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Risparmio Energetico e Miglioramento Depurativo mediante Controllo a SetPoint Dinamico dell’Ossigeno Disciolto: WDOxy Fuzzy

Porcellino3Risparmio Costi di Gestione con WDOxy-Fuzzy Controller

Il Modello WDOxy Fuzzy è una procedura di calcolo real-time per il Set-Point Variabile dell’OD, ovvero della concentrazione di ossigeno disciolto necessaria per le effettive esigenze real-time del metabolismo batterico della rimozione del carbonio e dell’azoto.

La procedura WDOxy Fuzzy è stato sviluppato sulla base di algoritmi bio-processistici in “Logica Fuzzy” e sull’utilizzo in “input” della misura on-line del valore di concentrazione NH4 (in alternativa: ORP), oltre alla misura on-line dell’OD; restituisce in “output” in tempo reale, il valore di set-point ottimale di OD. WDOxy Fuzzy è applicabile sia a impianti biologici ad aerazione continuata che intermittente.

Concentrazione dell’Ossigeno Disciolto e Controllo Energetico: un controllo adeguato del funzionamento di un impianto di depurazione e in particolare, del reattore biologico  (CSTR a “fanghi attivi” e con rimozione di N e P), si rende necessario sia per garantire la qualità dell’effluente e il rispetto dei limiti di legge, sia per contenere le spese di gestione: aspetto quest’ultimo che sta assumendo un’importanza sempre maggiore a causa dei crescenti costi dell’energia.  Infatti, il controllo della fornitura di aria in un impianto a fanghi attivi è importante per le seguenti motivazioni:

  • la fornitura di ossigeno è una delle principali voci di costo gestionali (10÷30 %);
  • la fornitura di ossigeno è un fattore determinante per l’affidabilità della qualità dell’effluente depurato;
  • la fornitura di ossigeno è un fattore determinante per l’efficienza della sedimentazione dei fanghi e dello stato di salute della biomassa.

Concentrazione dell’Ossigeno Disciolto e Bulking Filamentoso: la concentrazione dell’ossigeno disciolto (OD) nel reattore è un parametro di input di enorme importanza per la sua influenza sul bulking filamentoso e quindi, sulla sedimentabilità dei fanghi. La relazione tra il OD e lo SVI è direttamente influenzata dal carico organico (F/M): più elevato è il carico organico, più alta è la concentrazione di ossigeno disciolto necessaria per prevenire il bulking. La proliferazione di alcuni batteri filamentosi quali lo S.Natans, tipo 1701, e l’H. hydrossis in condizioni di basso ossigeno disciolto può essere attribuita all’elevata affinità (bassa costante di semisaturazione) che essi hanno per l’ossigeno.

Il controllo tradizionale con  Set-Point Prefissato dell’ossigeno disciolto:

  • Non si tiene conto della resa del processo di depurazione: necessaria la misura di un altro parametro (efficienza abbattimento NH4)
  • Non si tiene conto della variabilità del carico entrante: si fornisce troppo o troppo poco ossigeno per la maggior parte del tempo
  • Scarsa stabilità di controllo: i metodi di controllo tradizionali sono troppo semplificati e danno luogo ad instabilità

WDOxy

Vantaggi del sistema a Set-Point OD Dinamico WDOxy-Fuzzy rispetto al sistema tradizionale a Set-Point Prefissato: 

  • Risposta immediata a picchi entranti e condizioni di variabilità di carico entrante grazie ad un adattamento continuo del set-point di ossigeno disciolto: adattamento del processo biologico alle variazioni di carico in ingresso. Il sistema a set-point OD Dinamico, a differenza del sistema di controllo tradizionale (a set – point fisso di ossigeno disciolto) che evidenzia ampie oscillazioni, dimostra una notevole stabilità nel raggiungimento delle condizioni di processo ottimali, anche di fronte a significative variazioni del carico entrante
  • Maggiore stabilità di processo ed efficienza depurativa, con particolare riferimento al processo di nitrificazione;
  • Elevato risparmio energetico 15-20%  e contestuale eliminazione degli eccessi di nitrificazione, in quanto viene evitata la fornitura di aria in eccesso ed ottenendo un miglior rendimento di trasferimento di ossigeno da parte dei diffusori.
  • Assicura l’efficienza del rendimento di rimozione richiesto.

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WDOxydevPackage di Acquisto WDOxy Fuzzy:

  • Software di Valutazione Dimensionamento/Configurazione
  • Codice in Logica Fuzzy (PLC)
  • Servizio di Assistenza Tecnica

Per ulteriori informazioni o quotazioni di offerta compila il form quì di seguito.

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Esempio Applicativo WDOxy Fuzzy a Set-Point Dinamico:

Liquicontrol NDP  

Lc

EH

Liquicontrol NDP è un innovativo sistema di gestione e controllo dell’ossigeno disciolto in vasca d’aerazione e della concentrazione dell’azoto ammoniacale nell’effluente. Il valore di Azoto ammoniacale viene misurato in continuo, confrontato in tempo reale con il valore desiderato ed infine, utilizzato per il calcolo del set-point variabile dell’ossigeno disciolto. Il valore del set-point di ossigeno disciolto è poi confrontato con la misura dell’ossigeno disciolto presente in vasca in quel momento e determina, grazie ad una regolazione con logica fuzzy, l’erogazione dell’aria.

Brocure: Liquidcontrol NDP

Per la stima del risparmio energetico relativo al sistema Liquicontrol NDP, è possibile utilizzare un parametro denominato Indice di Prestazione ENergetica: rapporto tra l’energia attiva assorbita dal comparto di aerazione ed i più significativi carichi inquinanti rimossi, pesati secondo l’effettivo contributo alla fornitura d’aria:

IPEN = Energia (kWh/d) / [0,3*CODrimosso (kg/d)+0,7*NH4+rimosso(kg/d)]

SISI-EHLiquicontrol

Referenze in primo piano:

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Informazioni su Giovanni Mappa

Ingegnere tecnologo/ricercatore senior, operante nell’ambito delle applicazioni reali dell’Ingegneria della Conoscenza finalizzate al Monitoraggio e Controllo dei Processi Ambientali/Energetici - Formatore KWI "Knowledge Working Interdisciplinare/Innovativo".

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