ITT Water & Wastewater

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Guglielmo Tedesco
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1 ITT Water & Wastewater Incontro sul tema Tecnologie innovative per la movimentazione ed il trattamento dei fluidi Il risparmio energetico nel trattamento delle acque reflue Francesco Pirozzi dell Università degli Studi di Napoli Federico II Centro Congressi Città della Scienza - Napoli, 7 Ottobre 2010

2 Secondo l'epa (*), "...per i servizi legati all'acqua potabile e alle acque reflue si consumano, ogni anno, circa 56 miliardi di kilowattora (kwh). Se pensiamo che nel Paese vengono utilizzate diverse fonti per produrre energia, questo significa che vengono immesse nell'atmosfera circa 45 milioni di tonnellate di gas serra. Basterebbe solo il 10 percento in meno di energia utilizzata in questo settore per ottenere un risparmio complessivo annuo di circa 400 milioni di dollari". (*) "Energy and Water/Wastewater Infrastructure",

5 Paese Consumo di energia (KWh/A.E./anno) Valore medio Intervallo Austria (*) Italia (**) (*) Impianti convenzionali (**) Fino a 95con trattamenti ossidativi di terzo stadio

6 Sezione/Fase Incidenza sul consumo energetico totale Pre-trattamenti e sedimentazione primaria 8 % Pre-denitrificazione 9 % Aerazione 52 % Sedimentazione finale 6 % Defosfatazione 12 % Fasi di trattamento del fango 10 % Altro 3 %

7 Costo totale di gestione ( /A.E./anno) Paese Valore medio Intervallo Svizzera Germania Incidenza dei consumi energetici Austria dell ordine del 8-15% Danimarca Francia Olanda Italia

11 Distribuzione consumi annui per A.E. per impianti con meno di 2000 A.E KWh/A.E./anno

12 Distribuzione consumi annui per A.E. per impianti con A.E KWh/A.E./anno

13 Distribuzione consumi annui per A.E. per impianti con A.E KWh/A.E./anno

14 Rimozione BOD 5 (%) Rimozione N (%) Consumo di energia (KWh/A.E./anno) Impianti con BOD 5 in uscita > 25 mg/l Impianti con BOD 5 in uscita 25 mg/l

16 Come risparmiare energia: gestione efficiente ed oculata dell impianto; carichi al trattamento prossimi a quelli di progetto (sia in più che in meno); apparecchiature e dispostivi elettromeccanici di nuova generazione, ad alta efficienza energetica; manutenzione accurata delle apparecchiature; sistemi di automazione e controllo; processi vantaggiosi dal punto di vista energetico.

18 Inverter

20 Soffiante a lobi Soffiante a viti

22 Una riduzione dei consumi dell ordine del 10-20% può aversi: controllo del funzionamento delle pompe, evitando: - velocità di rotazione troppo alte; -prevalenze inferiori a quelle di progetto (con conseguente aumento della portata istantanea); - peso e viscosità del liquido troppo elevate; - problemi meccanici o ostruzioni delle parti che compongono le pompe; miglioramento del fattore di potenza, mediante rifasamento locale di carichi elettrici più significativi e/o installazione di sistemi automatici di rifasamento nella cabina di alimentazione dell impianto; riduzione della richiesta di picco, evitando, ove possibile, la messa in moto simultanea di più motori; programmazione delle operazioni nei periodi di bassa richiesta.

23 Diffusori Sporchi Diffusori Puliti

26 Esigenze e vantaggi dei sistemi di automazione e controllo il processo non opera mai in stato stazionario: la portata e la qualità dell influente cambiano continuamente; le condizione ambientali cambiano con ritmo giornaliero e stagionale; le prestazioni richieste all impianto mutano al variare delle condizioni ambientali e del corpo idrico recettore; in condizioni di variabilità, il controllo in tempo reale offre garanzie nei riguardi: del rispetto dei limiti normativi nell effluente; della salvaguardia dell impianto; dell economicità della gestione; i processi sono complessi: esigenza di armonizzare obiettivi contrastanti; dinamiche di processo non lineari e time-dependent.

27 Architettura di un sistema di controllo

29 Sistema di controllo dell ossigeno disciolto dell impianto di Pagnana

31 ΔE~1000 kwh su 7 giorni

34 BIOGAS IN ITALIA (2007)

35 POTENZIALITÀ DEL BIOGAS IN ITALIA

36 Senza sistema di cogenerazione (biogas utilizzato per la sola produzione di energia termica) Con sistema di cogenerazione (biogas utilizzato per la produzione di energia elettrica e termica)

37 30 25 KWh/A.E./anno Senza Senza sistema recupero di cogenerazione biogas Con Con sistema recupero di cogenerazione biogas

39 Sistema Convenzionale di rimozione dell azoto: NH O 2 NO H 2 O + 2H + 6NO CH 3 OH 3N 2 + 6HCO H 2 O Nitrificazione Denitrificazione Consumo di ossigeno pari a ~ 4.5 KgO 2 / KgNH 4 + NH 4 + NO 2 - NO 3 -- Sistema Sharon-Anammox per la rimozione dell azoto: NH O 2 NO H 2 O + 2H + + NH 4 + NO - 2 N 2 + 2H 2 O Nitritazione Denitrificazione Consumo di ossigeno pari a ~ 2.0 KgO 2 / KgNH 4 +

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