AUTOMAZIONE DI PROCESSO - DEPURATORE DI MILANO SAN ROCCO MM Spa - Gestore Sistema Idrico Integrato della Città di Milano Ing. Caterina Jane ...
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
AUTOMAZIONE DI PROCESSO DEPURATORE DI MILANO SAN ROCCO MM Spa – Gestore Sistema Idrico Integrato della Città di Milano Ing. Caterina Jane Saracino- Responsabile Processo FAST – 18 Maggio 2021
07/05/2021 2
MM SpA
MM SpA è una società multi-servizi ed è un partner strategico per lo sviluppo e gestione dei
principali servizi, le infrastrutture e le proprietà pubbliche della città di Milano.
Divisione S.I.I. - Servizio Idrico Integrato: MM SpA serve una popolazione di circa 2 milioni di
persone, tra residenti ed utenti giornalieri fornendo i seguenti servizi principali:
Produzione e fornitura di acqua potabile (230 Mil m3/anno)
Gestione del sistema di fognatura (circa. 1.500 km di rete)
Trattamento delle acque di scarico (2 grandi impianti di depurazione più di 1 Mil A.E. + 1
impianto più piccolo)
Costante monitoraggio della qualità delle acque
3 Dicembre 2020
Chi è MM?
Luglio 1955 Giugno 2003 Dicembre 2014
INGEGNERIA SISTEMA IDRICO INTEGRATO EDILIZIA RESIDENZIALE
PUBBLICA
Il Comune di Milano affida a MM gestisce il servizio di prelievo MM gestisce il patrimonio
Metropolitana Milanese (oggi in falda, potabilizzazione e immobiliare di proprietà del
MM) la progettazione e la distribuzione, raccolta e Comune di Milano, esercitando le
realizzazione prima della rete depurazione degli scarichi fognari funzioni di property e facility
metropolitana e poi di per il Comune di Milano, management, incluse le attività di
infrastrutture per la mobilità e la servendo circa 2 milioni di manutenzione ordinaria e
riqualificazione urbana, e di opere persone, tra residenti e city users. straordinaria, e di ripristino degli
di pubblico interesse. alloggi.
Gennaio 2016
ACCADEMIA D’IMPRESA - aperta a manager, professionisti, tecnici della Pubblica
Amministrazione, altre Utility e ONG - per condividere il patrimonio di innovazione tecnologica e
know how nel campo della progettazione, della costruzione e della gestione di infrastrutture, reti e
servizi.
4 Dicembre 2020
Depuratori di
Milano Bacino
Centrale Bacino Est
Bacino Ovest
N° 2 NOSEDO
N° 3 SAN ROCCO 1.250.000 AE Central basin
1.035.000 AE West basin Surface 69 km2
Surface 101,3 km2
5 Dicembre 2020
Disinfezione
differente fra
San Rocco e
Nosedo
Milano San Rocco e Milano Nosedo trattano più del 90% delle acque Reflue della città di
Milano.
Entrambi gli Impianti sono idonei all’affinamento di acqua ad uso irriguo per la zona Agricola a
sud della città (ovvero il parco periurbano più grande d’Europa)
6 Dicembre 2020
Milano
San Rocco
Capacità trattamento 1.036.000 AE
Flusso orario medio (condizioni
4 (±15%) m3/s
asciutte)
Flusso orario massimo
(periodo di pioggia - 12 (±15%) m3/s
pretrattamento)
Flusso orario massimo
9 (±15%) m3/s
(periodo di pioggia - trattamento
completo)
7 Dicembre 2020
Milano
San Rocco
DATI PROGETTUALI – IN / OUT
8 Dicembre 2020
Milano
San Rocco
Principali parametri monitorati – Medie anno 2018
Impianto IN OUT Rimozione
Portata trattata (Mil. m3) 96.065 96.065
BOD5 (mg/l) 117
BIO: DENITRIFICATION - NITRIFICATION
SEWAGE IN
CLARIFIERS
SCREENING
PUMPING STATION
O&G REMOVAL
SAND FILTRATION
AIR TREATMENT
SLUDGE THERMAL
DRYING
DEWATERING
SLUDGE
THICKENING
AEROBIC
STABILIZATION
U.V. DISINFECTION
TREATED WATER
FOR AGRICULTURAL USE TREATED RIVER WATER (FRESH WATER)
07/05/2021
HEADQUARTER 10
CONTROL + OFFICESCLARIFIERS
SANDFILTRAZIONE
FILTRATION
WASTE IN A SABBIA
SCREENING
GRIGLIATURA
DISSABBIATURA
O&G REMOVAL TRATTAMENTO
BIOLOGICAL TREATMENT
BIOLOGICO
SOLLEVAMENTO
PUMPING STATION
SLUDGE EXTRACTION AND
COMPACTING ISPESSIMENTO RECYCLING OF SLUDGE
THICKENING
FANGHI
SYSTEM
AIR TREATMENT UV DISINFECTION
SAND SEPARATION
TREATED
WATER
THERMAL DRYING
FILTRAZIONE DIGESTIONE
SAND FILTRATION AEROBIC
A SABBIA SLUDGE THICKENING AEROBICA
DISIDRATAZIONE
STABILISATION DEWATERING
07/05/2021 11
SLUDGE OUTIL FANGO ATTIVO AL MICROSCOPIO
Fango Attivo
Ameba
Gastrotrico
Rotifero
Nematode
Colonia Epistylis con Tokophrya Vorticella
Foto a microscopio ottico X 1000 fatte nel ns laboratorio interno
12 Dicembre 2020DEODORIZZAZIONE
Trattamento
Odori La deodorizzazione tratta l’aria delle sezioni con più elevata presenza di odori:
ingresso liquami – pretrattamenti – linea fanghi – essiccamento.
2 scrubber in serie
50 m3 di materiale di riempimento
Torre acida: dosaggio di acido solforico e controllo
del pH in linea
Torre basica / ossidante: dosaggio di ipoclorito di
sodio e soda caustica con controllo di pH e cloro
libero in linea
Portata trattata circa 100.000 Nm3/h.
13 Dicembre 2020DEODORIZZAZIONE
ODOUR TREATMENT
07/05/2021 14L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Avvio impianto: anno 2004
• Plug flow,
• Step feed solo per tempo pioggia,
• Regolazione portata aria per Tripletta (O1+O2+O3 e O4+O5+O6),
• Diffusori a bolle fini,
• Turbo-soffianti in regolazione su pressione collettore mandata.
Cicli alternati
A1 A2 Aerazione
O1 15min
O2 ONO3 O4 O5 O6
PID su DO @ 1 mg/l
105 min OFF
AIR
Nitrificazione
Denitrificazione Sonde O.D. e redox in O6
Sonde O.D. e redox in O3 Valvola motorizzata per
Valvola motorizzata per intera tripletta intera tripletta
15 Valvola motorizzata per intera tripletta Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani…. CONTROLLI DI PROCESSO Avvio impianto anno 2004 Problematiche • Bassa potenzialità di Denitrificazione, • Problematiche gestione chiarificatori, • Basso livello di controllo della filiera di trattamento dei bacini Nitro-Denitro, • Bassa flessibilità operativa, • Ridotta defosfatazione biologica (40-50% massimo). 16 Dicembre 2020
L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Adeguamento per Expo anno 2014
EXPO Milano 2015 = + 20% carico IN ?
LE ESIGENZE DELL’IMPIANTO LA SCELTA MBBR-IFAS + GREENBASS®
• Incremento del carico affluente Limitati interventi sulle opere civili
• Criticità storica di denitrificazione Rimozione spinta dell’azoto svincolata dall’età
• Carico idraulico inferiore ai dati di progetto del fango
• Limitare gli interventi sulle opere civili Ottimizzazione del fabbisogno di ossigeno
• Abbassare l’età del fango
• Limitare gli incrementi energetici
17 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO
Adeguamento per Expo anno 2014
MBBR + GreenBass®
Posa di comparto MBBR-IFAS
(biomassa mista) nelle vasche O2
e attivazione sistema Greenbass®
di Degremont con controllo
areazione delle vasche O5 ed O6
in base a sonde Ammonio-Nitrati
IFAS: Integrated Fixed Film Activated Sludge
18 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Adeguamento EXPO 2014
• Plug flow
• Step feed tempo secco, secco alta portata e tempo pioggia
• Diffusori a bolle medie (vibrair) in O2 e fini sulle altre vasche
• Regolazione portata aria per singola vasca (O1, O2, O3, O4, O5 e O6),
• Turbo-soffianti in regolazione su pressione collettore mandata
A1 O1 A2
MBBR
O2 O3 O4 GREENBASS
O5 O6 ®
AIR
19 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Adeguamento EXPO 2014
Step feed tempo secco, secco alta portata e tempo pioggia
100% 0% 0% Tempo Secco bassa Q
Tempo Secco alta Q
100% 30-40% 0%
Tempo Pioggia
100% 90% 80%
A1 O1 A2
MBBR
O2 O3 O4 GREENBASS
O5 O6 ®
Vasche O1 ed O3 aria usata
solo a spot per miscelazione
20 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO
Adeguamento per Expo anno 2014
MBBR + GreenBass®
21 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO
Adeguamento per Expo anno 2014
Greenbass®
Azoto ammoniacale Azoto nitrico
Air off Air on Air off Air on
Inoltro mail ricevuta.
1h 1h 1h ½h 45 min
22 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Adeguamento per Expo anno 2014
MBBR + GreenBass®
Problematiche
• Posa comparto MBBR senza adeguamento strutturale dei muri di contenimento vasca
MBBR (delta H massimo fra le vasche pari a 15-20 cm),
• Mancanza grigliatura a tamburo a protezione dei corpi riempimento/griglie,
• Sporadiche problematiche intasamento griglie a cestello (vasche con singola calata),
• Aria delle vasche O1 e O3 usata solo per miscelazione fango biologico,
• Limitata possibilità di Defosfatazione Biologica,
• Difficile regolazione / bilanciamento chiarificatori,
• Etc………
Insomma un impianto molto performante ma difficile da controllare (un po’ come una
Porche a trazione posteriore).
23 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Post Adeguamento … che fare?
Implementazione assieme a POLIMI del modello WEST del ns impianto per simulare differenti
configurazioni del biologico – ottima taratura e simulazione del processo.
Prove: ipoteticamente mediante posa Mixer su O1 ed O3 possibile la defosfatazione biologica.
ma…..
Aria
24 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Sostituzione diffusori e adeguamento
vasche O1 ed O3
Sostituzione di tutti i diffusori aria; posa passerelle fra le vasche e posa mixer
nelle vasche O1 ed O3 per garantire miscelazione senza uso di aria e per poter
lavorare in anaerobiosi più spinta nelle vasche O1 ed O3
Scopo implementare ulteriormente le potenzialità di denitrificazione ed «innescare» la defosfatazione
biologica.
MBBR
A1 O1 O2 O3 A2 O4 O5 O6
Nitro/Denitro
Denitro + Nitro
Nitro Pre-Denitro In controllo di
Denitro spinta Controllo
spinta e Denitro REDOX -
-350/-380mV DO
finissaggio
25 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Post Adeguamento … che fare?
Assieme al POLIMI:
Analisi specifiche alla ricerca dei PAO (Batteri accumulatori di
fosforo) …. Trovati!
• colorazione Neisser (microscopio ottico 1000 x)
• sonde fluorescenti (FISH) (microscopia laser confocale)
Stima approssimativa PAO presenti per
circa il 10% della popolazione eterotrofa
26 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Sostituzione diffusori e adeguamento
vasche O1 ed O3
Tutto «torna»: si eseguono i lavori e si nota una migliorata defosfatazione
biologica nel comparto Nitro/Denitro ma a spot presenza di fosforo in uscita
impianto…..
> Campagna di analisi in condizioni differenti di lavoro sulle differenti vasche del biologico ed in
uscita chiarificatori.
MBBR
A1 O1 O2 O3 A2 O4 O5 O6
27 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO Sostituzione diffusori e adeguamento
vasche O1 ed O3
A valle della analisi abbiamo rilevato che in determinate condizioni di portata e
carichi solidi sui chiarificatori si aveva rilascio di P negli stessi.
Ovviamente i chiarificatori in cui il fango, per basse portate influenti, permane troppo tempo divengono
delle vasche anossiche che quindi provocano un rilascio del Fosforo accumulato precedentemente (da
tenerne conto anche nelle simulazioni di West)…
RISULTATO: Corretta defosfatazione Biologica del Fosforo con % di abbattimento medie da
A1 O1 O2 O3 A2 O4 O5
precedenti valori prossimi al 40-50% massimo a valori pari al 70-80% O6
Aumento della % di P nei fanghi (fino ad avere il 8-9% nelle ceneri).
Soluzione:
Aumentata la portata di ricircolo per ridurre il tempo di permanenza dei fanghi nei chiarificatori:
Portata incrementata da 0,75 m3/sec a circa 0,82-0,83 m3/sec – limitato il rilascio di P.
In questo modo ricircoliamo circa il 110% dell’influente nelle 24hh
28 Dicembre 2020CONTROLLI DI L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
PROCESSO
Ed il domani….
Applicazione di un controllore di processo per automatizzare la gestione del comparto biologico.
Non sapendo quale dei controllori presenti sul mercato può funzionare meglio per l’impianto
abbiamo in corso la prova in parallelo di n°3 controllori di processo:
• OSCAR® di ETC Engineering,
• Cicli Alternati – Ingegneria & Ambiente,
• Createch 360 di Createch
OSCAR sarà provato per 6 mesi sulla ns linea 3/2 in parallelo ai Cicli alternati che saranno provati
per 3 mesi sulla linea 3/1 e poi a aprile 2021 sarà testato Createch 360.
29 Dicembre 2020CONTROLLI DI L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
PROCESSO
Ed il domani….
OSCAR® di ETC Engineering
Attualmente in fase di test su una ns semilinea, primi risultati incoraggianti.
30 Dicembre 2020CONTROLLI DI L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
PROCESSO
Ed il domani….
Cicli Alternati – Ingegneria & Ambiente,
Controllore in fase finale di installazione (PC industriale, sonde, cablaggi e settaggi SCADA) e
settaggi a breve sarà operativo
Createch 360 di Createch
Sarà testato a Aprile-Maggio 2021 a valle delle prove degli altri due SW gestionali.
31 Dicembre 2020L’altro ieri, ieri, oggi e domani….
CONTROLLI DI
PROCESSO domani….
A valle delle prove si confronteranno i dati di performance, abbattimenti,
consumi energetici e costi associati alla gestione dei tre software rispetto alla
baseline del ns attuale funzionamento.
Chi avrà risparmiato maggiormente Energia Elettrica (aria erogata per il
processo), ridotto la produzione di fanghi mantenendo una corretta gestione
del comparto biologico senza alcun superamento dei limiti di legge
(sostanzialmente NH4 e Ptot) potrà installare il suo controllore per la
gestione del ns impianto.
Insomma «che vinca il migliore!!!!!»
32 Dicembre 2020ALTRO:
Acquisizione dello strumento BACT control per misura on-line della concentrazione di E.Coli; in
corso revamping della sezione disinfezione UV per automatizzare l’accensione/spegnimento delle
lampade e per regolare la dose erogata -> 1° automazione UV con dati on line di E.Coli!
Posa di n°8 inverter sulle pompe idrovore di
sollevamento (1,5 m3/sec-cad) con lo scopo di: ridurre
gli stacca/attacca delle macchine, avere una portata più
lineare e ridurre i consumi energetici.
TUTTE LE LOGICHE DI PROCESSO SONO REALIZZATE Pompe Q (L/sec)
1
1
1
1050
1200
1300
P1
1050
1200
1300
P1 Hz
41
43
45
P2
0
0
0
P2 Hz
0
0
0
P3
0
0
0
P3 Hz
0
0
0
P4
0
0
0
P4 Hz
0
0
0
P5
0
0
0
P5 Hz
0
0
0
P6
0
0
0
P6 Hz
0
0
0 Andamento portata - Inseguimento in set variabile di livello pozzo
DIRETTAMENTE DAL PERSONALE DI SAN ROCCO
1 1400 1400 47 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10000
1 1500 1500 49 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1550 1550 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9000
2 2100 1050 41 1050 41 0 0 0 0 0 0 0 0
2 2200 1100 42 1100 42 0 0 0 0 0 0 0 0 8000
2 2400 1200 43 1200 43 0 0 0 0 0 0 0 0
INTERNAMENTE E SONO INSERITE IN SCADA SEMPRE
2 2600 1300 45 1300 45 0 0 0 0 0 0 0 0 7000
2 2800 1400 47 1400 47 0 0 0 0 0 0 0 0
2 3000 1500 49 1500 49 0 0 0 0 0 0 0 0 6000
2 3100 1550 50 1550 50 0 0 0 0 0 0 0 0
3 3150 1050 41 1050 41 1050 41 0 0 0 0 0 0 5000
3 3600 1200 43 1200 43 1200 43 0 0 0 0 0 0
DA PERSONALE INTERNO SPECIALIZZATO
3 3900 1300 45 1300 45 1300 45 0 0 0 0 0 0
4000
3 4200 1400 47 1400 47 1400 47 0 0 0 0 0 0
3 4500 1500 49 1500 49 1500 49 0 0 0 0 0 0 3000
3 4650 1550 50 1550 50 1550 50 0 0 0 0 0 0
4 4700 1550 50 1050 41 1050 41 1050 41 0 0 0 0
2000
4 4850 1550 50 1100 41,5 1100 41,5 1100 41,5 0 0 0 0
(CIO’ GARANTISCE UNA GROSSA FLESSIBILITA’
4 5150 1550 50 1200 43 1200 43 1200 43 0 0 0 0 1000
4 5450 1550 50 1300 45 1300 45 1300 45 0 0 0 0
4 5750 1550 50 1400 47 1400 47 1400 47 0 0 0 0
0
4 6050 1550 50 1500 49 1500 49 1500 49 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
4 6200 1550 50 1550 50 1550 50 1550 50 0 0 0 0
5 6400 1550 50 1550 50 1100 41,5 1100 41,5 1100 41,5 0 0
GESTIONALE)
5 6700 1550 50 1550 50 1200 43 1200 43 1200 43 0 0 LIV Q - m3/s LIV - monte
5 7000 1550 50 1550 50 1300 45 1300 45 1300 45 0 0 1,85 1 - 4,5
5 7300 1550 50 1550 50 1400 47 1400 47 1400 47 0 0 1,8 4,5 - 6
5 7600 1550 50 1550 50 1500 49 1500 49 1500 49 0 0 1,75 6 - 7,5
5 7750 1550 50 1550 50 1550 50 1550 50 1550 50 0 0 1,65 >7,5
6 7800 1550 50 1550 50 1550 50 1050 41 1050 41 1050 41
6 8250 1550 50 1550 50 1550 50 1200 43 1200 43 1200 43
6 8550 1550 50 1550 50 1550 50 1300 45 1300 45 1300 45
6 8850 1550 50 1550 50 1550 50 1400 47 1400 47 1400 47
6 9150 1550 50 1550 50 1550 50 1500 49 1500 49 1500 49
6 9300 1550 50 1550 50 1550 50 1550 50 1550 50 1550 50
33 Dicembre 2020ALTRO IN FASE PROGETTUALE / PILOTA: Altro…. Posa di una soffiante dedicata alla stabilizzazione aerata per permettere lo spegnimento di una delle HV Turbo!! Automazione Pompe di sollevamento con Inverter Revamping acqua industriale per ottimizzarne l’utilizzo e aumentare la vita utile delle macchine, valvole, flussimetri di impianto. Test Pilota di Carbonizzazione Idrotermica (HTC) del fango per produrre un prodotto con maggiore valore commerciale (quale fertilizzante o come combustibile) Realizzazione di un forno a letto fluido per mono-incenerimento dei fanghi biologici Studio per il recupero del Fosforo dalle ceneri – riuso per produzione fertilizzanti. 34 Dicembre 2020
SALUTI Non stanchiamoci mai di provare, testare e ogni tanto di osare perché questo è l’unico modo di progredire! Solo uscendo dalla strada maestra si possono scoprire nuove strade! 35 Dicembre 2020
Puoi anche leggere
