Por que motivo escolher a tecnologia de sobrepressor certa é fundamental no tratamento de águas residuais

A AERZEN é o principal fornecedor internacional de soluções para o tratamento e purificação de águas residuais. O tratamento de águas residuais nas estações é um dos campos mais importantes para a tecnologia de sobrepressor da AERZEN. Os compressores, sobrepressores e turbos asseguram a ventilação dos tanques de ventilação em todo o tipo de estações de tratamento de águas residuais. A aplicação engloba desde pequenas estações biológicas de tratamento de águas residuais a estações de maiores dimensões, que são responsáveis pelo tratamento de águas residuais em vários municípios. As máquinas da AERZEN enriquecem as águas residuais ao fornecer ar comprimido com oxigénio. As bactérias são, portanto, alimentadas com o oxigénio necessário, o que lhes permite degradar e eliminar as partículas de resíduos existentes no tanque de ventilação de forma biológica. Esta etapa do tratamento de águas residuais assume 60 a 80% do custo energético total da estação de tratamento de águas residuais. Com esta proporção significativa do custo energético, parte-se do princípio que é possível poupar imenso dinheiro com a utilização da tecnologia mais eficiente disponível.

Com esta tecnologia energética, outra etapa importante para obter uma melhor eficiência é monitorizar e otimizar as flutuações diárias e anuais. Por exemplo, o consumo energético para a aeração de um tanque ativo de tratamento de águas residuais numa estância de férias popular: num dia quente de verão com muito mais volume em oposição a um dia frio no inverno. Se for possível regular e adaptar o desempenho dos sobrepressores a estas flutuações, pode poupar uma quantia considerável de dinheiro e energia. Para alcançar este objetivo, vale a pena ter em consideração todas as situações. Qual a dimensão da estação de tratamento de águas residuais, existem grandes flutuações e/ou o volume de trabalho está distribuído uniformemente? Todos os sobrepressores estão no seu rendimento máximo e estão alinhados com a taxa de controlo e de volume de trabalho da estação de tratamento de águas residuais? Qual o espaço disponível para o sobrepressor? Durante quanto mais tempo irão durar as instalações e quando é que precisarão de uma grande revisão? No fundo, todas as estações de tratamento de águas residuais necessitam de desenvolver alguns planos precisos.

Que tecnologias estão disponíveis e quais são as vantagens?

Sobrepressores de êmbolos rotativos

Os sobrepressores de êmbolos rotativos (por exemplo, o AERZEN Delta Blower) são a base das soluções de sobrepressores. Com custos iniciais relativamente baixos, podem abranger grandes áreas de controlo e oferecem uma vasta gama de aplicações flexíveis. Os sobrepressores de êmbolos rotativos podem ajustar facilmente as flutuações de pressão e de temperatura.

Os sobrepressores de êmbolos rotativos são, de longe, os mais utilizados no tratamento de águas residuais. A notável flexibilidade no intervalo de controlo pode ser facilmente confirmada com um variador de frequência. Assim, obtém-se consistência mesmo com flutuações de capacidade. Os custos de investimento comparativamente baixos pagam-se a si próprios em muito pouco tempo.

Turbos ou turbocompressores

Muitas vezes, a tecnologia de turbo é a solução mais eficiente para um processo com velocidade e intervalo de controlo restritos, mas consistentes. Com um funcionamento contínuo próximo do seu ponto de design, a energia economizada devido ao turbo é substancial em comparação com os sobrepressores de êmbolos rotativos. Os elevados custos associados à aquisição serão facilmente compensados pela eficiência dos turbos. A utilização de turbos é menos adequada num sistema com flutuações de fluxo e de pressão extremas frequentes.

Outra vantagem do turbo é a sua menor dimensão. Exige menos espaço de instalação, o que permite uma utilização mais flexível do espaço do sobrepressor (por exemplo: para retromontagem ou reformulação do sistema). Também pode reduzir os custos. A AERZEN fornece o turbo e os outros componentes como um pacote: o motor, o sobrepressor e o controlo são fornecidos como uma máquina completa, com instalação simples.

Sobrepressor híbrido (compressor de êmbolos rotativos)

Um sobrepressor híbrido combina as melhores caraterísticas e vantagens dos sobrepressores rotativos e compressores de parafuso, com a eficiência dos turbos. A principal diferença estrutural está na utilização de um rotor de parafuso de baixa pressão em vez de um rotor de êmbolo rotativo reto ou enrolado. Como resultado, as elevadas flutuações de fluxo e de pressão podem ser controladas de forma flexível e eficiente. Os sobrepressores híbridos oferecem um intervalo de controlo semelhante ao dos sobrepressores de êmbolos rotativos e garantem um volume relativamente consistente de alterações de pressão. Um sobrepressor híbrido possui um intervalo de controlo de 25 a 100%. A vantagem em relação aos turbos é a eficiência superior nas áreas de carga parcial da máquina.

Quando é que é útil uma combinação de diferentes componentes de sobrepressores?

A instalação de uma combinação das tecnologias de máquina mencionadas anteriormente é muito útil em grandes estações de tratamento de águas residuais ou em estações com capacidade e flutuação elevadas (por exemplo: o turbocompressor é utilizado para a carga base e é ligado um sobrepressor híbrido para a carga de pico ou condições de baixo fluxo).

As diferentes máquinas podem ser utilizadas da mesma forma nos coletores de areia e no tanque de ventilação. Uma combinação de turbos, compressores de êmbolos rotativos e sobrepressores de êmbolos rotativos pode melhorar a eficiência energética e reduzir significativamente os custos de funcionamento da estação de tratamento de águas residuais. A AERZEN disponibiliza soluções com o seu conceito "Performance³".

Como posso encontrar a solução mais sustentável e eficiente em termos de custos que atenda às minhas necessidades?

A primeira solução é o software "AERsmart" inteligente AERZEN Performance³, que seleciona a combinação de máquinas com maior eficiência energética para cada ponto de operação necessário, garantindo o melhor rendimento de todas as máquinas com a máxima eficiência.

As aplicações na tecnologia de água residual são diversas. Para ajudar a identificar o sistema mais adequado e eficiente, a AERZEN disponibiliza aos seus clientes uma avaliação especial, a "AERaudit", com a qual os dados de funcionamento de um sistema existente são medidos e avaliados. Com base nesta análise, é possível determinar as melhorias e as possibilidades de poupança energética para as instalações de cada cliente. Além disso, a AERZEN compilou uma extensa variedade de materiais para o planeamento dos locais para os seus clientes. Além de diversas informações sobre produtos e planeamento, os engenheiros da estação, as empresas de engenharia e os operadores das estações de tratamento de águas residuais também obtêm ajuda a calcular os dados de funcionamento, informações importantes sobre o design da sala de máquinas e sugestões para a possibilidade de recuperação térmica durante o tratamento de águas residuais.

Várias aplicações - soluções precisas

As inúmeras opiniões e relatos dos utilizadores no campo da purificação de águas residuais ilustram, por exemplo, como são criadas soluções eficientes para as mais variadas necessidades com a utilização adequada de diferentes componentes de sobrepressores.

Assim, a eficiência da estação de tratamento de águas residuais de Silverstone em Colorado, nos EUA, que foi construída em 1974 e é responsável pelo tratamento e purificação de águas residuais em vários municípios, incluindo estâncias de férias com grandes flutuações na procura, foi claramente melhorada através da substituição de sobrepressores centrífugos antigos pela tecnologia de sobrepressor da AERZENER e outros variadores de frequência.

O AERZEN Turbo TB 100 (utilizado aqui) está equipado com um motor de ímanes permanentes, que foi especialmente desenvolvido para atender aos requisitos de frequência e velocidade elevadas de uma aplicação turbo com acionamento direto. Como resultado, o nível de ruído reduziu drasticamente, pelo que os protetores auriculares deixaram de ser necessários. Além disso, o ar quente do sistema de refrigeração do ventilador pode ser utilizado no inverno para efeitos de recuperação térmica, aquecendo, assim, o sistema.

Também as diversas histórias de sucesso nos arredores demonstram a qualidade e rentabilidade dos produtos AERZEN: na estação de tratamento de águas residuais de Emsbüren, situada na Baixa Saxónia (Alemanha), uma turbomáquina com rolamento de ar da AERZEN substituiu um turbo com rolamento magnético de um concorrente, em março de 2016. O turbo da série TB50-0.8 S abrange o funcionamento de carga média e elevada da estação concebida para 16 000 equivalentes de população. O funcionamento de carga baixa à noite é feita por um sobrepressor de êmbolos rotativos. O Turbo AERZEN funciona de forma intermitente.

Durante o arranque, o turbo com rolamento de ar começa com o funcionamento de carga total e mantém este funcionamento durante 10 minutos. Posteriormente, 60 a 70% do caudal máximo é reduzido durante um período de 60 a 80 minutos. Assim que o oxigénio necessário chega ao tanque de aeração, o turbo começa a funcionar mais lentamente e, em seguida, desliga-se por completo. Graças ao funcionamento intermitente com os processos de desligamento apropriados, a adaptação a diferentes requisitos de carga e a poupança energética tornou-se possível. Tendo em vista o bom relacionamento com os clientes no que diz respeito ao turbo com rolamento de ar da AERZEN, a Comissão de Águas Lingener Land ficou responsável por substituir uma máquina com rolamento magnético por um turbo com rolamento de ar da AERZEN na estação de tratamento de águas residuais de Spelle.

Outra história de sucesso da AERZEN na Alemanha é a estação de tratamento de águas residuais de Holzkirchen, perto de Munique. 80% de todo o custo energético da estação de tratamento de águas residuais foi gerado aqui para o acionamento dos sobrepressores. Por conseguinte, um design personalizado e o aumento do impacto acabaram por ser rentáveis em muito pouco tempo. Para os requisitos variáveis em termos de ar no tanque de aeração, foi necessário um dimensionamento do ar exato com regulação precisa. A resposta adequada foi encontrada no controlo AERsmart da AERZEN. Com base nos requisitos de ar, este comando coordena os diferentes tipos de sobrepressor. À semelhança de um piloto automático, o AERsmart assume a gestão de controlo e de regulação das unidades, com diferentes princípios de funcionamento e implementações de acordo com os requisitos. A carga base é fornecida por um turbocompressor TB75-0.8S. No caso das cargas de pico, é ainda utilizado um compressor de êmbolos rotativos da série Delta Hybrid, com dois Delta Blowers do modelo anterior, assumindo o abastecimento de ar quando a carga estiver baixa. As cargas parciais na instalação são, em grande medida, evitadas pelo controlo orientado e pela utilização diferenciada de cada uma das máquinas. Ao mesmo tempo, a eficiência energética aumenta. Um tratamento de águas residuais eficiente simplificado pela AERZEN!

Esta hiperligação dá-lhe acesso a um relatório de referência detalhado sobre os sistemas de ventilação da AERZEN na estação de tratamento de águas residuais de Holzkirchen, perto de Munique.

Para obter mais informações sobre como selecionar a tecnologia de sobrepressor mais eficaz, consulte o nosso Livro Branco.