Enea mi se-19.12.2013 de gisi

Sabino De Gisi

Workshop Obiettivi di servizio: servizio idrico integrato e rifiuti Indicatori e target

19/12/2013, ENEA, Via Giulio Romano, 71, Roma (ITALIA)

Misurare l’efficacia del Servizio Idrico Integrato

Framework

Il Sistema Idrico Integrato e l’ambito della presentazione

Misura dell’efficienza: background

Obiettivi del lavoro

Valutazione della qualità di grandi impianti di depurazione

Esempio di applicazione del Ciclo di Deming

Nuovi meccanismi incentivanti con riferimento all’indicatore S.11

Conclusioni

References

Sistema Idrico Integrato

Il Sistema Idrico Integrato …

Acque grigie

… e la necessità di rendere più efficiente il sistema misurando nel tempo le sue performance

Misurare l’efficienza

UNI EN ISO 14031:00

Indicatori di prestazione ambientale (EPI, Environmental Performance Indicators)

Indicatori di prestazione gestionali (MPI, Management Performance Indicators): forniscono informazioni sugli sforzi gestionali dell’organizzazione per influire sulle prestazioni ambientali;

Indicatori di prestazione operativi (OPI, Operational Performance Indicators): forniscono informazioni sulle prestazioni ambientali delle attività dell’organizzazione;

Indicatori di condizione ambientale (ECI, Environmental Condition Indicators): relativi al contesto ambientale in cui l’organizzazione è inserita.


Indicatori di condizione ambientale (ECI) Forniscono informazioni sulle condizioni dell’ambiente, che possono aiutare l’organizzazione a comprendere meglio l’impatto, reale o potenziale, dei propri

aspetti ambientali e quindi facilitarne la gestione. In particolare gli ECI forniscono un supporto per: i) identificare e gestire gli aspetti ambientali significativi e stabilire riferimenti per misurarne i cambiamenti;

ii) valutare l’adeguatezza degli obiettivi e dei traguardi; iii) scegliere gli EPI in funzione di specifiche condizioni ambientali determinate dalla propria attività; iv) ricercare le eventuali relazioni fra la condizione dell’ambiente e le attività, prodotti e servizi dell’organizzazione.

Esempi

Aree UNI EN ISO 14031:2000 Racc. 2003/532/CE Aria concentrazione di un inquinante nell’aria, rilevata in punti stabiliti;

temperatura ambiente, rilevata in luoghi a distanza stabilita dalle installazioni dell’organizzazione;

frequenza di smog fotochimico in un’area locale determinata; odori rilevati a una distanza dalle installazioni dell’organizzazione;

ecc.

concentrazione di sostanze specifiche nell’aria (ossidi di zolfo e d’azoto, ozono, composti organici volatili, particelle fini e ultrafini, ecc.) espressa in milligrammi per litro (mg/l)

o parti per milione (ppm); ecc.

Acqua concentrazione di un inquinante specifico in acque di falda o superficiali; ossigeno disciolto nelle acque che ricevono gli scarichi; cambiamenti del livello delle acque di falda; numero di batteri coliformi per litro d’acqua di falda o superficiale; ecc.

concentrazioni di sostanze specifiche in fiumi, laghi, acque sotterranee (sostanze nutrienti, metalli pesanti, composti organici, ecc.) espressa in milligrammi per litro (mg/l);

ecc.

Terreno concentrazione di un inquinante sulla superficie del suolo, in luoghi

determinati, nelle vicinanze delle installazioni dell’organizzazione; superficie bonificata in un’area locale definita; aree protette, in un’area locale definita; ecc.

percentuale di habiat naturali, settori protetti (all’anno);

cambiamento di destinazione d’uso in chilometri quadrati all’anno;

metri quadrati/cubi di terreno contaminato per metro cubo (all’anno);

ecc.

…. …. ….

Indicatori di condizione ambientale (ECI) caratteristiche principali ed esempi

(UNI EN ISO 14031:00 e Racc. 2003/532/CE)


Background

Performance Indicators for Water Supply Services;

Performance Indicators for Wastewater Services;

Benchmarking approach;

The IWA benchmarking process.

Benchmarking Water Services Cabrera et al. (2011)

… e la necessità di avere informazioni di dettaglio!


Tool


Un esempio di scala di applicazione: città


L’importanza dei dati forniti da ISTAT

Obiettivi

Con riferimento agli impianti di depurazione delle acque reflue urbane di grandi potenzialità (maggiori di 50.000 AE), l’obiettivo del lavoro è stato quello di definire metodologie multidisciplinari in grado di:

Valutare le performance degli impianti (soprattutto nel rispetto dei limiti di legge) (Step 1);

Identificare impianti e processi critici (Step 2);

Definire i contenuti dei Piani di Azioni per l’implementazione di tali interventi (Step 3);

Approfondire il link tra valutazione dell’efficienza/qualità degli impianti e stima degli investimenti (Step 4);

Definire un nuovo meccanismo per la valutazione degli incentivi (Obiettivi di Servizio, Indicatore S.11) (Step 5).

Materiali e Metodi

Framework della metodologia elaborata Plan

Do(implementazione

delle misure di miglioramento)

Check(misura dei

risultati)

Act(decidere

nuove azioni)Plan

(valutazione delle performance, identificazione delle criticità)

Check

(Misura dei risultati)

Step 1 Step 2 Step 3 Step 4 Step 5 Step 6 Step 7 Step 8 Step 9 Step 10

o Acquisizione dei datimediantequestionariISTAT

o Gli impianti sono divisi in sensibili e non sensibili

o Validazione dei dati in ingresso sulla base del background di ENEA

o Definizione degli Environmental

Performance Indicators(EPIs).

o Elaborazione della matrice delle alternativa per S-WWTPsand NS-WWTPs e valutazione delle performance.

o Identificazione degli impianti critici.

o Identificazione dei processi critici.

o Normalizzazione della matrice delle alternative.

o Definizione dei performance

indices a scala regionale

o ITEDISTRICT

o IEPDISTRICTC

o ITCDISTRICT

o IPDISTRICT

o Valutazione della qualità dei depuratori per singola regione per S-WWTPs e NS-WWTPs.

o Rappresentazione grafica dei risultati.

VALUTAZIONE su scala di singolo impianto di depurazione (Step 1-5)

VALUTAZIONE su scala regionale (Step 6-10)

o Definizione dei pesi degli environemntal

performance indicator per S-WWTPs e NS-WWTPs.

o Coinvolgimento degli stakeholders.

o Definizione dei performance

indices a livello di impianto: ITE, IEP, ITC, IP.

o Applicazione dell’MCA e valutazione degli indici.

Materiali e Metodi

Metodologia proposta: data input

1 23 4

6

7 8

9 1011

Bar Screens

Grit Chamber

Primary Settling Tank

Denitrification

Oxidation / Nitrification Tank

Secondary Settling Tank

Biofiltration (BFs)

Return Activated Sludge

5

Primary Sludge

Secondary Sludge

Disinfection

Portata, BOD5, COD, Ntot, TSS, Ptot

Effluente

Portata, BOD5, COD, Ntot, TSS, Ptot Influente

Linea acque dell’impianto

Questionario ISTAT(2008)

Grandi impianti (AE > 50.000) Valori dei dati mensili, su base annuale

Performance

Trattamenti secondari

Trattamenti secondari per la rimozione della sostanza organica

Trattamenti primari

Pre-trattamenti

Disinfezione

Effluente

Influente

Esempio di uso di ortofoto per validare lo schema di processo di un impianto

Materiali e Metodi

Metodologia proposta: la costruzione degli indici

C1

WWTP Alternative i

m = number of criteria/sub-criteria

x ij = performance of alternative i towardscriteriaxi1 xi2 xim

C2 CmIPi

Sensitive WWTPs (NS = number of S-WWTPs)

Not-Sensitive WWTPs (NNS = number of NS-WWTPs)

S1

Si

NSiNS1

IPS1

IPSi

IPNSiIPNS1

District

= +

District

IPDISTRICT

Level 3 (District scale)

Level 2 (District scale)

Level 1 (Wastewater treatment scale for S-WWTPs and NS-WWTPs)

CS = evaluation criteria for S-WWTPs

CNS = evaluation criteria forNS-WWTPs

in the case of presence of both plant categories,

IPDISTRICT is calculated as the average value of

IPDISTRICT, S and IPDISTRICT, NS;

in the case of absence of one of the two plants

categories, IPDISTRICT is equal to the value of

IPDISTRICT related to the existing category.

Il quadro dei risultati

ENEA

1

Acquisizione dei dati ISTAT 2.

Valutazione delle performance degli

impianti

3.

Identificazione degli impianti critici 4.

Definizione dell’Action Plan degli

interventi

5.

Simulazione degli esiti

dell’applicazione dell’Action Plan

6.

Valutazione degli incentivi nell’ambito

degli Obiettivi di Servizio per

l’indicatore S.11

Presentati per mezzo di casi studio

Valutazione della qualità

Indice di dotazione tecnologica

Absence of data/WWTPsClass 1Class 2Class 3Class 4Class 5 S-WWTPs

ITES

Technological

Equipment Index

ITE NS

Technological

Equipment Index

Absence of data/WWTPsClass 1Class 2Class 3Class 4Class 5 NS-WWTPs

Maggiore gap tra Nord e Sud soprattutto se si considerano gli impianti sensibili;

Con riferimento alle regioni del Sud Italia, buona dotazione tecnologica della Puglia e pessima della Campania.

Indice delle prestazioni ambientali

S-WWTPs


IEP

Environmental

Performance Index

SIEP

Environmental

Performance Index

NS-WWTPs

NS


Maggiore gap tra Nord e Sud in termini di impianti sensibili;

Con riferimento alle regioni del Sud Italia, pessime prestazioni ambientali sia della Campania sia della Puglia.


Indice della capacità di trattamento

ITCS

Treatment Capacity

Index


ITCNS

Treatment Capacity

Index


Maggiore gap tra Nord e Sud soprattutto con riferimento agli impianti sensibili;

Considerando le regioni del Sud Italia, pessima performance della Puglia, con impianti sovraccaricati.


Indice di preferenza

IP

S-WWTPs

S

Preference Index

Absence of data/WWTPsClass 1Class 2Class 3Class 4Class 5

IP

NS-WWTPs

NS

Preference Index

Absence of data/WWTPsClass 1Class 2Class 3Class 4Class 5

In sintesi: Maggiore gap tra Nord e Sud soprattutto con

riferimento agli impianti sensibili; Considerando le regioni del Sud Italia, pessima

performance degli impianti di depurazione «sensibili» della Regione Puglia.


Area non sensibile

Area sensibile

Napoli EST

Foce Sarno

Area Salernitana Varolato (Capaccio)

Manocalzati (Avellino)

Acerra

Applicazione del ciclo di Deming

Caso studio della Regione Campania

1 24

5

6

3

Bar Screens

Grit Chamber

Chemical-physical

Disinfection

Primary chemical-physical Sludge


1 24

5 6

7

8 910

3

Bar Screens

Grit Chamber

Chemical-physical

Oxidation Tank


Disinfection

Secondary Sludge


Primary SludgePrimary Settling Tank

1 23

4 5

6

7 89

Bar Screens

Grit Chamber


Disinfection

Primary Sludge Secondary Sludge

Oxidation Tank

Primary sludge




1) Napoli EST

2) Foce Sarno

3) Acerra

1 23 4

6

7 8

9 1011

Bar Screens

Grit Chamber


Denitrification

Oxidation / Nitrification Tank


Biofiltration (BFs)


5

Primary Sludge

Secondary Sludge

Disinfection

1 23

4 5

6

7 89

Bar Screens

Grit Chamber


Disinfection


Oxidation Tank

Primary sludge


1 23

4 5

6

7 89

Bar Screens

Grit Chamber


Disinfection


Oxidation Tank

Primary sludge




4) Manocalzati (AV)

5) Area salernitana

6) Capaccio (Varolato)



Individuazione di impianti e processi critici

Dalla Matrice delle Alternative alla Matrice degli impianti critici


Piano degli interventi di adeguamenti


Simulazione dell’efficacia delle azioni intraprese

Action Plan a scala regionale

Valutazione della qualità degli impianti per

ciascuna regione del Sud Italia e

Isole

Valutazione del

coefficienteb

Valutazione degli incentivi

con riferimento all’indicatore

S.11

1

2

3

Meccanismo incentivante: S.11

Acquisizione dei dati su base ISTAT

Valutazione della qualità delle infrastrutture/efficienza di funzionamento

Stima degli Investimenti

nel S.I.I:

GOAL

8.874.95

42.60

21.73

7.85

17.06

39.39

23.65

5.322.97

34.08

17.38

4.71

15.36

35.45

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50 Current procedure

Proposal

Mid

-ter

m in

cen

tive

s [M

illio

ns

of

euro

] P

erce

nta

gere

du

ctio

n[%

]


Risultati a seguito della nuova metodologia

8.87

4.95

42.60

21.73

7.85

17.06

39.39

23.65

5.32

2.97

34.08

17.38

4.71

15.36

35.45

6.363.55

40.75

20.78

5.63

18.37

42.39

28.28

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Current procedure

Proposal

Proposal after re-distribution

Mid

-ter

m in

cen

tive

s [M

illio

ns

of

euro

]


Risultati a seguito della nuova metodologia

Conclusioni

I risultati ottenuti nei diversi casi studio sviluppati hanno consentito la formulazione delle seguenti principali conclusioni:

È fondamentale il ricorso ad un’unica fonte di dati ufficiali come quelli forniti da ISTAT;

E’ fondamentale la definizione di procedure in grado di validare in automatico e con l’ausilio delle serie storiche/background settoriale i dati acquisiti;

E’ fondamentale, in vista di un estensione su scala nazionale delle metodologie elaborate, l’informatizzazione del sistema;

La creazione di una piattaforma tecnologica ICT consentirebbe agli stakeholder coinvolti (MiSE, gestori, ISTAT, ecc.) di monitorare lo stato di avanzamento dei Piani di azione (di adeguamento degli impianti);

Infine, la piattaforma consentirebbe:

il superamento della frammentazione attualmente esistente;

La stima degli investimenti nel S.I.I. con una metodologia univoca e il confronto con quelli dichiarati da Co.N.Vi.R.I. (2011).

References

De Gisi S., Petta L., Farina R., De Feo G., 2014. Using a new incentive mechanism to improve wastewater sector performance: The case study of Italy, Journal of Environmental Management, Volume 132, Pages 94-106.

De Feo G., De Gisi S., Galasso M., 2012. Acque reflue, Progettazione e gestione di impianti per il trattamento e lo smaltimento, Dario Flaccovio Editore Srl, ISBN 9788857901183, 1244 pagine. (http://www.darioflaccovio.it/libro.php/acque-reflue-df0118_C762)

D. Lgs. 152/2006. Decreto Legislativo 3 Aprile 2006, n. 152. “Norme in materia ambientale”, Gazzetta Ufficiale n. 88 del 14 Aprile 2006 – Supplemento Ordinario n. 96 (in Italian).

Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991, Concerning urban waste-water treatment.

Council Regulation (EC) n. 1083/2006 of 11 July 2006, Laying down general provisions on the European Regional Development Fund, the European Social Fund and the Cohesion Fund and repealing Regulation (EC) No 1260/1999.

Delibera CIPE 82/2007, Regole di attuazione del meccanismo di incentivazione legato agli obiettivi di servizio del QSN 2007-2013, Gazzetta Ufficiale n. 301 del 29/12/2007 (in Italian).

ISTAT, 2008. Il Sistema delle Indagini sulle Acque. Anno 2008. ISTAT, Rome, Italy (in italian).

MiSE (Italian Ministry of Economic Development) 2010. Stato di avanzamento degli Obiettivi di Servizio, Istruttoria per l’attribuizione dei premi intermedi – Prima relazione al Comitato Nazionale per il Coordinamento e la Sorveglianza della Politica Regionale Unitaria (in Italian).

Italian National Agency for the New Technology, Energy and Sustainable Economic Development, Water Resource Management Lab. Via Martiri di Monte Sole 4, 40129, Bologna (ITALY)

Sabino DE GISI Ph.D.

UTVALAMB – IDR [email protected]