¿Cómo se puede ahorrar dinero en costes energéticos con el tratamiento de aguas residuales? ¿Qué posibilidades hay de diseñar una nueva instalación, sustituir modelos y componentes antiguos o modernizarla? Estas son preguntas importantes para cualquier operador de una planta de tratamiento de aguas residuales. AERZEN puede responder a todas sus preguntas con sus versátiles y diversas soluciones.

AERZEN es uno de los principales proveedores internacionales de soluciones para el tratamiento y la depuración de aguas residuales. El tratamiento de aguas residuales en plantas depuradoras es uno de los mayores campos para la tecnología de soplantes de AERZEN. Compresores, soplantes y turbosoplantes garantizan la ventilación de los depósitos de ventilación en todo tipo de depuradoras. El campo de aplicación abarca desde la pequeña depuradora biológica hasta plantas de mayor tamaño, responsables del tratamiento de las aguas residuales de varios municipios. Las máquinas de AERZEN enriquecen las aguas residuales suministrando aire comprimido con oxígeno. A continuación, el oxígeno necesario se suministra a las bacterias, lo que les permite degradar y eliminar de forma biológica las partículas de desecho en el depósito de ventilación. Esta etapa del tratamiento de las aguas residuales absorbe entre el 60 y el 80% de los costes energéticos totales de la depuradora. Con esta gran parte de los costes energéticos, cabe suponer que se puede ahorrar mucho dinero utilizando la tecnología más eficiente disponible.

En lo que respecta a esta tecnología energética, otro paso importante para mejorar la eficiencia es controlar y optimizar sus fluctuaciones diarias y anuales. Un ejemplo sería el gasto energético de la aireación de un tanque de tratamiento activo de aguas residuales en un popular centro vacacional; en un día caluroso de verano con un volumen mucho mayor, frente a un día frío de invierno. Si el rendimiento de las soplantes puede ajustarse y adaptarse a estas fluctuaciones, se puede ahorrar una cantidad considerable de dinero y energía. Para conseguirlo, merece la pena estudiar detenidamente todas y cada una de las situaciones. ¿Qué tamaño tiene la planta de tratamiento de aguas residuales, hay grandes fluctuaciones y/o la carga de trabajo está distribuida uniformemente? ¿Están todas las soplantes a la potencia óptima, y se ajustan a la tasa de control y a la tasa de carga de trabajo de la depuradora? ¿De cuánto espacio dispone la soplante? ¿Cuánto durarán las instalaciones y cuándo necesitarán una revisión a fondo? Básicamente, toda depuradora necesita elaborar unos planes precisos.

Soplantes de desplazamiento positivo (soplantes de émbolo rotativo)

Las soplantes de émbolo rotativo (por ejemplo, la soplante Delta de AERZEN) son los caballos de batalla de las soluciones de soplantes. Con unos costes iniciales relativamente bajos, pueden cubrir grandes áreas de control y ofrecen la posibilidad de aplicaciones flexibles. Las soplantes de émbolo rotativo pueden ajustar con facilidad las fluctuaciones de presión y temperatura.

El uso de soplantes de desplazamiento positivo es, con diferencia, el más extendido en el tratamiento de aguas residuales. La notable flexibilidad dentro del rango de control puede realizarse fácilmente con un convertidor de frecuencia. De este modo, se produce consistencia incluso con fluctuaciones en la capacitancia. Los costes de inversión, comparativamente bajos, se amortizan en muy poco tiempo.

Turbo Soplantes o Turbo Compresores

La tecnología turbo es a menudo la solución más eficiente para un proceso con un rango de control y una velocidad restringidos pero constantes. Con un funcionamiento continuo cercano a su punto de diseño, el ahorro energético del turbo es sustancial en comparación con los soplantes de émbolo rotativo. Los mayores costes asociados a la compra se verán fácilmente compensados por la eficacia de los turbos. El uso de turbos es menos adecuado en un sistema con frecuentes fluctuaciones extremas de presión y caudal.

Otra ventaja del turbo es su menor tamaño. Requiere un espacio de instalación menor, lo que permite un uso más flexible del espacio del soplante (por ejemplo, para reequipar o rediseñar el sistema). Esto también puede reducir los costes. AERZEN suministra el turbo y los demás componentes como un paquete: el motor, el soplante y el control se suministran como una máquina completa y de instalación sencilla.

Soplante híbrida (compresor de pistón rotativo o compresor lobular rotativo)

Una soplante híbrida combina las mejores características y ventajas de las soplantes rotativas y los compresores de tornillo, con la eficiencia de las soplantes turbo. La principal diferencia estructural es el uso de un rotor de tornillo de baja presión en lugar de un rotor de pistón rotativo recto o lapeado. Gracias a ello, se pueden controlar de forma flexible y eficaz las grandes fluctuaciones de caudal y presión. Las soplantes híbridas ofrecen un rango de control similar al de las soplantes de desplazamiento positivo y garantizan un volumen relativamente constante de cambios de presión. Una soplante híbrida tiene un rango de control del 25 al 100%. La ventaja sobre las soplantes turbo es su mayor eficacia en las zonas de carga parcial de la máquina.

La instalación de una combinación de las tecnologías de máquinas mencionadas merece la pena en grandes plantas de tratamiento de aguas residuales o plantas de gran capacidad y alta fluctuación (por ejemplo: se utiliza un turbocompresor para la carga básica y se conecta un soplante híbrido para los picos de carga o condiciones de bajo caudal).

Los distintos tipos de máquinas pueden utilizarse por igual en los desarenadores y en el depósito de ventilación. Una combinación de turbocompresores, compresores de lóbulos rotativos y soplantes de émbolos rotativos puede mejorar la eficiencia energética y reducir sustancialmente los costes de funcionamiento de la depuradora. AERZEN ofrece soluciones con su concepto "Performance³".

El primero es el software inteligente AERZEN Performance³ "AERsmart", que selecciona la combinación de máquinas más eficiente energéticamente para cada punto de funcionamiento requerido, garantizando que todas las máquinas funcionarán en su punto ideal con la máxima eficiencia.

Las aplicaciones en la tecnología de aguas residuales son diversas. Para ayudar a identificar el sistema más adecuado y eficiente, AERZEN ofrece a sus clientes una evaluación especial, la "AERaudit", con la que se miden y evalúan los datos de rendimiento de un sistema existente. A partir de este análisis, se pueden determinar las mejoras y posibilidades de ahorro energético para la instalación de cada cliente. Además, AERZEN ha recopilado un amplio surtido de materiales para la planificación de las instalaciones de sus clientes. Además de numerosa información sobre productos y planificación, los ingenieros de plantas, empresas de ingeniería y operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales también encontrarán ayuda para calcular los datos de funcionamiento, información importante sobre el diseño de la sala de máquinas y consejos sobre la posibilidad de recuperación de calor durante el tratamiento de las aguas residuales.

Numerosas opiniones de usuarios e informes en el campo de la depuración de aguas residuales ilustran, por ejemplo, cómo se crean soluciones eficientes para necesidades muy diferentes con el uso adecuado de distintos componentes de soplantes.

Así, la eficiencia de la depuradora de aguas residuales de Silverstone, en Colorado (EE.UU.), construida en 1974 y responsable de la depuración y el tratamiento de las aguas residuales de varios municipios -incluidos complejos turísticos con grandes fluctuaciones de la demanda-, ha mejorado claramente gracias a la sustitución de las antiguas soplantes centrífugas por la tecnología de soplantes AERZENER y convertidores de frecuencia adicionales.

El AERZEN Turbo TB 100 (utilizado aquí) está equipado con un motor de imanes permanentes, que ha sido especialmente desarrollado para los requisitos de alta frecuencia y alta velocidad de una aplicación turbo accionada directamente. Como resultado, el nivel de ruido se ha reducido drásticamente y ya no son necesarios los protectores auditivos. Además, el aire caliente del sistema de refrigeración del ventilador puede utilizarse en invierno para la recuperación de calor, calentando así el sistema.

Pero también numerosas historias de éxito de los alrededores hablan de la calidad y rentabilidad de los productos AERZEN: En la depuradora de aguas residuales de Emsbüren, en el sur de Baja Sajonia (Alemania), una turbomáquina con cojinete de aire de AERZEN sustituyó en marzo de 2016 a un turbo con cojinete magnético de un competidor. El turbo de la serie TB50-0.8 S cubre el funcionamiento a media y alta carga de la planta diseñada para 16.000 EEC. El funcionamiento a baja carga durante la noche se cubre con un soplante de émbolo rotativo. El turbo AERZENER funciona de forma intermitente.

Durante la puesta en marcha, el turbo con cojinete de aire arranca inicialmente en funcionamiento a plena carga, y mantiene este funcionamiento durante 10 minutos. Posteriormente, se reduce entre el 60% y el 70% del caudal volumétrico máximo durante un periodo de 60-80 minutos. Una vez que el oxígeno necesario llega al tanque de aireación, el turbo pasa inicialmente a funcionamiento al ralentí y luego se apaga por completo. Gracias al funcionamiento intermitente con los procesos de apagado adecuados, fue posible adaptarse a diferentes requisitos de carga y ahorrar energía. Basándose en la buena relación del cliente con el turbo de cojinetes de aire de AERZEN, la Junta de Aguas de Lingener Land se encargó de sustituir una máquina de cojinetes magnéticos por un turbo de cojinetes de aire de AERZEN en la depuradora de aguas residuales de Spelle.

Otro caso de éxito de AERZEN en Alemania es la planta de tratamiento de aguas residuales de Holzkirchen, cerca de Múnich. El 80% de los costes energéticos totales de la depuradora se generan aquí para el accionamiento de las soplantes. Por lo tanto, un diseño a medida y el aumento del impacto resultaron rentables muy rápidamente. Para las cambiantes necesidades de aire en el tanque de aireación, era necesario un dimensionamiento exacto del aire con una regulación exacta. En el control AERsmart de AERZEN se encontró una respuesta adecuada. En función de las necesidades de aire, este coordina diferentes tipos de soplantes. Como un piloto automático, el AERsmart adopta la gestión de control y regulación de las unidades, con diferentes principios de funcionamiento e implementaciones en línea con los requisitos. La carga básica la proporciona un turbocompresor TB75-0.8S. En caso de picos de carga, se utiliza adicionalmente un compresor de pistón rotativo de la serie Delta Hybrid, con dos soplantes Delta del tipo más antiguo, que se encargan del suministro de aire cuando la carga es baja. Las cargas parciales dentro de la instalación se evitan en gran medida gracias al control selectivo y al uso diferenciado de cada una de las máquinas. Al mismo tiempo, aumenta la eficiencia energética. AERZEN facilita el tratamiento eficaz de las aguas residuales.

En este enlace encontrará un informe de referencia detallado sobre los sistemas de ventilación de AERZEN en la depuradora de Holzkirchen, cerca de Múnich.

Para más información sobre la selección de la tecnología de soplantes más eficaz, consulte nuestro Libro Blanco.