Analizzatori e sistemi di controllo modulari per l ottimizzazione del processo di trattamento delle acque reflue HACH LANGE SRL- Ing. Maria Serena Gironi
L evoluzione degli impianti di depurazione (1) Impianti di depurazione nell Europa occidentale: Circa 51.000 impianti di depurazione Circa 45.000 progettati per una potenzialità < 15.000 PE Circa 15.000 con una potenzialità compresa tra 2.000 e 15.000 PE Prechiarificator e Ossidazio ne sedimentatore Sedimen tazione sec. effluente effluente In ITALIA: Attivi circa 15.000 impianti di depurazione civili di cui la maggiorparte con potenzialità inferiore ai 2.000 PE ricircolo Prechiarificatore Nitrificazion e Sedimentazion e sec. effluente
L evoluzione degli impianti di depurazione (2) Sed.primario denitro nitrificazione Fe, Al Sediment.finale effluente Sed.primario Bio-P denitro nitrificazione Fe, Al Sediment.finale effluente
Cambiamento di approccio Da una filosofia basata sul semplice monitoraggio dei principali parametri del processo di trattamento delle acque reflue. miglioramento qualità dell effluente rispetto di limiti legislativi sempre più restrittivi (Dlgs 152/99 e Nuovo Testo Unico Ambientale 152/2006; classificazione aree sensibili,..).ad una filosofia in cui la gestione / regolazione / ottimizzazione costi gestionali sono diventate le principali linee guida per gestori impianti
Le nuove linee guida Gestione più razionale delle singole fasi del processo di trattamento delle acque reflue grazie all impiego di sistemi di verifica/controllo/regolazione Migliore comprensione dei meccanismi del processo Incremento efficienza globale dell impianto Riduzione dei costi gestionali dell impianto di depurazione Ottimizzazione della gestione dell impianto in presenza di grosse fluttuazioni nei carichi entranti Automatizzazione degli impianti scarsamente presidiati
Quali sono le fasi più critiche? Rimozione dell azoto (denitrificazione e nitrificazione) Processo di rimozione chimica del Fosforo Linea Fanghi
La rimozione chimica del Fosforo Agenti chimici di precipitazione (ioni metallici e.g. solfato di ferro, cloruro ferrico, solfato di alluminio) fosforo I fiocchi e le particelle sedimentano 1. Dosaggio di agenti chimici 2. Precipitazione (fosfato di metallo) 3. Coagulazione (le molecole si aggregano) 4. Flocculazione 5. Sedimentazione
La rimozione chimica del Fosforo Pre- Precipitazione Precipitazione Simultanea Post- Precipitazione M+ M+ M+ M+ M+ PST FST Filtro contatto ana anox aerobica Flocculatore
La rimozione chimica del Fosforo Pre-precipitazione Il dosaggio degli agenti precipitanti avviene a monte della vasca biologica (sedimentatori primari, ecc.) Precipitazione simultanea Il dosaggio degli agenti precipitanti avviene nella fase di trattamento biologico Post precipitazione Il dosaggio degli agenti precipitanti avviene a valle del trattamento biologico (effluente, sedimentazione secondaria)
La rimozione chimica del Fosforo I costi legati agli agenti chimici usati per la precipitazione del fosforo e quelli legati allo smaltimento dei fanghi prodotti rappresentano i fattori chiave: FM = P tot,0 ß (1-ηBio-P) f ste TS = P tot,0 ß (1-ηBio-P) f ste f ts FM: consumo agenti precipitanti P tot,0 : fosforo totale precipitato ηbio-p: efficienza della rimozione f ste : fattore stechiometrico TS: quantità dei fanghi prodotti f ts : fattore stechiometrico β : mol Me/ mol Ptot
La rimozione chimica del Fosforo Definizione (DWA) ß = mol Me / mol P tot P tot in entrata alla fase di precipitazione ß = 1,5 Valore raccomandato per avere un valore nell effluente di P tot =2 mg/l (per Q <= 2 Q t ) ß > 1,5 Necessario per valori limite P tot < 1... 2 mg/l ß< 1 per impianti di trattamento che considerano il trattamento biologico come stadio di precipitazione
HACH LANGE WTOS TM P-RTC Wastewater Treatment Optimisation Solutions
HACH LANGE WTOS TM P-RTC Phosphate Real Time Control Module (P-RTC) Dà un informazione in tempo reale della concentrazione effettivamente presente nella fase di trattamento Consente un più razionale dosaggio dei reagenti chimici usati Comporta una ridotta produzione dei fanghi da smaltire Dà la sicurezza che la concentrazione di PO4-P nell effluente è al di sotto dei limiti legislativi P-RTC Per l ottimizzazione della fase di Rimozione del Fosforo
HACH LANGE WTOS P-RTC Analizzatore PHOSPHAX SC con controller Sc1000 Real Time Control Module (P-RTC)
Phosphax sc: Il nuovo concetto dell Analizzatore On-situ
Phosphax sc: Il nuovo concetto dell Analizzatore On-situ Non c è più la necessità di predisporre ambienti in condizioni controllate di temperatura ed umidità.. PHOSPHAX SC on situ installato direttamente a bordo vasca
Phosphax sc: Il nuovo concetto dell Analizzatore On-situ o elementi di filtrazioni/condizionamento campione acquoso che richiedono elevati investimenti e costi di manutenzione Elemento filtrante direttamente in vasca
Phosphax sc: Il nuovo concetto dell Analizzatore On-situ Analizzatore Phosphax sc integrabile nella piattaforma digitale Sc1000
Stato dell arte Controller : Piattaforma digitale Sc I controller Sc100 e Sc1000 sono la piattaforma comune per tutte le sonde e analizzatori digitali Hach Lange Ad un unico controller è possibile collegare sonde differenti Installazione plug and play Ideale per applicazioni multi-canale Massima libertà nella configurazione del network digitale Agevole interfaccia per utenti e relativi sistemi
P-RTC: Phosphate Real Time Controller PO4-P Digitale o 4-20 ma PLC Q Da misuratore portata o PLC Digitale o 4-20 ma Pompa dosaggio Facilmente integrabile in qualsiasi tipologia di impianto Adattabile a schemi impianto con pre-precipitazione, precipitazione simultanea, post-precipitazione Elevata flessibilità e semplicità di funzionamento In grado di realizzare strategie di controllo open loop e closed loop
P-RTC Controllo Open & Closed loop Controllo Closed loop Dosaggio Vasca aerazione Da preferire Controllo Open loop Vasca aerazione Dosaggio Misura PO 4 -P Misura PO 4 -P Dosing Dosaggio Vasca aerazione Misura PO 4 -P Misura P tot Vasca aerazione
P-RTC: Controllo Open loop Agente precipitante X Q prec PO 4 -P load Pompa dosaggio Q PO 4 -P Q Prec Acqua reflua Input Concentrazione PO 4 -P e portata [Q] come misure on-line Precipitazione Vantaggi Reazione immediata a variazioni repentine del carico entrante Semplice da adattare
P-RTC Controllo Closed loop della concentrazione di PO 4 -P Agente precipitante Pompa dosaggio Set point Q Prec PO 4 -P Acqua reflua Input PO 4 -P come misura online Precipitazione Vantaggi Controllo efficienza del processo
P-RTC: Controllo Closed loop della concentrazione di PO4-P PO 4 -P [mg/l] 1.0 Fe [l/h] 2,000 0.8 1,600 0.6 1,200 0.4 800 0.2 400 0.0 0 9.10. 11.10. 13.10. 15.10. 17.10. Date 19.10. Controllo closed loop Aumento della concentrazione media di PO 4 -P in uscita
P-RTC: Controllo Closed loop della concentrazione di PO4-P Q prec PO 4 -P load Agente precipitante Pompa dosaggio X Set point Q Q Prec PO 4 -P Acqua reflua Input PO 4 -P e [Q] come misura online Precipitazione Vantaggi Elevata stabilità del processo Reazione immediata a variazioni repentine di carico
P-RTC: Controllo Closed loop della concentrazione di PO4-P e della Portata PO 4 -P [mg/l] 1.0 Fe [l/h] 2,000 0.8 1,600 0.6 1,200 0.4 800 0.2 400 0.0 0 8.10. 10.10. 12.10. 14.10. 16.10. Date 18.10. Concentrazione stabile in uscita impianto Riduzione agente precipitante
P-RTC: possibilità di impostare diversi profili nel modulo P-RTC Esempio profilo Portata 700 600 500 Q [m3/h] 400 300 200 100 0 0..2 2..4 4..6 6..8 8..10 10..12 12..14 14..16 16..18 18..20 20..22 22..24 Time Misura online di PO 4 -P e Portata: MIGLIOR PERFORMANCE Se la misura on-line non è disponibile, profili giornalieri e settimanali possono essere memorizzati e impostati nel modulo P-RTC
Configurazioni moduli P-RTC Opzioni di controllo multiple sono in grado di coprire tutte le applicazioni standard Soluzioni speciali possibili per le singole esigenze applicative
P-RTC: Selezione automatica della miglior strategia di controllo PO 4 -P PO 4 -P Modulo 2 Portata Flow Flow Modulo 4 PO 4 -P / Q Modulo 1 Profilo Flow Flow Modulo 3 PO 4 -P PO 4 -P PO 4 -P Selezione automatica P-RTC Selezione automatica sulla base dei segnali disponibili Attivazione automatica di strategie di controllo alternative Pre-selezione manuale dei moduli possibile
RISULTATI TEST: Open loop control 140 [l/h] [mg/l] 3,5 [1000 m3/h] 120 3,0 100 2,5 80 2,0 Zufluss [1000m 3 /h] 60 1,5 40 Manual dosing 1,0 20 Setpoint 0,5 PO 4 -P Dosing RTC [l/h] 0 0,0 12. Jul. 09 13. Jul. 09 14. Jul. 09 15. Jul. 09 16. Jul. 09 17. Jul. 09 18. Jul. 09 19. Jul. 09
RISULTATI TEST: Closed loop control 40 [l/h] 35 2,00 [mg/l] [1000 m3/h] 1,75 Flow [1000m 3 /h] 30 1,50 25 1,25 20 1,00 Set point 15 average manual dosing PO 4 -P 0,75 10 0,50 5 dosing [l/h] 0,25 0 4.9.09 0:00 4.9.09 8:00 4.9.09 16:00 5.9.09 0:00 5.9.09 8:00 5.9.09 16:00 6.9.09 0:00 0,00
RISULTATI TEST: Closed loop control 10 8 6 6,56 Manual RTC 4 3,82 3,58 2 1,79 1,05 2,39 1,39 1,19 0,69 2,08 0 Precipitant [t/month] Cost precipitant [k /month] Precipitation Sludge [t/month] Cost sludge disp. [k /monthe] Total cost [k /month] Risparmio fino al 30% dell agente precipitante usato! Riduzione produzione fanghi da smaltire!
HACH LANGE WTOS TM : gli sviluppi futuri per un ottimizzazione a 360 della gestione dell impianto di depurazione SD-RTC Ottimizzazione Sludge Dewatering SRT-RTC Controllo Sludge Retention Time P-RTC Ottimizzazione Rimozione Fosforo DN-RTC Ottimizzazione Denitrificazione N-RTC Ottimizzazione Nitrificazione
Grazie per l attenzione! HACH LANGE Via Riccione, 14 20156 Milano Tel. +39 02 39.23.141 Fax +39 02 39.23.14.39 www.hach-lange.it info@hach-lange.it