La planta depuradora de Forchheim ha completado recientemente con éxito un amplio proyecto de renovación y optimización, lo que ha permitido reducir significativamente su consumo total de energía. El proyecto fue financiado por el Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima y su iniciativa nacional de protección del clima, así como por el Ministerio de Medio Ambiente y Protección del Consumidor de Baviera.
La planta depuradora de Forchheim, situada en la isla Schleuseninsel, entró en funcionamiento en 1971 y funciona las 24 horas del día, los siete días de la semana, para que las aguas residuales y pluviales puedan devolverse al ciclo natural con total tranquilidad. Sin embargo, para que el sistema preste servicio sin problemas a lo largo de los años, es necesario realizar modernizaciones periódicas. El proyecto más reciente se centró en la aireación de los tanques de activación, que, según la experiencia, consumen mucha energía y, por lo tanto, ofrecen un gran potencial de ahorro.
Según los resultados de un estudio de potencial encargado para tal fin, el cambio de difusores tubulares a difusores de placa, de alta eficiencia energética, y la sustitución de los sopladores de lóbulos rotativos existentes por nuevos sopladores de tornillos, más eficientes, reduciría el consumo total de electricidad de la planta depuradora en aproximadamente un 15 % y, al mismo tiempo, permitiría dejar de emitir 121 toneladas de CO2.
Proteger el ciclo de las aguas
Los tanques de activación son el corazón de la etapa de tratamiento biológico en la depuración de aguas residuales. En ellos, miles de millones de bacterias y microorganismos transforman los componentes disueltos en las aguas residuales, como el carbono, el nitrógeno y los compuestos de fósforo, en biomasa (lodos activados). El objetivo de la aireación es suministrar el oxígeno necesario para mantener vivos esos microorganismos y bacterias. Al mismo tiempo, la corriente de aire generada por la aireación garantiza una mezcla intensa de todo el contenido del tanque. De este modo, los microorganismos entran en contacto con los contaminantes y pueden degradarlos de forma más eficaz.
En los tanques de nitrificación de la planta depuradora de Forchheim se habían instalado previamente difusores tubulares con membranas de EPDM (un caucho sintético) que se han sustituido durante los trabajos de renovación por eficientes difusores de placa con membranas de PU.
Para el suministro de la aireación a presión de burbujas finas en los tanques de activación biológica, anteriormente había instalados tres sopladores de lóbulos rotativos viejos que ya no respondían al estado actual de la tecnología. El estudio había demostrado, entre otras cosas, que el cambio a modernos sopladores de tornillos reduciría enormemente el consumo de energía.
En el marco de una licitación, el operador solicitó diversas ofertas a diferentes fabricantes. Florian Utz, responsable de aguas residuales: «La oferta de KAESER incluía la solución más eficiente desde el punto de vista energético, la más respetuosa con el medio ambiente y la más económica». En los tanques de aireación de cuatro metros de profundidad se requiere una presión de servicio de entre 450 y 475 mbar.
Este requisito se cumple de manera óptima con la nueva y avanzada estación de sopladores, con un total de 300 kW, que consta de dos grandes sopladores de tornillos con control de frecuencia del modelo GBS 1050 L SFC, con 90 kW, y tres sopladores de tornillos más pequeños con control de frecuencia EBS 410 CL SFC, con 37 kW. En estos sopladores de tornillos, la fuerza motriz se transmite del motor al bloque soplador mediante una transmisión por engranajes sin pérdidas y sin mantenimiento. Una solución que puede considerarse óptima en términos de eficiencia, confiabilidad y durabilidad. La estación de sopladores de Forchheim tiene la particularidad de que el controlador maestro SIGMA AIR MANAGER 4.0 está conectado al sistema de control de procesos de la planta.
Al modernizar nuestra técnica de aireación hemos reducido drásticamente nuestro consumo de energía y mejorado notablemente la seguridad de servicio.
Florian Utz, especialista en aguas residuales de la planta depuradora de Forchheim
¿Por qué usar un controlador maestro?
Gracias al controlador maestro, la planta depuradora, que utiliza sopladores de diferentes tamaños, se beneficia de una reducción adicional del consumo energético. Esto se consigue mediante un control inteligente y adaptado a las necesidades del flujo de aire. En lugar de hacer operar cada soplador de forma aislada, el controlador coordina todos los sopladores de manera que la potencia total se adapte exactamente a la demanda de oxígeno de cada momento. Cada soplador tiene un rendimiento óptimo a una velocidad y un caudal determinados.
El controlador selecciona entre los sopladores disponibles exactamente aquellos que, en conjunto, proporcionan el flujo de aire necesario con el menor consumo de energía.
El resultado es una eficiencia energética óptima. Tras completar la renovación de los aireadores y los sopladores en la etapa de tratamiento biológico, la planta depuradora cuenta ahora con la tecnología más avanzada.
Pero, ¿se han confirmado en la práctica los cálculos del estudio realizados al inicio del proyecto? Florian Utz nos resume: «Hoy en día, contamos con un rendimiento mucho mejor en la depuración, con valores de vertido notablemente mejorados, una mayor seguridad operativa y, por supuesto, un enorme ahorro energético en comparación con la antigua tecnología de aireación. El potencial de ahorro calculado previamente ascendía a aproximadamente un 15 %, pero, según muestran nuestras cifras comparativas, nuestro ahorro real actual es incluso del 20-25 %.»
