Remoção de carbono com tecnologia de peneiração fina HUBER — uma história de sucesso

Para a mudança do processo de estabilização de lodo aeróbico para anaeróbico, os sistemas de peneiração fina representam uma alternativa altamente interessante quando se trata de reduzir as cargas sólidas no estágio de tratamento biológico. A peneiração fina alcança melhores taxas de remoção do que um tanque de decantação primário convencional, mas com uma pegada muito menor e custos de investimento significativamente menores.

A mudança da estabilização de lodo aeróbica para anaeróbica reduz os custos de aeração em pelo menos 20-25%. A redução é alcançada através da remoção do carbono a montante do estágio de tratamento biológico da estação de tratamento de águas residuais, por exemplo, construindo um tanque de decantação preliminar ou instalando um sistema de peneiração fina HUBER. Devido ao aumento contínuo dos custos de energia, a mudança de um processo aeróbico para um anaeróbico frequentemente faz sentido para estações de tratamento de águas residuais por razões econômicas.

O projeto de pesquisa E-Klär (BMBF FKZ 02WER1319F) examina, entre outras questões, o "aumento do rendimento de gás através da entrada de sólidos". Em cooperação com a instituição de pesquisa ISA (Universidade de Aachen) e a autoridade de águas da Ruhrverband, os processos para a remoção de cargas poluentes em fluxos de águas residuais são testados em escala industrial e analisados em nível científico. A HUBER fornece o equipamento mecânico necessário para realizar os testes.

O elemento central do projeto de pesquisa são as 68 estações municipais de tratamento de águas residuais operadas pela Associação do Ruhr. Estas são plantas de todos os tamanhos e abrangem um amplo espectro de processos diferentes para o tratamento de esgoto. Em muitas delas, maiores ou menores, são instaladas centrais de calor e energia para fornecer o uso energético do biogás gerado pelo processo de estabilização de lodo anaeróbico. Na maioria destas estações de tratamento de águas residuais, a energia elétrica e térmica é utilizada principalmente diretamente no local. O projeto com duração de três anos começou no início de 2015. Aqui está um resumo dos resultados do teste:

Os resultados dos testes realizados em duas estações de tratamento de águas residuais são apresentados a seguir. O tamanho de projeto das estações de tratamento de águas residuais é de 17.000 PE e 28.500 PE. Em ambas as instalações, a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER foi operada por aproximadamente cinco semanas, com diferentes rendimentos de até 35 l/s. Ambas as fábricas instalaram uma peneira preliminar de 6 mm e um separador de areia convencional. As águas residuais foram retiradas do canal a jusante do separador de areia e bombeadas para a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER. A Figura 6 mostra a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER em design compacto com (opcional) espessamento mecânico da peneiração a jusante, que é realizado por uma Prensa de lavagem WAP® líquida HUBER instalada em um tanque.

As amostras marcadas com "2-h" são amostras aleatórias de duas horas (amostras compostas) coletadas durante o dia, enquanto as amostras marcadas com "10 h" são amostras compostas de dez horas coletadas durante a noite. Além disso, amostras misturadas diárias proporcionais ao tempo de 24 horas foram coletadas e analisadas.

A figura à direita mostra que uma redução média total de DQO de 51-57% e redução de AFS de 71-72% poderia ser alcançada em ambas as estações de tratamento de esgoto com o uso de uma Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER. Esses resultados foram alcançados sem a adição de polímero. A capacidade de separação de tanques de decantação primária convencionais com tempos de residência de material de 0,5 a 1 h é 25% de redução de COD e 50% de redução de AFS de acordo com o ATV A 131.

A estação de tratamento de águas residuais 1 com 28.500 PE tinha uma taxa de água externa de aproximadamente 75%. Esse contexto explica as concentrações significativamente reduzidas de AFS e COD no fluxo de entrada. Apesar da alta taxa de água externa, mais de 90% de todas as medições mostraram uma eliminação de DQO de mais de 50%. As baixas concentrações de AFS também podem ser reduzidas em média em 72%.

Na estação de tratamento de esgoto 2 com 17.000 PE, as concentrações de entrada de > 600 mg/l de DQO são altas em comparação com a estação 1. A redução alcançada nesta planta foi de 71% em média para AFS e 51% para COD.

Esses excelentes resultados resultam do princípio funcional especial da Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER. A tela é equipada com uma malha fina de aço inoxidável de 0,1-0,3 mm. Devido a essas pequenas aberturas, a tela retém partículas ainda mais finas que não poderiam ser removidas pela sedimentação primária. Somente através da peneiração, a Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER alcança resultados comparáveis a um tanque de sedimentação primária convencional. Devido ao efeito adicional da filtragem em leito profundo, no entanto, a peneira fina é capaz de remover muito mais COD e AFS do fluxo de águas residuais do que um tanque de decantação primário convencional. A filtragem de leito profundo é ativada pelo tapete do filtro que é formado dentro do tambor pelo sólido mais separado.

Ao contrário de um tanque de decantação primário, é possível influenciar especificamente a eficiência de remoção de AFS e COD da peneira do tambor alterando a abertura da malha da peneira.

Dependendo do comprimento específico da Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER, são possíveis caudais de até 200 l/s por máquina. Isso permite soluções que economizam espaço quando se trata de reduzir a tensão em estações de tratamento de esgoto sobrecarregadas ou aumentar a capacidade das estações.

Esse sistema também é adequado para ser usado se os tanques de aeração de esgotamento precisarem ser renovados, pois um dos vários tanques de aeração pode ser desligado durante sua renovação sem qualquer perda de capacidade na estação de tratamento de esgoto.

A instalação de uma Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER precisa de apenas cerca de um décimo do espaço de um tanque de decantação primário e, portanto, é perfeita para ser usada como substituto do clarificador primário, especialmente em estações de tratamento de esgoto onde o espaço disponível é muito limitado para instalar um tanque de decantação primário convencional (figura à direita).

Para alcançar o objetivo de reduzir mecanicamente as cargas no biossistema e substituir um tanque de decantação primário, foi utilizada uma Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER em vez de um tanque de decantação primário ao mudar de um processo de tratamento aeróbico para um tratamento anaeróbico com digestão de lodo. A Peneira de tambor rotativo LIQUID HUBER é um novo desenvolvimento que foi projetado com base no princípio de operação das tradicionais unidades HUBER Peneira de tambor rotativo ROTAMAT®.

A inovação utiliza o Tratamento de Material Peneirado Externo e permite flexibilidade na seleção de localização para o sistema de pré-desidratação de material peneirado. A peneiração pode ser simplesmente enxaguada na prensa de peneiração através de uma tubulação, contra a direção do fluxo de águas residuais da peneira de tambor. Além disso, uma calha com tubulação conectada é instalada dentro do tambor de peneiração que fornece uma solução extremamente flexível e fácil para o transporte da peneiração para a prensa de lavagem de peneiras HUBER WAP® liquid. A superfície máxima do filtro pode ser utilizada devido à posição horizontal do tambor da peneira e, ao mesmo tempo, um nível a montante máximo possível muito alto. Assim, é possível alcançar rendimentos muito altos com excelentes resultados de separação.