HUBER SE fue la primera empresa de Alemania en asumir este nuevo reto hace varios años. El rendimiento de las plantas ya instaladas, su funcionamiento fiable y el ahorro energético resultante en el funcionamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales ya son una historia de éxito, como demuestran de forma impresionante los proyectos de Vohburg y Kahla.

Planta de tratamiento de aguas residuales de Vohburg: modernización completa para optimizar el rendimiento energético

Vohburg, junto al Danubio, es una ciudad del distrito de Pfaffenhofen an der Ilm en la Alta Baviera. La ciudad se encuentra en el límite norte del distrito, a unos 15 kilómetros Danubio abajo desde Ingolstadt. Su casco antiguo está enmarcado por los ríos Danubio, Pequeño Danubio y Paar. El Ilm también fluye a lo largo del borde sur de la ciudad. Por lo tanto, Vohburg podría llamarse «la ciudad de los cuatro ríos».

El municipio de Vohburg y sus zonas colindantes están creciendo de forma constante; pero, lamentablemente, la capacidad de la planta de tratamiento de aguas residuales, no. Como resultado, se ha vuelto necesario ampliar la capacidad de la planta de tratamiento de aguas residuales de Vohburg de 9000 PE a 14 000 PE. El alcance del reacondicionamiento incluye una conversión fundamental de la gestión del proceso de estabilización de lodos de aeróbica a anaeróbica. Una ventaja de la gestión anaeróbica de procesos es que se puede ahorrar hasta un 30 % de energía de la aireación. Los costes de la energía de aireación de una planta de tratamiento de aguas residuales estabilizada aeróbicamente son uno de los elementos de mayor envergadura del presupuesto de un municipio. Para las plantas de tratamiento de aguas residuales, esto significa que aprox. el 60 % de los costes totales provienen de la energía de aireación de la fase de tratamiento biológico. Otra ventaja de la conversión a la digestión anaeróbica es que, en el futuro, el 50 % de la electricidad la producirá la propia planta de tratamiento de aguas residuales.

Son muchos los factores importantes para poder hacer realidad este proyecto de conversión de procesos. En primer lugar, debe disponerse del espacio necesario para un clarificador primario convencional y, en segundo lugar, debe haber suficiente espacio para alojar un digestor y una unidad de cogeneración. Si la planta de tratamiento de aguas residuales aún no dispone de un sistema de deshidratación de lodos, también se debe planificar un sistema de deshidratación mecánico.

En el proyecto de Vohburg, el esfuerzo técnico necesario para construir un clarificador primario no era viable económicamente. Por lo tanto, la empresa de ingeniería de planificación BBI Ingenieure GmbH y el ayuntamiento de Vohburg analizaron la posibilidad de una alternativa mecánica al clarificador primario. Sin embargo, el uso del tamiz de tambor HUBER LIQUID para eliminar sólidos en suspensión del flujo de aguas residuales antes de la etapa biológica únicamente debe aprobarse si las pruebas previas con una planta de demostración HUBER demuestran que el tamiz de tambor HUBER LIQUID alcanza el rendimiento de reducción requerido.

Por lo tanto, HUBER SE proporcionó una planta de prueba durante 3-4 semanas. Este ensayo fue supervisado por la Universidad de Ciencias Aplicadas de Núremberg y un equipo de HUBER. El tamiz de tambor LIQUID se comparó con un sistema de tamiz de cinta de un competidor en esta planta de tratamiento de aguas residuales. Como mostraron los resultados, el tamiz de tambor HUBER LIQUID pudo demostrar ventajas claras debido a su rendimiento de reducción significativamente mejor en términos de sólidos filtrables y DQO, así como la fiabilidad operativa de la instalación. A pesar de la muy baja concentración de sólidos filtrables, la solución HUBER mostró un rendimiento de reducción del 70 %. Y a pesar de la, a veces, alta entrada de agua externa y de una relación de 50 % de DQO particulada / 50 % de DQO disuelta, se logró un rendimiento de separación del 29 % de la DQO total. Un resultado excelente en estas condiciones.  

El caudal máximo de entrada a la planta de tratamiento de aguas residuales de Vohburg es de 360 m³/h. El tamiz de tambor HUBER LIQUID instalado allí también está diseñado para 360 m³/h y contribuye a aliviar la etapa biológica. Esto significa una reducción de los costes de aireación de hasta un 30 %. Los espesadores de disco HUBER S-DISC se instalan en la planta de tratamiento de aguas residuales para procesar los lodos del tamiz de tambor LIQUID. Se instaló un digestor para utilizar los lodos espesados para la recuperación de energía. A continuación, el lodo digerido se deshidrata con una prensa de tornillo HUBER Q-PRESS®. Además, era necesario integrar una unidad de cogeneración que transformara el rendimiento del gas del digestor en electricidad. Como ya se ha mencionado, la electricidad generada por el propio cliente se puede utilizar para el consumo propio o se puede introducir en la red eléctrica pública. La puesta en marcha tuvo lugar a finales de 2019.

Reducción de los costes operativos en 35 000 euros al año

En el momento de la planificación, se esperaba una reducción de los costes operativos de 35 000 euros/año para esta planta de tratamiento de aguas residuales con una etapa de expansión de 14 000 PE. Como componente más importante del concepto general, el tamiz de tambor HUBER LIQUID ha contribuido significativamente a la rehabilitación energéticamente eficiente de la planta de tratamiento de aguas residuales de Vohburg. Este proyecto demuestra de forma impresionante cómo la conversión del proceso de estabilización de lodos de aeróbico a anaeróbico puede ahorrar valiosos recursos, generar un valor económico añadido para el operador de la planta de tratamiento de aguas residuales y, al mismo tiempo, proteger el medioambiente. 

Dimensiones:

• Tamiz de tambor HUBER LIQUID
• Espesador de disco HUBER S-DISC
• Digestor incl. cogeneración
• Prensa de tornillo HUBER Q-PRESS®

Ventajas:

• Un 24 % de ahorro de energía de aireación tras alcanzar la fase de expansión
• Un 50 % de suministro propio de electricidad para la planta de tratamiento de aguas residuales (aprox. 140 000 kWh/a)
• Reducción del 40 % de los costes de eliminación
• Aprovechamiento del calor residual de la cogeneración para la calefacción de los edificios

El ahorro conseguido con la reducción de los costes de adquisición de electricidad y de eliminación de lodos asciende a aprox. 80 000 €/año

Nuevas vías, nuevas oportunidades: la actualización energética de la planta de tratamiento de aguas residuales de Kahla

Kahla es una pequeña ciudad situada en el centro del valle del río Saale, al sur de Jena. Kahla es la sede de la comunidad administrativa del sur del valle de Saale, pero no es miembro de la comunidad en sí. Kahla es famosa por la porcelana que se produce allí desde hace más de 150 años.

La planta de tratamiento de aguas residuales de Kahla se benefició de un programa de financiación europeo. Con el fin de mejorar la eficiencia energética de una planta de tratamiento de aguas residuales, a menudo se llevan a cabo medidas de optimización de procesos en plantas de este tipo de 8000-50 000 PE. Especialmente para las plantas de tratamiento de aguas residuales pequeñas y medianas, esto significa convertir el concepto de planta de lodos estabilizados de manera aeróbica planificado originalmente para esos tamaños de planta en un nuevo concepto de planta de lodos estabilizados de manera anaeróbica. En cualquier a caso, a partir de un tamaño de 50 000 PE, las plantas de tratamiento de aguas residuales funcionan por lo general únicamente con estabilización anaeróbica de lodos.

En el proyecto de Kahla con una capacidad de 15 000 PE, el tamiz de tambor HUBER LIQUID se integró en la línea de conexión hidráulica entre el desarenador y la aireación a través de una línea de derivación. Para ello, se utilizó un tanque vacío para alojar la máquina. Por lo tanto, no fue necesario construir una nueva estructura. Otro factor decisivo fue el mayor grado de separación en comparación con un clarificador primario. Hay que tener en cuenta que las aguas residuales de Kahla no son del tipo convencional. Existe una proporción predominante de DCO soluble, que proviene de las instalaciones de la industria alimentaria. Esto cambia la relación entre la DQO soluble y la DQO particulada en favor de la DQO soluble. Dado que el diseño de un clarificador primario está determinado en gran medida por la carga hidráulica, se debe construir una estructura innecesariamente grande para garantizar el grado de separación deseado de la DQO particulada (es la única que puede separarse mediante procesos mecánico-físicos). Este cambio de relación desempeña un papel subordinado en el diseño de un sistema de tamizado ultrafino.

La industria alimentaria local había aumentado significativamente su capacidad de producción, por lo que habría sido necesario ampliar el depósito de aireación. Sin embargo, gracias a las ventajas de la tecnología descrita anteriormente, se podría evitar aumentar el tamaño del depósito de aireación instalando un tamiz ultrafino.

Este tamiz de tambor se planificó de tal manera que no fuera necesario realizar ajustes adicionales en la estructura. Solo se necesitó una tubería de entrada y otra de salida del depósito del tamiz de tambor HUBER LIQUID. Ya había una derivación de emergencia.

Se instalaron espesadores de disco HUBER S-DISC para procesar los lodos del tamiz de tambor HUBER LIQUID. Se instaló un digestor de 2 fases para procesar los lodos espesados para la recuperación de energía. Además, era necesario integrar una unidad de cogeneración con turbina de gas, que convierte el rendimiento del gas del digestor en electricidad.

La puesta en marcha tuvo lugar a finales de 2019. Gracias a la excelente colaboración con la empresa de ingeniería Arequa, fue posible desarrollar este concepto, extraordinario por innovador y sostenible. La ciudadanía agradecerá que estas medidas para la optimización de la eficiencia energética de la planta de tratamiento de aguas residuales mantengan estables los costes de las tasas de aguas residuales a medio plazo a pesar del aumento de los precios de la electricidad y de la eliminación de lodos.

Dimensiones:

• Tamiz de tambor HUBER LIQUID
• Espesador de disco HUBER S-DISC
• Digestor incl. cogeneración

Ventajas:

• Energía de aireación constante a pesar del aumento de las cargas (DQO/sólidos filtrables)
• Un 50 % de suministro propio de electricidad para la planta de tratamiento de aguas residuales (aprox. 146 000 kWh/a)
• Un 20-30 % menos de lodos para la deshidratación (reducción de los costes de eliminación)
• Aprovechamiento del calor residual de la cogeneración para calentar el digestor