Modellazione dinamica applicata alla gestione dei depuratori

Gli impianti di depurazione sono sistemi complessi, che uniscono diverse tipologie di trattamenti che si intersecano tra loro, e trovare le condizioni operative ottimali per uno specifico caso non è sempre immediato. Effettuare scelte operative sbagliate nel cercare di risolvere una specifica problematica, che ad esempio si riscontra solamente in alcuni particolari periodi dell’anno, può portare a compromettere ulteriormente il buon funzionamento del depuratore e portarlo in condizioni critiche per quanto riguarda sforamenti e qualità del fango. Inoltre, effettuare modifiche sulle condizioni operative non è mai una manovra banale e richiede un certo numero di giorni che può protrarsi anche per più settimane.

Tramite l’utilizzo di un modello digitale dell’impianto è possibile verificare molto velocemente un innumerevole numero di scenari operativi e di manovre gestionali, con un costo e un rischio minimo rispetto a quello di effettuare le medesime prove in impianto. Il vantaggio principale è che tramite la modellazione di ha una risposta in anticipo rispetto agli effetti di una modifica sull’impianto, senza la problematica di sforare i limiti degli inquinanti allo scarico e peggiorare le condizioni dell’impianto per scelte sbagliate, a cui si vanno ad aggiungere i tempi tecnici necessari a riportare l’impianto in condizioni standard.

È inoltre molto più semplice capire da cosa dipende il particolare problema che affligge un particolare impianto e quali sono le sue cause scatenanti; inoltre, tramite la simulazione di diversi scenari operativi è possibile immediatamente osservare e comprendere come garantire un rispetto puntale dei limiti allo scarico anche in condizioni critiche (es. temperature invernali molto basse, rapporti COD/TN anomali che si verificano in particolari periodi dell’anno, ecc).

Per la creazione di un modello accurato e realmente rappresentativo dell’impianto reale, OSCAR® Solutions innanzitutto guida il gestore nella raccolta dei dati essenziali per la creazione del modello. Il processo di analisi dei dati è una componente cruciale della nostra metodologia operativa, ed è alla base di tutte le operazioni successive di modellazione.

Di seguito si spiega in dettaglio come operiamo:

• Richiesta dati minimi e analisi dei dati: non sempre, soprattutto per impianti medio-piccoli, è possibile effettuare una campagna dati con un grande numero di analisi. Molte volte, anche a seconda del livello di dettaglio a cui si vuole arrivare, sono sufficienti le analisi di controllo e autocontrollo che vengono solitamente effettuate per monitorare l’impianto.

I dati essenziali sono i seguenti:

• analisi in ingresso e uscita per i principali inquinanti che siano rappresentative di uno specifico impianto e che coprano almeno qualche mese di funzionamento dello stesso;
• caratteristiche geometriche dell’impianto;
• portate di ingresso, ricircoli fanghi e miscela aerata;
• dosaggi di nutrienti o defosfatante;
• SST e SSV nel comparto biologico;
• temperatura nel comparto biologico;
• misurazioni di ossigeno e portate d’aria.

Se il numero di analisi non dovesse essere sufficiente a comprendere la particolare problematica che si riscontra o arrivare al livello di dettaglio che si desidera, tramite un confronto tra gestore e i processisti di OSCAR® Solutions si può decidere di effettuare una campagna di analisi più corposa.

• Calibrazione del modello e scenari di ottimizzazione: a partire da questi dati e dopo un’accurata analisi si sceglie un periodo idoneo per la calibrazione del modello. È di fondamentale importanza effettuare una calibrazione affidabile che descriva efficientemente l’impianto ma senza cadere nella trappola del cosiddetto “overfitting”, tale per cui il modello descriva molto bene lo stato attuale ma non risulta successivamente idoneo per le successive simulazioni di scenari operativi.La calibrazione è inoltre alla base di tutte le successive simulazioni di scenari, in quanto a partire da un “digital twin” dell’impianto si possono effettuare un innumerevole numero di possibili ottimizzazioni andando ad effettuare specifiche modifiche sui principali parametri gestionali.

Dopo la consegna della relazione di processo, il cliente viene inoltre guidato e consigliato nell’applicazione delle manovre ottimali derivanti dagli scenari di ottimizzazione sull’impianto attraverso l’azione dell’ufficio Service di OSCAR® Solutions.

L’ufficio Service attualmente svolge un monitoraggio costante su più di 120 impianti appartenenti a oltre 30 clienti distribuiti su tutto il territorio italiano e con taglie estremamente diverse in termini di abitanti equivalenti. La squadra di OSCAR® inoltre, oltra a fornire un supporto completo nella gestione del processo, può ottimizzare i tuoi impianti tramite il software OSCAR® e l’implementazione di diversi pacchetti di automazione per garantire le condizioni operative migliori in termini energetici e di rispetto dei limiti allo scarico tramite nel modo più semplice, senza stravolgere l’impianto e con investimenti contenuti.

Contattaci oggi stesso tramite il modulo sottostante per scoprire come abbiamo gestito situazioni operative complesse e come possiamo aiutarti a gestire efficacemente i tuoi impianti.