Piloto

npj Clean Water volume 6, número do artigo: 52 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

A qualidade da água potável (AD) pode mudar durante a distribuição, levando a eventos de sabor e odor e ao recrescimento microbiano. Plantas piloto que imitam redes de distribuição são cruciais para a compreensão dessas mudanças. Apresentamos um novo projeto de planta piloto, incluindo material de tubulação, sensores e instrumentação. Os três loops independentes (100 m cada) do piloto apresentam comportamento idêntico, permitindo testes simultâneos de três condições. O monitoramento inclui formação de compostos de sabor e odor, crescimento de microrganismos e alterações de carbono orgânico dissolvido. Medições em tempo real permitem monitoramento contínuo e a amostragem de biofilme interno do tubo é viável. A modularidade do piloto facilita o estudo dos efeitos das mudanças climáticas, dos diferentes materiais de tubulação e das fontes de água sobre a qualidade dos resíduos sólidos na rede de distribuição.

Garantir a qualidade da água potável (AD) aos clientes é essencial para as empresas de DW. A qualidade higiênica e estética da água é influenciada por processos físico-químicos e microbianos na água de origem, durante a produção, armazenamento e distribuição. O DW não é um produto estéril após a produção, portanto, o recrescimento microbiano e a conversão de componentes orgânicos e nutrientes no sistema de distribuição de DW (DWDS) podem potencialmente levar a problemas de odor e sabor, turbidez, descoloração, danos ao material do tubo e possível contaminação com patógenos sob influência de diversos parâmetros ambientais1,2. Para estudar mudanças de qualidade em um ambiente seguro, porém realista, podem ser utilizadas plantas piloto de DWDS.

Nesta comunicação, apresentamos um projeto DWDS em escala piloto destinado a estudar comunidades microbianas, formação de biofilme e eventos de sabor e odor. Este piloto incorpora recursos inovadores, como monitoramento on-line, amostragem de compostos orgânicos voláteis (VOCs) e biofilme, além de seções modulares de tubos. Ao integrar essas capacidades, podemos examinar de perto a intrincada dinâmica do DWDS. Além disso, nossos experimentos iniciais demonstram a reprodutibilidade do sistema, destacando sua confiabilidade. É importante ressaltar que descobrimos que a presença de válvulas de amostragem não exerce qualquer influência discernível na composição bacteriana. Estes resultados promissores estabelecem uma base sólida para futuros esforços de investigação, facilitando uma compreensão mais profunda dos factores que impulsionam as mudanças na qualidade da água e abrindo caminho para estratégias de mitigação eficazes.

A instalação piloto consiste em uma estrutura de 5,2 m × 2,6 m que contém 3 voltas de tubulação idênticas (Fig. 1 e Figura Complementar 1). Para o material da tubulação, o PVC-U foi escolhido após consulta à literatura e com diferentes empresas de DW na Flandres (Figura 2 Complementar). Todos os materiais utilizados neste piloto estão em conformidade com os regulamentos DW nacionais belgas (requisitos Hydrocheck de Belgaqua) (Bode GmbH, Alemanha).

A estrutura tem 5,2 m × 2,6 m. Os três loops idênticos são indicados.

Cada loop tem um diâmetro de DN80 e um comprimento total de 100 m de DN80. A relação superfície/volume resultante é de aproximadamente 50 m-1, excedendo em muito o mínimo de 25 m-1 para ter atividade biológica suficiente na transformação de produtos orgânicos em odor, sabor, cor e DBPs3 e ter <5% ( 25 L) desvio de volume durante a amostragem. Cada loop possui três seções de tubo de 4 m no início, meio e final do loop que são instaladas por meio de conexões de flange aparafusadas e válvulas borboleta tipo LUG (Figura 1 suplementar, setas vermelhas). Estas válvulas permitem alterar facilmente a tubagem nas secções de 4 m, testar outros materiais de tubagem ou instalar tubagens antigas com, por exemplo, superfícies internas corroídas ou um biofilme maduro para examinar a sua influência na qualidade do DW.

Uma válvula de retenção antipoluição tipo EA é montada antes da conexão do piloto para proteger a rede DW interna do edifício de qualquer possível contaminação causada pelos experimentos piloto. Tanques tampão de polietileno de alta densidade não transparente (PEAD) de 1 m3 (Mauser, Alemanha) podem ser usados ​​na circulação de cada loop. Esses recipientes podem ser facilmente trocados por um transportador de paletes, de modo que vários lotes de outras águas (potáveis) possam ser conectados para experimentos.