As estações de tratamento de águas residuais encontram-se geralmente entre os maiores consumidores de energia dos municípios. No entanto, até à data, a atenção tem-se centrado quase exclusivamente na segurança do abastecimento e no desempenho de purificação (cumprimento dos valores de controlo). Durante muito tempo, a eficiência não foi um problema. Ao mesmo tempo, o tratamento das águas residuais municipais consome normalmente 30 a 40% mais eletricidade do que o necessário. O potencial de poupança é, por conseguinte, enorme. No entanto, tendo em conta o aumento dos preços da energia, a maior pressão sobre os custos e a redução de CO2 prevista no Acordo de Paris (menos 65% de emissões de CO2 até 2030, em comparação com os níveis de 1990), a eficiência energética e de recursos está a tornar-se cada vez mais um fator decisivo para os operadores de estações de tratamento de águas residuais - e a otimização energética é, portanto, uma prioridade fundamental.

Otimizar a ventilação é a chave para uma maior eficiência energética

A Trink- und Abwasserzweckverband (TAV) Liebenwalde (Associação de água potável e águas residuais de Liebenwalde) reconheceu os sinais dos tempos e modernizou profundamente a sua estação de tratamento de águas residuais, que entrou em funcionamento em 1995. A tónica foi colocada na otimização do sistema de aeração no tanque de aeração, uma vez que a fase de tratamento biológico representa 60 a 80% da demanda total de energia no tratamento de águas residuais. Com a conversão para os novos e eficientes compressores de êmbolo rotativo Delta Hybrid e a substituição do sistema de aeração, foi possível otimizar o fornecimento de oxigénio e reduzir significativamente o consumo de energia da aeração. A instalação de novas tubagens e a utilização de um crivo de lamas de retorno adicional na estrutura de retorno também contribuíram para isso. Esta medida remove os sólidos que, de outra forma, se depositariam nos aeradores do tanque de aeração e reduziriam a eficiência. "Escolhemos deliberadamente conjuntos da AERZEN novamente", diz Wolfhard Raasch, Diretor Técnico da estação de tratamento de águas residuais de Liebenwalde. Ele explica porquê: "Os sobrepressores AERZEN já tinham sido utilizados aquando da construção da estação. Hoje, um quarto de século depois, alguns deles ainda estão em funcionamento e a funcionar como um relógio. A cooperação também funciona muito bem. Estamos realmente muito satisfeitos".

Compressores de êmbolo rotativo: o melhor de dois mundos

Na estação de tratamento de águas residuais de Liebenwalde, dois compressores de êmbolo rotativo Delta Hybrid D 62S com um volume de entrada de 41,7 m3/min e uma diferença de pressão de 480 mbar fornecem o ar comprimido para o tanque de aeração. Os compressores de êmbolo rotativo ou sobrepressores de parafuso estão entre as soluções mais inovadoras na tecnologia de compressores. Combinam as vantagens da tecnologia de sobrepressores e compressores num único sistema. O fator decisivo para a aplicação dos Delta Hybrid em Brandemburgo foi a possibilidade de instalação no exterior. "Os conjuntos devem ser colocados diretamente no tanque sem carcaça", diz Christian Meyer, engenheiro de vendas da AERZEN.

Os Delta Hybrid são muito adequados para utilização no exterior. Graças à sua construção em aço galvanizado, ao revestimento em pó, bem como à conceção de uma canópia selada com uma sofisticada conduta de ar no interior, são concebidos de forma otimizada para resistir ao vento e às condições climáticas e também lidam facilmente com a carga de H2S típica das estações de tratamento de águas residuais Também foi instalado um cárter de óleo, para que o ambiente não seja poluído em caso de acidente ou durante a mudança de óleo. A instalação no exterior, diretamente no tanque, oferece duas vantagens principais: em primeiro lugar, o tubo de ligação pode ser extremamente curto, o que reduz ao mínimo as perdas de energia. O segundo ponto diz respeito à temperatura do ar de aspiração. Do ponto de vista termodinâmico, este valor deve ser o mais baixo possível. No entanto, uma carcaça teria o efeito contrário: o ar à volta das unidades aquece, pelo que deixa de poder ser comprimido de forma ideal. "Como regra geral, pode dizer-se que uma redução de temperatura de 3 °C leva a uma poupança de energia de 1%", esclarece Christian Meyer. "Por esta razão, os nossos sobrepressores aspiram sempre o ar do lado "frio" do conjunto e não do lado da ligação de pressão, pois aí há muita radiação de calor."

Financiamento através de subvenções

A AERZEN também estabeleceu contacto entre a estação de tratamento de águas residuais de Liebenwalde e a plataforma industrial e.qua. A e.qua é uma rede de empresas municipais da indústria da água, centrada na eficiência energética, na recuperação de energia e na gestão de recursos, e tem-se destacado, em particular, como um agente de captação de fundos. "Muitos operadores de estações de tratamento de águas residuais nem sequer sabem que podem solicitar subsídios estatais para otimização energética. Graças à instalação externa dos sobrepressores da AERZEN diretamente no tanque, os tubos de ligação podem ser extremamente curtos, o que reduz as perdas de energia ao mínimo. - até 80%. Até a preparação do estudo de potencial, que é a base de cada pedido de subsídio, é subsidiada em 50%", sublinha o Diretor-Geral da e.qua, Andreas Koschorreck. Para a estação de tratamento de águas residuais de Liebenwalde, a e.qua assumiu toda a gestão do financiamento. Foi a cooperação e colaboração entre a AERZEN e a e.qua que permitiu que a estação de tratamento de águas residuais de Liebenwalde fizesse os investimentos no tratamento de águas residuais com preocupações ambientais em primeiro lugar. A otimização do sistema de aeração no tanque de aeração não foi o único grande projeto energético. A instalação de um sistema fotovoltaico de 100 kWp montado no solo com armazenamento em baterias e a construção de uma unidade de humidificação de lamas de tratamento de águas residuais foram também implementadas. Com o sistema fotovoltaico, um terço do consumo de eletricidade da estação de tratamento de águas residuais é coberto por fontes de energia renováveis. A unidade de humidificação de lamas de tratamento de águas residuais, com uma área de dois hectares, oferece também vantagens significativas em termos de proteção climática, em comparação com a antiga unidade de espessamento mecânico. O teor mais elevado de matéria seca de 40% (anteriormente: 6%) reduz a quantidade de transporte necessária para utilização agrícola num total de 90%. Além disso, já não são necessários produtos químicos e o consumo de eletricidade é muito baixo.

De devorador de energia a líder climático

Para a estação de tratamento de águas residuais de Liebenwalde, os investimentos no aumento da eficiência energética e na utilização de energias renováveis foram mais do que compensados. Por exemplo, o consumo de energia da fábrica foi reduzido de 40 kWh para 18 kWh por equivalentes de população (EP) por ano. Um olhar sobre as emissões de CO2 revela uma poupança de 62%. No geral, é possível obter uma poupança de custos de 61.600 euros por ano. "A modernização foi exatamente o passo certo. Com a otimização energética, demos um verdadeiro salto quântico e estamos perfeitamente posicionados para o futuro - graças ao apoio ativo da AERZEN", diz Wolfhard Raasch. Já tem outro objetivo em mente: "Queremos tornar-nos independentes de fornecedores externos de eletricidade e, por isso, planeamos continuar a expandir a energia fotovoltaica. O futuro chama-se autossuficiência energética".

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