MARZO 2014
AUTOMAZIONE OGGI 370
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AO
SPECIALE
W
DOxy-Fuzzy è una procedura software fina-
lizzata al controllo ottimale degli impianti
di depurazione biologica di acque reflue
civili/industriali e che utilizza algoritmi bio-
processistici in Logica Fuzzy e dati online
derivanti dalla strumentazione in campo. Quest’ultima si rife-
risce alla rilevazione dei valori di concentrazione dell’Ammo-
nio NH4+ (in alternativa: ORP) e dell’OD (Ossigeno Disciolto)
in aerazione restituendo come ‘output’ in tempo
reale i valori ottimali di set-point dei parametri
di controllo processo (OD, portata di aerazione,
di ricircolo ecc.). WDOxy-Fuzzy determina quindi,
il valore ottimale (set-point variabile) della con-
centrazione dell’OD che garantisce in ogni mo-
mento del processo depurativo: il metabolismo
dei batteri eterotrofi e autotrofi protagonisti del
processo depurativo; il controllo delle condizioni
di non-innesco e proliferazione del bulking; la mi-
nimizzazione dei consumi energetici (kWh).
Il software è implementabile nei tipici sistemi
di telecontrollo, ma anche direttamente nei PLC
dedicati al loop di controllo locale dell’Ossigeno
Disciolto.
Da oltre due anni WDOxy-Fuzzy viene utiliz-
zato su impianti di depurazione con rimozione
nutrienti, di piccole-medie dimensioni, sia fun-
zionanti in continuo, sia con aerazione intermit-
tente. WDOxy-Fuzzy, progettato e sviluppato
dalla società Anova di Napoli, viene utilizzato da oltre due
anni da grandi aziende internazionali del settore strumenta-
zione analitica e controllo di processo, avendo superato con
successo già nel 2012 i test di funzionalità sul campo.
Principi di funzionamento
Il principio di funzionamento di WDOxy-Fuzzy si basa su
alcune correlazioni bio-processistiche presentate qui di se-
guito.
• Richiesta biologica di ossigeno e ossigeno disciolto: il fun-
zionamento dei sistemi di depurazione biologica aerobica si
basa sul fatto che le sostanze inquinanti contenute nei reflui
da depurare (organiche, nutrienti ecc.) costituiscono di fatto
il ‘cibo’ (substrato) dei batteri ‘eterotrofi’ e ‘autotrofi’ che ac-
crescono poi come ‘biomassa’, in un prefissato volume (reat-
tore). Perché questa biomassa in ambiente acquoso possa
metabolizzare il substrato inquinante è necessario che essa
respiri, ovvero disponga di una sufficiente concentrazione
di ossigeno disciolto. La soluzione utilizzata per fornire OD
è, come è noto, quella di utilizzare sistemi di insufflazione e
diffusione dell’aria i quali, sfruttando il principio della solu-
bilità dei gas (Legge di Henry), forniscono ossigeno all’intera
biomassa contenuta nel reattore. Considerando però che (in
condizioni std) 1 m
3
di aria contiene circa il 21% vol di O
2
, ne
risulta che è necessario fornire una portata di aria 4-5 volte
quella necessaria rispetto all’ossigeno puro. In funzione dei
diversi parametri operativi di processo (temperatura, pres-
sione atmosferica, concentrazione substrato, concentrazione
biomassa ecc.), l’ossigeno contenuto nell’aria si trasforma in
OD, dopo aver speso l’energia necessaria, ovvero circa 0,5
kWh per ogni Kg/h di O
2
richiesto.
• Ossigeno disciolto e il bulking: la concentrazione dell’os-
sigeno disciolto nel reattore è un parametro di enorme im-
portanza anche per la sua influenza rispetto al fenomeno
del bulking e, di conseguenza, sulla sedimentabilità dei fan-
ghi. Tale relazione è direttamente influenzata dal carico orga-
nico F/M (Food to Microorganism): più elevato è quest’ultimo,
più alta è la concentrazione di ossigeno disciolto necessaria
per prevenire il bulking (causato da alcuni batteri filamentosi
quali lo S.Natans, Type 1701 e H.hydrossis).
WDOxy-Fuzzy
Anova presenta una procedura per il controllo on-demand
dell’ossigeno disciolto per il miglioramento depurativo con
risparmio energetico
di
Giovanni Mappa
Il fenomeno del bulking causato da alcuni batteri filamentosi quali lo
S.Natans, Type 1701 e H.hydrossis
