Tecniche di modellazione di reattori di disinfezione con agenti chimici: dall’IDDF alla CFD

摘要

Il processo di disinfezione ricopre un ruolo fondamentale negli impianti di potabilizzazione e depurazione. Un importante strumento di supporto alla progettazione e all’ottimizzazione di questa fase è la modellazione del processo, basata su un approccio convenzionale, come l’Integrated Disinfection Design Framework (IDDF), o su un approccio avanzato, come la fluidodinamica computazionale (Computational Fluid Dynamics, CFD). Nel presente lavoro, le due tecniche modellistiche, IDDF e CFD, sono state applicate per la modellazione a scala pilota di un reattore di contatto aperto a setti, confrontando le loro prestazioni nella descrizione del processo di disinfezione e svolgendo un’analisi di sensitività sui principali parametri operativi e cinetici. Una prima parte del lavoro si è concentrata sulla corretta applicazione delle due tecniche modellistiche, utilizzando i dati sperimentali disponibili per scopi di calibrazione, mentre nella seconda parte le due tecniche modellistiche sono state confrontate. Entrambi gli approcci sono risultati strumenti efficaci nel caso si disponga di dati sperimentali affidabili, indispensabili per la messa a punto e la corretta applicazione dei modelli. La scelta dell’approccio più idoneo non è univoca, ma dipende fondamentalmente dell’obiettivo del lavoro e dalle risorse computazionali disponibili. Per quanto un approccio semplificato come l’IDDF abbia dimostrato di essere uno strumento efficace per la stima dei fenomeni coinvolti nei processi di decadimento dell’ipoclorito di sodio, inattivazione batterica e formazione di sottoprodotti, questo tralascia qualsiasi informazione circa gli effetti locali, a differenza della CFD che ha invece evidenziato come la loro identificazione sia indispensabile per determinare e quantificare possibili fonti di non idealità.