Cluster
  • ENERGIA
  • FABBRICA INTELLIGENTE
  • SMART SECURE AND INCLUSIVE COMMUNITIES
Codice ATECO
C26, E36, J62

Tecnologia ENEA

SISTEMA PER LA GESTIONE AUTOMATIZZATA DI IMPIANTI PER IL TRATTAMENTO BIOLOGICO DI ACQUE REFLUE


Livello di Maturità Tecnologica (TRL)

5÷6

Aspetti innovativi e relativi benefici

Sistema a basso costo per il controllo e la gestione automatizzata degli impianti di depurazione biologica di acque reflue schema predenitro/nitro. Il sistema è stato brevettato il 16/12/2015 con richiesta di estensione PCT il 16/12/2016. Con l’uso di tale sistema si incrementano  l’efficienza energetica del sistema di aerazione dell’impianto e l’efficienza del processo di rimozione dell’azoto.

Utilizzo

Il sistema, che deve essere installato sull’impianto di depurazione, prevede:

a)     la misura e l’acquisizione dei segnali di pH, potenziale redox (ORP) e ossigeno disciolto (DO) nelle vasche di processo (moduli Probes e Data Acquisition)
b)     il comando e la regolazione automatica della portata d’aria e delle portate di ricircolo interno, esterno e di supero (moduli Actuators e Controller);
c)      l’elaborazione dei segnali acquisiti per implementare le politiche di gestione dell’impianto e le strategie di controllo automatico dei processi (modulo Management Policies and Control Strategies).

Le logiche di controllo utilizzate implementano una regolazione a set-point variabile della portata d’aria erogata dalla soffiante, calcolato in funzione del carico in ingresso, e una modulazione della portata di ricircolo interno, definita secondo lo stato operazionale raggiunto dal processo di denitrificazione. La prima consente di diminuire fino al 30% i consumi del compressore, mentre la seconda garantisce sempre una buona efficienza del processo di denitrificazione.

Attività svolte e in corso

Il sistema è stato sperimentato prima su un impianto in scala da laboratorio, alimentato con refluo sintetico e in ambiente a temperatura controllata e poi esteso su un impianto in scala pilota posizionato nei pressi di un impianto di depurazione municipale, alimentato con refluo reale. Il sistema è stato monitorato misurando segnali indiretti (pH, ORP e ossigeno disciolto) e segnali diretti (ammoniaca, nitrati e solidi sospesi). Per garantire al sistema di controllo caratteristiche di modularità, scalabilità, integrazione e interoperabilità è stato utilizzato il  modello Service Oriented Architecture (SOA), con lo scopo di favorire la condivisione e l’integrazione di servizi e sostenere lo sviluppo di applicazioni distribuite.

L’architettura, rappresentata in figura 2, è basata su ESB (Enterprise Service Bus), un middleware che permette la comunicazione e l’instradamento dei servizi tra i moduli.

Attualmente sono in corso accordi di collaborazione con gestori di impianti di depurazione per il test e la validazione del sistema su impianti reali a varia scala. In particolare, il primo test sarà effettuato su un impianto della multiutility HERA SpA, in provincia di Bologna.

Maggiori informazioni: http://www.cross-tec.enea.it/?li=it&q=2&k=155&TR=D

Figura 1. Architettura del sistema di controllo
Figura 2. Schema del sistema di controllo

Referente

Luca Luccarini (luca.luccarini <at> enea.it)