Tag Archives: Sewage treatment

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

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Protected: SWATER Mix 5.0: MultiFunctional Testing & Upgrading Software Tool for Urban and Industrial WWTP

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[IT] FENTON: Sistema Automatico di Controllo della “Compatibilità” dei Reflui Industriali e Speciali per il Trattamento Depurativo Biologico

La presenza di stazioni di pre-trattamento di reflui speciali sta diventando una consuetudine sempre più diffusa in molti degli impianti di depurazione di reflui urbani e di tipo misto, urbani e industriali (es.: a servizio di aree industriali, consorzi ASI, ecc.). Questa scelta è dettata evidentemente, da fattori soprattutto di tipo economico, dati i positivi riflessi sui bilanci gestionali degli stessi impianti. Tra i reflui che vengono in genere conferiti “su gomma” a detti impianti di depurazione, vi sono i percolati di discarica, gli spurghi di fosse settiche, reflui da aziende alimentari, tessili, della lavorazione dei metalli, grafiche, chimiche ecc. Il problema nella gestione dei reflui industriali e speciali è quello della “compatibilità” con il processo depurativo cui i reflui saranno sottoposti, considerando che in genere, trattasi di impianti di depurazione biologica e che ci sono dei limiti allo scarico finale da rispettare (v. D.lgs 152/1999 e succ. D.lgs 258/2000 art.36).

Controllo del Pre-Trattamento di Ossidazione Chimica:

FENTON Multidimensional Fuzzy-Model Control  

Il processo FENTON è un trattamento di ossidazione chimica, che risponde alle esigenze di depurazione di reflui non trattabili biologicamente, quali ad esempio quelli altamente tossici o inorganici.  Anova ha messo a punto un Sistema di Controllo Automatico dei Processi di Ossidazione Chimica FENTON basato fondamentalmente sulla misura real-time del pH, dell’ORP e del COD. La procedura adottata si basa sulla gestione ottimale del dosaggio di H2O2 e FeSO4 sulla base della tipologia di refluo in ingresso a condizioni di pH e temperatura ottimizzate.

Full-size image (54 K)

La tecnologia Fenton si applica per il trattamento di diversi scarichi industriali contenenti composti organici tossici, quali fenoli, formaldeide, coloranti, pesticidi, additivi plastici, ecc. Essa si basa sulla elevata reattività del radicale ossidrile, che si forma in condizioni controllate di pH e temperatura, a partire da acqua ossigenata e ferro. Perché il trattamento si efficace e stabile, occorre in genere che il processo venga messo a punto con prove di laboratorio su campioni rappresentativi delle acque reflue da trattare.

Fenton

Controllo del Trattamento Biologico con procedure SWater Mix e di risparmio energetico WDOxy-Fuzzy:

Procedura SWATER Mix per la verifica della “compatibilità” dei reflui industriali e speciali con il processo depurativo. Il Codice di Calcolo SWATER-Mix contiene, una soluzione a ciò: in aggiunta alle funzionalità già presenti in SWATER Pro è presente la possibilità di simulare (come Dimensionamento/Verifica) le fasi di pre-trattamento fisico-chimico di liquami di tipologia industriale, nei seguenti casi:

  1. liquami misti urbano-industriali conferiti per fognatura dinamica;
  2. liquami speciali conferiti “su gomma” (autobotti, bottini, ecc.);
  3. liquami combinati tra il caso 1) e 2), ovvero liquami speciali miscelati in toto o in parte, ai liquami di cui al sopracitato punto 1).

Il Codice di Calcolo SWATER-Mix contiene, quindi, oltre alle sezioni di Trattamento Preliminare, Primario, Secondario e Terziario tipici degli impianti di depurazione e affinamento delle acque reflue prevalentemente di tipo civile (già presenti in SWATER Pro), anche una sezione di caratterizzazione e pre-trattamento chimico-fisico delle acque reflue industriali e speciali (non pericolose). In definitiva, in SWATER-Mix si ha una sezione aggiuntiva di pre-trattamento Chimico-Fisico ( a valle della grigliatura e dissabbiatura, e precedente ai trattamenti primari) costituita delle seguenti fasi di trattamento:

  1. Caratterizzazione dei Reflui Misti Civile-Industriale che afferiscono per fognatura e dei Reflui Industriali/Speciali che afferiscono per trasporto su “gomma”;
  2. Stoccaggio Iniziale – Pre-Omogeneizzazione;
  3. Correzione (Eventuale) del pH;
  4. Coagulazione-Flocculazione;
  5. Precipitazione Chimica;
  6. Stoccaggio Finale – Omogeneizzazione.

In altri termini,  SWaterMix consente di analizzare diverse situazioni di apporto di acque miste urbane-industriali, con la possibilità di parzializzare e di omogeneizzare le portate di liquame da destinare al trattamento chimico-fisico.

 Campo di Applicazione:  SWaterMix è implementato per impianti di depurazione delle acque reflue miste urbane e industriali o assimilabili costituiti dalle seguenti sezioni di trattamento:

LINEA ACQUE

  • TRATTAMENTI PRELIMINARI:   Sollevamento, Grigliatura, Dissabbiatura Equalizzazione / Bacino di Pioggia
  • TRATTAMENTI CHIMICO-FISICI:   Stoccaggio-Omogeneizzazione,  Neutralizzazione pH, Coagulazione-Flocculazione, Precipitazione Chimica, Omogeneizzazione Finale
  • TRATTAMENTI PRIMARI:  Sedimentazione Primaria, Flottazione
  • TRATTAMENTI BIOLOGICI SECONDARI:   Rimozione del Carbonio, Rimozione dei Nutrienti (Denitro-Nitro), Sedimentazione Secondaria
  • TRATTAMENTI TERZIARI:   Defosfatazione chimica di emergenza, Filtrazione, Disinfezione UV-c, Clorazione.

LINEA FANGHI:  Ispessimento, Digestione Anaerobica, Digestione Aerobica, Post-Ispessimento, Disidratazione

SWATER-Libro

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WDOxydev WDOxy Fuzzy Controller

Innovativo sistema di gestione e controllo dell’ossigeno disciolto in vasca d’aerazione e  dell’azoto ammoniacale nell’effluente, basato su un Modello di Controllo Processo in logica fuzzy. WDOxy-Controller utilizza un approccio dinamico come “strategia di controllo Ossigeno Disciolto”   basata sull’utilizzo di sensori a Ioni Selettivi (NH4 +, NO3-) come analizzatori on-line (in opzione è possibile utilizzare sensori low-cost di ORP.

FUNZIONAMENTO:

https://waterenergyfood.net/2013/06/02/wdoxyfuzzy-control-for-improved-nitrogen-removal-and-energy-saving-in-wwtp-with-predenitrification/

Il valore di Azoto ammoniacale (NH4+) viene misurato in continuo, confrontato in tempo reale con il valore desiderato ed infine utilizzato per il calcolo del set-point (ODsp) variabile dell’ossigeno disciolto. Il valore del set-point di ossigeno disciolto è poi confrontato con la misura dell’ossigeno disciolto OD presente in vasca in quel momento e determina, grazie ad una regolazione con logica fuzzy, l’erogazione dell’aria.

La procedura  WDOxy-Fuzzy può essere facilmente implementata in un qualsiasi sistema di controllo (PLC), nonché in  sistemi di supervisione (SCADA). Può inoltre essere configurato e modificato durante il suo funzionamento.

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Per informazioni:

 

[EN] WDOxy/Fuzzy-control for improved Nitrogen Removal and Energy Saving in WWTP with predenitrification

WDOxydev

Application of fuzzy-logic to improve the control of the activated sludge process. WDOxy-Controller is a dynamic (non-deterministic/fuzzy) approach model to “Dissolved Oxygen Control Strategy” in wastewater nutrient removing, basically based on using of Ione Selective (NH4+, NO3-) on-line analyzers, but in option it is possible to use on-line ORP/pH (Redox potential) low-cost sensors too. Fuzzy-logic based control strategies for wastewater treatment plants with pre-denitrification should lead to better effluent quality and, in parallel, to a reduction of energy consumption. The WDOxy goal is to develop a “dynamic DO set-up on need” calculation able to provide a continuous nutrient removal process control, under legal outlet limits and within a sustainable energy saving control. Compared to the operation with fixed nitrification/denitrification zones and constant DO concentrations, the required air-flow could be reduced up to 24% by using fuzzy-logic based control strategies. In fact, Traditional “DO Closed Loop Control” (aeration control) is a well-known automation procedure that does not allows to timely face the real need of oxidation that biological process dynamically requires from time to time. On the contrary, WDOxy control is able to face DO requirement, in all nutrient removal biological processes (N and P), in a cost efficient way, that means, by dosing energy on the base of a real-time evaluation of biomass metabolism.

WDOxy

The WDOxy fuzzy-controller procedure can be easily implemented in modern control and supervision systems and  the control characteristics can be followed and modified during operation.

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For more info:

[EN-IT] MICROexpert: Activated Sludge Diagnostic Tool

MICROexpert: an effective Professional Tool to prevent solid separation problems

MICRO MICROexpert- Technical Sheet

MICROexpert is a knowledge based software tool for diagnosis and trouble-shooting of operational problems in activated sludge. It deals with suspended-solid systems in aerobic or in nutrient removing (N and P) processes, in CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) or Plug Flow reactors. The main goal of this tool is:

  • Detecting, at the right time, functional instability and anomalies in  progress;
  • Advising on possible corrective operations to prevent solid separation problems (bulking, foaming, rising, pin point floc, etc.), and therefore,
  • Avoiding failures of effluent quality.

img232From:  MANUAL on the CAUSES and CONTROL of ACTIVATED SLUDGE BULKING and FOAMING

http://www.ncsafewater.org/Pics/Training/SpringFling/SC2010/SC10Presentations/WW.Monday.PM.0130.Wagoner.pdf

JM  MeD

A holistic approach to diagnosis MICROexpert major strength is its data-fusion, which is the ability to  merge consistently different type of data and information to the best diagnosis:

  • Microscopic sludge analysis on microfauna, sludge biotic index (SBI), sludge floc morphology and filamentous bacterial growth;
  • Laboratory physico-chemical analysis;
  • Operative parameters evaluated on field;
  • Visual investigation on efficiency of each wastewater treatment.

Incubation period and real-time process control MICROexpert exploits the peculiar “slow” dynamics of activated sludge and its incubation time (days before the effects of biological undesiderable anomalies) to predict diagnosis. Infact, a problem could not be promptly detect before it has occurred, by the only physico-chemical parameters. Generally, an incubation period is a considerable lapse of time…  This period (sometimes weeks), has to deal with a lack of a timely diagnosis!

RISING19_1

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For Info:

[IT-EN] …most used links…

[EN] WWTP/check: Checking Procedure for Biological Nutrient Removal Processes with evaluation of possible Energy/Cost Saving in pre-Denitrification/Nitrification scheme

WWTPWWTPcheck – Math Model 

Nitrogen Removal and Control Strategy in Continuous-Flow-Aeration 
DenitroNitroCheck-EN

WWTPcheck Model is based on typical Mathematical Models referring in the field (ASM 1/2/3, WPRC), but it supplemented with Performance Indicators (KPIs), which also provide information on the Residual Depurative Capacity. The predenitrification process was first developed and proposed by Ludzack and Ettinger (1962) and later modified by Barnard (1973), who completely separated the anoxic and aerobic reactors, recycling the settler underflow to the anoxic reactor, and providing an additional recycle from the aerobic to the anoxic reactor, see Figure below:

den-nit

WWTPcheck Flow scheme:  Modified Ludzack-Ettinger process (Denitro/Nitro)

Main Functionalities of Evaluation of WWTPcheck  procedure:

  • Percentage of Performance of Biological Nutrient Removal Process.
  • Min/Max values of Dissolved Oxygen required to avoid process problems (bulking, etc.).
  • Characterization of Functional Parameters of the Aeration System.
  • Percentage of possible Energy Saving in the Aeration System (variable DO setpoint calculation on the base of min/max biological need…).
  • Energy required for Aeration System.
  • Percentage of Electrical Energy Cost Saving.
  • Percentage of Sludge/Waste produced and their Cost.
  • Customized Input/Output Reporting.

The WWTP/check procedure is  available in MS-Excel file (.xls or .xlsx – MS Office-Excel 2007 or compatibles) to be better used as a checking tool and test.

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For info or for a quote:

MBBR/IFAS Model: Math Procedure for Upgrading of existing WWTP by using Carrier

Hydroxyl-Pac (biofilm growth under magnification) TRANSPARENTThe  Mathematical Procedure aims at to  evaluate  the capacity of the purification, in terms of removing carbon and nitrogen (C, N), in pre-existing activated sludgeplants (AS), avoiding structural modifications on biological reactors volume, but integrating them with IFAS/MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) technological solution. The functionality of the biomass suspended (MLSS) is enhanced with an additional system to immobilized biomass, through the use of a system consisting of granular plastic supports high ratio surface/mass  (Carrier). The added Carrier creates a natural habitat for the development of a biofilm layer (adherent biomass), mainly responsible for the phenomena of nitrification of ammonia contained in the sewage to be purified. The IFAS math procedure, although starting from technical-scientific and experimental approach available in the literature, it is defined by a heuristic model that allows to determine the “equivalent effect induced” as process IFAS / MBBR, or the”virtual increase in volume” of the reactor AS (ie concentration of total biomass), as a result of the integration process with the immobilized biomass in IFAS.

In other words, the WIFAS procedure assimilates the reactor AS, enhanced with the process IFAS, to a “increased” reactor volume, having a final behavior equivalent to that of a dimensional expansion of the initial reactor AS.
The WIFAS math procedure integrates SWater or WWTP/check code.

IFASsw   

The IFAS procedure is also available in MS-Excel file to be better used as a checking tool and test.

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For INFO and a quote: