Las plantas de tratamiento de aguas residuales se encuentran entre los mayores consumidores de energía de un municipio. Sin embargo, hasta la fecha, la atención se ha centrado prácticamente en exclusiva en la seguridad del suministro y el rendimiento de la depuración (cumplimiento de los valores de control). Durante mucho tiempo, la eficiencia no supuso ningún problema. Al mismo tiempo, el tratamiento de las aguas residuales municipales suele consumir entre un 30 % y un 40 % más de electricidad de la necesaria. Por tanto, el potencial de ahorro es enorme. Sin embargo, a la vista del aumento de los precios de la energía, la creciente presión sobre los costes y el objetivo de reducción de CO2 como resultado del Acuerdo de París (un 65 % menos de emisiones de CO2 para 2030 en comparación con los niveles de 1990), la eficiencia energética y de los recursos se está convirtiendo cada vez más en un factor decisivo para los operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales, por lo que la optimización de la energía es una prioridad clave.

Optimizar la ventilación es la clave de una mayor eficiencia energética

La asociación de agua potable y aguas residuales de Liebenwalde (Trink- und Abwasserzweckverband, TAV) ha detectado las señales de los tiempos y ha modernizado a fondo su depuradora, que empezó a funcionar en 1995. La atención se centró en optimizar el sistema de aireación del tanque de aireación, ya que la fase de tratamiento biológico constituye entre el 60 % y el 80 % de la demanda total de energía en el tratamiento de aguas residuales. Mediante la conversión a los nuevos y eficientes compresores de émbolos rotativos Delta Hybrid y la sustitución del sistema de aireación, fue posible optimizar el suministro de oxígeno y reducir notablemente el consumo de energía en la aireación. A ello contribuyeron también la instalación de nuevas tuberías y el uso de un tamiz de lodos de retorno adicional en la estructura de retorno. De este modo se eliminan los sólidos que, de otro modo, se depositarían en los aireadores del tanque de aireación y reducirían su eficiencia. «Hemos vuelto a elegir a propósito equipos de AERZEN», afirma Wolfhard Raasch, director técnico de la planta de tratamiento de aguas residuales de Liebenwalde. Y explica por qué: «Las soplantes de AERZEN ya se utilizaban cuando se construyó la planta. Hoy, un cuarto de siglo después, algunas de ellas siguen funcionando como un reloj. Además, la cooperación también funciona de maravilla. Estamos realmente muy satisfechos».

Compresores de émbolos rotativos: lo mejor de ambos mundos

En la planta de tratamiento de aguas residuales de Liebenwalde, dos compresores de émbolos rotativos Delta Hybrid D 62S con un caudal de succión de 41,7 m3/min y una diferencia de presión de 480 mbar suministran el aire comprimido al tanque de aireación. Los compresores de émbolos rotativos o soplantes de tornillo se encuentran entre las soluciones más innovadoras de la tecnología de compresores. Combinan las ventajas de las tecnologías de soplantes y compresores en un único sistema. El factor decisivo para la aplicación de Delta Hybrid en Brandenburgo fue la posibilidad de instalarlo en exteriores. «Los equipos deben colocarse directamente sin carcasa en el depósito», afirma Christian Meyer, ingeniero de ventas de AERZEN.

Las Delta Hybrid son muy adecuadas para usar en exteriores. Gracias a su construcción en acero galvanizado y recubrimiento de polvo, así como a un diseño de campana acústica sellada con un sofisticado conducto de aire en su interior, están óptimamente diseñadas para el viento y la intemperie y también hacen frente sin esfuerzo a la carga de H2S típica de las plantas de tratamiento de aguas residuales. También se instaló un colector de aceite para no contaminar el entorno en caso de accidente o al cambiar el aceite. La instalación exterior directamente en el depósito ofrece dos ventajas principales: en primer lugar, las tuberías de conexión pueden ser muy cortas, lo que reduce al mínimo las pérdidas de energía. El segundo punto se refiere a la temperatura del aire de admisión. Desde un punto de vista termodinámico, debe ser lo más bajo posible. Sin embargo, con la carcasa tendría el efecto contrario: el aire alrededor de los equipos se calentaría y, por tanto, ya no se comprimiría de forma óptima. «Como regla general, se puede decir que reducir la temperatura 3 ºC se traduce en un ahorro energético del 1 %», aclara Christian Meyer. «Por esta razón, por cierto, nuestras soplantes siempre aspiran el aire por el lado “frío” del equipo y no por el lado de la conexión de presión, ya que en ese punto se irradia mucho calor».

Financiación con subvenciones

AERZEN también estableció contacto entre la planta de tratamiento de aguas residuales de Liebenwalde y la plataforma industrial e.qua. La plataforma e.qua es una red de empresas municipales del sector del agua que se centra en la eficiencia energética, la energía (recuperación) y la gestión de recursos, y se ha hecho un nombre sobre todo como buscadora de financiación. «Muchos operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales ni siquiera saben que pueden solicitar subvenciones públicas para la optimización energética». Gracias a la instalación en exteriores de las soplantes de AERZEN directamente en el depósito, las tuberías de conexión pueden ser muy cortas, lo que reduce al mínimo las pérdidas de energía. - hasta un 80 %. También se subvenciona en un 50 % la elaboración del estudio de potencial, que es la base para solicitar cualquier subvención», remarca Andreas Koschorreck, director general de e.qua. En el caso de la planta de tratamiento de aguas residuales de Liebenwalde, e.qua se hizo cargo de toda la gestión de la financiación. Fue la cooperación y colaboración entre AERZEN y e.qua lo que permitió a la planta de tratamiento de aguas residuales de Liebenwalde realizar las inversiones en un tratamiento de aguas residuales respetuoso con el medioambiente. La optimización del sistema de aireación del tanque de aireación no fue el único gran proyecto energético. También se instaló un sistema fotovoltaico en suelo de 100 kWp con almacenamiento en baterías y se construyó una planta de humidificación de lodos residuales. Con el sistema fotovoltaico, un tercio del consumo eléctrico de la depuradora se cubre con fuentes de energía renovables. La planta de humidificación de lodos residuales, de dos hectáreas de superficie, también ofrece importantes ventajas en términos de protección del medioambiente en comparación con la antigua planta de espesamiento mecánico. El mayor contenido de materia seca del 40 % (antes era del 6 por ciento) reduce la cantidad de transporte necesario para uso agrícola en un total del 90 por ciento. Además, ya no se necesitan productos químicos y el consumo de electricidad es muy bajo.

De devorador de energía a líder climático

En la planta de tratamiento de aguas residuales de Liebenwalde, las inversiones para aumentar la eficiencia energética y el uso de energías renovables han merecido la pena con creces. Por ejemplo, el consumo de energía de la planta se ha reducido de 40 kWh a 18 kWh de población equivalente (PE) al año. Las emisiones de CO2 suponen un ahorro del 62 %. En total, es posible ahorrar 61 600 euros al año. «La modernización era exactamente el paso adecuado. Con la optimización energética, hemos dado un verdadero salto cualitativo y estamos óptimamente posicionados para el futuro gracias al respaldo activo de AERZEN», afirma Wolfhard Raasch, quien ya tiene otro objetivo en mente: «Queremos independizarnos de los proveedores externos de electricidad y por eso planeamos seguir ampliando la fotovoltaica. El futuro tiene un nombre: autosuficiencia energética».

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