Guía de soluciones tecnológicas para la eficiencia de las EDAR

Guía de soluciones tecnológicas para la eficiencia de las EDAR


08/10/2018

I+D+i
Guía de soluciones tecnológicas para la eficiencia de las EDAR
 
  • Dentro de la fase 1 del proyecto AQUALITRANS se incluye la Guía de soluciones tecnológicas para la eficiencia de las EDAR
  • Este manual tiene como objetivo incorporar el conocimiento tecnológico existente en materia de gestión y operación eficiente en EDAR que hayan demostrado ser eficaces
 
En este documento se ha realizado un importante trabajo consistente en recopilar, analizar e identificar aquellas soluciones que permitan optimizar el funcionamiento de equipos y procesos en EDAR, para obtener mejores rendimientos de depuración con menores consumos energéticos y de emisiones de CO2.
 
La guía consta de dos partes clave:
 
  • Análisis de soluciones de mejora de la eficiencia de las EDAR que ya se han implantado de manera general en EDAR.
  • Análisis de soluciones innovadoras que todavía no disponen de un grado de implantación elevado en las EDAR.
 

Contenido del estudio

 

Análisis de soluciones de mejora de la eficiencia en las EDAR
 
En esta primera parte se incluye un resumen de las soluciones implantadas en EDAR en el que se detallan:
 
  • Los objetivos.
  • Los procesos de la depuradora afectados por la medida.
  • Los equipos en los que influyen.
  • Los casos de aplicación en los que la medida puede ser adecuada.
  • Los ahorros energéticos que se pueden alcanzar, calculados en base a estrategias de cálculo y análisis de casos de éxito.
  • Ejemplos de referencia en los que se haya adoptado la medida.
 
Este estudio pormenorizado permitirá disponer de un conocimiento general sobre las principales medidas disponibles y disponer de las herramientas clave para analizar qué medida puede ser idónea en función del tipo de EDAR.
 
Las medidas analizadas ofrecen mejoras en el funcionamiento de las EDAR, ya sea porque inciden directamente en el ahorro energético o porque ayudan a crear sistemas más eficientes. En este último punto se enmarcan las propuestas relacionadas con la valorización energética de los residuos generados, uno de los grandes retos a los que se enfrentan las plantas de depuración.
 
Las medidas analizadas son:
 
  • Variadores de frecuencia.
La instalación de variadores de frecuencia en motores en los que el control de la velocidad pueda suponer una minimización del consumo energético puede suponer ahorros de hasta un 50%.
 
  • Motores eléctricos.
Los motores sobredimensionados, antiguos o poco eficientes pueden sustituirse por otros de mayor eficiencia, logrando una disminución de su consumo energético de entre el 10% y el 25%, según el motor reemplazado.
 
  • Bombas de aireación
Puede ocurrir que las bombas de las EDAR estén sobredimensionadas, lo que provoca que trabajen de una manera poco eficiente desde el punto de vista energético. Adecuar los equipos de bombeo a las condiciones reales de la demanda logrará ahorros de hasta el 30%.
 
  • Proceso de aireación.
El suministro de aire es un proceso complicado en el tratamiento de aguas residuales. De hecho, los sistemas de aireación de una EDAR consumen entre el 25% y el 70% de la energía de una depuradora.
 
Los sistemas de aireación más utilizados son los de superficie y los de difusión. Estos últimos son más eficientes energéticamente, por lo que presentan menores costes de operación.
 
Esta medida puede aplicarse de diferentes maneras: sustituyendo las tecnologías de aireación superficial por aireación por difusión (con ahorros de hasta el 50%); sustitución de los difusores por difusores de alta eficiencia (con ahorros de hasta el 30%); limpieza química o mecánica del circuito de aireación (ahorro de hasta el 12%); renovación de los difusores deteriorados (ahorro de hasta el 22%); cambio en el número y configuración de difusores para adecuar el caudal por difusor (ahorro de hasta el 15%); separación del método de aireación y agitación y uso de agitadores específicamente diseñados (ahorro de hasta el 15%); uso de tecnología de soplantes más eficientes (ahorro de hasta el 23%); dimensionamiento de soplantes a la demanda real de la EDAR (ahorros de hasta el 50%); y implementación de nuevos y más eficientes sistemas de control para el tratamiento secundario que regulan mejor el aporte de aire al reactor (con ahorros de hasta el 35%).
 
  • Sistema de desinfección ultravioleta.
La energía consumida por la desinfección ultravioleta es entre un 10% y un 25% de la energía total que utiliza una EDAR. Para reducir este notable gasto son interesantes dos propuestas: la regulación del uso de las lámparas ultravioletas(que supone ahorros de hasta el 25%) y la sustitución de las lámparas de desinfección UV de media presión por las de baja presión con alto rendimiento (el ahorro puede llegar al 65%).
 
  • Sistema de desodorización.
La correcta automatización de los sistemas de desodorización para la eliminación de los olores y compuestos orgánicos volátiles mediante sensores permitirá optimizar este proceso, con ahorros de hasta un 75%.
 
  • Tecnologías renovables y aprovechamiento de energías residuales de proceso.
Existen en la actualidad una serie de tecnologías que permiten aprovechar las energías residuales que se producen durante el proceso de depuración en las EDAR.
 

Las tecnologías más habituales:

 
Cogeneración. Es un proceso mediante el cual se obtiene energía eléctrica y térmica a partir de una combustión. La transformación de los lodos generados produce un gas que puede ser aprovechado energéticamente de diversas formas. La implantación de un sistema de cogeneración requiere de una importante inversión y no es adecuada para todo tipo de estaciones depuradoras. En todo caso, la cogeneración más eficiente permitiría aprovechar el 100% del calor y la electricidad obtenidos.
 
Codigestión. En algunos casos la infraestructura de la EDAr permite transformar residuos externos, como los procedentes de explotaciones agrarias, junto con residuos propios.
 
Aislamiento de viejos digestores. Un buen aislamiento de esta infraestructura evita la reducción de pérdidas en forma de calor y supone ahorros de hasta el 10%.
 
Inyección a red de biogás generado. El biogás generado en las depuradoras contiene alrededor de 60% de metano, lo que permite su aprovechamiento en calderas o sistemas de cogeneración. Esta medida no supone un ahorro efectivo, sino que supone la valorización de los residuos tratados en las depuradoras.
 
Motores de gas. El uso de motores de gas, en sustitución de los motores eléctricos, proporcionan una solución de energía renovable con ahorros a largo plazo para las EDAR. Esta medida no supone una reducción del consumo energético de la planta, sino la valorización de los residuos de la propia planta, cerrando el ciclo de optimización de los tratamientos realizados.
 
Secado para lodos. La implantación de un sistema de secado de lodos a partir de energía solar térmica permitiría reducir el gasto energético, con ahorros de hasta el 80%.
 
Minieólica. Una tendencia interesante es la instalación de minigeneración eólica para cubrir la demanda de la EDAR. Con esta medida pueden alcanzarse ahorros de hasta el 10%.
 
Energía solar fotovoltaica. La energía solar es una tecnología madura, que requiere mínimo mantenimiento y ofrece resultados óptimos. La implantación de una instalación solar fotovoltaica para autoconsumo de la EDAR puede suponer ahorros energéticos de hasta el 15%.
 
Aprovechamiento energía hidráulica. En muchas depuradoras hay saltos de agua o recorridos con pendiente que puede aprovecharse para ser transformada en energía eléctrica mediante la utilización de una turbina. Se trata de una energía limpia con costes de operación bajos y con ahorros entorno al 3%.
 
  • Iluminación.
En materia de iluminación en las depuradoras es importante sustituir las luminarias por otras con más rendimiento lumínico, con ahorros de hasta el 40%.
 
  • Sistema de gestión de la energía.
Además de implementar medidas para el ahorro energético resulta fundamental instalar sistemas que permitan la gestión, monitorización y control de los consumos energéticos y de la facturación. Estos sistemas no conllevan un ahorro directo, sino que permiten obtener el conocimiento para tomar decisiones para la optimización energética.
 
  • Adecuación tarifa eléctrica.
Ajustar la potencia contratada, desplazar las cargas a períodos tarifarios más económicos y ajustar el factor de potencia son medidas fundamentales para optimizar los consumos.
 
 
Soluciones innovadoras aplicadas en la actualidad
 
En esta segunda parte incluye una presentación de las soluciones innovadoras y nuevas tecnologías emergentes que están siendo investigadas, que están en desarrollo o que se están implantando como experiencias piloto en el ámbito de las estaciones de tratamiento de aguas residuales.
 
El objetivo es dar un paso más en el análisis de las medidas que pueden resultar interesantes para la mejora energética de las EDAR, ampliando el conocimiento y animando a buscar nuevas soluciones que redunden en beneficio de todos.
 
Las medidas analizadas son:
 
  • Maximización de captura de sólidos y materia orgánica en decantación primaria.
  • Tratamientos biológicos innovadores.
  • Tratamientos de lodos previos a la digestión anaeróbica.
  • Hidrólisis técnica de lodos.
  • Tratamientos eléctricos.
  • Parámetros de control de proceso de aireación de reactores aeróbicos.
  • Control de procedimientos de aireación por parámetros de amoníaco, nitrato y nitrito.
  • Agitación de reactores biológicos anaeróbicos y anóxicos.
  • Soluciones descentralizadas.
 
 

Fuente blogs.xunta.gal


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