PROGETTO Più Efficienza con Meno Energia

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Gilberto Fantini
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1 Presentazione PROGETTO Più Efficienza con Meno Energia Il progetto Più Efficienza con Meno Energia si pone lo scopo di migliorare la performance dell impianto di depurazione aumentando l efficienza dello stesso e diminuendo l apporto energetico necessario per il raggiungimento delle prestazioni performanti. I 2 end-points sono: EFFICIENZA (misurata attraverso il monitoraggio di prestazione dell impianto) ed ENERGIA (apporto energetico necessario per il corretto funzionamento dell impianto). Da una superficiale ed approssimativa quanto retrograda analisi, questi due end-points hanno una proporzionalità inversa in un bilancio preventivo aziendale: l efficienza dell impianto di depurazione deve essere garantita per legge e ciò, spesso, può rappresentare un rischio di dispendio energetico ed economico; d altronde, il risparmio energetico è un obiettivo aziendale prefissato per motivi economici e di visibilità (pubblicità del minimo-impatto ecologico). Obiettivo del progetto è, dunque, coniugare le due necessità aziendali mediante una metodologia che le pone parallele e non contrastanti, sin dalle fasi di monitoraggio. L efficienza sarà monitorata attraverso un controllo analitico della prestazione dell impianto ad ogni variazione del sistema tesa al miglioramento del trend energetico, ovvero ad un minor dispendio energetico. Le metodologie di indagini saranno descritte nel protocollo Monitoraggio Efficienza e Monitoraggio Energia e di seguito riportate. Al termine del doppio piano di controllo sperimentale si confronteranno dati e prestazioni e si giungerà a conclusioni che saranno in grado di offrire risposte ai quesiti aziendali relativamente sia al corretto funzionamento dell impianto sia al consumo energetico dello stesso. Proponenti e partner del presente progetto sono la Flow-Profile dell ing. Gabriele Ruscio che si occuperà del Monitoraggio Energia e ResVitae s.r.l. che coordinerà il Monioraggio Efficienza e per cui si avvarrà di due strutture d eccellenza dedicate all esecuzione delle analisi chimico-fisico, microbiologico ed ecotossicologiche e alla consulenza del sistema funzionale, il Laboratorio Analisi Inglese s.r.l e l'università degli Studi di Napoli Federico II, Dipartimento delle Scienze Biologiche, Osservatorio Ecotossicologico Universitario Federiciano. Pagina 1 di 6

I 2 end-points sono: EFFICIENZA (misurata attraverso il monitoraggio di prestazione dell impianto) ed ENERGIA (apporto energetico necessario per il corretto funzionamento dell impianto).

2 Procedura Operativa MONITORAGGIO EFFICIENZA FASE 1 istantanea dell impianto mediante gli indicatori NON-specifici Azione e scopo: screening iniziale di tutte le fasi di processo applicando un gruppo eterogeneo di parametri analitici - gruppo di indicatori NON-specifici - al fine di fotografare con una istantanea lo stato di salute dell impianto. Raccolta di informazioni relative alla storia analitica dell impianto. FASE 2 compartimentazione dell analisi Azione e scopo: individuazione delle fasi di processo dell impianto che possano essere identificate quali punti critici e/o punti critici di controllo (colonna A e B della tabella 1), al fine di verificare quali processi non risultano sotto controllo tecnico-gestionale e, quindi, responsabili di eventuali inefficienze. FASE 3 individuazione di indicatori specifici Azione e scopo: individuazione di indicatori analitici di processo gruppo di indicatori specifici - caratteristici per tipologia di processo impiantistico (colonna C della tabella 1). Verifica dei valori analitici di ciascun indicatore per tutte le fasi di processo sia rispetto a valori tabellari (D.Lgs 152/2006) sia rispetto a valori di bibliografia. FASE 4 campionamento ed analisi al tempo 0 Azione e scopo: al tempo zero (t0) monitoraggio analitico come individuato in colonne A e C della tabella. Questa prima tornata di intervento analitico ha la valenza di tempo zero se le condizioni dell impianto sono quelle rappresentative del quotidiano (ovvero senza variazioni né di processo né da parte di eventi esterni). Saranno analizzati i parametri individuati per ciascuna tipologia di processo. FASE 5 campionamento ed analisi al tempo n Azione e scopo: al tempo zero (tn, con n=1, 2, 3, ecc.) monitoraggio analitico come individuato in colonne A e C della tabella. Queste successive tornate di campionamento avranno come unica differenza rispetto alla fase 4 il cambiamento di 1 solo parametro per volta da parte del sistema (es. ossigeno, temperatura, ecc.); ad ogni variazione corrisponderà una tornata di campionamento ed analisi nelle fasi di processo del sistema a cui corrisponde la variazione indotta. Anche in questa fase saranno analizzati i parametri individuati per ciascuna tipologia di processo sottoposto ad osservazione. FASE 6 risultati e discussioni Azione e scopo: elaborazione dei risultati attesi e confronto con il monitoraggio energetico. Individuazione di possibili azioni risolutive (colonna D della tabella 1) delle problematiche individuate ed accertate. Pagina 2 di 6

Raccolta di informazioni relative alla storia analitica dell impianto.

3 Colonna A Fase di processo come CP o CCP Screening iniziale Grigliatura Dissabbiatura/ Disoleazione Equalizzazione/ omogeneizzazione Sedimentazione primaria Comparto biologico Denitrificazione Defosfatazione Tabella 1 Disinfezione Colonna B Descrizione problematica corrispondente al CP Ostruzione delle maglie con rallentamento del flusso e conseguenti fenomeni di ristagno Tempo di residenza insufficiente e conseguente accumulo superficiale di olii e grassi o scarsa eliminazione delle sabbie Alto tempo di residenza conseguenti fenomeni di anossia Basso tempo di residenza con conseguente scarsa sedimentazione dei solidi sedimentabili Patologie del fango con produzione di schiume e scarsa sedimentazione, basso tenore di ossigeno con scarsa formazione del fiocco, presenza di sostanze tossiche o inibenti la microfauna elevata presenza di ossigeno con conseguente ossidazione dei composti azotati e scarsa denitrificazione elevata presenza di ossigeno con conseguente scarsa defosfatazione Presenza insufficiente di disinfettante con scarso abbattimento della carica microbica o elevata presenza di disinfettante con produzione di sottoprodotti tossici mancato rispetto dei limiti D.lgs. 152/06 Colonna C Indicatori analitici di processo portata, ph, COD, BOD, nitrati, nitriti, ammoniaca, solidi sedimentabili, solidi sospesi, fosforo e azoto totale (primo incontro), tempo di residenza all interno dell impianto. controllo sulla quantità di solidi rimossi grassi e olii animali e minerali (mbas) in ingresso e in uscita per verificarne l abbattimento, tensioattivi che emulsionano i grassi (campionamento di più aliquote ad orari differenti) tempo di residenza, COD, BOD solidi sedimentabili, quantità di fango, ph ph, Temperatura, Ossigeno disciolto, Solidi sospesi totali, Indice biotico del fango (S.B.I.), Carica batterica totale (CFU/mL), SVI, Età del fango ph, temperatura, N come nitriti e nitrati ingresso uscita, ossigeno disciolto, alcalinità, conta batteri dei nitrificanti (MPN/mL) ph, temperatura, ossigeno disciolto disinfettante residuo, E. coli, test di tossicità, (tensioattivi, olii e grassi, ph solidi sospesida Dlgs 152/06) Colonna D Possibili Risoluzioni Intensificazione della puliziasovradimensionamento delle griglie Correzione dei tempi di residenza e delle operazioni di asportazione superficiale degli olii Correzione dei tempi di residenza e delle portate regolazione dell agitatore se presente Correzione dei tempi di residenza e della portata in funzione del carico Correzione dei parametri chimico-fisici ed il mescolamento per favorire la proliferazione della microfauna depuratrice Correzione dei parametri chimico-fisici Correzione dei parametri chimico-fisici Correzione del dosaggio di disinfettante Pagina 3 di 6

residenza insufficiente e conseguente accumulo superficiale di olii e grassi o scarsa eliminazione delle sabbie Alto tempo di residenza conseguenti fenomeni di anossia Basso tempo di residenza con

4 Procedura Operativa MONITORAGGIO ENERGIA Il monitoraggio energia prende in considerazione i depuratori aerobici, nelle n.ro 2 configurazioni principali rispettivamente con agitatori meccanici (fig.1) e con macchine soffiatrici o compressori (fig.2). La procedura operativa, mette sotto trend, (per il periodo ritenuto significativo) i parametri fondamentali del depuratore, sia dal lato Energia (Assorbimento Elettrico della macchina, Aria compressa richiesta dai soffiatori, pressione Aria) che di processo (condizioni ambientali, Ossigeno nei vari punti del fango, PH, ) In seguito si vanno ad analizzare i dati campionati. Istante per istante, si va a confrontare la quantità di Aria Compressa insufflata nei vari punti con le caratteristiche dei fanghi nei diversi punti campione. Ne uscirà una analisi dettagliata del funzionamento del depuratore, quello che chiameremo 'Situazione Attuale'. Successivamente si andranno a confrontare tali valori con quelli ottimali, sia da un punto di vista energetico che gestionale. Per esempio faremo una simulazione, istante per istante, con una quantità di ossigeno nel fango prossima a quella ottimale (circa 2 ppm) e uscirà sia il dato del risparmio energetico sia la macchina ottimale per ottenere tale flusso variabile e questa sarà la 'Soluzione Ottimizzata'. Molte volte basta inserire un inverter sulla macchina esistente a giri fissi, inverter comandato da un ossimetro presente sulla vasca di ossidazione, per ottenere un risparmio del 40% di Energia, proprio perché quando ci sarà meno bisogno di ossigeno l'inverter ridurrà i giri del motore elettrico assorbendo meno energia oltre, naturalmente, ad aumentare la vita utile del compressore poiché mediamente meno sollecitato. Pagina 4 di 6

La procedura operativa, mette sotto trend, (per il periodo ritenuto significativo) i parametri fondamentali del depuratore, sia dal lato Energia (Assorbimento Elettrico della macchina, Aria compressa

5 Fig. 1 Configurazione di campionamento con ossigenatore meccanico Pagina 5 di 6

6 Fig. 2 Configurazione di campionamento con soffiante che fornisce ossigeno alla vasca di ossidazione Pagina 6 di 6

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