Un analizzatore in grado di monitorare e neutralizzare l’acido solfidrico delle fognature
L’acido solfidrico (H2S), conosciuto anche come idrogeno solforato, è spesso un sottoprodotto della decomposizione batterica di materia organica presente nelle acque reflue delle fognature. Questo gas tossico si accumula nelle tubature e reagisce con una pellicola biologica sulle pareti generando acido solforico altamente corrosivo che le può danneggiare in modo grave. Solo in Europa la loro riparazione costa 250 miliardi di euro all’anno. L’acido solfidrico entra ed esce in maniera imprevedibile dai sistemi fognari, a seconda delle condizioni locali; pertanto, gli operatori devono monitorarne la presenza nell’intera rete di tubature. In teoria, al rilevamento dell’acido solfidrico, gli operatori potrebbero neutralizzarlo con sostanze chimiche, se necessario. Eppure, poiché finora il monitoraggio preciso di questo gas si è dimostrato complicato, l’impiego di sostanze chimiche costose risulta impreciso ed eccessivo, comportando sprechi e costi elevati.
Un sistema di rilevamento automatico di H2S
L’Europa ha bisogno di un sistema capace di monitorare in automatico l’H2S nella totalità di una rete fognaria, ed è proprio questo che ha messo a punto il progetto H2S Analyzer, finanziato dall’UE. Un progetto precedente, recante lo stesso nome e finanziato dall’UE, aveva sviluppato un nuovo sensore e un sistema di analisi. Il progetto attuale l’ha aggiornato, affinando il metodo di trattamento e ampliando la produzione per l’immissione sul mercato. «Abbiamo elaborato un nuovo metodo di estrazione del gas e l’abbiamo utilizzato per rimuovere l’acido solfidrico dal campione», spiega il dott. Michael Hahn, coordinatore del progetto. «Ciò significa che la matrice campione non viene a contatto con il sensore, garantendo così una sensibilità elevata e risultati stabili.» La soluzione sviluppata prevede l’installazione di dispositivi pressoché della dimensione di un forno a microonde nell’intera rete fognaria, sopra la linea di galleggiamento, che monitorano la concentrazione di H2S in modo continuo e automatico. Un sistema di controllo collega tutti i sensori, calcola le quantità di sostanze chimiche neutralizzanti richieste presso la postazione di ogni sensore e gestisce il rilascio mirato in tempo reale, contribuendo a mantenere a zero i livelli di H2S. Dato che questo metodo utilizza appena la quantità necessaria di sostanze chimiche, i costi sono nettamente inferiori rispetto alle alternative precedenti, il che previene inoltre il danneggiamento delle pareti delle tubature e riparazioni dispendiose.
Una dimostrazione di successo in scenari reali
Il sistema analizzatore è attualmente al livello 7 di maturità tecnologica, che corrisponde alla dimostrazione con risultati soddisfacenti di un prototipo in un contesto operativo. Le prove hanno dimostrato che il sistema può rilevare i livelli di H2S a partire da 0,01 ppm, impiegando il 40-50 % in meno di sostanze chimiche neutralizzanti rispetto a prima. Si prevede che questi risultati ridurranno di oltre il 40 % i costi di gestione dell’infrastruttura delle acque reflue, prolungandone al contempo la durata di vita, che passerà dagli attuali 10-60 anni a più di 100 anni. «Il nostro risultato più importante consiste nella creazione di una nuova norma», aggiunge Hahn. «Stiamo collaborando con ASTM, nota in passato come American Society for Testing and Materials, l’Istituto tedesco per la standardizzazione (DIN, Deutsches Institut für Normung) e altri comitati di normazione. Nel corso del 2021, abbiamo ultimato la bozza di una nuova norma ASTM per il monitoraggio dell’estrazione del gas H2S, sulla base del nostro metodo e strumento.» I metodi ASTM sono utilizzati in tutto il mondo. Il dispositivo «H2S Analyser» è destinato ad aziende comunali e private di gestione delle acque reflue e ai laboratori di prova europei, che insieme rappresentano un mercato complessivo del valore di oltre 1,5 miliardi di euro. Il nuovo sistema sbaraglia la concorrenza e, in definitiva, contribuirà a una migliore gestione delle infrastrutture delle acque reflue a un costo ridotto e sostenibile.
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