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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
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HACH LANGE SRL- Ing. Maria Serena Gironi
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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
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Sed.primarionitrificazione
Sediment.finale effluentedenitro Fe, Al
Sed.primarionitrificazione
Sediment.finale effluentedenitroBio-P Fe, Al
Levoluzione degli impianti di depurazione (2)
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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
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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
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Quali sono le fasi pi critiche?
Rimozione dellazoto (denitrificazione e
nitrificazione)
Linea Fanghi
Processo di rimozione chimica del Fosforo
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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)
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La rimozione chimica del Fosforo
Precipitazione Simultanea
Pre-Precipitazione
Post-Precipitazione
ana anox aerobicaFlocculatore
Filtro contattoPST FST
M+ M+ M+ M+ M+
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La rimozione chimica del Fosforo
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)
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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: 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
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La rimozione chimica del Fosforo
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
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HACH LANGE WTOSTM P-RTCWastewater
Treatment
Optimisation
Solutions
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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
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HACH LANGE WTOS P-RTC
Analizzatore PHOSPHAX SC con
controller Sc1000Real Time Control Module
(P-RTC)
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Phosphax sc: Il nuovo concetto dellAnalizzatore On-situ
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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
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Phosphax sc:Il nuovo concetto dellAnalizzatore On-situ
o elementi di filtrazioni/condizionamento campione acquoso che richiedono elevati investimenti e costi di manutenzione
Elemento filtrante direttamente in vasca
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Phosphax sc:Il nuovo concetto dellAnalizzatore On-situ
Analizzatore Phosphax sc integrabile nella piattaforma digitale Sc1000
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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]
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Configurazioni moduli P-RTC
Opzioni di controllo multiple sono in grado dicoprire tutte le applicazioni standard
Soluzioni speciali possibili per le singoleesigenze applicative
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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
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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
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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
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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
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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
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Grazie per lattenzione!
Via Riccione, 1420156 Milano
Tel. +39 02 39.23.141Fax +39 02 [email protected]
HACH LANGE