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WBFuzzy control: Sistema di Ottimizzazione Resa produttiva del Biogas da Co-Digestione

systemWBFuzzy control: un  Sistema di Controllo per la ottimizzazione della resa produttiva di biogas, basato sull’utilizzo di algoritmi Fuzzy di Controllo EarlyWarning della Stabilità e dell’Efficienza del processo di Co-Digestione Anaerobica, con regolazione Quali/Quantitativa della miscela di alimentazione disponibile.

Il Sistema è finalizzato alla ottimizzazione della produzione di biogas dalla co-digestione anaerobica. La misura della portata di biogas e della %CH4 sono un ottimo feedback di controllo del processo, mentre è possibile integrare misure on-line  per monitorare le fasi a differente cinetica, con particolare rif. a quella acidogenica/metanogenica. La novità nel modello è immediatamente la semplicità applicativa, ma soprattutto la possibilità di regolare il digestore (perfissato il loop di temperatura), non solo sulla base della “quantità” di alimentazione, ma anche sulla “qualità” della stessa, in relazione al Potenziale Metanigeno (BMP) e al Costo unitario.

  1. Controllo EarlyWarning Multi-Fuzzy (Loop in Cascata) per il bilanciamento delle fasi del processo (rif.acidogenica/ metanogenica) sulla base di misurazioni on-line come: T, pH, ORP, EC, Portate massiche, Livelli, ecc.
  2. Controllo di FeedBack Loop-Control sulla resa Biogas: misura volumetrica della portata biogas, %CH4 (%CO2)
  3. Loop Fuzzy di Regolazione Portata di Alimentazione/Ricircolo, su base idraulica e in base alla “Classe” Qualitativa della Matrice di alimentazione disponibile  (in base al Potenziale Metanigeno, al Costo Unitario dei Componenti di alimentazione, ecc.)

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EarlyDIG  EarlyDIG

 Guida Utente software EarlyDIG

L’applicativo software Early Dig analizza il funzionamento di un digestore anaerobico per fanghi di origine mista, civile ed industriale
e ne aiuta la gestione mediante:

  • Rilevazione e Diagnostica di instabilità presenti, individuandone le possibili cause;
  • Segnalazione Early-Warning di instabilità, individuandone anche in questo caso le possibili cause;
  • Truobleshooting, fornendo indicazioni sui possibili rimedi, una volta individuate le cause di instabilità.

Il suo scopo è favorire la scelta delle condizioni di alimentazione più opportune, grazie ad un monitoraggio e controllo intelligente sul processo, evitando così i grossi problemi legati allo smaltimento di considerevoli quantità di fango non stabilizzato e ai lunghi tempi di intervento.

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Per ulteriori informazioni:

[IT] SWATER Mix 5.0: Dimensionamento/Verifica/Upgrading/Simulazione di Impianti di Depurazione Acque Reflue Urbane e Industriali

SWATER SWATER: il software tool italiano (dal 1999) per i Professionisti di Impianti di Depurazione acque reflue civili e industriali – Simulazione Dinamica dell’Efficienza di Rimozione C,N,P.

SWater Mix è la soluzione software che mette d’accordo i progettisti ed i gestori di impianti di trattamento acque reflue urbane e industriali. E’ uno strumento flessibile, che permette di unire teoria ed esperienza pratica. SWater è stato sviluppato per verificare la rispondenza funzionale (in progetto o in verifica) degli impianti di depurazione di acque reflue, soprattutto con riferimento ai parametri di qualità dell’effluente depurato (rispetto ai limiti di legge prefissati). Oltre al trattamento biologico secondario (Denitro/Nitro+Defosfatazione)  di rimozione del Carbonio e di rimozione biologica dei nutrienti (N,P), il programma tratta l’intera Linea Acque, dai pretrattamenti iniziali, all’affinamento terziario (filtrazione, defosfatazione di emergenza), nonché la Linea Fanghi, con la possibilità di utilizzare la digestione anaerobica, oppure quella  aerobica dei fanghi, fino alla disidratazione dei fanghi. Consente di pretrattare portate aggiuntive (trasporto bottini) o integrate in fogna, di liquami di tipo prettamente industriale (trattamento chimico-fisico iniziale) e, previa omogeneizzazione dosarle nel biologico secondario. Utilizza i Modelli Matematici di Riferimento della letteratura scientifica del settore (ASM 1/2/3, IAWPRC), ma  integrati con Indicatori di Performance (KPI), i quali forniscono anche indicazioni sulla Capacità Depurativa Residua per ciascuna sezione di trattamento. Non ultimo, in termini di importanza, SWater produce automaticamente le Relazioni Tecniche di Processo (in formato MS-Word), sia sezione per sezione di trattamento, sia omni comprensiva di tutte le fasi di trattamento implementate.

Gli algoritmi utilizzati nel software sono esplicitamente riportati TUTTI “ in chiaro” in un Libro e nei manuali in .pdf. SWater è semplice e intuitivo da utilizzare e consente di passare da progettazione a verifica ad upgrading con un semplice click. Consente di calcolare sia valori puntuali dei parametri di di progetto/verifica, sia i range ottimali di esercizio (ODmin/ODmax; MLSSmin/MLSSmax, ecc.). Consente di simulare dinamicamente la funzionalità dell’impianto nell’intero campo di variabilità dei parametri del trattamento biologico Denitro/Nitro e di sedimentazione secondaria, ottenendo graficamente e numericamente il punto di funzionamento oltre il quale la qualità dell’effluente è fuori i limite di Legge prefissati. È sul mercato dal 1999 ed è stato testato sul campo, con riferimento a centinaia di impianti di depurazione sul territorio nazionale ed europeo (Richiedi il Reference Testing Report). È utilizzato da moltissimi tecnici progettisti e gestori di impianti e dalla gran parte delle aziende multi servizi e dalla stessa ARPA Lombardia.

Nel prezzo già molto competitivo [Acquista], è compresa non sola la licenza d’uso e la manualistica di riferimento, ma anche l’assistenza per 12 mesi gratuita, sia sull’utilizzo del software, sia sulle questioni di dimensionamento, verifica, up-grading e controllo di processo.

Brochure  SWater Pro 4.0 [IT]  Brochure  SWater Mix 5.0 [IT] 

dep notte SWATER-Libro

Perché scegliere SWATER?   – Quick Guide – IT  

[EN] SWATER DEMO download  (dopo il downloading cambiare il suffisso “swater.ppt” in “swater.exe”) –  [EN] DEMO youtube       [Acquista]

Articoli IASWATER MIX – Acque Urbane/Industriali – MICROexpert: Diagnostico sui Problemi di Sedimentabilità del Fango [IT] – La Verifica degli Impianti [IT] 

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MICROexpert: il Software Tool per la Diagnosi dei Problemi Sedimentabilità del Fango Attivo (Bulking, Foaming, Rising, PinPoint) attraverso l’Analisi Microscopica del Fango. [IT/EN]

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WWTP  WWTP Checking/Up-Grading:  Modelli per la Verifica della Capacità Depurativa e del Potenziamento degli Impianti Nitro/Denitro esistenti, sottoposti a Sovraccarico e/o a Restrizioni nella Rimozione delle Sostanze Nutrienti (N, P).

La procedura software WWTP Checking/Up-Grading si compone dei seguenti moduli di calcolo:

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Interfacciamento tra Strumentazione e Stazioni Remote, PLC, Data Logger e/o Sistemi di Acquisizione – MISURE_ANALOGICHE -di_Luciano Caviglia – Marco Maglionico – Settembre2007

Riferimenti su SWATER e MICROexpert suuno dei più completi e funzionali testi di Ingegneria Sanitaria Ambientale: “ACQUE REFLUE – Progettazione e Gestione di Impianti per il Trattamento e lo Smaltimento” di Giovanni De Feo, Sabino De Gisi e Maurizio Galasso (http://www.darioflaccovio.it/pdfdescr/762-DF0118.pdf)

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FA 27.09.2000VerifImp 

Procedure di Controllo “On-Site” dei Processi Depurativi Chimico-Fisici-Biologici con Strumentazione Portatile (Slides Corso on-site di Verifica Impianti)

Potrebbe sembrare quasi provocatorio, ma viene messo in evidenza nelle slides del “Corso on-site di Verifica Impianti” come il controllo e la verifica di impianti di trattamento delle acque reflue (per la rimozione del carbonio e delle sostanze nutrienti N-P), possa essere effettuato nella stragrande maggioranza dei casi, utilizzando la tipica Strumentazione on-line portatile (Misuratori di parametri elettro-chimici, Microscopio portatile), i nostri sensi della vista e dell’olfatto e un PC/portatile con a bordo i pacchetti software SWater Mix e Microexpert (https://waterenergyfood.net/2013/05/21/swater-mix-5-0-by-anova/), (https://waterenergyfood.net/2013/05/20/activated-sludge-diagnostic-tool/).

In altri termini, l’Attrezzatura Portatile minima necessaria per la Verifica di Funzionalità è indicata nella seguente lista:

  • Misuratore pH/Redox/Temperatura
  • Misuratore di Conducibilità
  • Microscopio a C.F. 10x, 40x, 100x,
  • Accessori per il campionamento e l’esame
  • PC/Portatile S.O. MS-Windows
  • Procedure software SWATER e MICROexpert

Attualmente, nel nostro Paese, esistono più di 7400 impianti di depurazione. Sin’ora tutta l’acqua depurata, tranne pochissimi casi di riutilizzo industriale, viene reimmessa nei corsi d’acqua superficiali e in mare. Secondo dati ISTAT, i piccoli impianti sono la stragrande maggioranza dei depuratori italiani: ben il 78% degli impianti ha una potenzialità al di sotto dei 2000 AE.  L’adozione di limiti legislativi sempre più restrittivi (v. aree sensibili) sulla qualità dell’effluente degli impianti di depurazione, la necessità di una gestione più razionale ed economica del processo di trattamento, unitamente alla tendenza a lasciare gli impianti medio-piccoli scarsamente presidiati, stanno portando ad un riesame delle metodologie gestionali e tecnologie strumentali, che possano consentire un processo di trattamento delle acque reflue efficiente e di elevata qualità a costi contenuti. Ma “non si può controllare ciò che non si conosce a fondo” e pertanto, per  una migliore comprensione dei meccanismi di processo è necessario l’impiego di sistemi di verifica, controllo e regolazione delle diverse unità di trattamento sempre più accurati.

Servizi di PROCESS CONTROL:

LiquicontrolEH

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quote

[IT] Modello di Calcolo per Depuratori Nitro/Denitro a CICLI ALTERNATI: WWTP/check-Alt:

WWTP

Procedura di Calcolo per Denitro/Nitro a Cicli Alternati (in vasca unica)

Il processo di aerazione intermittente consente di ottenere la nitrificazione e denitrificazione in uno stesso reattore biologico durante le fasi di aerazione e non-aerazione. La portata di acque reflue influente è sostanzialmente continua. La fornitura ciclica (on/off) di aria consente la creazione la formazione di condizioni aerobiche ed anossiche adeguate per l’implementazione di fasi sequenziali di nitrificazione e denitrificazione. Dal punto di vista del controllo, il processo di aerazione intermittente può essere implementato attraverso strategie basate o su una  temporizzazione prefissata dei cicli, ovvero utilizzando strumentazione analitica per la misura on-line dei parametri di processo (es.: OD, ORP, pH, NH4, NO3). Confrontando lo schema di processo convenzionale (continuo) di nitrificazione/ denitrificazione con quello ad aerazione intermittente, quest’ultimo risulta caratterizzato da un più alto grado di flessibilità. Infatti, è possibile regolare facilmente la lunghezza della fase di nitrificazione e quella della denitrificazione, ad esempio, sulla base delle concentrazioni misurati in tempo reale nell’effluente. Inoltre, questo schema consente di evitare la fase di ricircolo dei nitrati (richiesto nello schema di pre-denitrificazione convenzionale), spesso caratterizzato da elevati valori di portata e consumo di energia.

Il Modello  di Funzionamento del Processo Nitro-Denitro a Cicli Alternati (WWPT/checkALT) proposto, si basa sostanzialmente sull’utilizzo di equazioni cinetiche e bilanci di massa descriventi il processo di nitrificazione e denitrificazione (Activated Sludge Model – ASM 1-3). Si tratta comunque di un processo meno intuitivo rispetto al Ciclo Continuo, ma più flessibile rispetto alla variabilità dei carchi inquinanti in ingresso. Vi è inoltre, una maggiore complessità di configurazione del Modello (set Tc/HRT, tn/td, NO3out, NH4out, ecc.].

. CA

WWTP/checkAlt per il dimensionamento ex-novo e la verifica di impianti esistenti (up-grading) è in grado di:

  • Verificare l’Applicabilità di un processo di depurazione biologica Nitro/Denitro a Cicli Alternati;
  • Dimensionare/Verificare il Volume del bacino del reattore biologico e le apparecchiature di processo (potenza compressori, miscelatori, ecc.);
  • Determinare i Tempi di Aerazione-Nitrificazione e di Stasi-Denitrificazione;
  • Valutare i Costi di Esercizio e il Risparmio Energetico rispetto ad un processo di tipo tradizionale;
  • Configurare il Sistema di Controllo Automatico dei Cicli Alternati Nitro/Denitro;
  • Follow-Up

FI

Il controllo in tempo reale dei tempi on/off di aerazione può essere effettuato sulla base del calcolo del Rapporto di Efficienza F, misurando on-line i valori di Ammoniaca in ingresso (NH4+in), Ammoniaca (NH4+out) e Nitrati (NOx-out) in uscita nell’effluente:

Φ = NOx-out/[(1-εn)×NH4+in – NH4+out + NOx-out]

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Acquista il Modello di Calcolo e la Specifica Tecnica Descrittiva

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Per info sul Modello e sul Sistema di Controllo a Cocli Alternati:

[IT] Conoscenza Efficiente: “Sapere è Potere” nell’Era della Net-Economy (1°Parte)

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Il valore della conoscenza nell’era della Net Economy

Lo scenario della Net Economy, come condivisione digitalizzata di dati, di informazioni e di conoscenza, appare quanto mai complesso, pieno di contrasti e paradossi, per cui vien da pensare che si tratti di un fenomeno ben lungi dall’essere del tutto conosciuto e compreso. Come spunto di riflessione possiamo scegliere a caso alcune notizie degli ultimi giorni: dal ragazzo inglese di 17 anni (Nick D’Aloisio) che è diventato ricchissimo con una sua idea innovativa “Summly“ (un App per smartphone, in grado di visualizzare in sintesi notizie complesse) ricevendo ben 30 milioni dollari dalla Yahoo; al boom di disoccupati “dottori” in Italia, con incremento del 41,4% annuo; alla gestione dei “Big Data” e la questione degli “Open Data” nella creazione di nuovo valore nel business; il tutto in uno scenario globale di diffusione dell’accesso alla Rete e di utilizzo pro-attivo del Web, che vede gli utenti italiani al 23° posto nel mondo (thewebindex.org).

La Net-Economy può apparire come una enorme ragnatela nella quale ognuno può scegliere di diventare “preda” o “ragno”: essere ragni significa affrontare la complessità della Rete come opportunità e imparare a gestirla traendone benefici, essere prede significa non riconoscere la realtà in continuo mutamento o cercare ottusamente di negarla, rimanendo sempre più esclusi e vittime (“PREDE o RAGNI – Uomini e organizzazioni in uno scenario ragnatela della complessità”, di Alberto F. De Toni e Luca Comello).
È curioso poi osservare come in questa era di Net-Economy si stia paradossalmente moltiplicando il numero di offerte di “business coaching” e di ricette consulenziali “miracolose” per far uscire le imprese dalla crisi o gli imprenditori dalla disperazione: tutto ciò può essere interpretato, secondo il mio parere, come un “Pronto Soccorso”, immediato ed efficace, ma in genere non risolutivo in mancanza di una “cura” che miri ad una soluzione di medio lungo termine.
E allora qual è questa possibile cura? Se con uno zoom potessimo allontanarci dalla visuale contingente, in genere molto limitata per comprendere la dinamicità del cambiamento (sarebbe come osservare quello che succede fuori guardando dal buco della serratura del proprio uscio di casa…), ci aiuterebbe moltissimo individuare il sistema di riferimento inerziale, nel quale valgono i principi base della natura (Ecosostenibilità) e dell’uomo (v. Piramide dei Bisogni Primari di A.Maslow), a prescindere dagli scenari tecnologici, politici e di mercato del momento. Una corretta gestione della conoscenza, con gli giusti strumenti di approccio (potere), consentirebbe di guidarci e di districarci nella complessità, seguendo la via più breve e duratura.

Fino all’inizio degli anni ’90, il detto “Sapere è Potere” (v. Francis Bacon) si riferiva soprattutto alla capacità della conoscenza di rendere forti e liberi di scegliere i detentori del sapere e del saper fare, ovvero al valore e all’efficacia della conoscenza nel raggiungimento dei propri obiettivi personali e professionali. “La conoscenza non ha valore se non la metti in pratica” scriveva Heber J.Grant. Nell’attuale scenario della Net-Economy e della Globalizzazione, una conoscenza efficace non è più sufficiente a garantire il suo “potere”. In un contesto di interazione “allargato” al mondo intero, assume un peso predominante il concetto di “efficienza della conoscenza”, ovvero la capacità adattarsi velocemente ad un contesto di interazione dinamico e mutevole e disperso.
In questo nuovo scenario di economia, prevalgono la capacità di interpretare/anticipare il mercato (le idee), il valore del prodotto/servizio (la qualità), la reputazione e la competenza (credibilità). “Non c’è economia dove non c’è efficienza” diceva Benjamin Disraeli, frase quanto mai attuale.
La domanda allora è: come è possibile rendere la nostra conoscenza, oltre che efficace (proattiva), anche efficiente (competitiva)? La soluzione è nascosta nel concetto secondo il quale per far bene un lavoro (Valore) bisogna innanzi tutto possedere la cassetta degli attrezzi giusti: noi siamo certamente in grado di immaginare cosa ci sia dentro la cassetta degli attrezzi ad es. di un idraulico, di un elettricista e di un medico, ma non conosciamo ancora bene cosa siano e come gestire efficacemente gli strumenti della conoscenza, a partire dai quattro componenti strutturanti DIKW (Dati, Informazioni, Conoscenza, Saggezza), per finire all’approccio interdisciplinare, alla capacità di sintesi e di semplificazione della complessità: ma, come si sente spesso in TV, tutto ciò sarà oggetto di una prossima riflessione sulla “conoscenza efficiente”.

ConEffhttp://www.conoscenzaefficiente.it/