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El ahorro de recursos y el uso responsable del agua es un tema importante en la actualidad y preocupante para el futuro. Cuando se trata de la disponibilidad de agua, su tratamiento juega un papel clave. Alrededor del 80% de las aguas residuales en todo el mundo aún no se tratan. Aerzen pone sobre la mesa los procesos que a largo plazo tienen un potencial considerable, para reducir significativamente el consumo de agua en la industria.
Debido a la creciente demanda de la industria, la agricultura y la producción de energía, existen cuellos de botella cada vez más graves. En este artículo se analizan las medidas adicionales que aumentan la eficiencia en el consumo del agua.
El uso de lodos de depuradora o gases de depuradora para generar energía y calor y aumentar la eficiencia energética de los tanques de aireación, no son las únicas medidas en el camino hacia el futuro tratamiento del agua. Otro potencial surge, por ejemplo, de la integración de energías renovables en el sistema energético de la planta de tratamiento de aguas residuales.
Por ejemplo, es posible instalar placas solares o turbinas eólicas en las instalaciones de las plantas de tratamiento de aguas residuales para aumentar aún más la participación de la autogeneración en el consumo total de electricidad. Por supuesto, cabe señalar que estas medidas están sujetas a las mismas condiciones de contorno que en otros lugares y la rentabilidad de la inversión depende de las condiciones predominantes, como la radiación solar local y las condiciones del viento.
El uso de colectores solares para generar calor también es interesante, especialmente para sistemas sin digestión de lodos, pero probablemente esto tendrá un papel secundario en el futuro. En las plantas con estabilización aerobia de lodos suele haber un excedente de calor en verano, por lo que la medida es irrelevante para estas plantas depuradoras.
Otras medidas para el diseño energéticamente eficiente del tratamiento de agua en el futuro tienen como objetivo el uso de energía hidroeléctrica en la entrada y salida de la planta de tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, el potencial de este enfoque también es limitado ya que la altura de caída disponible es pequeña y la producción de energía es desproporcionada con respecto al esfuerzo.
Especialmente en plantas más grandes con una incineración de lodos de depuradora existente, tiene sentido utilizar las cribas como combustible adicional para aumentar aún más la eficiencia energética. Sin embargo, el potencial de esta tecnología está limitado por el uso de lavadoras de residuos, que reducen la acumulación de residuos.
En particular, en el caso de plantas más grandes con incineración de lodos, se recomienda utilizar desechos de rejillas de barras como fuente de combustible adicional para aumentar aún más la eficiencia energética. Sin embargo, el potencial de esta tecnología está limitado por el uso de lavadores de desechos con rejillas de barras, que reducen la acumulación de desechos.
Debido al alto consumo de energía, las medidas en el campo de la aireación biológica son una forma particularmente atractiva de incrementar la economía. Dado que, dependiendo de la planta de tratamiento de aguas residuales, del 60 al 80% del requerimiento total de energía es para la aireación, el proceso de revitalización es particularmente importante en el tratamiento del agua del futuro.
Para entender el por qué del alto consumo energético en el tanque de lodos activados, Aerzen se adentra en los procesos de la planta de tratamiento biológico. El agua residual pretratada mecánicamente se libera de sustancias orgánicas disueltas, así como de fosfatos y compuestos de nitrógeno en el tanque de aireación. Esta degradación la llevan a cabo microorganismos como las bacterias, los lodos activados.
Para permitir la eliminación biológica de fosfatos de las aguas residuales, en el primer paso, la primera parte del tanque se mantiene baja en oxígeno. A continuación se introduce una cantidad particularmente grande de oxígeno en el agua residual, mediante soplado de aire comprimido. Las bacterias se multiplican rápidamente mediante el uso de oxígeno y, con el uso adicional de un precipitante disuelto, promueven la unión del fosfato al lodo biológico. Esto luego se asienta en el clarificador secundario y se puede bombear de regreso al tanque de aireación o usarse para el tratamiento de lodos. El alto consumo energético de este proceso está relacionado con la introducción de grandes cantidades de aire comprimido.
El principal desafío en la tecnología de ventilación es contrarrestar las fuertes fluctuaciones dentro de los perfiles de carga y los grados cambiantes de contaminación con un suministro de aire basado en las necesidades. Las plantas de tratamiento de aguas residuales más antiguas, a menudo están equipadas con tecnologías de soplantes que proporcionansiempre la misma cantidad de oxígeno, independientemente de la demanda (esto no es siempre necesario). El desafío es, por un lado, implementar la ventilación en función de las necesidades y, por otro lado, atender los rangos de carga parcial del perfil de carga con la mejor eficiencia posible.
Para el suministro eficiente de energía de los tanques de aireación, Aerzen confía en una cartera de productos que consta de una o más tecnologías de soplantes y se utiliza según las necesidades individuales de la planta de tratamiento de aguas residuales respectiva. Este enfoque permite lograr siempre la mejor eficiencia posible y hacer un uso óptimo de los ahorros potenciales.
La cartera consta de turbosoplantes, soplantes y compresores de émbolos rotativos. La ventaja es obvia, cada una de las tecnologías tiene ventajas y fortalezas individuales que se pueden adaptar a los requisitos individuales. Mientras que el turbosoplante, por ejemplo, impresiona con su muy alta eficiencia energética en el punto de diseño, las máquinas de pistón rotativo impresionan con su amplia controlabilidad y eficiencia casi constante en el rango de carga parcial. Como híbrido, el compresor de pistón rotativo combina las ventajas de la tecnología de compresor y soplante en un solo sistema.
Dependiendo de la aplicación, tiene sentido elegir diferentes tecnologías combinadas o la tecnología más eficiente en cada caso. No solo se pueden instalar diferentes tecnologías, sino también diferentes tamaños. Si este enfoque también se combina con un control de red inteligente, surgen más potenciales de ahorro de energía. La práctica muestra que los ahorros de energía a través de la ventilación optimizada son considerables.
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