Eficiência energética: Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER em vez de clarificador primário estabelece novos padrões nas estações de tratamento de águas residuais de Vohburg e Kahla

O tema da substituição de um clarificador primário convencional por uma peneira mecânica já foi objeto de inúmeras publicações. A HUBER SE foi a primeira empresa na Alemanha a aceitar este novo desafio há vários anos. O desempenho das estações já instaladas, sua operação confiável e a economia de energia resultante na operação das estações de tratamento de águas residuais já são uma história de sucesso, como os projetos Vohburg e Kahla demonstram de forma impressionante.

Estação de tratamento de águas residuais de Vohburg: modernização completa para otimização do desempenho energético

Vohburg am Danube é uma cidade no distrito da Alta Baviera de Pfaffenhofen an der Ilm. A cidade está localizada na fronteira norte do distrito, cerca de 15 quilômetros abaixo do Danúbio de Ingolstadt. O centro da cidade antiga é enquadrado pelos rios Danúbio, Pequeno Danúbio e Paar. O Ilm também flui ao longo da extremidade sul da cidade. Vohburg poderia, portanto, ser chamada de "cidade de quatro rios"

O município de Vohburg e suas áreas vizinhas estão crescendo constantemente, mas infelizmente a capacidade da estação de tratamento de águas residuais não está. Como resultado, tornou-se necessário expandir a capacidade da estação de tratamento de águas residuais de Vohburg de 9.000 PE para 14.000 PE. O escopo da renovação inclui uma conversão fundamental do gerenciamento do processo de estabilização de lodo aeróbica para anaeróbica. Uma vantagem do gerenciamento de processo anaeróbico é que até 30% da energia de aeração pode ser economizada. Os custos para a energia de aeração de uma estação de tratamento de águas residuais estabilizada por lodo aeróbico são um dos maiores itens no orçamento de um município. Para estações de tratamento de águas residuais, isso significa que aproximadamente 60% dos custos totais são incorridos pela energia de aeração do estágio de tratamento biológico. Uma vantagem adicional da conversão para digestão anaeróbica é que 50% da eletricidade será produzida pela própria estação de tratamento de esgoto no futuro. 

Muitos fatores são importantes para poder tornar esse projeto de conversão de processo uma realidade. Em primeiro lugar, o espaço necessário para um clarificador primário convencional deve estar disponível e, em segundo lugar, deve haver espaço suficiente para acomodar um digestor e uma unidade de cogeração. Se a estação de tratamento de águas residuais ainda não tiver um sistema de Desaguamento de Lodo, um sistema de desaguamento mecânico também deve ser planejado.

No projeto de Vohburg, o esforço técnico necessário para construir um clarificador primário não era economicamente viável. Assim, a empresa de engenharia de planejamento BBI Ingenieure GmbH e a cidade de Vohburg analisaram a possibilidade de uma alternativa mecânica ao clarificador primário. No entanto, o uso da Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER para remover sólidos suspensos do fluxo de águas residuais a montante do estágio biológico só deve ser aprovado se testes anteriores com uma instalação de demonstração HUBER mostrarem que a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER alcança o desempenho de redução necessário.

Por isso, a HUBER SE forneceu uma instalação de teste por 3-4 semanas. Este ensaio foi supervisionado pela Universidade de Ciências Aplicadas de Nuremberga e por uma equipe da HUBER. A Drum Screen LIQUID teve que se comparar com o sistema de grade com faixa de um concorrente nesta estação de tratamento de águas residuais. Como os resultados mostraram, a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER conseguiu demonstrar claras vantagens devido ao seu desempenho de redução significativamente melhor em termos de sólidos filtáveis e DQO, bem como à confiabilidade operacional do sistema. Apesar da concentração muito baixa de sólidos filtáveis, a solução HUBER mostrou um desempenho de redução de 70%. E, apesar da entrada de água externa às vezes alta e de uma relação de 50% de partículas / 50% de DQO dissolvido, ainda foi alcançado um desempenho de separação de 29% de DQO total. Um excelente resultado nessas condições.   

A entrada máxima para a estação de tratamento de águas residuais de Vohburg é de 360 m³/h. A Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER instalada lá também é projetada para 360 m³/h e contribui para aliviar o estágio biológico. Em termos concretos, isso significa uma redução de até 30% nos custos de aeração. O Adensador de disco S-DISC HUBER é instalado na estação de tratamento de águas residuais para processar o lodo da peneira de tambor LIQUID. Um digestor foi instalado para utilizar o lodo espessado para recuperação de energia. Em seguida, o lodo digerido é desidratado por uma Prensa parafuso Q-PRESS® HUBER. Além disso, foi necessário integrar uma unidade de cogeração que converte o rendimento de gás do digestor em eletricidade. Como já mencionado, a eletricidade autogerada pode ser utilizada para consumo próprio ou alimentada na rede elétrica pública. O comissionamento ocorreu no final de 2019. 

Redução dos custos operacionais em 35.000 euros por ano

No momento do planejamento, era esperada uma redução dos custos operacionais de 35.000 euros/ano para esta estação de tratamento de águas residuais com um estágio de expansão de 14.000 PE. Como o componente mais importante do conceito geral, a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER contribuiu significativamente para a renovação bem-sucedida e energeticamente eficiente da estação de tratamento de águas residuais de Vohburg. Este projeto demonstra de forma impressionante como a conversão do processo de estabilização de lodo aeróbica para anaeróbica pode conservar recursos valiosos, gerar valor agregado financeiro para o operador da estação de tratamento de águas residuais e, ao mesmo tempo, proteger o meio ambiente. 

Dimensões:

• Tela de tambor LIQUID HUBER
• Espessante de disco S-DISC HUBER
• Digestor incl. CHP
• Prensa de hélice Q-PRESS® HUBER

Benefícios:

• Economia de 24% na energia de aeração após atingir o estágio de expansão
• Autofornecimento de 50% de eletricidade para a estação de tratamento de águas residuais (aprox. 140.000 kWh/a)
• Redução de 40% nos custos de descarte
• Utilização do calor residual da CHP para aquecimento de edifícios 

A economia decorrente da redução do custo da eletricidade adquirida e do descarte de lamas é de aproximadamente 80.000 €/ano

Novos caminhos — novas oportunidades: a atualização energética da estação de tratamento de águas residuais de Kahla

Kahla é uma pequena cidade no meio do vale do rio Saale, ao sul de Jena. Kahla é a sede da comunidade administrativa de Südliches Saaletal para o Vale de Saale do Sul, mas não é membro da própria comunidade. Kahla é famosa por sua porcelana, que é produzida lá há mais de 150 anos.

A estação de tratamento de águas residuais de Kahla beneficiou de um programa de financiamento europeu. Para melhorar a eficiência energética de uma estação de tratamento de águas residuais, muitas vezes são realizadas medidas de otimização de processos para estações de tratamento de águas residuais de 8.000 a 50.000 PE. Especialmente para estações de tratamento de águas residuais de tamanho pequeno a médio, isso significa converter o conceito da estação de tratamento de águas residuais estabilizada por lodo aeróbico originalmente planejado para tamanhos de instalação para o novo conceito da estação de tratamento de águas residuais estabilizada por lodo anaeróbico. A partir de um tamanho de 50.000 PE, as estações de tratamento de águas residuais geralmente só são operadas com estabilização anaeróbica de lodo.

No projeto Kahla com uma capacidade de 15.000 PE, a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER foi integrada na linha de conexão hidráulica entre a câmara de areia e a aeração através de uma linha de ramificação. Para esse fim, foi usada uma bacia vazia para acomodar a máquina. Portanto, nenhuma nova estrutura teve que ser construída. Outro fator decisivo foi o maior grau de separação em comparação com um clarificador primário. Afinal, as águas residuais em Kahla não são do tipo convencional. Há uma proporção predominante de DQO solúvel, que vem das operações da indústria alimentícia. Isso muda a relação entre DQO solúvel e DQO particulado em favor do DQO solúvel. Como o projeto de um clarificador primário é amplamente determinado pela carga hidráulica, uma estrutura desnecessariamente grande deve ser construída para garantir o grau desejado de separação de DQO particulado (somente isso pode ser separado por processos mecânico-físicos). Essa mudança de relação desempenha um papel subordinado no projeto de um sistema de peneiração ultrafina.

A indústria alimentícia local tinha aumentado significativamente sua capacidade de produção, de modo que teria sido necessário um aumento do tanque de aeração. No entanto, devido às vantagens desta tecnologia descrita acima, o aumento necessário do tanque de aeração poderia ser evitado instalando uma tela ultrafina. 

Essa tela de tambor foi planejada de tal maneira que não foram necessários ajustes adicionais à estrutura. Apenas um tubo de entrada e um tubo de saída do tanque Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER foram necessários. Um bypass de emergência já estava no lugar.

Os Adensador de disco S-DISC HUBER são instalados para processar a lama da Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER. Um digestor de 2 fases foi instalado para processar o lodo espessado para recuperação de energia. Além disso, foi necessário integrar uma unidade de cogeração de turbina a gás, que converte o rendimento de gás do digestor em eletricidade. 

O comissionamento ocorreu no final de 2019. Graças à excelente cooperação com a empresa de engenharia Arequa, foi possível desenvolver esse conceito extraordinário, inovador e sustentável. Os cidadãos ficarão gratos se essas medidas para a otimização da eficiência energética da estação de tratamento de águas residuais permitirem que os custos das taxas de águas residuais sejam mantidos estáveis a médio prazo, apesar do aumento dos preços da eletricidade e do descarte de lamas. 

Dimensões:

• Tela de tambor LIQUID HUBER
• Espessante de disco S-DISC HUBER
• Digestor incl. CHP

Benefícios:

• Energia de aeração consistente apesar do aumento das cargas (DQO/sólidos filtáveis)
• Autofornecimento de 50% de eletricidade para a estação de tratamento de águas residuais (aprox. 146.000 kWh/a)
• 20 — 30% menos lodo para desidratação (redução dos custos de descarte)
• Utilização do calor residual da CHP para aquecer o digestor.