La eficiencia energética en la depuración de aguas residuales urbanas

Jorge Ignacio Perez, profesor titular de la Universidad de Granada y Director Técnico de la empresa Estudios Técnicos VICENOR (Empresa Spin-off de la Universidad de Granada), nos habla sobre los diferentes mecanismos para reducir la huella energética en los procesos del tratamiento de agua residual urbana.

Claves para mejorar la eficiencia energética en depuradoras

El tratamiento del agua residual urbana mediante la tecnología convencional de fangos activos, es el más empleado en la actualidad. Esa técnica de depuración, implica una serie de procesos de alto consumo energético, en el que, en la actualidad, hay un significativo margen de mejora en términos de huella energética. De entre el conjunto de procesos que lo componen, la aireación del fango activo es uno de los que más contribuye al consumo energético (entre el 50 y 70 % del consumo energético total).

Son diferentes los mecanismos por lo que se puede tratar de reducir la huella energética de estos procesos, destacando a día de hoy, la optimización de la aireación del fango activo.

Inversión en el sistema de depuración

Para conseguir minimizar los consumos energéticos, el primer punto a considerar es el de disponer de sistemas de medida de oxígeno disuelto o de oxígeno transferido más eficaces con tiempos de respuesta lo más reducidos que sea posible. Así, en la actualidad, uno de los aspectos en los que se está trabajando, es precisamente en esto, desarrollo de equipos de medida y control de oxígeno (y por tanto de su consumo) de aporte al reactor biológico.

El desarrollo de esta instrumentación permitirá un mejor ajuste de los equipos de aireación a las necesidades del sistema de depuración.

Análisis y control del sistema de aireación

En segundo lugar, está el control de la aireación. ¿Cuál debe ser el valor de consigna (oxígeno disuelto) que debemos indicarle al sistema para conseguir los mismos rendimientos de depuración con el mínimo coste?.

La demanda de oxígeno del sistema biológico es cambiante en función de las diferentes variables del proceso. Debido a esto, la asociación de los sistemas de medida y control del aporte y transferencia de oxígeno, a un control de la actividad biológica mediante técnicas analíticas como la respirometría, y el empleo de simuladores, permitiría conocer de forma directa las necesidades de oxígeno del sistema, actuando de este modo sobre los soplantes industriales mediante algoritmos matemáticos que eviten aportes innecesarios.

Optimización de una planta depuradora

El empleo de simuladores que permitan predecir el funcionamiento dinámico de una estación depuradora tiene una gran utilidad en diseño y en explotación, siempre y cuando se disponga de unos datos de partida suficientemente completos que permitan que los resultados sean útiles.

En diseño, son especialmente útiles en ampliaciones de EDAR existentes, para ello, es fundamental realizar la calibración del modelo con la planta existente. El simulador (una vez calibrado y ajustado a la planta) permitiría fijar la consigna de oxígeno disuelto en el reactor, de manera que dicho ajuste lograría minimizar consumos energéticos, al evitar aportes de aire por encima del necesario.

La máxima reducción de necesidades energéticas para mantener el funcionamiento de un reactor biológico de fangos activos, pasa por considerar este objetivo desde la fase de diseño y lógicamente antes de la construcción de la EDAR.

Parámetros para reducir consumos energéticos en depuradoras

Así, parámetros de diseño que habitualmente se fijan únicamente por criterios de minimización de costes de construcción, deben ser definidos desde un punto de vista energético. Uno de estos parámetros es la altura de lámina de agua en reactor biológico.

A mayor altura, mayor presión debe superar el equipo de aireación y por tanto mayor consumo energético, no obstante, la transferencia de oxígeno que se consigue al agua aumenta considerablemente, lo que hace que el resultado final sea de menor consumo. En resumen, minimizar consumos energéticos en aireación, pasa por aumentar la altura de la lámina de agua (hasta un límite máximo, en torno a 7-8 m, donde la coalescencia de las burbujas de aire, no permiten aumentar el rendimiento y por tanto no conviene aumentar más la altura).

Combinación de tecnologías AERZEN

AERZEN en el sector de la depuración de aguas residuales, tiene de una gran ventaja sobre sus competidores desde el punto de vista de la búsqueda de la mejor solución. Al disponer de todas las tecnologías posibles en esta aplicación, la elección final de la soplante se puede realizar teniendo en cuenta tanto costes de adquisición como de explotación, permitiendo el estudio de soluciones en las que se combinen tecnologías en la búsqueda de la eficiencia energética.

 

 

 

 

 

 

 

 

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