Le pompe dosatrici hanno molte applicazioni che includono, oltre il trattamento acque, l'agricoltura, l'industria e la medicina.
Nell'ambito del trattamento delle acque le pompe di dosaggio vengono utilizzate per l'iniezione di prodotti quali:

• cloro o altri composti per provocare determinate reazioni chimiche al fine di eliminare agenti patogeni;
• composti chimici per mantenere il pH ai livelli desiderati o per evitare che i componenti precipitino;
• agenti flocculanti.

Ci sono quattro principali tipologie di pompe di dosaggio, che si differenziano per azione e meccanismo di pompaggio e che sono adatte a diversi prodotti chimici, pressioni ed applicazioni:

1. pompa a diaframma con iniezione costante, dove c'è una camera di pompaggio che viene riempita e svuotata con un pistone, ha un diaframma ed ha valvole in ingresso ed in uscita. Quando la camera è piena il volume è iniettato con un flusso costante, generalmente nel range di 6 – 250 l/hr. Con un controllo adeguato possono anche avere un tasso variabile nel tempo;
2. pompa a diaframma ad iniezione pulsante, anche in questo caso abbiamo un meccanismo a diaframma, ma invece che un flusso lento e costante, la pompa è controllata da una bobina a solenoide. La bobina aspira e inietta la sostanza chimica in impulsi con un intervallo che determina il controllo della portata. Questo tipo di pompa è meno accurata, ma è molto semplice sia dal punto vista meccanico che elettronico ed è economica;
3. pompa a lobo, questo tipo di pompa permette il passaggio del flusso attraverso una girante ad ingranaggi. Lo spazio tra un ingranaggio e l'altro può non essere accurato come avviene invece per il diaframma. Gli ingranaggi hanno anche una superficie di usura, pertanto questo sistema è adatto nel caso in cui il prodotto abbia alta viscosità e sia autolubirificante. Inoltre è difficile utilizzarla per piccoli flussi;
4. pompa peristaltica, consiste in un tubo flessibile per portare il prodotto. Questo tubo ha una sezione semi circolare. Queste pompe sono molto utilizzate anche in campo medico perché possono essere facilmente sterilizzate ed il meccanismo può essere facilmente sostituito se contaminato o danneggiato. Le pompe peristaltiche sono molto accurate. Tuttavia, si usurano rapidamente e non possono essere utilizzate per flussi ad alta pressione a causa del punto di rottura del tubo flessibile.

La disinfezione a UV è un processo fisico che istantaneamente neutralizza i microorganismi mediante i raggi ultravioletti emessi da una lampada immersa nel fluido. I raggi ultravioletti rappresentano una parte della luce che arriva dal sole sulla terra. Lo spettro dei raggi UV ha una frequenza, e di conseguenza anche un'energia, maggiore rispetto a quello del visibile, ma inferiore rispetto a quello dei raggi x. I raggi UV possono essere suddivisi in tre zone di lunghezza d'onda: UV-A, UV-B e UV-C, ed è proprio quest'ultima zona che possiede le proprietà germicida, in particolare le lunghezze comprese tra 240 e 280 nm. Tali raggi UV possono essere prodotti attraverso l'utilizzo di una lampada ad arco di mercurio a bassa pressione, che emette una radiazione quasi monocromatica con una lunghezza d'onda di 254 nm. L'acqua viene fatta scorrere al di sopra della lampada in uno strato sottile. Il tipico dispositivo per la disinfezione UV consiste di una camera cilindrica con all'interno il bulbo UV lungo l'asse centrale, racchiuso in un manicotto di vetro. Il flusso dell'acqua è parallelo al bulbo. Vi è un dispositivo che controlla che il flusso dell'acqua non passi troppo velocemente, assicurando che vi sia un adeguato tempo di esposizione. L'azione dei raggi UV sui microrganismi consiste nell'alterazione del DNA all'interno delle cellule impedendone la riproduzione. Quindi i microrganismi non vengono rimossi dall'acqua, ma vengono inattivati e resi incapaci di causare infezioni all'uomo o provocare danni ad attrezzature o macchinari (es. biofilm). In questo processo non viene aggiunto nessun componente all'acqua e non vi sono conseguenze sulla sua composizione chimica o sul livello di ossigeno disciolto.

Applicazioni dei dispositivi a UV

I raggi UV vengono utilizzati nei casi in cui sia necessaria una forte azione germicida ed hanno la capacità di disinfettare l'acqua da:

• virus;
• batteri;
• protozoi, incluse le cisti di Giardia lamblia o le oocisti di Cryptosporidium (che sono resistenti al cloro).

Limitazioni e vantaggi dei dispositivi a UV

La disinfezione a lampada UV presenta tuttavia delle limitazioni: essa utilizzata da sola non migliora né il sapore, né l'odore né la limpidezza dell'acqua. Inoltre la sua azione disinfettante si verifica solo all'interno dell'unità, non c'è azione disinfettante residua per combattere eventuali batteri sopravvissuti o che vengono introdotti dopo il passaggio sulla lampada. L'efficacia del procedimento dipende dal tempo di esposizione, dall'intensità della lampada e dalle condizioni dell'acqua in ingresso.

Per far sì che il sistema sia sempre efficiente è necessario sostituire la lampada nei tempi utili, così che non ci siano mai cali nella sua intensità. A tal fine il sistema viene dotato di un dispositivo che segnala quando l'intensità della lampada scende sotto un adeguato livello germicida e quindi deve essere pulita o sostituita. Il mantenimento di tale livello è importante perché se i microrganismi non subiscono un danno rilevante nel loro DNA essi hanno la capacità di riattivarsi grazie ai loro enzimi che provvedono a riparare il materiale genetico. L'acqua in entrata deve essere priva o avere un basso contenuto di materia organica disciolta e materia in sospensione. Questi componenti infatti schermano gli UV facendo da scudo ai microrganismi ed abbassando quindi la capacità germicida del dispositivo. Deve esserci un basso contenuto di ferro e manganese perché essi possono alterare la limpidezza del manicotto di vetro, diminuendo l'efficacia dei raggi UV. Infine l'acqua in entrata non deve essere troppo dura perché potrebbero sedimentarsi delle formazioni minerali sulla lampada. Per questi motivi i dispositivi a raggi UV all'interno degli impianti di trattamento acque vengono spesso installati come fasi finali. Essi devono essere collocati il più vicino possibile al punto di utilizzo anche perché l'acqua potrebbe essere contaminata nei passaggi intermedi. Se il dispositivo UV deve essere installato da solo è necessario analizzare l'acqua in entrata e predisporre un eventuale sistema di pretrattamento, per rimuovere i sopracitati componenti, che causano una diminuzione dell'efficacia. I dispositivi ad ultravioletti sono progettati per un lavoro continuo e devono essere spenti solo se il trattamento non deve essere effettuato per diversi giorni. Dopo che viene riaccesa la lampada ha bisogno di qualche minuto per scaldarsi. Inoltre anche il sistema idraulico dopo uno spegnimento deve essere sciacquato. Durante la periodica manutenzione il sistema idraulico deve essere disinfettato con un agente chimico, come ad esempio il cloro. Mantenendo le limitazioni sopra citate, la disinfezione a raggi UV rispetto ad altri meccanismi di disinfezione comporta degli indubbi vantaggi, quali:

• l'efficienza e l'affidabilità, in quanto vengono distrutti in condizioni ottimali fino al 99,99% dei microrganismi, più che con il cloro o le cloroammine;
• l'assenza di utilizzo di componenti chimici, che lo rende ottimo anche dal punto di vista della sicurezza;
• la sostenibilità ambientale, in quanto tale disinfezione non produce sottoprodotti e richiede scarsa energia elettrica;
• la scarsa necessità di manutenzione, che deve avere cadenza annuale e con costi minimi, che comprendono solo la sostituzione periodica della lampada e la pulizia del sistema idraulico;
• la velocità del processo, visto che l'acqua non deve essere trattenuta all'interno di contenitori e non devono essere attesi tempi di reazione;
• il sapore e l'odore dell'acqua non vengono in alcun modo alterati, come avviene invece con la clorazione.

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