Sistema di trattamento delle acque AERZEN

How can you save money on energy costs with wastewater treatment? What are the possibilities for a new facility design, replacing old models and components, or modernizing? These are important questions for every operator of any wastewater treatment plant. AERZEN can answer all your questions with its versatile and diverse solutions.

AERZEN è un fornitore leader a livello internazionale di soluzioni per il trattamento e la depurazione delle acque reflue. Il trattamento delle acque reflue negli impianti di depurazione rappresenta uno dei principali campi di applicazione della tecnologia dei soffiatori AERZEN. Compressori, soffiatori e turbo-soffiatori garantiscono l’aerazione delle vasche di aerazione in tutti i tipi di impianti di depurazione. Le applicazioni spaziano dai piccoli impianti di depurazione biologici agli impianti di maggiori dimensioni, responsabili del trattamento delle acque reflue di diversi comuni. Le macchine AERZEN arricchiscono le acque reflue fornendo ossigeno all’aria compressa. L’ossigeno necessario viene quindi convogliato ai batteri, consentendo loro di degradare ed eliminare le particelle di scarto presenti nella vasca di aerazione in modo biologico. Questa fase del trattamento delle acque reflue assorbe il 60-80% dei costi energetici totali dell’impianto di depurazione. Considerando questa quota consistente dei costi energetici, è lecito supporre che sia possibile ottenere un notevole risparmio economico utilizzando la tecnologia più efficiente disponibile.

Per quanto riguarda questa tecnologia energetica, un altro passo importante per migliorare l’efficienza consiste nel monitorare e ottimizzare le fluttuazioni giornaliere e annuali. Un esempio potrebbe essere il consumo energetico per l’aerazione di una vasca di depurazione attiva in una rinomata località turistica: in una calda giornata estiva con volumi molto più elevati rispetto a una fredda giornata invernale. Se le prestazioni dei soffianti possono essere regolate e adattate a queste fluttuazioni, è possibile risparmiare una notevole quantità di denaro ed energia. Per raggiungere questo obiettivo, vale la pena esaminare più da vicino ogni singola situazione. Quanto è grande l’impianto di trattamento delle acque reflue, si registrano forti fluttuazioni e/o il carico di lavoro è distribuito in modo uniforme? Tutti i soffiatori funzionano alla potenza ottimale e sono adeguati alla frequenza di controllo e al carico di lavoro dell’impianto di trattamento delle acque reflue? Quanto spazio è disponibile per il soffiatore? Quanto dureranno ancora gli impianti e quando sarà necessaria una revisione completa? In sostanza, ogni impianto di trattamento delle acque reflue deve elaborare piani precisi.

Soffianti a spostamento positivo (soffianti a pistoni rotanti)

I soffianti a pistoni rotanti (ad esempio il soffiante AERZEN Delta) sono i cavalli di battaglia tra le soluzioni di soffiaggio. Con costi iniziali relativamente bassi, sono in grado di coprire ampi intervalli di regolazione e offrono la possibilità di applicazioni flessibili. I soffianti a pistoni rotanti sono in grado di compensare con facilità le fluttuazioni di pressione e temperatura.

L’impiego dei soffiatori a spostamento positivo è di gran lunga il più diffuso nel trattamento delle acque reflue. La notevole flessibilità all’interno del campo di regolazione può essere facilmente ottenuta con un convertitore di frequenza. In questo modo si garantisce la costanza anche in presenza di fluttuazioni della capacità. I costi di investimento relativamente bassi si ammortizzano in pochissimo tempo.

Soffianti turbo o compressori turbo

La tecnologia turbo rappresenta spesso la soluzione più efficiente per un processo caratterizzato da un intervallo di controllo e da una velocità limitati, ma costanti. Con un funzionamento continuo vicino al punto di progetto, il risparmio energetico offerto dal turbo è notevole rispetto ai soffianti a pistoni rotativi. I costi di acquisto più elevati saranno facilmente compensati dall’efficienza dei turbo. L’uso dei turbo è meno indicato in un sistema soggetto a frequenti fluttuazioni estreme di pressione e portata.

Un altro vantaggio del turbo è la sua dimensione ridotta. Richiede uno spazio di installazione minore, il che consente un utilizzo più flessibile dello spazio destinato al ventilatore (ad esempio: per l’adeguamento o la riprogettazione dell’impianto). Ciò può anche ridurre i costi. AERZEN fornisce il turbo e gli altri componenti come pacchetto unico: il motore, il ventilatore e il sistema di controllo vengono forniti come macchina completa e di facile installazione.

Soffiatore ibrido (compressore a pistoni rotativi o compressore a lobi rotativi)

Un soffiatore ibrido combina le migliori caratteristiche e i vantaggi dei soffiatori rotativi e dei compressori a vite con l’efficienza dei soffiatori turbo. La principale differenza strutturale consiste nell’uso di un rotore a vite a bassa pressione al posto di un rotore a pistoni rotativi diritti o lappati. Di conseguenza, è possibile controllare in modo flessibile ed efficiente le elevate fluttuazioni di portata e pressione. I soffiatori ibridi offrono un campo di regolazione simile a quello dei soffiatori a spostamento positivo e garantiscono variazioni di pressione relativamente costanti. Un soffiatore ibrido ha un campo di regolazione compreso tra il 25 e il 100%. Il vantaggio rispetto ai soffiatori turbo è l’efficienza superiore nelle gamme di carico parziale della macchina.

The installation of a combination of the above-mentioned machine- technologies is quite worthwhile in large sewerage treatment plants or large capacity and high fluctuation plants (e.g.: turbo compressor is used for the basic load and a hybrid blower is switched on for the peak load or low flow conditions).

The different types of machines can be used equally in the sand catchers and in the ventilation tank. A combination of turbo bowers, rotary lobe compressors, and rotary piston blowers can improve energy efficiency and substantially reduce the operating costs of the wastewater treatment plant. AERZEN offers solutions with its concept "Performance³".

Il primo è il software intelligente AERZEN Performance³ “AERsmart”, che seleziona la combinazione di macchine più efficiente dal punto di vista energetico per ogni punto di funzionamento richiesto, garantendo che tutte le macchine operino alle condizioni ideali con la massima efficienza.

Le applicazioni nel settore della tecnologia delle acque reflue sono molteplici. Per aiutare a identificare il sistema più adatto ed efficiente, AERZEN offre ai propri clienti una valutazione specifica, l’“AERaudit”, con cui vengono misurati e valutati i dati prestazionali di un sistema esistente. Sulla base di questa analisi, è possibile individuare miglioramenti e possibilità di risparmio energetico per l’impianto di ciascun cliente. Inoltre, AERZEN ha messo a disposizione dei propri clienti una vasta raccolta di materiali per la progettazione degli impianti. Oltre a numerose informazioni sui prodotti e sulla progettazione, i progettisti di impianti, gli studi di ingegneria e i gestori di impianti di trattamento delle acque reflue troveranno anche assistenza nel calcolo dei dati operativi, informazioni importanti sulla progettazione della sala macchine e consigli sulle possibilità di recupero del calore durante il trattamento delle acque reflue.

Numerosi riscontri degli utenti e relazioni nel settore della depurazione delle acque reflue illustrano, ad esempio, come l’uso appropriato di diversi componenti dei soffiatori consenta di realizzare soluzioni efficienti per esigenze molto diverse.

L’efficienza dell’impianto di trattamento delle acque reflue di Silverstone in Colorado, USA, costruito nel 1974 e responsabile della depurazione e del trattamento delle acque reflue in diversi comuni – comprese località turistiche con forti fluttuazioni della domanda – è stata infatti notevolmente migliorata grazie alla sostituzione dei vecchi soffiatori centrifughi con la tecnologia AERZENER Blower e l’aggiunta di convertitori di frequenza.

Il modello AERZEN Turbo TB 100 (qui utilizzato) è dotato di un motore a magneti permanenti, sviluppato appositamente per soddisfare i requisiti di alta frequenza e alta velocità richiesti da un’applicazione turbo ad azionamento diretto. Di conseguenza, il livello di rumore è stato drasticamente ridotto e non è più necessario l’uso di protezioni acustiche. Inoltre, l’aria calda proveniente dal sistema di raffreddamento del ventilatore può essere utilizzata in inverno per il recupero di calore, riscaldando così l’impianto.

Ma anche numerose storie di successo provenienti dalla zona circostante testimoniano la qualità e la redditività dei prodotti AERZEN: nell’impianto di trattamento delle acque reflue di Emsbüren, nel sud della Bassa Sassonia (Germania), nel marzo 2016 una turbomacchina con cuscinetti ad aria di AERZEN ha sostituito un turbo con cuscinetti magnetici di un concorrente. La turbomacchina della serie TB50-0.8 S copre il funzionamento a carico medio e alto dell’impianto, progettato per 16.000 EEC. Il funzionamento a basso carico durante la notte è garantito da un soffiante a pistoni rotativi. La turbomacchina AERZEN viene utilizzata in modo intermittente.

Durante l’avvio, il turbocompressore a cuscinetti d’aria entra inizialmente in funzione a pieno carico e mantiene tale regime per 10 minuti. Successivamente, la portata volumetrica massima viene ridotta del 60%-70% per un periodo di 60-80 minuti. Una volta che l’ossigeno richiesto ha raggiunto il serbatoio di aerazione, il turbocompressore viene inizialmente portato al minimo e poi spento completamente. Grazie al funzionamento intermittente con le opportune procedure di spegnimento, è stato possibile adattarsi alle diverse esigenze di carico e risparmiare energia. Sulla base dell’ottimo rapporto instaurato con il cliente grazie al turbocompressore a cuscinetti ad aria di AERZEN, l’ente idrico di Lingener Land ha deciso di sostituire una macchina a cuscinetti magnetici con un turbocompressore a cuscinetti ad aria di AERZEN nell’impianto di trattamento delle acque reflue di Spelle.

Un altro caso di successo di AERZEN in Germania è rappresentato dall’impianto di trattamento delle acque reflue di Holzkirchen, nei pressi di Monaco di Baviera. L’80% dei costi energetici totali dell’impianto è generato dall’azionamento dei soffiatori. Pertanto, una progettazione su misura e un aumento dell’efficienza si sono rivelati redditizi in brevissimo tempo. Per soddisfare il fabbisogno d’aria variabile nella vasca di aerazione, era necessario un dimensionamento preciso dell’aria con una regolazione accurata. Nel sistema di controllo AERsmart di AERZEN è stata trovata una risposta adeguata. In base al fabbisogno d’aria, questo sistema coordina diversi tipi di soffianti. Come un pilota automatico, l’AERsmart si occupa della gestione del controllo e della regolazione delle unità, con diversi principi di funzionamento e implementazioni in linea con le esigenze. Il carico di base è fornito da un compressore Turbo TB75-0.8S. In caso di picchi di carico, viene utilizzato in aggiunta un compressore a pistoni rotativi della serie Delta Hybrid, mentre due Delta Blower di vecchia generazione subentrano nella fornitura d’aria quando il carico è basso. I carichi parziali all’interno dell’impianto vengono in gran parte evitati grazie al controllo mirato e all’impiego differenziato delle singole macchine. Allo stesso tempo, aumenta l’efficienza energetica. Un trattamento efficiente delle acque reflue reso semplice da AERZEN!