Rilevazione di idrocarburi nell'acqua di fiume e nei pozzi

Introduzione

In questo studio, esamineremo come l' analizzatore di idrocarburi/VOC/olii in acqua, l'MS1200 è stato impiegato da diverse società idriche municipalizzate nel Regno Unito. In particolare, mostreremo come lo strumento è stato utilizzato per monitorare le fuoriuscite e gli eventi di contaminazione che incidono sull'acqua di fonte e in che modo tale rilevazione è stata utile per le società idriche interessate.

Esamineremo anche alcuni grafici che mostrano quale tipo di risposta ci si può aspettare durante diversi tipi di eventi e discuteremo anche brevemente quali misure successive possono prendere le società idriche e alcuni dettagli tecnici relativi a queste applicazioni.

Caso di studio - Protezione di una presa d'acqua da una perdita di cherosene

La presa d'acqua in oggetto alimenta un impianto di trattamento dell'acqua che si trova a 300 m di distanza.

Si trova in una zona rurale con problemi legati ad alti livelli di ammoniaca dovuti al deflusso delle acque superficiali (fertilizzanti e bestiame). L'acqua ha livelli di torbidità molto variabili, dipendenti dalla pioggia. Anche la temperatura ambiente e i livelli di flusso variano ampiamente a causa della geografia.

Il fiume si trova in una valle ripida e una strada a traffico elevato corre parallela al fiume per una lunga distanza, con un'alta probabilità che gli incidenti automobilistici causino un evento di inquinamento.

La mancanza di una rete di distribuzione gas significa anche che ci sono molte fattorie e case che usano e immagazzinano il cherosene per il riscaldamento, nonché gasolio per veicoli agricoli . La contaminazione ambientale da queste fonti è frequente e di solito non viene segnalata alle autorità.

Il punto di captazione è anche vulnerabile allo scarico illegale di prodotti a base di petrolio.

Sfortunatamente, l'approvvigionamento di acqua da questo sito è fondamentale per l'azienda idrica a causa della geografia dell'area locale e della mancanza di una fonte di approvvigionamento alternativa nel caso in cui gli impianti di trattamento siano interessati da un evento di contaminazione.

La società idrica ha installato un monitor COV fornito da Multisensor Systems nel 2013 come parte di una suite di strumenti per proteggere la captazione. In precedenza aveva usato con successo i prodotti Multisensor come parte degli interventi di risposta a una grave fuoriuscita di cherosene, che aveva minacciato la falda acquifera altrove nella regione.

L’indipendenza della sensibilità ai cambiamenti nella torbidità dell'acqua del fiume è stata un fattore chiave nella scelta della tecnologia Multisensor rispetto ad altre, come i sistemi basati su misurazioni ottiche che sono intrinsecamente sensibili a falsi allarmi e al funzionamento non corretto delle apparecchiature nel caso di acqua torbida .

Alcuni mesi dopo l’installzaione l'analizzatore ha rilevato un evento che ha chiuso il sito. Il grafico di questo evento può essere visto sotto. Questo evento si è prolungato per un periodo notevole ed è stato causato da una fuoriuscita di cherosene per riscaldamento . Si può vedere l'aumento della concentrazione, fino al punto in cui le pompe sono state spente per evitare danni all'impianto. Una volta superato l'incidente, le pompe sono state riaccese e sono state riavviatele normali operazioni.

L'installazione dello strumento è stata effettuata senza intoppi e l'integrazione con il sistema SCADA del cliente tramite la connessione 4-20 mA non ha presentato problemi una volta tarata correttamente.

L'unico problema riscontrato nel sito era la pulizia dell'alimentazione al serbatoio di campionamento, che deve essere pulita una volta al mese in questa applicazione. Ciò è stato risolto aumentando la pressione dell'alimentazione al serbatoio di campionamento, rimuovendo i componenti ausiliari ridondanti e aggiornando le procedure interne per includere il processo di pulizia.

Lo strumento ha continuato a funzionare senza interruzione dall'evento e la successiva ripresa del normale servizio programmato.

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Case Study - Monitoraggio in un pozzo

Il pozzo si trova in un'area urbana nel sud dell'Inghilterra e fornisce acqua alla popolazione della località.

Il pozzo attraversa strati di terreno che causano un elevato contenuto di ferro nell'acqua, aumentando la torbidità dell'acqua in entrata. Inoltre, esiste il problema della contaminazione da fuoriuscite di idrocarburi , in particolare da parte di un rivenditore locale di carburanti. Di conseguenza, l'ubicazione è stata considerata a seguito di analisi di rischi a rischio elevato ed è stato espressamente richiesto il monitoraggio COV.

Il Multisensor MS1200 ha avuto successo in questa applicazione grazie alla sua tecnica di misurazione senza contatto e al fatto di non essere sensibile alle condizioni dell'acqua testata.

Inizialmente è stato utilizzato uno strumento che utilizzava la fluorescenza UV come tecnica di rilevamento VOC. Divenne presto chiaro che questo tipo di sistema non poteva far fronte all'alto contenuto di ferro dell'acqua, che causava il deposito di ossido di ferro sui componenti ottici, causando il malfunzionamento dello strumento nel giro di pochi giorni. La compagnia idrica locale aveva ripetutamente riavviato e calibrato lo strumento, solo per ritrovarsi in breve tempo con lo stesso problema .

Dopodiché a inizio 2015 il sistema a fluorescenza UV è stato abbandonato a favore del Multisensor MS1200. L'MS1200 è stato installato e messo in servizio e quindi messo alla prova con diverse concentrazioni di Diesel in soluzione nell'acqua di test, fino a 20 ppm. Questo primo controllo è stato superato con successo.

Dall'installazione dell'MS1200 sul sito ad oggi lo strumento non è mai andato fuori servizio.

Il non essere influenzata dai cambiamenti nella torbidità dell'acqua è stata un fattore chiave nella scelta della tecnologia Multisensor rispetto ad altri, come ad esempio i sistemi ottici, che sono intrinsecamente suscettibili a letture errate e malfunzionamenti legati alla torbidità dell'acqua. L'uso della tecnologia "e-nose" da parte della Multisensor rende i nostri prodotti immuni alla torbidità e altamente affidabili.

MS1200 rileva in genere livelli di 0-30 ppb e viene utilizzato per controllare la pompa in modo che nel caso di livelli elevati di COV nell'acqua le pompe possano essere automaticamente disattivate. Il MS1200 ha operato senza problemi per più di un anno, richiedendo solo una manutenzione ogni sei mesi. La compagnia idrica ha anche iniziato a implementare il MS1200 in altre località, sia in ambito acque sotterranee che superficiali.

Caso di Studio - Protezione della captazione da fiume

Questa captazione si trova nelle Midlands orientali, alimenta un impianto di trattamento che si trova a 1 km di distanza ed è autorizzata ad estrarre 60 M litri all'anno.

Il fiume presenta ampi livelli di torbidità che dipendono dalle precipitazioni.

Il fiume viene utilizzato dal imbarcazioni leggere da diporto ed è attraversato da strade. È anche vulnerabile allo scarico abusivo di prodotti petroliferi .

La società idrica locale ha installato due monitor COV forniti da Multisensor Systems nel 2011, dopo test approfonditi. Questo è stato un aggiornamento di una precedente installazione, fornita anch’essa da Multisensor Systems. Il non essere sensibile ai cambiamenti nella torbidità del fiume è stato un fattore chiave nella scelta della tecnologia Multisensor rispetto ad altre come i sistemi a base ottica, che sono sensibili a falsi allarmi e al malfunzionamento delle apparecchiature nel caso di acqua torbida .

Nel fiume si sono verificati pochi eventi significativi con livelli di idrocarburi registrati fino a 5 ppm.

Il problema principale in questa applicazione èi la pulizia del serbatoio di campionamento, che deve essere pulito una volta al mese . Di seguito è mostrato un evento nel 2016. Qui si può vedere un picco chiaro nei COV in acqua . L'evento non è stato sufficientemente elevato per attivare la chiusura automatica dell’impianto, ma dimostra la sensibilità dell'apparecchiatura a qualsiasi evento, compresi gli eventi a breve termine e con livelli di COV non al di sopra della soglia di massimo allarme.

Cosa fare in caso di allarme?

Il monitor VOC multisensore

Come abbiamo visto nei casi di studio precedenti, una volta che un analizzatore è installato e messo in servizio, prima o poi durante il funzionamento verrà rilevato un evento di contaminazione. Quindi quali sono le opzioni disponibili per l'impianto di trattamento delle acque quando si verifica questa eventualità? Di seguito indichiamo un elenco a titolo esemplificativo e non esaustivo.

  1. Proteggere l'impianto di trattamento delle acque
    Il primo passo sarà ovviamente quello di chiudere automaticamente la captazione dell’acqua e impedire all'acqua contaminata di raggiungere l'impianto di trattamento. Questo di solito viene fatto fermando le pompe di estrazione dell'acqua e / o deviando l'acqua contaminata in un serbatoio di ritenzione o nel fiume se non sono disponibili altre opzioni
  2. Indagare sull'evento
    Il secondo passo è di solito avviare tempestivamente un'indagine per determinare la fonte dell'evento di inquinamento (a volte è un incidente involontario, a volte può essere un atto doloso). È necessaria un'azione rapida per identificare potenziali colpevoli come uno scarico abusivo da parte di aziende o da privati​​
  3. Operazioni di pulizia
    Nel caso di una fuoriuscita sostanziale che potrebbe coinvolgere, ad esempio, una falda acquifera, le operazioni di bonifica potrebbero comportare scavi nel terreno contaminato, l'installazione di alcune barriere sotterranee (sotto forma di un muro) e così via
  4. Valutazione del rischio
    Una volta che l'emergenza è stata affrontata ed emerge un quadro completo, è il momento di fare una valutazione del rischio e definire la probabilità che un evento simile si ripeta nella stessa area o in altre aree di interesse per l'approvvigionamento idrico
  5. Gestione e riduzione dei rischi
    Infine, è possibile adottare una serie di misure per ridurre il rischio (zone di esclusione, aree controllate) e gestire il rischio, ad esempio aggiungendo ulteriori punti di monitoraggio a monte e / o a valle

Dato che le compagnie idriche operano in un ambiente in continua evoluzione, la valutazione del rischio dovrebbe essere un processo reiterativo e parte di un programma di miglioramento continuo.

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Risultati imprevisti con un monitor COV

Molto spesso i clienti che installano un analizzatore di COV partono dal presupposto di estrarre l'acqua da un corpo idrico relativamente pulito che deve essere protetto da eventi di inquinamento inattesi. Tuttavia, la nostra esperienza su centinaia di siti mostra che, sebbene nella maggior parte dei casi ciò sia vero, ci sono alcuni casi in cui era già presente un livello relativamente alto di contaminazione di fondo di cui il cliente non era a conoscenza.

Questo di solito accade quando la contaminazione è dovuta a composti insoliti che non vengono rilevati durante le analisi di routine: infatti i test di routine cercano di solito un numero di COV ampiamente utilizzati come benzene, toluene, xilene totale, tricloroetilene etc. con costi che solitamente si aggirano sulle diverse centinaia di euro. D'altra parte, se si vuole conoscere tutto ciò che è presente nell'acqua, è necessario eseguire un'analisi chimica completa, che richiede più tempo e, soprattutto, è molto più costosa (€1000 - 2000+).

Conclusioni

Il nostro analizzatore di idrocarburi totali MS1200 è un monitor di rilevamento ad ampio spettro, che consente alle compagnie idriche non solo di rilevare eventi di inquinamento e versamenti, ma anche di comprendere meglio i loro punti di captazione dell'acqua.

L'uso del monitoraggio mitiga il rischio e, sebbene non tutti i punti di estrazione siano suscettibili di versamenti, molti lo sono e i costi di un tale evento sono decisamente elevati.

L'uso di questa tecnologia congiuntamente alle procedure di valutazione del rischio e ai piani di gestione del rischio, può aiutare le aziende idriche a proteggere le loro riserve idriche ed evitare problemi dovuti a interruzione dell'approvvigionamento, contaminazione delle risorse, sanzioni finanziarie e danni all’immagine della compagnia idrica.

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