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Efficienza delle risorse nell'impianto di trattamento delle acque reflue

L'acqua è la nostra risorsa naturale più importante: è chiaro che senza acqua pulita le malattie si diffondono particolarmente rapidamente. Gli impianti di trattamento delle acque reflue non solo danno un contributo importante alla protezione di questa risorsa, ma sono anche una chiave per una maggiore sostenibilità.

Con l'efficienza delle risorse fino alla neutralità climatica.

Lavarsi, lavarsi i denti, bere: tutti hanno bisogno di acqua pulita e più persone vivono su questa terra, maggiore è la domanda. I cambiamenti climatici, l'urbanizzazione e l'aumento dell'inquinamento ambientale stanno aggravando la situazione. La protezione di questa risorsa numero uno sta diventando sempre più urgente. Gli impianti di trattamento delle acque reflue danno un contributo importante in questo senso. Non solo trattano le acque reflue e le scaricano nuovamente nelle nostre acque, ma fungono anche da impianti di accumulo di energia, consumatori e generatori di energia flessibili, e quindi danno un contributo importante alla transizione energetica e alla gestione sostenibile dell'acqua.

Torri di digestione per l'estrazione del metano dai fanghi

Norimberga è all'avanguardia: efficienza delle risorse nell'impianto di trattamento delle acque reflue

Il trattamento sostenibile delle acque reflue e l'approvvigionamento energetico stanno diventando sempre più importanti, soprattutto nelle città. Questo è anche il caso di Norimberga. La metropoli della Franconia si è posta grandi obiettivi: entro il 2035, il governo municipale della città diventerà neutrale dal punto di vista climatico. Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) ha un ruolo chiave da svolgere qui: con i suoi due impianti di trattamento delle acque reflue su larga scala, è il maggiore consumatore singolo e il maggiore produttore di elettricità. Pertanto, il tema dell'efficienza delle risorse è una componente importante per raggiungere una maggiore sostenibilità. Un ruolo chiave qui è svolto dall'impianto di trattamento delle acque reflue 1, che pulisce in modo elaborato la maggior parte delle acque reflue di oltre 500.000 abitanti della metropoli meccanicamente, biologicamente e chimicamente prima che l'acqua trattata venga scaricata nel fiume Pegnitz. Matthias Germeroth ha una splendida vista dal tetto di una delle cinque torri di digestione alte 35 metri. Ma non è per questo che viene spesso qui. In qualità di responsabile energetico presso Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN), i compiti di Matthias Germeroth includono l'ottimizzazione del consumo energetico degli impianti nell'area del drenaggio urbano e dell'analisi ambientale, e le torri di digestione dell'impianto di depurazione ne sono una componente importante.

Il più grande produttore e il maggior consumatore di energia

Dai fanghi digeriti che vengono trattati nelle torri, l'impianto di trattamento delle acque reflue estrae il metano, che viene convertito in elettricità e calore in un totale di quattro centrali termiche ed elettriche combinate. Questa è una delle tante misure con cui SUN sta dando il suo contributo a una maggiore sostenibilità, spiega Britta Walthelm. In qualità di responsabile dell'ambiente e della salute della città di Norimberga, è anche la prima direttrice di stabilimento di SUN: «Il consiglio comunale di Norimberga ha deciso che l'amministrazione comunale della città di Norimberga dovrebbe essere neutrale dal punto di vista climatico entro il 2035». SUN svolge due ruoli in questo processo, secondo Germeroth: «Abbiamo una rete fognaria che si estende per oltre 1.500 chilometri che trasporta le acque reflue fino a noi negli impianti di trattamento delle acque reflue e più di 100 strutture all'aperto. Con i due impianti di trattamento delle acque reflue su larga scala, trattiamo oltre 1,3 milioni di abitanti equivalenti, il che ci rende il maggiore consumatore singolo, ma anche il più grande generatore di elettricità. Questo è ciò che lo rende molto avvincente».

Matthias Germeroth e un giovane guardano insieme un tablet, in piedi davanti ai pannelli di controllo
A causa dell'aumento dei costi energetici, siamo naturalmente molto interessati a ottimizzare il più possibile i nostri processi.
Volker Nachtmann, Responsabile tecnico dell'impianto, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg
Colpo alla testa di Volker Nachtmann

Rendere visibili i flussi interconnessi di materiali ed energia

«Solo attraverso la trasparenza delle risorse possiamo utilizzare le risorse in modo efficiente e flessibile», spiega Volker Nachtmann, Technical Plant Manager presso Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg. A tal fine, il sistema di gestione dell'energia registra il consumo di benzina, gas naturale e diesel, il consumo di elettricità e i valori di consumo per il riscaldamento e il raffreddamento. Per quanto riguarda la generazione, il calore e il freddo prodotti e l'elettricità generata, scomposta dalle fonti energetiche, dai gas di scarico, dai combustibili fossili per i generatori di energia di emergenza e dal fotovoltaico, sono inclusi nel bilancio. In questo modo, il sistema consente a SUN di analizzare il consumo e la generazione e quindi sfruttare i potenziali miglioramenti, secondo Germeroth: «Ora abbiamo l'opportunità di mostrare un potenziale di efficienza energetica che in precedenza non era stato scoperto».

Una rivelazione davvero sorprendente è stata che possiamo fornire parzialmente all'impianto di trattamento delle acque reflue 1 il 100% di energia autoprodotta.
Matthias Germeroth, Energy Manager, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg
Colpo alla testa di Matthias Germeroth

Buono per il clima e l'equilibrio

La base tecnica è stata implementata da SUN insieme a Siemens: SIMATIC Energy Manager Pro rende trasparenti il consumo di energia e i flussi di materiali e supporta sia il livello operativo che le varie divisioni aziendali e l'intero SUN con report e monitoraggio automatici. A tal fine, il sistema registra fino a 800 punti dati da circa 500 contatori di energia e dai sistemi di controllo dei processi e degli edifici. Per Germeroth, questa flessibilità è uno dei grandi punti di forza di questa soluzione: «Con SIMATIC Energy Manager Pro, abbiamo la possibilità di raggruppare le enormi quantità di dati e riunirli in quantità significative: gli edifici amministrativi, i laboratori, la generazione di raffreddamento, il consumo di raffreddamento, le quantità di aria compressa e fanghi, i livelli di riempimento, le quantità di gas di scarico, ma anche il parco veicoli. Una rivelazione davvero sorprendente è stata che ci sono già molte fasi in cui l'impianto di trattamento delle acque reflue 1 viene rifornito con energia autogenerata al 100%». Volker Nachtmann aggiunge: «A causa dell'aumento dei costi energetici, siamo naturalmente molto interessati a ottimizzare i nostri processi». Parte di queste considerazioni è la fusione dei due impianti di trattamento delle acque reflue su larga scala della città e anche il sistema di gestione dell'energia può fornire importanti cifre chiave in tal senso.

L'efficienza delle risorse è protezione del clima e della natura

Efficienza energetica, più generazione interna, più fonti di energia rinnovabili: per Matthias Germeroth, questi obiettivi sono molto più che semplici cifre chiave. Dalle torri di digestione, guarda anche dall'alto il fiume Pegnitz, che scorre da Norimberga verso Fürth. Insieme ai fiumi Rednitz e Regnitz, costituisce un'area naturale preziosa, che nella regione densamente urbanizzata è allo stesso tempo un'area ricreativa, una fonte d'acqua e un sistema naturale di condizionamento dell'aria. Ma l'aumento delle temperature e le precipitazioni più irregolari stanno causando problemi ai fiumi. Quindi la protezione della natura non è possibile senza la protezione del clima e ciò richiede una maggiore efficienza nell'uso dell'energia. Britta Walthelm ha quindi una posizione chiara: «L'Energy management è utile, indispensabile e più facile di quanto pensi. Il chilowattora che non uso è il migliore. Il messaggio: Basta iniziare».

La sala di controllo con più monitor e scrivanie e un grande cruscotto a parete
Torri di digestione per l'estrazione del metano dai fanghi

Torri di digestione per l'estrazione del metano dai fanghi

Con le sue attività, Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) dà un contributo decisivo alla protezione dell'ambiente e al mantenimento della qualità della vita nell'area metropolitana di Norimberga. SUN non è solo responsabile della raccolta e della depurazione delle acque reflue di Norimberga, ma monitora anche la qualità dell'acqua nei fiumi Pegnitz, Rednitz e Regnitz. Inoltre misura e valuta l'inquinamento ambientale nelle aree dell'acqua, dell'aria e del suolo.