AERZEN Water Treatment System
Soluciones integrales para tanques de aireación eficientes: pensar de forma integral, actuar de manera específica
Los conceptos de aireación de AERZEN se desarrollan con un enfoque integral que considera toda la cadena de valor:
desde el espacio disponible para la instalación y la tecnología de tratamiento de aguas residuales, hasta los sistemas de
software y la capacidad de la red eléctrica. Este enfoque es único en el mercado. Es el sello distintivo de AERZEN.
Consúltenos. Estaremos encantados de compartir nuestra experiencia y ayudarle a encontrar la solución más adecuada
para su aplicación.- LET'S TALK!
Soluciones integrales: la clave para la máxima eficiencia de los recursos
La máxima eficiencia en el uso de los recursos no se logra optimizando componentes individuales de forma aislada, sino
mediante un diseño de un sistema inteligente. Para obtener los mejores resultados, la aireación debe concebirse y
desarrollarse como un sistema integrado. Solo un enfoque verdaderamente orientado al sistema permite aprovechar
todo el potencial de ahorro.
En comparación con los conceptos tradicionales, centrados en componentes individuales, este enfoque puede lograr
reducciones en el consumo de energía del 50% o más.
Aireación eficiente para sistemas de lodos activados
La aireación de los tanques de lodos activados representa, por lo general, entre el 60 % y el 70 % del consumo total de energía de una planta de tratamiento de aguas residuales. Esto convierte a la etapa de tratamiento biológico en el mayor consumidor de energía del proceso y, al mismo tiempo, en una de las principales oportunidades para mejorar la eficiencia energética. Al combinar un profundo conocimiento del proceso, tecnologías de última generación y estrategias de control inteligentes, es posible operar la aireación de manera significativamente más eficiente en el uso de los recursos. Además, otras aplicaciones de aire de proceso, como las cámaras de arena (desarenadores) y los digestores, ofrecen oportunidades adicionales para optimizar el consumo de energía. Los paneles de aireación
también se utilizan en etapas avanzadas de tratamiento, por ejemplo, en sistemas de inyección de ozono.
La aireación como un sistema integrado
Los verdaderos avances en eficiencia requieren un cambio de enfoque: dejar de optimizar componentes de manera aislada y comenzar a considerar la aireación como un sistema completamente integrado. El rendimiento del proceso depende de la interacción entre la demanda de oxígeno, la generación y distribución de aire, la tecnología de medición y control, la dinámica del proceso biológico, los requisitos de ingeniería del proceso y las condiciones específicas de cada instalación.
Solo cuando todos estos elementos — y sus interdependencias— se analizan de forma conjunta y se integran de manera inteligente es posible alcanzar importantes ahorros de energía y una reducción sostenible de los costos operativos.
La interacción perfecta es la clave
El máximo rendimiento en la aireación solo puede alcanzarse cuando todos los componentes del sistema funcionan de manera integrada, tanto en el diseño como en la operación diaria. Los elementos de aireación, los sopladores y compresores, la disposición de la sala de sopladores, las tuberías y la configuración de las válvulas de control, la medición de oxígeno, los sensores de proceso y el sistema de control general de la planta deben estar perfectamente dimensionados y coordinados entre sí.
El impacto de este enfoque integral puede demostrarse claramente mediante el uso de difusores de burbuja ultrafina. Gracias a su patrón de burbujas uniforme y de tamaño muy reducido, aumentan significativamente la eficiencia en la transferencia de oxígeno para un mismo caudal de aire. Como resultado, disminuye el caudal de aire requerido, lo que permite utilizar un menor número de sopladores y compresores, de menor tamaño, reduciendo directamente el consumo total de
energía.
Al mismo tiempo, los sistemas asociados, como la sala de sopladores, las tuberías y la disposición de las válvulas, pueden diseñarse de forma más compacta. En muchos casos, esta optimización incluso permite reducir el volumen de los tanques de lodos activados o, bajo determinadas condiciones, prescindir por completo de algunos de ellos.
10% menos costos de inversión, hasta un 50% menos costos operativos
Otro elemento fundamental es un sistema de monitoreo y control de oxígeno de alto rendimiento y respuesta dinámica. Este permite una operación verdaderamente ajustada a la demanda y constituye la base para un suministro de oxígeno flexible, adaptado en tiempo real a las condiciones reales del afluente.
Al aplicar de manera consistente una filosofía de diseño orientada al sistema, es posible reducir los costos de inversión en aproximadamente un 10% y disminuir los costos operativos hasta en un 50%, en comparación con los enfoques convencionales centrados en la optimización de componentes individuales.
Un sistema totalmente integrado que ofrece eficiencia, confiabilidad y seguridad operativa a largo plazoEstableciendo nuevos estándares en la tecnología de aireación
Casos de estudio
Con más de 160 años de experiencia, hemos desarrollado un amplio conocimiento como fabricantes de sopladores y
compresores. Gracias a esta experiencia acumulada, AERZEN está presente actualmente en más de 100.000 plantas de
tratamiento de aguas residuales en todo el mundo, ofreciendo soluciones a medida y de alta eficiencia para las
necesidades específicas del sector. Compruébelo usted mismo.
Soplante de tornillo
Delta Hybrid de accionamiento directo
- Tipo de construcción
- Soplantes de tornillo
- Presión diferencial (Δp)
- 300 a 1,250 mbar
- Caudal volumétrico
- 100 a 4,800 m3/h
- Medio
- Aire
Soplante de desplazamiento positivo
Soplante Delta Generación 5
- Tipo de construcción
- Soplantes de desplazamiento positivo
- Presión diferencial (Δp)
- -500 a 1,000 mbar
- Caudal volumétrico
- 30 a 15,000 m3/h
- Medio
- Aire, Gases neutros
Soplante de tornillo
Delta Hybrid
- Tipo de construcción
- Soplantes de tornillo
- Presión diferencial (Δp)
- 300 a 1,500 mbar
- Caudal volumétrico
- 100 a 9,000 m3/h
- Medio
- Aire
Turbosoplantes
Turbo G5plusde AERZEN & G6
- Tipo de construcción
- Turbosoplantes
- Presión diferencial (Δp)
- 200 a 1,000 mbar
- Caudal volumétrico
- 360 a 9,400 m3/h
- Medio
- Aire
Turbosoplante
Turbo Generation 5 de AERZEN
- Tipo de construcción
- Turbosoplantes
- Presión diferencial (Δp)
- 600 a 1,000 mbar
- Caudal volumétrico
- 3,000 a 18,000 m3/h
- Medio
- Aire
¿Cómo reducir los costos de energía en una planta de tratamiento de aguas residuales? ¿Qué opciones existen para diseñar una nueva instalación, reemplazar
equipos obsoletos o modernizar los sistemas existentes? Estas son preguntas clave para cualquier operador de una planta de tratamiento de aguas residuales.
AERZEN responde a estos desafíos con una amplia gama de soluciones y tecnologías que permiten mejorar la eficiencia energética, optimizar el rendimiento
de la planta y garantizar una operación confiable y sostenible.
AERZEN es uno de los principales proveedores internacionales de soluciones para el tratamiento y la depuración de aguas residuales. La aireación en las
plantas de tratamiento constituye una de las aplicaciones más importantes de la tecnología de sopladores de AERZEN. Nuestros compresores, sopladores y
turbosopladores suministran el aire necesario para los tanques de aireación en todo tipo de plantas, desde pequeñas instalaciones biológicas hasta grandes
plantas que prestan servicio a múltiples municipios.
Los equipos de AERZEN suministran aire comprimido rico en oxígeno al agua residual, proporcionando el oxígeno necesario para que los microorganismos
puedan degradar y eliminar la materia orgánica de forma biológica dentro del tanque de aireación.
Este proceso representa entre el 60% y el 80% del consumo energético total de una planta de tratamiento de aguas residuales, lo que lo convierte en una de
las mayores oportunidades para reducir costos mediante la implementación de tecnologías de alta eficiencia.
Además de contar con equipos energéticamente eficientes, un aspecto clave para maximizar el ahorro es monitorear y optimizar las variaciones operativas
diarias y estacionales. Por ejemplo, la demanda de aireación en una planta ubicada en un destino turístico puede variar considerablemente entre un día de alta
afluencia en verano y un día de invierno con menor carga. Cuando el rendimiento de los sopladores puede ajustarse de forma dinámica a estas fluctuaciones, es
posible lograr importantes ahorros de energía y costos operativos.
Para alcanzar este nivel de eficiencia es fundamental analizar las condiciones específicas de cada instalación: el tamaño de la planta, las variaciones de carga, el
comportamiento del proceso, el nivel de utilización de los equipos, la estrategia de control, el espacio disponible para la instalación de los sopladores y el
estado del equipamiento existente. Asimismo, es importante evaluar la vida útil restante de la planta y planificar oportunamente las tareas de modernización
o mantenimiento mayor.
Cada planta de tratamiento de aguas residuales presenta desafíos particulares. Por ello, desarrollar una estrategia de aireación diseñada a medida es la mejor
forma de garantizar la máxima eficiencia energética, una operación confiable y un rendimiento sostenible a largo plazo.
Sopladores de desplazamiento positivo (sopladores de lóbulos rotativos)
Los sopladores de lóbulos rotativos (por ejemplo, el AERZEN Delta Blower) constituyen la base de las soluciones de soplado. Con una inversión inicial
relativamente baja, pueden cubrir amplios rangos de regulación y ofrecen una gran flexibilidad de aplicación. Además, compensan con facilidad las variaciones
de presión y temperatura.
Los sopladores de desplazamiento positivo son, de lejos, la tecnología más utilizada en el tratamiento de aguas residuales. Su destacada flexibilidad dentro del
rango de regulación puede aprovecharse fácilmente mediante un variador de frecuencia, lo que permite mantener un funcionamiento estable incluso ante
fluctuaciones de carga. Gracias a sus costos de inversión comparativamente bajos, la inversión se amortiza en muy poco tiempo.
Turbosopladores o turbocompresores
La tecnología turbo suele ser la solución más eficiente para procesos con un rango de regulación limitado, pero estable, y con velocidades de operación
constantes. Cuando funcionan de manera continua cerca de su punto de diseño, los turbos permiten un ahorro energético considerable en comparación con los
sopladores de lóbulos rotativos. Aunque su costo de adquisición es mayor, este se compensa fácilmente gracias a su elevada eficiencia. No obstante, el uso de
turbos es menos adecuado en sistemas con frecuentes fluctuaciones extremas de presión y caudal.
Otra ventaja de los turbos es su tamaño compacto. Requieren menos espacio de instalación, lo que brinda mayor flexibilidad para aprovechar la sala de
sopladores, por ejemplo, durante proyectos de modernización o rediseño del sistema. Esto también puede contribuir a reducir costos. AERZEN suministra el
turbo junto con los demás componentes como un paquete completo: motor, soplador y sistema de control integrados en una única máquina de fácil
instalación.
Soplador híbrido (soplador de tornillo)
Un soplador híbrido combina las mejores características y ventajas de los sopladores de lóbulos rotativos y los compresores de tornillo, con la eficiencia de los
turbosopladores. La principal diferencia estructural radica en el uso de un rotor de tornillo de baja presión en lugar de un rotor de lóbulos rotativos recto o
helicoidal. Como resultado, las elevadas fluctuaciones de caudal y presión pueden controlarse de forma flexible y eficiente.
Los sopladores híbridos ofrecen un rango de regulación similar al de los sopladores de desplazamiento positivo y garantizan un volumen relativamente
constante frente a las variaciones de presión. Su rango de regulación va del 25% al 100%. En comparación con los turbosopladores, su principal ventaja es la
mayor eficiencia en condiciones de carga parcial.
La instalación de una combinación de las tecnologías de máquinas mencionadas anteriormente resulta especialmente conveniente en plantas de tratamiento
de aguas residuales de gran tamaño o en instalaciones con alta capacidad y fuertes fluctuaciones de carga (por ejemplo: el turbocompresor se utiliza para la
carga base y el soplador híbrido se activa para las condiciones de carga pico o de bajo caudal).
Los diferentes tipos de máquinas pueden utilizarse por igual en los desarenadores y en el tanque de aireación. Una combinación de turbocompresores,
compresores de lóbulos rotativos y sopladores de pistón rotativo puede mejorar la eficiencia energética y reducir de manera significativa los costos operativos
de la planta de tratamiento de aguas residuales. AERZEN ofrece soluciones con su concepto “Performance³”.
La primera herramienta es el software inteligente AERZEN Performance³, AERsmart, que selecciona la combinación de equipos más eficiente
energéticamente para cada punto de operación requerido, garantizando que todas las máquinas funcionen en su punto óptimo de máxima eficiencia.
Las aplicaciones en el tratamiento de aguas residuales son muy diversas. Para ayudar a identificar el sistema más adecuado y eficiente, AERZEN ofrece a sus
clientes una evaluación especializada denominada AERaudit, mediante la cual se miden y analizan los datos de desempeño de una instalación existente. A
partir de este análisis, es posible identificar oportunidades de mejora y ahorro energético específicas para cada sistema.
Además, AERZEN pone a disposición una amplia gama de recursos para la planificación de instalaciones. Estos incluyen información técnica y de productos, así
como herramientas de apoyo para ingenieros de planta, empresas de ingeniería y operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales. Entre ellas se
encuentran guías para el cálculo de datos operativos, recomendaciones para el diseño de salas de máquinas y sugerencias para aprovechar la recuperación de
calor durante el proceso de tratamiento de aguas residuales.
Numerosos comentarios de usuarios y casos de aplicación en el ámbito del tratamiento de aguas residuales demuestran cómo es posible desarrollar soluciones
altamente eficientes para necesidades muy diversas mediante la combinación adecuada de diferentes tecnologías de sopladores.
Los numerosos casos de éxito en distintas regiones también respaldan la calidad y rentabilidad de las soluciones de AERZEN. En la planta de tratamiento de
aguas residuales de Emsbüren, en el sur de Baja Sajonia (Alemania), una turbomáquina con cojinetes de aire de AERZEN sustituyó en marzo de 2016 a un turbo
con cojinetes magnéticos de otro fabricante. El turbo de la serie TB50-0.8 S cubre las operaciones de carga media y alta de una planta diseñada para atender a
una población equivalente de 16.000 habitantes (PE). Durante los períodos de baja carga, especialmente por la noche, la demanda es cubierta por un soplador
lobular. El AERZEN Turbo funciona de manera intermitente. Durante el arranque, el turbo con cojinetes de aire comienza operando a plena carga y mantiene
esta condición durante aproximadamente diez minutos. Posteriormente, el caudal se reduce al 60–70 % del máximo durante un período de entre 60 y 80
minutos. Una vez alcanzada la concentración de oxígeno requerida en el tanque de tratamiento, el turbo pasa primero al modo de ralentí y luego se detiene por
completo. Este funcionamiento intermitente, combinado con procesos de parada optimizados, permitió adaptarse de manera eficiente a las diferentes
demandas de carga y reducir el consumo energético. Debido a los excelentes resultados obtenidos con el turbo con cojinetes de aire de AERZEN, la autoridad
de aguas Lingener Land decidió sustituir también una máquina con cojinetes magnéticos por un turbo con cojinetes de aire de AERZEN en la planta de
tratamiento de aguas residuales de Spelle.
En Argentina, AERZEN también ha demostrado el valor de su tecnología en un proyecto de modernización de una planta de tratamiento de aguas residuales
en la provincia de Mendoza. La solución integró un Turbo Soplador y un soplador de desplazamiento positivo operando simultáneamente sobre un mismo
colector de descarga, una configuración exclusiva de AERZEN que combina tecnologías centrífugas de alta velocidad y de desplazamiento positivo en un único
sistema. Esta implementación permitió alcanzar un ahorro energético comprobado del 19,6 %, incrementar diez veces la capacidad de tratamiento de la planta
y ampliar significativamente la cobertura del servicio para la población. Además, el agua tratada puede reutilizarse para riego, contribuyendo a reducir el
impacto ambiental y demostrando cómo una solución diseñada a medida puede combinar eficiencia energética, confiabilidad operativa y sostenibilidad.
