L'acqua è la fonte e la base di tutta la vita. Come solvente e agente di trasporto, veicola non solo minerali e sostanze nutritive vitali, ma anche, sempre più, inquinanti nocivi che si accumulano negli organismi acquatici o terrestri.

A causa dei rischi per la salute associati, l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha emesso valori guida per circa 200 sostanze presenti nell'acqua, inclusi composti azotati come ammoniaca (NH₃), nitrato (NO₃^-) e nitrito (NO₂^-). Pertanto, il trattamento delle acque reflue è un argomento critico e il rispetto dei limiti di legge è molto importante per contribuire a salvaguardare l'ambiente da questi inquinanti mobili.

Questa Application Note di Process riguarda le misurazioni online di ammoniaca, nitriti e nitrati negli impianti di trattamento delle acque reflue. Questi composti di azoto vengono analizzati simultaneamente utilizzando una misurazione colorimetrica senza deriva in un analizzatore di processo multiparametrico di Metrohm Process Analytics.

L'importanza della rimozione dei nutrienti sotto forma di azoto e fosforo nelle acque reflue industriali e urbane è aumentata in modo significativo negli ultimi dieci anni per ridurre al minimo l'inquinamento delle acque ed evitare l'eutrofizzazione dei corpi idrici. L'azoto è presente nelle acque reflue sotto forma principalmente di azoto organico, ammonio/ammoniaca e nitrato. Queste acque reflue devono essere adeguatamente trattate per soddisfare i severi requisiti di scarico imposti dalla legislazione.

I processi di rimozione biologica dei nutrienti (BNR) sono messi in atto nei moderni impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) per trattare e rimuovere i composti azotati coinvolgendo sia le fasi del processo di nitrificazione che di denitrificazione. La nitrificazione (Reazione 1A) avviene nel bacino di aerazione (Figura 1) dove l'ammonio viene ossidato a nitrato tramite nitrito utilizzando ossigeno e diverse specie di nitrificanti (batteri). Durante la successiva denitrificazione (reazione 1B), il nitrato viene ulteriormente convertito in azoto gassoso (N₂) utilizzando batteri eterotrofi specializzati in assenza di ossigeno (cioè zona anossica). L'N₂ formatosi viene rilasciato nell'atmosfera in modo innocuo. È quindi molto importante misurare continuamente le concentrazioni di ammoniaca, nitrati e nitriti durante entrambe le fasi del processo per garantire la completa ossidazione dell'azoto e la successiva conversione dell'azoto gassoso.

Un aumento dei livelli di ammoniaca e nitriti nell'effluente indica che una fase di aerazione insufficiente o un cambiamento nella tossicità o nel pH sta disturbando il processo di nitrificazione. D'altra parte, un aumento di nitrati nell'effluente può indicare che la zona anossica non si sta sviluppando correttamente o che la fonte di cibo biochimico (o biologico) della domanda di ossigeno (BOD) nell'effluente è inferiore al normale.

Il contenuto di ammoniaca e nitrati/nitriti deve essere costantemente monitorato negli effluenti delle acque reflue per garantire la conformità ambientale. Tradizionalmente, questi parametri possono essere misurati mediante analisi di laboratorio. Tuttavia, questa metodologia non fornisce risultati «in tempo reale» e richiede una manutenzione costante e un intervento umano per adattarsi alle condizioni operative attuali. I robusti analizzatori di processo online autopulenti sono l'unica soluzione di misura affidabile per applicazioni di acque reflue industriali, fognarie e municipali con elevate concentrazioni di solidi e batteri.

Metrohm Process Analytics offre una soluzione per l'analizzatore di processo multiparametrico per l'analisi simultanea di ammoniaca, nitrati e nitriti su un ampio intervallo di concentrazione che copre tutti i requisiti influenti ed effluenti: 2060 TI Process Analyzer (Figura 2). Questo analizzatore di processo può anche monitorare i composti azotati online, garantendo un'elevata efficienza di trattamento dei nutrienti e bassi costi operativi ed energetici.

NH₃, NO₃^-, e NO₂^-  possono essere analizzati contemporaneamente utilizzando una misurazione fotometrica senza deriva. 2060 TI Process Analyzer è in grado di misurare un'ampia gamma di concentrazioni di NO₂^-, NO₃^-, e NH₃/NH₄⁺ da μg/L a mg/L (Tabella 1).

Ammoniaca, nitriti e nitrati sono parametri importanti da misurare negli impianti di trattamento delle acque reflue. Per una maggiore frequenza di analisi, 2060 TI Process Analyzer di Metrohm Process Analytics può prevenire dati fuori specifica dei flussi di acque reflue e contribuire a garantire la conformità alle normative governative.

• ­Diagnostica completamente automatizzata: allarmi automatici per quando i campioni non rientrano nei parametri delle specifiche.­
• Garantire il rispetto delle normative governative.
• Evita costi inutili misurando più parametri contemporaneamente in un flusso di processo.