La tecnología Aerzen en el proceso del tratamiento de aguas residuales

27 de noviembre de 2018

La mayor parte de la electricidad que se utiliza en el tratamiento de las aguas residuales, es en el proceso de activación. En estudios de energía, vale la pena echar un vistazo más de cerca, a los procesos para el tratamiento de las aguas. Hoy te mostramos el caso de éxito de la tecnología Aerzen, en el proceso del tratamiento de aguas residuales, en la depuradora de Bingen (Baden-Württemberg), Alemania.

El ingeniero de física Armin Meister y su oficina de ingeniería, confían en los métodos de modelado dinámico de la teoría de sistemas para el análisis y la optimización de los sistemas existentes, y lo ponen en práctica en la planta de tratamiento de aguas residuales de Bingen. Gracias a ello han logrado reducir significativamente los requerimientos de energía, a través de cambios conceptuales y el uso de soplantes híbridas de Aerzen.

LA MEJORA DEL PROCESO

La planta de tratamiento de aguas residuales de Bingen, ha sido diseñada para atender a una población equivalente a 80,000H.. Este proyecto de gran alcance, ha llevado a una mejora considerable y una estabilización del rendimiento de la limpieza. El ahorro de energía en el área de la activación de los lodos, se divide entre mejoras conceptuales y el uso de una mejor tecnología de la máquina. “Además de los costos de personal y los costos de mantenimiento, los costos de energía y los valores de descarga, también determinan nuestros costos operativos”, dice Meister.

Los procesos optimizados requieren un diseño técnico cuidadoso, para que los sistemas, puedan ejecutarse de la manera más continua posible, en el punto de carga óptimo, con la ayuda de una red de sensores rápida y densa. Meister investigó las curvas de carga que abarcaban varios años y, basándose en esto, diseñó el modelado. El modelado constituye la base para definir los requisitos futuros para las estaciones de compresores. “Esto hizo posible seleccionar el ensamblaje más adecuado en términos de consumo de energía y rentabilidad general, al tiempo que se aseguraron los requisitos técnicos adecuados, para el tratamiento de aguas residuales y la redundancia necesaria”.

Esto llevó a la selección del compresor de lóbulo rotativo, tipo Delta Hybrid de Aerzen. Aquí, dos procesos de transporte de aire se combinan en una máquina: el principio de Root como compresión de presión total para baja presión, y el principio de compresor de tornillo con compresión interna, para mayor presión. Los cálculos muestran que el compresor de lóbulo rotativo, requiere hasta un 15% menos de energía, que los compresores convencionales para un transporte de aire, absolutamente libre de aceite.

PUNTO DE CARGA ÓPTIMO

Lo nuevo se encuentra con lo viejo: las soplantes más antiguas ahora sirven como redundancia y modo de espera, para cargas máximas.

Se requieren cuatro máquinas Delta Hybrid, que cubren casi el 90% de todos los casos operativos, de modo que los ensamblajes más antiguos y menos eficientes en el uso de la energía, solo se usan para eventos raros de alta carga o redundancia.

En vista de los puntos de carga óptimos, los compresores de lóbulos rotativos con capacidades graduadas, y los tamaños del motor adaptados correspondientemente, se utilizan para dos sistemas de aire comprimido independientes.

El compresor de lóbulo rotativo Delta Hybrid (más grande), tipo D62S, con una potencia del motor de 110 kW y una presión diferencial máxima de 1.000 mbar, suministra hasta 3,500 metros cúbicos por hora. Los modelos D36S, D24S y D12S (de dimensiones más pequeñas) entregan 2,150, 1,390 y 690 metros cúbicos por hora con potencias de motor de 75, 55 y 30 kW respectivamente. Los dos conjuntos más pequeños se instalan en la casa del motor, que también alberga la maquinaria más antigua.

Las dos grandes máquinas Delta Hybrid están ubicadas al aire libre. Un simple techo los protege del clima.

DISEÑO ROBUSTO PARA USO EXTERIOR

La decisión de instalar los dos Delta Hybrid, los tipos D62S y D36S en el exterior, se tomó por no tener suficiente espacio disponible y por una ventilación inadecuada en la cámara del motor. El efecto Joule-Thomson que se produce durante la compresión del aire, significa que la mezcla de gas comprimido se calienta a medida que las moléculas se acercan entre sí, debido a la mayor presión.

Un aumento de 100 milibares da como resultado un delta de temperatura de +10 grados centígrados. Esto aumenta el esfuerzo de compresión requerido debido a la densidad del aire reducida y al contenido de oxígeno más bajo del aire de admisión. Instaladas en el exterior, las máquinas Delta Hybrid pueden disipar las pérdidas de calor de manera mucho más efectiva en el medio ambiente y, a su vez, aspirar aire que no está precargado térmicamente.

Con la tecnología Aerzen se puede operar in situ, a través de un panel táctil.

Esta correlación tiene el mismo efecto sobre la eficiencia energética, que el uso de tecnología adaptada al rendimiento. Uno de los aspectos a considerar en este punto, es el funcionamiento de los compresores de lóbulos rotativos con un inversor de frecuencia, para el control de velocidad, económico y orientado a la demanda del motor de accionamiento. Los cuatro tamaños del Delta Hybrid con su clasificación de motor escalado, también hacen posible operar los puntos de carga que ocurren con mayor frecuencia con una eficiencia óptima.

Además, el alto rango de ajuste de las máquinas Delta Hybrid, asegura que hay grandes áreas de solapamiento entre los conjuntos. Estas áreas son necesarias para garantizar un ajuste óptimo de todos los puntos operativos, y un cumplimiento estable de las especificaciones de control, incluso en caso de cambios continuos de la carga del sistema. Más bien, las áreas de los diferentes procesos de biodegradación pueden adaptarse de manera variable a las cargas de contaminación, conectando las zonas de la cuenca y el control de aire preciso de los ventiladores de superficie, montados en el suelo de la cuenca.

Hay un sistema de control de presión deslizante, por lo que las válvulas, que están cerradas demasiado lejos, no causan que la contrapresión, en la tubería de suministro, aumente. Esto se basa en la interacción óptima de flujo de volumen, y presión. “Los aceleradores, que se cierran demasiado, simplemente desperdician energía. 100 milibar más de presión significa un 20% más de consumo de energía”, explica el planificador. “Cuando se trata de mejorar la calidad de una planta, los métodos de control precisos y estables, que se ajustan a la velocidad de los procesos acoplados, son indispensables”.

 

“Si mañana pudieses hacer agua limpia para el mundo, habrías hecho lo mejor que puedes hacer para mejorar la salud humana y la calidad medioambiental.” William C. Clark.

 

Para más información www.aerzen.es

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