Il calcolo di processo nella depurazione delle acque costituisce il fulcro di ogni attività di progettazione. specialmente per ciò che concerne i trattamenti biologici, che costringono a dialogare con la complessità insita in organismi viventi, esso però risulta spesso aleatorio.
È possibile riassumere le ragioni di tale aleatorietà nei seguenti punti:
• Specificità delle formule: lo sviluppo delle formule avviene in relazione a configurazioni impiantistiche specifiche (es: pre-denitrificazione seguita da comparto ossidativo con ricircoli del fango e della miscela aerata) rendendole quindi inadatte al calcolo di schemi di processo che si discostino da quelli convenzionali. In particolare tale eventualità si verifica in relazione a:
◦ Difformità fra impianto reale e manualistica di settore: Alcuni impianti esistenti che, a seguito di revamping e adattamenti successivi, mostrano configurazioni divergenti da quelle riscontrabili nei manuali di settore. In tali contesti il calcolo tramite le relative formulazioni non è di fatto applicabile se non introducendo errori difficilmente quantificabili;
◦ Implementazioni di configurazioni atipiche sviluppate sulla base di specifiche necessità del cliente;
• Sviluppo a stato stazionario: i manuali di settore forniscono metodologie di calcolo in grado di descrivere i sistemi a stato stazionario, non potendo quindi essere applicati in contesti dinamici quali ad esempio:
◦ Variazioni di portata e concentrazioni in ingresso al depuratore;
◦ Temporizzazione dell’aerazione o implementazione di logiche di aerazione intermittente;
◦ Setpoint dinamico di ossigeno disciolto sulla base del carico;
Simulazione di processi influenzati da numerose condizioni operative come ad esempio:
◦ Rimozione biologica del fosforo tramite crescita delle biomasse fosforo-accumulnti (PAOs);
◦ Accumulazione del nitrito derivante da squilibri nella crescita tra AOB (Ammonia Oxidizing Bacteria) e NOB (Nitrite Oxidizing Bacteria);
La modellazione degli impianti tramite software risulta essere un approccio di recente fruizione da parte dei progettisti del trattamento delle acque, e si pone come uno strumento fondamentale per ottenere una netta riduzione dell’impatto delle semplificazioni, tipicamente operate nel calcolo di processo convenzionale. Nel prosieguo si cercherà quindi di sviscerare i seguenti temi:
