Holzkirchen
Grazie al sistema AERsmart di AERZEN, l'impianto di depurazione di Holzkirchen risparmia circa 50.000 kWh all'anno
L'impianto di depurazione di Holzkirchen ha un lavoro chiaro e ben definito: “Depuriamo i nostri reflui in modo ottimale.” Grazie al suo impianto di depurazione, dimensionato per una popolazione di 50.000 persone, l'azienda municipale, situata 40 chilometri a sud di Monaco, non solo persegue questo obiettivo, ma opera anche all'insegna del minimo dispendio di risorse possibile. Insieme ad AERZEN hanno messo in funzione una tecnologia dei soffiatori che, dal punto di vista dell'efficienza energetica, rappresenta una nuova pietra miliare per l'intero settore.
Il carico parziale riduce l'efficienza, compromette l'efficienza energetica e quindi aumenta i costi operativi. Questo contesto si applica per tutti i settori e ha un grave effetto negli impianti di depurazione, soprattutto biologici. L'energia elettrica per il funzionamento dei soffiatori genera circa l'80% dei costi in questo settore del trattamento delle acque reflue. Di conseguenza, aumentare l'efficienza con un design specifico dei soffiatori, dimensionandoli davvero su misura sul fabbisogno giornaliero dell'impianto, offre un ritorno dell'investimento molto veloce. La soluzione è fornire la reale necessità di portata di ossigeno senza sovradimensionare le macchine e senza eliminare la capacità di gestire i picchi di massima.
Oltre la cascata
Ogni macchina raggiunge il suo punto di lavoro ottimale solo in un range ben definito e qui funziona con la massima efficienza. Il consumo di aria nella vasca di aerazione è soggetto a notevoli variazioni. Il funzionamento a cascata con gruppi in serie e la gestione della variazione di velocità dei soffiatori sono approcci importanti per fornire ossigeno alle vasche di ossidazione in funzione del reale fabbisogno. Con il nuovo sistema di controllo AERsmart, AERZEN compie un ulteriore passo in avanti.
Coordinando il funzionamento di diversi tipi di soffiatori sulla base del volume d'aria richiesto, la nuova soluzione AERsmart evita in larga misura il carico parziale dei singoli gruppi. Paragonabile a un pilota automatico, AERsmart assume il controllo e la completa gestione della regolazione di un gruppo di compressori fino a dodici macchine. La nuova soluzione va oltre la semplice accensione o il semplice spegnimento delle macchine in cascata. Il senso di questa tecnologia è piuttosto raggruppare tra loro soffiatori che hanno principi di funzionamento diversi. A Holzkirchen, ad esempio, un turbocompressore AERZEN TB75-0.8S copre i requisiti di carico medio. Con un motore da 60 kW, fornisce una portata d'aria oil-free di 2.900 m3/h con una pressione differenziale di 0,8 bar. Come dice il termine "carico medio", il turbocompressore serve a coprire il requisito medio. In caso di picchi di carico la macchina non è sufficiente e con bassi carichi l'unità perde notevolmente in efficienza.
A Holzkirchen, questo problema è stato risolto abbinando il turbocompressore con un compressore ibrido AERZEN della serie Delta Hybrid e con due soffiatori Delta Blower già presenti in impianto prima della modifica e che ora servono principalmente come stand-by aumentando l'affidabilità operativa dell'impianto. AERsmart assicura che Delta Hybrid si attivi per fornire aria alle vasche di ossidazione, quando il consumo di ossigeno a basso carico raggiunge un livello in cui il turbo si troverebbe a lavorare al di sotto delle sue potenzialità uscendo dal suo range operativo ottimale. In senso inverso, Delta Hybrid e Delta Blower intervengono in caso di picchi di carico. Questo può verificarsi "soprattutto nelle calde giornate estive, quando il consumo di ossigeno è elevato", spiega il direttore dell'impianto Markus Spallek.
Un risparmio di 10.000€ ogni anno
A Holzkirchen, AERsmart ha dato subito risultati tangibili: un risparmio energetico di circa il dieci per cento. Quale sarà il risparmio finale dipende in larga misura dall'efficienza che aveva prima l'impianto. "Avevamo già ottimizzato i nostri processi. Per noi, quindi, il dieci per cento è molto". Espresso in cifre: A Holzkirchen, ogni anno circa 500.000 kWh di energia elettrica vengono spesi per i bacini di aerazione. Così, il risparmio di 50.000 kW significa una spesa ridotta di 10.000€. A questo ritmo, l'investimento per la soluzione adottata, ossia l'installazione di una turbosoffiante e di AERsmart, sarà recuperato in circa tre anni.
AERsmart acts as autopilot
Normalmente la turbosoffiante funziona nel "punto di lavoro ottimale", come indica il cursore posizionato nell'area verde sul display di AERsmart. È possibile vedere sul display AERsmart una portata di 34 metri cubi al minuto. Se il requisito è tra i 28 e i 16 metri cubi, viene utilizzato Delta Hybrid. "Al di sotto dei 24 metri cubi AERsmart spegne il Turbo", riferisce Spallek. Secondo le esperienze del direttore dell'impianto, le portate d'aria richieste sono solo una parte delle caratteristiche di progettazione; anche le pressioni di insufflazione necessarie sono importanti per decidere quale tecnologia sia la più efficace. "Se le vasche sono più piatte e di conseguenza la pressione è più bassa, un soffiatore a lobi può essere una soluzione efficace".
Con tutte le innovazioni tecniche e un generale "Abbiamo sempre prestato attenzione all'efficienza energetica", a Holzkirchen ci si concentra innanzitutto sulla qualità dell'acqua. "La nostra premessa è quella di depurare i reflui in modo ottimale. E questo a un prezzo il più conveniente possibile. Questo approccio si discosta da quelli del settore. Ma gli operatori dell'impianto vogliono che la depurazione delle loro acque di scarico avvenga nel modo più economico e buono possibile." Se nella periferia meridionale l'efficienza è così importante è perché l'utilizzo economico delle risorse è uno degli hobby di Andreas Spallek. L'impianto punta "su soluzioni ragionevoli, che aumentano l'efficienza, e non su gadget tecnici." Per l'esperto è chiaro che l'acqua può essere depurata in modo affidabile solo con un certo apporto di energia. "Con un buon parco macchine possiamo raggiungere il nostro obiettivo di generare la portata d'aria richiesta senza costi eccessivi." Di conseguenza, gli impianti vengono costantemente ottimizzati e l'uso dell'energia viene migliorato.
Gli impianti di depurazione possono essere i centri energetici di domani?
La tendenza sarà quella di combinare diversi tipi di soffiatori in modo che l'interazione complessiva finisca col generare le portate d'aria richieste garantendo un'efficienza ottimale e il massimo rendimento energetico", è convinto Spallek. A suo avviso, gli impianti di depurazione hanno solo due possibilità per migliorare la loro sostenibilità: ridurre il consumo di energia utilizzando tecnologie intelligenti e aumentare l'autoproduzione di energia. Pertanto, Holzkirchen utilizza anche una centrale termoelettrica a blocco per convertire il gas di fognatura generato nel digestore anaerobico in energia elettrica e per utilizzare il calore per il riscaldamento del bioreattore. Un'altra possibile soluzione per Spallek: Incenerimento decentralizzato dei fanghi di depurazione all'interno di una rete di calore locale. "I fanghi di depurazione secchi hanno un potere calorifico simile alla lignite". Poiché in futuro l'attività dell'industria dello smaltimento sarà sempre più quella di recuperare fosfato dai residui, soluzioni come questa sembrano essere predestinate a diventare realtà. Gli impianti di depurazione possono essere i centri energetici decentrati di domani - in grado di soddisfare i requisiti di carico medio anche nella produzione di elettricità?
![Opuscolo informativo - AERwater [A1-045]](/fileadmin/_processed_/6/9/csm_A1-045-06-EN-Headquarter_8c15469a09.webp "Opuscolo informativo - AERwater [A1-045]")
