La rentabilidad de las plantas modernas de tratamiento de aguas residuales se ve notablemente influida por el consumo energético en los diferentes pasos del tratamiento de las aguas. El proceso de aireación biológica, de elevado consumo energético, es el centro de atención a este respecto: aquí se genera, aproximadamente, entre el 60 y el 80 por ciento de la demanda total de energía. Al mismo tiempo, la aireación de tanques de aguas residuales ofrece un enorme potencial de ahorro de energía que los operadores de dichos tanques pueden aprovechar.
Como especialista con experiencia en tecnología de aguas y aguas residuales, AERZEN siempre ha marcado nuevas pautas en lo que a eficiencia energética en tanques de aireación se refiere. El innovador concepto Performance³ es la solución tecnológica más eficiente, potente y flexible para suministrar oxígeno en función de la demanda a tanques de tratamiento de aguas residuales. El atractivo comercial único de Performance³ es que adapta de forma optimizada la potencia de la soplante a cada una de las fluctuaciones de carga y a los diferentes niveles de contaminación. Pero, ¿cuál es la tecnología que impulsa a Performance³? ¿Cómo interactúan las diferentes tecnologías de soplantes en el tanque de aireación y cómo se combinan las diferentes necesidades de potencia y caudales volumétricos de forma razonable en términos técnicos?
Para simplificar, Performance³ se refiere a un enfoque que permite configurar las tecnologías de la máquina según las necesidades concretas de una planta para lograr la solución de aireación más eficiente. El objetivo es dar respuesta de manera óptima a las necesidades de carga fluctuantes y, teniendo en cuenta las tecnologías disponibles, operar en todo momento utilizando la máquina de la forma más eficiente. Para ello existen tres tecnologías de soplantes diferentes: soplantes de desplazamiento positivo, compresores de émbolos rotativos y turbosoplantes. En función de la configuración del sistema y el uso de la capacidad, estas tecnologías se pueden intercambiar de una manera en la que se logre la máxima eficiencia haciendo que interactúen sus puntos fuertes o bien en forma de soluciones personalizadas. Los valores de eficiencia se pueden mejorar todavía más en combinación con AERsmart, el sistema de control global que garantiza una distribución óptima de los volúmenes de aire a cada unidad.
Para cada configuración del sistema, Performance³ le permite dar exactamente con la solución de soplante adecuada y óptima desde un punto de vista técnico y económico. A pesar de que antes instalar soplantes de un solo tamaño era una práctica habitual, las plantas actuales a menudo presentan una combinación de diferentes tamaños o incluso tecnologías. Así permiten ahorrar hasta un 30%. Para entender del todo los enormes beneficios de Performance³, es necesario tener ciertos conocimientos de cómo se aplican las tecnologías de soplantes en los tanques de tratamiento de aguas residuales.
El principal reto a la hora de airear tanques de tratamiento de aguas residuales es dar respuesta en todo momento a las constantes fluctuaciones que se producen en el perfil de carga. Existen diversos factores que influyen en la necesidad de aire de un tanque de aireación. Las curvas de carga experimentan diferentes niveles de contaminación y fuertes fluctuaciones en función de la región, la hora del día y la cantidad de precipitaciones. Durante mucho tiempo, el perfil de carga fluctuante del tanque de tratamiento de aguas residuales se contrarrestaba con una soplante independiente que cubría todo el perfil de carga. La consecuencia de esto era que, debido al perfil fluctuante de la demanda, la soplante rara vez funcionaba en el punto óptimo de operación, lo cual, además, iba acompañado de una eficiencia energética inadecuada y un consumo de energía innecesariamente alto. La elección de la solución de aireación puede perjudicar gravemente a la rentabilidad de toda una planta de tratamiento de aguas residuales. Y es exactamente en este punto donde actúa Perfomance³: con la interacción de diferentes tecnologías, dimensiones y puntos de diseño, desarrollamos soluciones de soplantes personalizadas que permiten ahorrar hasta un 30 % de energía. En numerosos tanques de tratamiento de aguas residuales, la inversión para medir la eficiencia se amortiza más rápido de lo esperado: en función de la planta, el plazo de amortización es de solo dos años.
Para que las tecnologías de soplantes elegidas se ajusten con precisión a cada curva de carga de la planta de tratamiento de aguas residuales en cuestión, es necesario comprender de forma exhaustiva las áreas de aplicación de las diversas tecnologías.
Por ello, a continuación ofrecemos una descripción general de las características técnicas de las tres soplantes.
La soplante de desplazamiento positivo tiene una prolongada historia: En 1868, AERZEN construyó la primera soplante de este tipo en el continente europeo. La tecnología ha demostrado su eficacia y, en la actualidad, es uno de los diseños de compresores de mayor éxito de la historia. Modelos como el Delta Blower de AERZEN combinan un funcionamiento sólido y fiable con un diseño compacto y una construcción de bajo mantenimiento. Una de las principales ventajas de las máquinas de desplazamiento positivo es una eficiencia constante en operaciones con carga parcial. Gracias a la amplia gama de aplicaciones con un rango de control del 25 al 100 por ciento, la solución está concebida para dar respuesta a necesidades fluctuantes en los tanques de aireación.
Las turbosoplantes de AERZEN no solo impresionan por su diseño que permite ahorrar espacio, su funcionamiento sin aceite y su poca necesidad de mantenimiento: su eficiencia energética, superior a la media, también contribuye a que las turbosoplantes sean una parte indispensable de las soluciones modernas de soplantes para tanques de tratamiento de aguas residuales.
Las turbosoplantes demuestran su fuerza por encima de todo combinada con la más alta eficiencia en términos de diseño, lo que le permite lograr una eficiencia única que supera la de las soplantes de desplazamiento positivo convencionales. La turbosoplante se puede operar en un amplio espectro de control desde el 40 al 100 por ciento, por lo que la eficiencia disminuye en operaciones de carga parcial. El atractivo comercial único de la turbosoplante de AERZEN es su innovador rodamiento de lámina de aire con doble revestimiento de teflón y grafito. Esto ofrece la máxima fiabilidad también en condiciones de funcionamiento extremas y garantiza una vida útil extraordinaria.
El innovador compresor de émbolos rotativos de AERZEN se ha creado combinando las ventajas de la tecnología de soplantes y compresores en una sola unidad. El Delta Hybrid impresiona gracias a su elevada eficiencia en un amplio rango de control desde el 25 al 100 por ciento. Este compresor utiliza dos perfiles de rotor distintos, ya que cada uno de ellos está diseñado para niveles de presión diferentes. El compresor de émbolos rotativos puede diseñarse con precisión para satisfacer las necesidades especiales de los procesos en el tanque de tratamiento de aguas residuales y permite ahorrar hasta un 15 por ciento de energía en comparación con los compresores convencionales.
Por sí solas, tres tecnologías innovadoras y sofisticadas desde el punto de vista técnico no dan lugar a una solución de soplante a medida. Se necesita, además, medir y evaluar con precisión los datos operativos reales, así como un sistema de control inteligente de alto nivel para una operación de depuración con un proceso eficiente y de bajo consumo. Esta es la única forma de asignar de manera óptima el caudal volumétrico que necesita un tanque de aireación a las tecnologías empleadas en todo momento y de encontrar el nivel óptimo de eficiencia. Para ello, AERZEN ha desarrollado dos soluciones: AERaudit y AERsmart.
Determinar la necesidad de volumen establece las bases para poder operar su tanque de tratamiento de aguas residuales de una forma eficiente y sostenible. Por este motivo, como primer paso realizamos una medición in situ y registramos todos los datos pertinentes de su sistema de aireación con una estación de medición móvil. Ya sea el caudal volumétrico, la presión, la temperatura o la potencia, todos los datos operativos se registran en forma de curvas de carga.En el análisis posterior, nuestros especialistas evalúan los datos recogidos y desarrollan un concepto a medida basado en los resultados. Aquí, el enfoque se centra siempre en la eficiencia: Teniendo en cuenta las curvas y las necesidades de carga reales se elabora un concepto operativo concluyente que reduzca la necesidad de energía al mínimo con el uso de las tecnologías de soplante adecuadas, cada una de ellas con una carga de trabajo óptima. En un informe transparente visualizamos los resultados más importantes de la determinación de la necesidad de volumen para usted. Este, además de permitirnos mostrarle la configuración ideal de la máquina, también nos permite calcular el potencial de ahorro y el plazo de amortización de la renovación en muy poco tiempo.
Ni el mejor sistema logrará los resultados requeridos si no cuenta con un sistema de control inteligente de alto nivel, y esta es la razón por la que utilizamos el sistema de control global AERsmart. Sin duda, AERsmart hace honor a su nombre y garantiza una distribución exacta de los volúmenes de aire necesarios de acuerdo con las características de la soplante. Si se tienen en cuenta las eficiencias individuales, es posible lograr unos valores de eficiencia excelentes y tener la soplante funcionando en todo momento en el punto de operación óptimo. Incluso si se producen cambios de carga fuertes y abruptos en el tanque de aireación, el sistema de control de la máquina resuelve la cuestión y distribuye la demanda de oxígeno de manera inteligente y en el menor tiempo posible. Esto se traduce en que también se pueden operar equipos e instalaciones de terceros con una única tecnología de máquinas.
El sistema de aireación de la planta de tratamiento de aguas residuales de Rheda-Wiedenbrück (Alemania) funcionó durante años con una vieja soplante de desplazamiento positivo, pero llegó un momento en que fue necesario modernizarla. AERZEN instaló una combinación a medida de turbosoplante y compresor de émbolos rotativos Delta Hybrid, lo cual a día de hoy ya se ha traducido en un potencial de ahorro del 30 por ciento. Tomando como base la configuración de Performance³, el sistema de control integrado AERsmart aprovechó sus ventajas al máximo y logró reducir el consumo energético del sistema en un ocho por ciento más. En la actualidad, la planta de tratamiento de aguas residuales todavía da servicio a una población equivalente de unas 326,000 in personas de la demarcación de Rheda-Wiedenbrück y, además, al mayor matadero de Alemania. Gracias a la solución personalizada Performance³, los costes en energía se han reducido en unos 40.000 euros anuales.
Además de la tecnología adecuada, para optimizar energéticamente las plantas de tratamiento de aguas residuales hacen falta, sobre todo,conocimientos técnicos. Solo es posible lograr resultados óptimos cuando las ventajas de las tecnologías de soplantes se adaptan a cada necesidad.
Este es el motivo por el que los expertos especialistas de AERZEN se encargan de gestionar todo el proyecto: desde el primer inventario en el lugar de instalación hasta la aplicación de las medidas, pasando por la ejecución y evaluación de las mediciones y el diseño del concepto de la planta.
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