Il monitoraggio continuo delle acque reflue è diventato un elemento chiave per la gestione efficiente degli impianti di trattamento (WWTP – Wastewater Treatment Plant). La crescente attenzione alla tutela delle risorse idriche e l’adeguamento alle normative ambientali stanno accelerando l’adozione di sistemi di controllo in tempo reale, in grado di migliorare l’affidabilità dei processi, ottimizzare gli interventi operativi e garantire una maggiore conformità agli standard richiesti. Questo scenario è particolarmente evidente nei Paesi impegnati nell’adeguamento agli standard europei, come la Serbia, dove il potenziamento delle infrastrutture di depurazione passa anche attraverso la digitalizzazione e l’introduzione di sistemi avanzati per il monitoraggio continuo delle acque reflue. Il caso studio presentato nell’articolo mostra come il passaggio dal campionamento manuale al controllo in tempo reale abbia migliorato la capacità di rilevare anomalie, ridurre i tempi di risposta e ottenere una visione più completa del processo depurativo.
Normative europee e monitoraggio continuo delle acque reflue
Nell’Unione Europea, le acque reflue urbane sono tra le principali fonti di pressione sugli ecosistemi idrici. Per questo motivo, la normativa comunitaria ha introdotto nel tempo requisiti sempre più rigorosi per il trattamento e il controllo degli scarichi, favorendo un progressivo miglioramento delle infrastrutture di depurazione.
Oggi oltre il 90% delle acque reflue raccolte viene trattato nel rispetto degli standard europei. Le più recenti revisioni normative ampliano inoltre gli obblighi anche ai centri abitati di dimensioni minori, prevedendo entro il 2035 sistemi di raccolta e monitoraggio continuo delle acque reflue, con particolare attenzione alla riduzione della materia organica biodegradabile prima dello scarico nell’ambiente.
Caso studio: adeguamento della Serbia agli standard UE
La Serbia, attualmente in fase di adesione all’Unione Europea, sta adeguando le proprie infrastrutture di trattamento acque reflue e monitoraggio ambientale agli standard comunitari.
Attualmente nel Paese meno del 20% delle acque reflue viene trattato. L’obiettivo è raggiungere oltre il 90% attraverso:
- realizzazione di nuovi impianti WWTP
- introduzione di sistemi di monitoraggio continuo delle acque reflue
- digitalizzazione dei sistemi di controllo e supervisione
Dal campionamento manuale al monitoraggio continuo delle acque reflue
L’impianto oggetto del case study serve circa 90.000 abitanti ed è basato su un processo di trattamento a fanghi attivi con recupero energetico tramite biogas.
Inizialmente, il monitoraggio delle acque reflue in ingresso era affidato a campionamenti manuali periodici, una soluzione che presentava diversi limiti operativi:
- mancanza di continuità nella raccolta dei dati;
- difficoltà nell’individuare eventi transitori o anomalie di breve durata;
- tempi di risposta più lunghi in caso di variazioni del processo.
L’introduzione di un sistema di monitoraggio continuo delle acque reflue in tempo reale ha consentito di ottenere una supervisione costante dell’influente e dell’intero processo depurativo, migliorando la capacità di rilevare anomalie, ottimizzare la gestione operativa e intervenire con maggiore tempestività.
Monitoraggio integrato di portata, livello e qualità dell’acqua
Il progetto integra in un’unica architettura il monitoraggio idraulico e il controllo della qualità delle acque reflue urbane e industriali, garantendo una supervisione continua dell’intero processo.
I parametri monitorati in tempo reale includono COD, solidi sospesi totali (TSS), pH, conducibilità e temperatura, integrati con le misure di portata, livello e velocità del flusso, fondamentali per una gestione accurata dell’impianto.
La misura idraulica è affidata sensore di portata per canale aperto Raven-Eye FLOW-TRONIC. La tecnologia consente di rilevare livello e velocità del flusso senza contatto diretto con il fluido, riducendo manutenzione, usura e rischio di contaminazione dei sensori.
Il monitoraggio della qualità delle acque reflue è invece gestito tramite sensori multiparametrici s::can, mentre il terminale IoT con::cube centralizza i dati acquisiti e li trasmette al sistema SCADA/EMS dell’impianto, semplificando il controllo operativo e l’analisi in tempo reale.
Architettura del sistema di monitoraggio
Il sistema di monitoraggio delle acque reflue si basa su un’architettura integrata che combina misurazione, analisi e supervisione in un’unica infrastruttura digitale, composta da:
- stazione automatica di analisi delle acque reflue;
- sistema di misura della portata in continuo;
- piattaforma SCADA/EMS per la supervisione e il controllo dell’impianto.
La stazione di analisi è installata a circa 2 km dall’impianto di trattamento, una scelta progettuale che consente di garantire un tempo di reazione adeguato in caso di variazioni significative della qualità dell’influente. È dotata di sensori multiparametrici e del controller con::cube, che acquisisce, elabora e trasmette i dati in tempo reale al sistema centrale.
L’intero sistema è progettato per operare in modo affidabile anche in condizioni ambientali e operative complesse. Include funzionalità avanzate come calibrazione remota, pulizia automatica dei sensori e registrazione continua dei dati, assicurando così elevata continuità operativa e qualità delle informazioni raccolte nel monitoraggio delle acque reflue.
Integrazione dei dati e ottimizzazione operativa
L’integrazione tra dati idraulici e parametri chimico-fisici permette una gestione più evoluta del processo di trattamento delle acque reflue, migliorando efficienza operativa, controllo dell’impianto e capacità decisionale in tempo reale.
Questo approccio di smart water management consente di:
- rilevare tempestivamente eventi di inquinamento o anomalie di processo;
- prevenire accumuli di fanghi e solidi nelle linee di trattamento;
- ottimizzare il funzionamento delle diverse sezioni dell’impianto;
- aumentare la stabilità e l’affidabilità complessiva del sistema depurativo.
In una fase successiva, il sistema di monitoraggio continuo delle acque reflue è stato ulteriormente ampliato con l’integrazione dei dati provenienti dai sistemi di aerazione e dalle stazioni di pompaggio. Questa evoluzione ha reso possibile una gestione energetica più efficiente, contribuendo a ridurre i consumi operativi e a migliorare le prestazioni complessive dell’impianto.
Risultati: riduzione degli eventi di inquinamento e ottimizzazione energetica
Dalla messa in servizio nel 2021, il sistema di monitoraggio continuo delle acque reflue ha dimostrato elevata affidabilità operativa e una gestione stabile e continuativa dei dati di processo.
La disponibilità di informazioni in tempo reale ha migliorato in modo significativo il controllo dell’impianto, contribuendo a una maggiore efficienza energetica e a una gestione più reattiva delle condizioni operative. La capacità di identificare rapidamente variazioni anomale dei parametri di processo si è rivelata fondamentale nella prevenzione di eventi critici.
Nei primi sei mesi di esercizio sono stati evitati 65 eventi di inquinamento, grazie al monitoraggio continuo delle acque reflue e alla tempestiva attivazione delle azioni correttive da parte del sistema di controllo.
L’integrazione tra misura di portata, sensori per la qualità delle acque e sistemi SCADA consente di superare il tradizionale approccio basato su verifiche periodiche, evolvendo verso un controllo continuo e in tempo reale del processo di trattamento. Nel caso analizzato, questa trasformazione rappresenta un avanzamento concreto verso l’adeguamento agli standard europei e contribuisce a una gestione più efficiente e sostenibile delle risorse idriche.
Per approfondire i vantaggi delle nostre soluzioni di monitoraggio delle acque reflue vi invitiamo a contattare gli specialisti di ISOIL Industria.
FAQ – Domande frequenti sulla gestione delle acque reflue e il monitoraggio in tempo reale
Cos’è un impianto di trattamento delle acque reflue (WWTP)?
Un impianto di trattamento delle acque reflue (Wastewater Treatment Plant) è una struttura progettata per rimuovere contaminanti chimici, fisici e biologici dalle acque reflue prima del loro rilascio nell’ambiente, garantendo il rispetto delle normative e la tutela delle risorse idriche.
Perché è importante monitorare le acque reflue in tempo reale?
Il monitoraggio in tempo reale consente di individuare rapidamente anomalie, perdite o eventi di inquinamento, permettendo interventi tempestivi. Questo riduce i rischi ambientali, evita sanzioni e migliora l’efficienza operativa dell’impianto.
Quali parametri vengono monitorati negli impianti di trattamento?
I principali parametri includono:
- COD (domanda chimica di ossigeno)
- TSS (solidi sospesi totali)
- pH
- conducibilità
- temperatura
- portata, livello e velocità del flusso
Qual è la differenza tra monitoraggio continuo e campionamento manuale?
Il monitoraggio continuo fornisce dati in tempo reale e consente di rilevare eventi improvvisi. Il campionamento manuale, invece, è discontinuo e può non intercettare variazioni rapide o fenomeni critici.
Qual è il ruolo dei sistemi SCADA nella gestione delle acque reflue?
I sistemi SCADA consentono il controllo e la supervisione centralizzata degli impianti, raccogliendo dati dai sensori e permettendo agli operatori di monitorare e ottimizzare i processi in tempo reale.
Cos’è la centralina controller con::cube di S::CAN?
La con::cube è un terminale compatto e versatile progettato per l’acquisizione dati e il controllo delle stazioni di monitoraggio dei liquidi. Consente di gestire sensori multiparametrici e integrare facilmente i dati nei sistemi di supervisione.
Quali sono i vantaggi della centralina con::cube rispetto ad altri controller?
I principali vantaggi includono:
- design compatto e robusto
- elevata capacità di integrazione con sensori multiparametrici
- interfacciamento flessibile con sistemi SCADA e database
- basso consumo energetico
- gestione avanzata dei dati e diagnostica
Cos’è il misuratore di portata Raven-Eye?
Raven-Eye è un sensore avanzato di misura della portata per canali aperti basato su tecnologia radar non a contatto. Rappresenta l’evoluzione più recente dei sensori di velocità radar, progettato per misurare velocità, livello e portata senza entrare in contatto con il fluido. I principali vantaggi includono:
- assenza di contatto con il fluido (no fouling o usura)
- installazione semplice sopra il canale
- ridotta manutenzione
- elevata affidabilità anche in condizioni difficili
- adattamento automatico alle condizioni di flusso