L’ambiente nell’era digitale: l’utilizzo di Decision Support System KPI e controllo del processo nella gestione dei depuratori Piave Servizi

Codognè (TV), 28 febbraio 2019
DOTT. GIORGIO SERRA, ING. FRANCESCA SCANDOLO - PIAVE SERVIZI SRL
L’AMBIENTE NELL’ERA DIGITALE:
L’UTILIZZO DI DECISION SUPPORT SYSTEM, KPI E CONTROLLO DEL
PROCESSO NELLA GESTIONE DEI DEPURATORI DI PIAVE SERVIZI

IWS – ITALIAN WATER TOUR – APERITIVO TECNOLOGICO
Ciclo di seminari su Macro indicatori di qualità tecnica, buone pratiche, opportunità di R&S
Delibera 917/2017/R/idr del 27.12.2017
Regolazione della qualità tecnica del servizio integrato
EFFICIENZA
(Consumi energetici)
KWh/A.E. e KWh/mc
EFFICACIA
(Rendimenti depurativi)
Registri su analisi di autocontrollo
Macro
indicatore M6
QUALITA’
DELL’ACQUA
DEPURATA
SETTORE TRATTAMENTO ACQUE REFLUE:
- 1.200 km di condotte
- 356 stazioni di sollevamento
- 43 impianti di trattamento
FOCUS SU 27 IMPIANTI DI TRATTAMENTO PRINCIPALI
Pianificazione degli
interventi previsti da
PIANO D’AMBITO Gestione dei periodi
TRANSITORI
Sistemi di
OTTIMIZZAZIONE PROCESSO

PIANIFICAZIONE DEGLI INVESTIMENTI
METODO PROPOSTO
4- CREAZIONE DI UN DECISION
SUPPORT SYSTEM PER LA
VALUTAZIONE DELLA TIPOLOGIA DI
INTERVENTO
1 - ANALISI DEI DATI DI
PERFORMANCE ALLO
SCARICO
5- INDIVIDUAZIONE DEGLI IMPIANTI
EFFICIENTABILI SENZA INTERVENTI STRUTTURALI
2 - DEFINIZIONE DI n.8 KPI –
INDICATORI DELLO STATO DI
FUNZIONAMENTO
DELL’IMPIANTO
3 - ASSEGNAZIONE
AUTOMATICA DI PUNTEGGI
IN BASE AI KPI DEFINITI
6- DEFINIZIONE DEI TEMPI DI
RITORNO DELL’INVESTIMENTO PER
GLI INTERVENTI DI
EFFICIENTAMENTO

MACROAREE DI
VALUTAZIONE
TRAMITE
INDICI PRESTAZIONALI
1 - A.E. COD
(120 gr. COD/a.e. d)
A.E. IDR
(200 l/A.E.)
AMMONIACA OUT
(< 3 mg/l)
iQ – KWh/mc
(<0,30 kwh/mc)
iAE – KWh/A.E. y
(< 20 KWh/A.E. Y)
iD – indice di diluizione
iDN – indice capacità residua

COME PIANIFICARE GLI INVESTIMENTI PER IL MIGLIORAMENTO DELLA QUALITA’ ALLO SCARICO E
L’EFFICIENTAMENTO DEI COSTI GESTIONALI?
PROTOCOLLO DI ANALISI DEI DATI DI
FUNZIONAMENTO DEGLI IMPIANTI
IMPIANTI EFFICIENTABILI FACILMENTE CON CONTROLLORE DI PROCESSO
TEMPO DI RITORNO
DELL’INVESTIMENTO < 2 ANNI

IMPLEMENTAZIONE DEI PRIMI 5 CONTROLLORI DI
PROCESSO E DI 7 OSCAR DASHBOARD CON KPI
Priorità adeguamento ai limiti
Transitorio all’ampliamento
Priorità Risparmi energetici
Priorità Controllo Real-Time

APPLICAZIONI CONTROLLORI E DASHBOARD
IN PIAVE SERVIZI

Potenzialità di progetto: 18.000 AE
Obiettivo: RISPETTO DEI LIMITI SUL PARAMETRO AZOTO TOTALE
Data avviamento OSCAR®: 12/12/2018
Modalità di controllo: ammoniaca e ossigeno (OSCAR® STD)
Oderzo (TV) loc. Spinè
0
5
10
15
20
25
30
35
AZOTO TOTALE ALLO SCARICO
AVVIAMENTO OSCAR
LIMITE NTOT 15 mg/l
Pre-
OSCAR®
OSCAR® riduzioni
CONSUMO ENERGETICO [kWh/d] 1.896* 1.607 15,3 %
AZOTO TOTALE out [mg/l] 18,9* 5,7 69,8 %
* Dati medi anno 2017
PAY BACK PERIOD 3 ANNI

Meolo (VE)
Potenzialità di progetto: 9.000 AE
Obiettivo: RISPARMIO ENERGETICO
Data avviamento OSCAR®: 14/02/2019
Modalità di controllo: ossigeno (OSCAR® Zero)
Pre-OSCAR® OSCAR® riduzioni
CONSUMO ENERGETICO [kWh/d] 1.312* 1.193 - 9 %
AZOTO TOTALE out [mg/l] 9.8* 5.2 - 47 %
RIDUZIONE E.E. COMPLESSIVA PARI A € 7.400/anno
PAY BACK PERIOD < 1 ANNO
* Dati medi anno 2017
Pre-OSCAR® OSCAR® riduzioni
CONSUMO ENERGETICO [kWh/d] 1.312* 1.193 9 %
AZOTO TOTALE out [mg/l] 9.8* 5.2 47 %

COME IMPLEMENTARE UNA GESTIONE TERRITORIALE AVANZATA PER IL RISPETTO DEGLI
INDICATORI ARERA?
SVILUPPO & INNOVAZIONE
SVILUPPO DI INNOVATIVI KPI DI PROCESSO PER IL SUPPORTO
IN REAL TIME ALLA CONDUZIONE DEGLI IMPIANTI
ELABORAZIONE, GESTIONE, SINTESI DEI MIGLIAIA DI DATI ACQUISITI ONLINE BIG DATA ANALYSIS

COME IMPLEMENTARE UNA GESTIONE TERRITORIALE AVANZATA PER IL RISPETTO DEGLI
INDICATORI ARERA?
1) MODELLAZIONE E TEST DEI KPI GESTIONALI
SU IMPIANTO QUARTO D’ALTINO COME PILOTA
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
2) VALIDAZIONE INDICI SU IMPIANTI
CONEGLIANO, ODERZO, CORDIGNANO
3) ESTENSIONE KPI SU SCALA DI BACINO ED
IMPLEMENTAZIONE IN TELECONTROLLO
AZIENDALE

Sviluppo di indici gestionali KPI – IL RISULTATO

Sviluppo di indici gestionali
1) Modellazione dinamica dell’impianto di Quarto d’Altino (software WEST by DHI)
SI OTTIENE UN MODELLO IN CUI È POSSIBILE TESTARE QUALUNQUE SITUAZIONE DI CARICO O DI GESTIONE DELL’IMPIANTO

Sviluppo di indici gestionali
1) Modellazione dinamica dell’impianto di Quarto d’Altino
Ingressi
Misure in vasca
Calibrazione sull’uscita
SI OTTIENE UN MODELLO IN CUI È POSSIBILE TESTARE QUALUNQUE SITUAZIONE DI CARICO O DI GESTIONE DELL’IMPIANTO

Sviluppo di indici gestionali KPI
1) Modellazione dinamica dell’impianto di Quarto d’Altino
ISO (INDICE DI STABILITÀ OPERATIVA) : L’IMPIANTO E’ STABILE O CI SONO ANOMALIE?
IPRSP (INDICE DI PRIORITÀ DI SPURGO) : DEVO SPURGARE FANGO?
ISPECC (INDICE DI SPURGO ECCESSIVO) : HO SPURGATO TROPPO FANGO?
ISQ (INDICE SQUILIBRIO LINEE): LE DIVERSE LINEE DI TRATTAMENTO SONO EQUILIBRATE?
IE (INDICE ENERGETICO) : QUANTA ENERGIA STO SPRECANDO?
KPI: INDIVIDUANO E QUANTIFICANO UN’ANOMALIA

1) Modellazione dinamica dell’impianto di Quarto d’Altino - SIMULAZIONE
Evento simulato: Alto carico
(es. scarico anomalo)
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
ISO – indice stabilità operativa
TEST 5° 90° INDISTURBATO
Evento simulato: Basso carico
(es. evento piovoso)
-1,40
-1,20
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
ISO – indice stabilità operativa
TEST 5° 90° INDISTURBATO

1) Modellazione dinamica dell’impianto di Quarto d’Altino - SIMULAZIONE
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
iPrSpTot – INDICE DI PRIORITA’ DI SPURGO
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
SST – solidi sospesi totali
Evento simulato:
eccesso di solidi sospesi totali nel comparto biologico necessità di spurgo del fango
INDICE PRIORITA’ DI SPURGO – RANGE TRA O – 1 ADIMENSIONALE

Modellazione dinamica dell’impianto di Quarto d’Altino - SIMULAZIONE
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
SST - solidi sospesi totali
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
iSPecc – indice di spurgo eccessivo
Evento simulato:
Eccesso di spurgo di fango necessità di fermare/ridurre supero del fango
INDICE DI SPURGO ECCESSIVO – RANGE TRA O – 1 ADIMENSIONALE

2) Applicazione degli indici in real-time
Alto carico (es. scarico anomalo o eccesso solidi in vasca)
Basso carico
(es. evento piovoso)
Indice di Stabilità Operativa (ISO) - impianto di Conegliano
ISO Consente di individuare in tempo reale scostamenti dal normale
funzionamento processistico dell’impianto

Indice di Squilibrio tra diverse linee - impianto di Conegliano
iSq Consente di quantificare lo squilibrio tra diverse linee dello stesso impianto,
individuandone anche le cause (idrauliche o di processo)
Ossigeno L1
Ossigeno L2

Indice di squilibrio basato sull’ossigeno
indice di squilibrio basato sulla portata
Indice di squilibrio basato sui solidi in vasca
Squilibrio tra le linee dovuto a SOLIDI
SOSPESI IN VASCA diversi tra le 2 linee
Indice di squilibrio - impianto di Oderzo
iSqSST Consente individuare e quantificare lo squilibrio di gestione di processo
delle due linee (es. diverso spurgo) non dovute a squilibrio di carico

Indice di Priorità di Spurgo (iPrSp) e Indice di Spurgo Eccessivo (iSPe)
SST molto elevati
rispetto alla media
SST molto
bassi rispetto
alla media
Indici di spurgo - impianto di Oderzo
iPrSp Consente di capire priorità di spurgo, anche paragonando diversi impianti
iSPe Consente di indirizzare l’operatore nell’ evitare uno spurgo eccessivo

Indice di spreco energetico - impianto di Conegliano
iE calcola in tempo reale lo spreco energetico, indirizzando manovre gestionali ed investimenti di
efficientamento ex ANTE .Utile nella verifica di investimenti EX POST (es. cambio compressori, diffusori, ecc…)

Indice di spreco energetico % prima e dopo l’avviamento dell’aerazione intermittente
AVVIAMENTO
OSCAR
AERAZIONE
INTERMITTENTE
Indice di spreco energetico - impianto di Oderzo
iE con applicazione di OSCAR si è azzerato (EX ANTE circa 15-20%) –> impianto performante energeticamente

3) ESTENSIONE KPI SU SCALA DI BACINO ED IMPLEMENTAZIONE
NEL TELECONTROLLO AZIENDALE
ETC mette a disposizione la propria OSCAR DASHBOARD con indicazione dei
KPI per l’interfaccia grafica, con l’intento di poter integrare l’intero sistema nel
nostro telecontrollo aziendale.

CONCLUSIONI
• Gli impianti tecnologici possono fornire un numero elevatissimo di dati, spesso non
valorizzati ed utilizzati correttamente;
• L’utilizzo di DECISION SUPPORT SYSTEMS, quali il Data Analysis Protocol (DAP) e l’OSCAR®
Dashboard, possono fornire utili indicazioni al gestore nell’ambito della pianificazione
degli investimenti e nella conduzione giornaliera degli impianti;
• I tool di Decision Support System, grazie all’utilizzo di KPI gestionali sintetici e
adimensionali, paragonabili tra diversi impianti, consentono:
controllo manageriale di un numero elevato di impianti per il rispetto degli indicatori ARERA
miglioramento della qualità allo scarico
riduzione dei costi gestionali OpEx
supporto all’operatore in campo per l’effettuazione di manovre correttive
supporto nella definizione degli investimenti da realizzare (ex Ante) e nella validazione /
collaudo degli investimenti eseguiti (ex Post)

GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Giorgio Serra
Francesca Scandolo
Simone Mariuzzo
Pietro Spinato
Francesco Poletto
Alberto Zaro
Personale operativo
Claudio Modena
Daniele Renzi
Francesca Bellamoli
Marco Vian
Elisabetta Fresta
Giuseppe Antonello
Debora Agarossi
Francesco Gelmini

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