analizzatori e sistemi di controllo modulari per l...

AMERICAN SIGMA BHLER MONTEC CONTRONIC HACH LANGE POLYMETRON RADIOMETER ANALYTICAL

ECOMONDO, Rimini 28.10.09

Analizzatori e sistemi di controllo modulari per

lottimizzazione del processo di trattamento delle acque

reflue


HACH LANGE SRL- Ing. Maria Serena Gironi



effluentesedimentatore

Pre-chiarificatore

ricircolo

Ossidazione

Sedimen tazione sec.

effluente

Pre-chiarificatore

Nitrificazione

Sedimentazione sec.

effluente

Levoluzione degli impianti di depurazione (1)

Impianti di depurazione nellEuropa occidentale:

Circa 51.000 impianti di depurazione

Circa 45.000 progettati per una potenzialit < 15.000 PE

Circa 15.000 con una potenzialit compresa tra 2.000 e 15.000 PE

In ITALIA:

Attivi circa 15.000 impianti di depurazione civili di cui la

maggiorparte con potenzialit inferiore ai 2.000 PE



Sed.primarionitrificazione

Sediment.finale effluentedenitro Fe, Al

Sed.primarionitrificazione

Sediment.finale effluentedenitroBio-P Fe, Al

Levoluzione degli impianti di depurazione (2)



Cambiamento di approccio

Da una filosofia basata sul semplice Da una filosofia basata sul semplice monitoraggio dei principali parametri del monitoraggio dei principali parametri del processo di trattamento delle acque processo di trattamento delle acque reflue reflue .. miglioramento qualit delleffluente

rispetto di limiti legislativi sempre pi restrittivi (Dlgs152/99 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 pi razionale delle singole fasi del processo di trattamento delle acque reflue grazie allimpiego di sistemi di verifica/controllo/regolazione

Migliore comprensione dei meccanismi del processo

Incremento efficienza globale dellimpianto

Riduzione dei costi gestionali dellimpianto di depurazione

Ottimizzazione della gestione dellimpianto in presenza di grosse fluttuazioni nei carichi entranti

Automatizzazione degli impianti scarsamente presidiati



Quali sono le fasi pi critiche?

Rimozione dellazoto (denitrificazione e

nitrificazione)

Linea Fanghi

Processo di rimozione chimica del Fosforo



La rimozione chimica del Fosforo

fosforo

1. Dosaggio di agenti chimici

2. Precipitazione (fosfato di metallo)

3. Coagulazione (le molecole si aggregano)

4. Flocculazione

I fiocchi e le particelle

sedimentano

5. Sedimentazione

Agenti chimici di precipitazione(ioni metallici e.g. solfato di ferro, cloruro ferrico, solfato di alluminio)




Precipitazione Simultanea

Pre-Precipitazione

Post-Precipitazione

ana anox aerobicaFlocculatore

Filtro contattoPST FST

M+ M+ M+ M+ M+




Pre-precipitazioneIl dosaggio degli agenti precipitanti avviene a monte della vasca biologica (sedimentatori primari, ecc.)

Precipitazione simultaneaIl dosaggio degli agenti precipitanti avviene nella fase di trattamento biologico

Post precipitazioneIl dosaggio degli agenti precipitanti avviene a valle del trattamento biologico (effluente, sedimentazione secondaria)




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: consumo agenti precipitantiPtot,0: fosforo totale precipitatoBio-P: efficienza della rimozionefste: fattore stechiometricoTS: quantit dei fanghi prodottifts: fattore stechiometrico : mol Me/ mol Ptot

TS = Ptot,0 (1-Bio-P) fste fts

FM = Ptot,0 (1-Bio-P) fste




Definizione (DWA)

= mol Me / mol Ptot Ptot in entrata alla fase di precipitazione = 1,5 Valore raccomandato per avere un valore nelleffluente di

Ptot=2 mg/l (per Q 1,5 Necessario per valori limite Ptot< 1 ... 2 mg/l < 1 per impianti di trattamento che considerano il trattamento

biologico come stadio di precipitazione



HACH LANGE WTOSTM P-RTCWastewater

Treatment

Optimisation

Solutions



HACH LANGE WTOSTM P-RTCPhosphate Real Time Control Module (P-RTC)

D uninformazione in tempo reale della concentrazioneeffettivamente presente nella fase di trattamento

Consente un pi razionale dosaggio dei reagenti chimiciusati

Comporta una ridotta produzione dei fanghi da smaltire

D la sicurezza che la concentrazione di PO4-P nelleffluente al di sotto dei limiti legislativi

P-RTCPer

lottimizzazionedella fase di

Rimozione del Fosforo



HACH LANGE WTOS P-RTC

Analizzatore PHOSPHAX SC con

controller Sc1000Real Time Control Module

(P-RTC)



Phosphax sc: Il nuovo concetto dellAnalizzatore On-situ



Phosphax sc:Il nuovo concetto dellAnalizzatore On-situ

Non c pi la necessit di predisporre ambienti in condizioni controllate di temperatura ed umidit..

PHOSPHAX SC on situ installato direttamente a bordo vasca




o elementi di filtrazioni/condizionamento campione acquoso che richiedono elevati investimenti e costi di manutenzione

Elemento filtrante direttamente in vasca




Analizzatore Phosphax sc integrabile nella piattaforma digitale Sc1000



Stato dellarte Controller : Piattaforma digitale Sc

I controller Sc100 e Sc1000 sono la piattaforma comuneper tutte le sonde e analizzatori digitali Hach Lange

Ad un unico controller possibile collegare sondedifferenti

Installazione plug and play

Ideale per applicazioni multi-canale

Massima libert nella configurazione del network digitale

Agevole interfaccia per utenti e relativi sistemi



P-RTC: Phosphate Real Time Controller

Facilmente integrabile in qualsiasi tipologia di impianto

Adattabile a schemi impianto con pre-precipitazione, precipitazione simultanea, post-precipitazione

Elevata flessibilit e semplicit di funzionamento

In grado di realizzare strategie di controllo open loop e closed loop

PLC

Pompa dosaggio

Digitale o

4-20 mA

Digitale o 4-20 mA

PO4-P

Q

Da misuratore portata o PLC



P-RTC Controllo Open & Closed loop

Vasca aerazione

Misura PO4-P

Dosaggio

Controllo Closed loop

Vasca aerazione

Dosing

Vasca aerazione

Dosaggio

Controllo Open loop

Vasca aerazione

Dosaggio

Misura PO4-P

Misura PO4-P Misura Ptot

Da preferire



P-RTC: Controllo Open loop

Acqua reflua

Agente precipitante

Pompa dosaggio

Precipitazione

QPrec

InputConcentrazione PO4-P e portata [Q] come misureon-line

VantaggiReazione immediata a variazionirepentine del carico entranteSemplice da adattare

PO4-P

XQprec

PO4-Pload

Q



Acqua reflua

Agente precipitante

Pompa dosaggio

Precipitazione

QPrec PO4-P

Set point

P-RTCControllo Closed loop della concentrazione di PO4-P

VantaggiControllo efficienza del processo

InputPO4-P come misura online



Controllo closed loop

Aumento della concentrazione media di PO4-P in uscita

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

9.10. 11.10. 13.10. 15.10. 17.10. 19.10.Date

PO4-P [mg/l]

0

400

800

1,200

1,600

2,000

Fe [l/h]

P-RTC: Controllo Closed loop della concentrazione di PO4-P



Acqua reflua

Agente precipitante

Pompa dosaggio

Precipitazione

QPrec PO4-P

Set point

VantaggiElevata stabilit del processoReazione immediata a variazionirepentine di carico

InputPO4-P e [Q] come misuraonline

Qprec

PO4-Pload

X

Q

P-RTC: Controllo Closed loop della concentrazione di PO4-P



Concentrazione stabile in uscita impianto

Riduzione agente precipitante

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

8.10. 10.10. 12.10. 14.10. 16.10. 18.10.Date

PO4-P [mg/l]

0

400

800

1,200

1,600

2,000

Fe [l/h]

P-RTC: Controllo Closed loop della concentrazione di PO4-P e della Portata



P-RTC: possibilit di impostare diversi profili nelmodulo P-RTC

Misura online di PO4-P e Portata: MIGLIOR PERFORMANCE

Se la misura on-line non disponibile, profili giornalieri e settimanali possono essere memorizzati e impostati nelmodulo P-RTC

Esempio profilo Portata

0

100

200

300

400

500

600

700

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

Q [m

3/h]



Configurazioni moduli P-RTC

Opzioni di controllo multiple sono in grado dicoprire tutte le applicazioni standard

Soluzioni speciali possibili per le singoleesigenze applicative



Selezione automatica P-RTC

Selezione automatica sulla base dei segnali disponibili

Attivazione automatica di strategie di controlloalternative

Pre-selezione manuale dei moduli possibile

Modulo 4PO4-P / Q

Modulo 3PO4-P

Modulo 2Portata

Modulo 1Profilo

PO4-P

PO4-P

PO4-P

PO4-P

Flow

Flow

Flow

Flow

P-RTC: Selezione automatica della miglior strategiadi controllo



RISULTATI TEST: Open loop control

0

20

40

60

80

100

120

140

12. Jul. 09 13. Jul. 09 14. Jul. 09 15. Jul. 09 16. Jul. 09 17. Jul. 09 18. Jul. 09 19. Jul. 090,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

PO4-P Dosing RTC [l/h]

Zufluss [1000m3/h]

[l/h] [mg/l][1000 m3/h]

Setpoint

Manual dosing



0

5

10

15

20

25

30

35

40

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 0:000,00

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

PO4-P

Flow [1000m3/h]

[l/h] [mg/l][1000 m3/h]

dosing [l/h]

Set point

average manual dosing

RISULTATI TEST: Closed loop control



Risparmio fino al 30% dellagente precipitante usato!

Riduzione produzione fanghi da smaltire!

6,56

1,792,39

1,19

3,583,82

1,05 1,39 0,69

2,08

0

2

4

6

8

10

Precipitant[t/month]

Cost precipitant[k/month]

PrecipitationSludge [t/month]

Cost sludgedisp. [k/monthe]

Total cost[k/month]

ManualRTC

RISULTATI TEST: Closed loop control



HACH LANGE WTOSTM: gli sviluppi futuri per unottimizzazione a 360 della gestione dellimpianto didepurazione

N-RTCOttimizzazioneNitrificazione

DN-RTCOttimizzazioneDenitrificazione

SRT-RTCControlloSludge

Retention Time

SD-RTCOttimizzazione

Sludge Dewatering

P-RTCOttimizzazione

RimozioneFosforo



Grazie per lattenzione!

Via Riccione, 1420156 Milano

Tel. +39 02 39.23.141Fax +39 02 [email protected]

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