Risparmio energetico e miglioramento depurativo mediante controllo a “setpoint dinamico” dell’Ossigeno Disciolto: WDOxy Fuzzy
Risparmio 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
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.