picco a circa 254 nanometri. Le lampade a bassa pressione sono dotate di filamenti agli estremi, il cui riscaldamento favorisce l’innesco della scarica elettrica. In queste lampade è possibile l’impiego di altri elementi, quali l’Ittrio, insieme al mercurio, al fine di ottenere un’emissione di maggiore energia, a parità d’ingombro, ed una sostanziale insensibilità alle variazioni di temperatura.

2. Media pressione – Medium Pressure
“Lampade ad arco” (ARC tube) hanno una pressione interna del gas di mercurio di valore pari a 104 – 106 Pa (100 mbar – 1 bar). Di dimensioni di circa due terzi inferiori rispetto alle lampade a bassa pressione, hanno energia di circa 10-15 volte superiore alle stesse. L’emissione UV di queste lampade è definita policromatica e la curva di emissione ha una “campana” media ampia, con diversi picchi di emissione, tutti utili per il processo di disinfezione ed altre applicazioni fotolitiche. Si ha un picco di emissione a 265 nanometri più elevato degli altri, quello di maggiore influenza nel processo di demolizione del DNA dei microrganismi. Le lampade a media pressione non hanno filamento e l’arco è innescato dalla pressione interna e da un valore di tensione, in corrente alternata, che va da 600 a 900 V circa. Queste lampade sono utilizzabili con basse temperature dell’acqua e fino ad oltre 70°C con valori di emissione in pratica costanti.
Nelle acque destinate ad uso potabile l’applicazione di tali ARC tube, in associazione con altre sostanze ossidanti, quali il perossido d’idrogeno, è spesso risolutiva per l’eliminazione di determinati pesticidi.

Tutti i produttori di lampade si sono indirizzati pertanto nella ricerca di elementi in grado di emettere con continuità questo tipo di radiazione. L’efficienza si valuta rapportando i valori ottenuti con le norme di legge italiane, che distinguono i limiti a seconda di scarico in acque superficiali, in fognatura e acque destinate al riuso (irrigazione).

L’azienda canadese TrojanUV, rappresentata in Italia dalla TrojanUV Italia di Milano, ha sviluppato le lampade ad alta emissione Solo LampTM, che permettono di raggiungere la stessa efficienza con l’impiego di un minor numero di lampade e con un minor costo di installazione. Inoltre, l’efficienza delle Solo LampTM si traduce in una significativa riduzione dell’energia persa, sovraccarichi elettrici ed infrastrutture elettriche associate.

Rispetto agli altri metodi di disinfezione, in generale, l’UV presenta notevoli vantaggi:
1. l’impatto ambientale è praticamente nullo in quanto non sono presenti sostanze chimiche pericolose da maneggiare o monitorare;
2. non si generano sottoprodotti indesiderati;
3. i sistemi UV sono molto semplici da installare e mantenere.

Come contro gli UV però non hanno la caratteristica di persistenza necessaria ad impedire la ricontaminazione a valle del trattamento (importante nel caso di riutilizzo dell’acqua per irrigazione di colture destinate al consumo crudo).
Inoltre il trattamento UV è efficace solo se l’acqua da trattare è a basso o bassissimo contenuto di solidi in sospensione. Pertanto una fase di filtraggio a monte del trattamento è sempre consigliata. Importante è pure la pulizia delle lampade, in quanto la loro radiazione diminuisce se le lampade si sporcano o si hanno depositi calcarei.
Quindi a corredo dell’installazione occorre una buona manutenzione del sistema per garantirne l’efficienza.

Articolo di Roberta Lazzari


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