Convegno AQP ad Ecomondo “La tutela e il buon uso delle acque” 6 novembre 2019

1. Early Warning System per il monitoraggio degli eventi
inquinanti in rete fognaria
Rimini, 6 novembre 2019

2. 2
Direzione Acqua
Agenda
 Il Gruppo HERA – Servizi e Territorio gestito
 Le sfide del sistema fognario – depurativo
 L’ agglomerato di Castelnuovo Rangone (MO)
 La tecnologia adottata
 Fasi e attività
 Risultati
 Conclusioni

3. 3
Direzione Acqua
Il Gruppo HERA – Servizi e Territorio gestito

4. 4
Direzione Acqua
Il Gruppo HERA – Servizi e Territorio gestito

5. 5
Direzione Acqua
Captazione/prelievo
Potabilizzazione
Distribuzione
Fognatura
Depurazione
Restituzione all’ambiente
264 impianti di
produzione e potabilizzazione
27.302
Km di rete acquedottistica
308 milioni
di mc di acqua venduta
14.681
Km di rete fognaria
880 impianti
di depurazione
Il Gruppo HERA – Servizi e Territorio gestito

6. 6
Direzione Acqua
Impianti altamente
Energivori
Rispetto dei limiti
allo scarico D.lgs.
152/06
Gestione dei Fanghi
come rifiuto
Le sfide del sistema fognario - depurativo
Incrementare l’efficientamento
energetico
Incrementare il riutilizzo delle
acque reflue
Indicatore M6 ARERA
Ridurre la produzione di fanghi
di depurazione
Minimizzare lo smaltimento di
fanghi in discarica
(Indicatore M5 ARERA)

7. 7
Direzione Acqua
Le sfide del sistema fognario - depurativo
Portata
Gestione degli allarmi
e Data Logging
Controllori di processo
Data analisys
Indicatori Energetici
Indicatori di Processo

8. 8
Direzione Acqua
Le sfide del sistema fognario - depurativo
Portata
INPUT
Portata acque
reflue
Concentrazione
ingresso
NH4
BOD
COD
..
OUTPUT
Portata acque
depurate
Concentrazione
uscita
Ntot
PTot
..
Fanghi prodotti
Biogas
PROCESSO
Chemicals
Fabbisogno di
ossigeno
Energia elettrica
Ricircoli

9. 9
Direzione Acqua
Tipologia Frequenza Tempi Incertezza di
misura
Campionamento
automatico o
manuale
Monitoraggio
discontinuo
1 – 5 Giorni 2- 10%
Sonde (ISE,
ottiche)
Analizzatori online
Monitoraggio
in continuo
5 - 15
Minuti
1-10%
Le sfide del sistema fognario - depurativo

10. 10
Direzione Acqua
L’agglomerato diCastelnuovo Rangone
Distretto Alimentare Lavorazione delle Carni:
 170 imprese - 5.000 occupati
 Rete fognaria dedicata per il collettamento degli scarichi industriali
 Depuratore centralizzato di potenzialità pari a 44.000 AE

11. 11
Direzione Acqua
 Episodi di scarichi anomali con
sovraccarico dell’impianto
 Reflui ad alto carico organico e di
Grassi
 Aumento OPEX
 Temporanea inibizione del processo di
trasferimento Ossigeno
L’agglomerato diCastelnuovo Rangone

12. 12
Direzione Acqua
Monitoraggio in continuo e Campionamento
Latecnologia adottata
Autocampionatore con attivazione
automatica
Sonda di misura
in continuo di 4
parametri (pH, T,
ORP, EC)
DataLogger
autoalimentato
con registrazione
dati e parametri
di funzionamento
(timestep 5 min).
Invio dati ogni 4
ore o in caso di
eventi anomali
Unità Mobili con
possibilità di
riposizionamento
nel corso della
campagna

13. 13
Direzione Acqua
Latecnologia adottata

14. 14
Direzione Acqua
Civilian AreaIndustrial Area
WWTP
1
2
3
6
Industrial Area
5
4
IoT units Deployment Plan
Collector
Factory
Latecnologia adottata

15. 15
Direzione Acqua
Monitoraggio in continuo e Campionamento
 Algoritmo di calcolo del Pollution Index
 Early Warning System dei Pollution Events
 Piattaforma cloud di visualizzazione dati
Latecnologia adottata

16. 16
Direzione Acqua
Monitoraggio in continuo e Campionamento
 Source Tracking
Latecnologia adottata

17. 17
Direzione Acqua
Attività future
Attivazione dei
campionamenti
automatici
Analisi di laboratorio
Attività di informazione
e sensibilizzazione delle
aziende coinvolte dal
monitoraggio
Ottimizzazione
dell’algoritmo con
logiche Machine
Learning
Training
dell’algoritmo di
controllo sulla
basedei dati
misurati
Definizione soglie
di allerta e logiche
di azionamento
autocampionatori
Fase 0
Preparazione progetto
Condivisione dati
quali-quantitativi
scarichi industriali
Mappatura delle ditte
da monitorare
Individuazione dei
bacini fognari
Localizzazione delle
unità Kando
Fase 1
Installazione
Unità Kando
Installazione
delle unità di
monitoraggio
Formazione
tecnico
operativa del
personale
Fase 2
Calibrazione
del sistema
Fase 3
Avviamento monitoraggio
Aprile 2019 Giugno 2019 Agosto 2019Luglio 2019
Fasieattività
Attività svolte Attività in corso
Dicembre 2019 Giugno 2020
Ottimizzazione
del sistema
Integrazione dei dati
monitorati con il
controllore di processo a
servizio del WWTP di
Castelnuovo Rangone
Gestione ottimizzata dei
reflui mediante stoccaggio
in vasche di accumulo
Integrazione delle unità di
monitoraggio qualitativo
con misura delle portate in
rete
Valutazione di meccanismi
di incentivazione per le
aziende virtuose
Utilizzo dati per valutazioni
sui piani di manutenzione
della rete fognaria

18. 18
Direzione Acqua
Risultati
 Riduzione degli Episodi di scarichi anomali con sovraccarico dell’impianto in
(frequenza e durata)
Attivazione sistema di
monitoraggio

19. 19
Direzione Acqua
Risultati
 Riduzione del carico in ingresso al WWTP

20. 20
Direzione Acqua
Risultati
 Riduzione dei OPEX : manutenzione impianto
Minori costi 2019 vs 2018 = - 24,38%
Attivazione sistema di
monitoraggio

21. 21
Direzione Acqua
Risultati
 Riduzione dei OPEX : consumo EE
2019 vs 2018 = - 10,13%
Miglioramento capacità di
trasferimento OD per kWh
consumato
Attivazione
sistema di
monitoraggio

22. 22
Direzione Acqua
Risultati
 Analisi di sensitività del sistema
Le analisi di laboratorio evidenziano
una corrispondenza tra i valori
misurati dalle sonde e i valori
analizzati, più marcata per il
parametro pH
L’istante di misura precede di
qualche minuto il campionamento

23. 23
Direzione Acqua
Risultati
 Suddivisione percentuale dei
«pollution events» sui distretti
monitorati
 Suddivisione percentuale dei
parametri fuori limite (Tab. 3
Allegato 5 D.Lgs. 152/06) nei
campioni analizzati

24. 24
Direzione Acqua
Risultati
 Trend giornalieri e
settimanali con
distribuzione dei
giorni e delle
fasce orarie di
maggior carico
 Monitoraggio e
campionamento
24/24 e 7/7
 Possibilità di
attivare logiche
ottimizzate di
gestione
dell’impianto

25. 25
Direzione Acqua
Conclusioni
 Maggiore Compliance Normativa
 Miglioramento della Qualità dell’Acqua
Depurata
 Ottimizzazione OPEX
 Riduzione CAPEX
 Engagement delle Aziende Virtuose

26. «Lo sviluppo dell’Intelligenza Artificiale sta radicalmente
trasformando la nostra capacità di interpretare e
comprendere la realtà in cui viviamo. Ogni fenomeno è un
sistema complesso di informazioni in relazione ed ognuna di
esse rappresenta una risorsa preziosa, in grado di attivare
nuove capacità di interpretazione e nuove opportunità di
crescita.»
Da Il Manifesto della Razionalità Sensibile – Energy Way