En Italia, el tratamiento del agua residual asociado a las centrales térmicas combina la eliminación de contaminantes con la recuperación de agua, calor y energía. Las soluciones abarcan desde la depuración de efluentes con aceites, hidrocarburos, sólidos, metales y compuestos orgánicos hasta la reutilización del agua en calderas y torres de enfriamiento.
Dos experiencias italianas muestran enfoques complementarios: la modernización de la central de cogeneración de Tor di Valle, cerca de Roma, y el tratamiento de aguas residuales de la unidad termoeléctrica de Ibiza mediante separación de hidrocarburos, coagulación-floculación y flotación por aire disuelto. En Collegno, cerca de Turín, una depuradora transforma además el biogás generado durante la digestión anaerobia en electricidad y calor para sus propias instalaciones.
Por qué las centrales térmicas necesitan tratar el agua residual
Las plantas de generación de energía suelen estar ubicadas cerca de cuerpos de agua superficial porque necesitan grandes cantidades de agua. Las tecnologías de tratamiento de agua y aguas residuales ayudan a mantener la red eléctrica en funcionamiento.
El agua desempeña un papel esencial en la generación de energía termoeléctrica. Las plantas termoeléctricas requieren grandes cantidades de agua. De hecho, la generación de energía termoeléctrica es responsable del 41 % de las extracciones diarias de agua industrial.
Desde la captación hasta la descarga, desde las calderas hasta las torres de enfriamiento, se necesita un conjunto de tecnologías de tratamiento de agua para mantener las plantas operando con el máximo rendimiento.
Especialmente característico de los usos industriales del agua en los tiempos modernos es la enorme importancia que tiene en ellos el alto consumo en la generación de energía (más del 50 % del consumo industrial del agua corresponde a centrales térmicas y nucleares).
Teniendo en cuenta que el número de instalaciones térmicas para generación de energía va en aumento cada año, es necesario estudiar y diseñar procesos para la depuración de estas grandes cantidades de agua, adaptados a la realidad de cada planta y de la correspondiente legislación.
Principales corrientes de agua en una central térmica
- Agua de alimentación y reposición de calderas: debe someterse a una desmineralización intensa para evitar corrosión, incrustaciones y daños en turbinas y generadores.
- Agua de torres de enfriamiento: concentra minerales durante la evaporación y requiere control de conductividad, tratamiento y purgas.
- Aguas de lavado y drenaje: pueden contener aceites, combustibles, hidrocarburos y sólidos suspendidos.
- Efluentes de procesos específicos: las centrales GICC pueden generar aguas con cianuros, formiatos, fluoruros, amoniaco, sulfuros, cloruros y sulfatos.
- Agua residual sanitaria o municipal asociada: puede tratarse para reutilizarla en determinados usos industriales.
El tratamiento de aguas residuales, ya sea a nivel municipal (depuradoras civiles) o en la industria, es de suma importancia para la preservación de la salud humana y la protección del medio ambiente.
En ambos casos, las aguas residuales contienen sustancias orgánicas y nutrientes: Si se vierten a los cursos de agua sin un tratamiento adecuado, pueden provocar la contaminación del agua y daños considerables a la flora y la fauna.
Tratamiento del agua de alimentación de calderas
El tratamiento del agua de reposición de los sistemas de vapor permite a las centrales eléctricas lograr una eficiencia óptima al promover una transferencia de calor eficiente, a la vez que limita la contaminación de los equipos, la corrosión, y los depósitos en los álabes de las turbinas causados por minerales y otras impurezas.
El agua de alimentación ultrapura de alta calidad reduce el consumo de productos químicos y energía, ya que la frecuencia de purgas puede reducirse drásticamente hasta en un factor de 10.
Los métodos incluyen electrodesionización, intercambio iónico, ultrafiltración, ósmosis inversa y nanofiltración para desmineralizar la corriente y eliminar otras impurezas.
Ultrafiltración
La ultrafiltración (UF) elimina casi toda la sílice coloidal, así como el hierro y el aluminio precipitados, lo que protege los equipos de tratamiento aguas abajo.
El uso de UF para reducir partículas, sólidos en suspensión y carbono orgánico total también mejora la vida útil de los sistemas de ósmosis inversa y de desionización.
Ósmosis inversa e intercambio iónico
La ósmosis inversa elimina numerosos contaminantes perjudiciales para los generadores termoeléctricos.
También reduce los costos de productos químicos si se usa con desionización, ya que la regeneración por intercambio iónico se requiere con menos frecuencia.
Si bien la ósmosis inversa requiere un pretratamiento significativo que incrementa los costos, la ósmosis inversa y el intercambio iónico se complementan y, por lo general, hacen que un sistema de caldera sea más rentable que aquellos que no incorporan ósmosis inversa.
La ósmosis inversa puede utilizarse para desalinizar agua subterránea salobre o agua de mar, proporcionando una fuente confiable de agua de reposición.
Torres de enfriamiento y control de purgas
Las torres de enfriamiento son parte integral del proceso de generación de energía térmica, ya que condensan el vapor, lo que permite que el agua regrese a la caldera.
A medida que las torres de enfriamiento liberan este calor mediante la evaporación, aumenta el contenido mineral del agua restante.
Es fundamental monitorear la calidad del agua de la torre de enfriamiento y tratarla o reemplazarla, mediante purga, con agua de reposición de menor conductividad.
Las torres de enfriamiento suelen tolerar fuentes de agua de menor calidad, lo que ha llevado a un creciente número de centrales eléctricas a utilizar aguas residuales municipales tratadas como fuente de agua de reposición.
Reutilización del agua residual en centrales térmicas
La generación de energía consume mucha agua, y su reutilización puede reducir significativamente la extracción de agua dulce.
En una época de creciente escasez de agua y mejoras en la tecnología de reutilización, resulta lógico que el sector energético trate y reutilice sus propias aguas residuales para:
- Mejorar la rentabilidad.
- Disminuir la demanda.
- Desarrollar resiliencia.
- Reducir las extracciones.
- Minimizar la generación de aguas residuales.
- Fomentar el apoyo comunitario.
- Mejorar los perfiles ESG (ambientales, sociales y de gobernanza).
- Aumentar la sostenibilidad.
El efluente de una central eléctrica puede reciclarse para su reutilización como agua de alimentación o de reposición de calderas o como agua de reposición de torres de refrigeración.
Asimismo, los operadores de la planta pueden compartir el efluente tratado con las comunidades cercanas y la agricultura.
Independientemente de la aplicación, la reutilización del agua es una de las maneras más eficaces para que las centrales eléctricas utilicen el agua de forma más racional.
Tratamiento de aguas residuales industriales
Los sistemas de tratamiento de aguas residuales en las centrales térmicas utilizan procesos físicos, químicos y biológicos para eliminar contaminantes.
En muchas regiones, las normas ambientales se han endurecido considerablemente, y es importante cumplir con las nuevas normas antes de realizar el vertido.
Los sistemas de flotación por aire disuelto (DAF) se utilizan comúnmente para reducir los metales pesados y los sólidos en suspensión de las aguas residuales, lo cual es importante para las centrales termoeléctricas sujetas a permisos de vertido de aguas residuales industriales, que se vuelven cada vez más restrictivos con cada renovación.
En lugar de verter aguas residuales, las centrales eléctricas pueden implementar sistemas de tratamiento de aguas residuales orientados a la reutilización del efluente dentro del sistema o al desarrollo de corrientes externas de aguas residuales para uso interno o de terceros.
Central termoeléctrica de Ibiza: eliminación de hidrocarburos
La Unidad de Producción Térmica de Ibiza es una instalación termoeléctrica de ciclo convencional.
Tiene 13 unidades térmicas con una potencia total de 270 MW: seis motores, cuatro turbinas de gas y tres turbinas de gas dobles.
Utilizan gas natural como combustible principal y gasóleo como combustible auxiliar.
Las aguas residuales de la UPT de Ibiza contienen una gran cantidad de aceites, hidrocarburos y sólidos en suspensión, cuya eliminación constituye el objetivo principal de la planta de tratamiento diseñada e instalada.
| Parámetro | Dato |
|---|---|
| Tipo de instalación | Unidad termoeléctrica de ciclo convencional |
| Potencia total | 270 MW |
| Número de unidades térmicas | 13 |
| Contaminantes principales | Aceites, hidrocarburos y sólidos en suspensión |
| Capacidad de tratamiento | 20 m³/hora |
Separación primaria mediante API y CPI
El sistema diseñado utiliza tecnología de separadores de placas CPI para la separación de hidrocarburos dentro del tanque.
Consiste en un tanque rectangular con fondo inclinado que termina en un tornillo que extrae los sólidos sedimentados, e incluye un sistema desnatador para la separación de hidrocarburos y aceites mediante tecnología API.
Dispone de un circuito de calentamiento de agua caliente y está fabricado en acero de alta calidad.
Cribado, desarenado y separación fina
El sistema compacto para el cribado, el desarenado y la separación fina de hidrocarburos incluye una criba inclinada y un tornillo sin eje para elevar los sólidos separados.
La sección de desarenado incluye un tornillo horizontal de transporte de arena.
A continuación, se instala un tanque rectangular con fondo trapezoidal, equipado con un conjunto de láminas coalescentes independientes para lograr una distribución óptima del agua, además de un sistema desnatador para separar hidrocarburos y aceites.
También dispone de un circuito de calentamiento de agua caliente y está construido en acero de alta calidad.
Coagulación-floculación y flotación DAF
El tratamiento físico-químico consiste en añadir coagulante y floculante para formar flóculos que contienen los sólidos suspendidos presentes en el agua y que no pueden separarse de forma natural por sedimentación debido a su baja densidad.
Este tratamiento también permite eliminar parcialmente la materia orgánica asociada a esos sólidos y retirar los restos de aceite e hidrocarburos que puedan haber quedado después del tratamiento anterior.
La adición de coagulante y floculante se realiza en tanques en serie provistos de agitación y fabricados en acero de muy alta calidad.
Se suministra un sistema de dosificación ajustado especialmente a las dosis necesarias de estos productos.
Estas dosis se establecen mediante una prueba de floculación previa realizada en laboratorio, después de la cual la dosificación se reajusta a escala industrial.
Los flóculos generados se separan del agua mediante tecnología DAF de flotación por aire disuelto.
Etapas del proceso
- Recepción, desengrasado grueso, regulación y bombeo.
- Desengrasado fino, regulación y recirculación a la primera etapa.
- Tratamiento físico-químico y clarificación.
- Filtración final en el punto de descarga.
El objetivo de las tecnologías y equipos instalados es eliminar sólidos, aceites e hidrocarburos de las aguas residuales procedentes de la unidad termoeléctrica.
Los equipos se instalan para optimizar el proceso de tratamiento de agua existente.
| Indicador | Valor |
|---|---|
| Sólidos suspendidos iniciales | 1100 mg/L |
| Sólidos suspendidos finales | 55 mg/L |
| Eliminación de sólidos | 95 % |
Aguas residuales de centrales GICC
Las aguas procedentes del lavado del gas de síntesis generado en las centrales térmicas de gasificación integrada en ciclo combinado (GICC) presentan una composición especialmente compleja.
Algunos de los contaminantes más característicos de estas aguas son los cianuros, el contenido en materia orgánica -un porcentaje importante en forma de formiatos-, fluoruros, sólidos en suspensión, amoniaco, sulfuros, cloruros y sulfatos.
De éstos, podemos destacar los cianuros y la materia orgánica como objetivos principales de cara a un posible tratamiento alternativo a los ya existentes, ya que, antes del tratamiento, suelen estar en concentraciones muy superiores a los límites de vertido permitidos por la Confederación Hidrográfica correspondiente.
Limitaciones de los tratamientos convencionales
Las técnicas convencionalmente empleadas para el tratamiento de aguas cianuradas comprenden procesos como la cloración o la oxidación química mediante ozono.
Sin embargo, estos procesos necesitan grandes cantidades de reactivos para garantizar tasas elevadas de degradación de contaminantes, lo que supone unos costes muy elevados.
Además, en el caso de la cloración, hay que tener en cuenta los costes adicionales producidos al trabajar en condiciones de pH básico y la generación de intermedios altamente tóxicos que, junto con el cloro residual, suponen un riesgo para el medioambiente y obligan a un tratamiento posterior para su eliminación.
Procesos de oxidación avanzada
Dentro de estas técnicas podemos destacar los Procesos de Oxidación Avanzada (POAs), que han mostrado una gran efectividad en la destrucción de compuestos refractarios.
Estos procesos se caracterizan por utilizar de forma simultánea combinaciones de oxidantes clásicos como, por ejemplo, ozono, radiación ultravioleta y peróxido de hidrógeno, con el fin de generar radicales más oxidantes que éstos, generalmente radicales hidroxilo.
Dentro de estos procesos, la fotocatálisis heterogénea, principalmente con TiO2 como catalizador, y la fotocatálisis homogénea mediante el proceso foto-Fenton, son los más ampliamente estudiados y con mayor proyección industrial.
Previamente, se aplicó un tratamiento físico-químico al agua mediante coagulación-floculación, para adecuar algunos parámetros de la misma de cara a su posterior tratamiento fotocatalítico.
Concretamente, se persigue la eliminación de sólidos en suspensión y de fluoruros para evitar posibles efectos inhibidores en el proceso de fotocatálisis.
Fotocatálisis heterogénea
Se han comparado dos catalizadores distintos, TiO2 y ZnO, estudiando también la influencia del pH en el proceso.
Tras ajustar los resultados con Redes Neuronales Artificiales, se obtienen unas constantes cinéticas de degradación de cianuros y formiatos de 0,4 min-1 y 0,09 min-1, respectivamente, siendo más lenta la degradación con ZnO que con TiO2.
Esto equivale a porcentajes de degradación del 100 % de cianuros en 10 minutos y del 98 % de formiatos en aproximadamente 35 minutos.
Sin embargo, las dosis de H2O2 y catalizadores empleadas para alcanzar estos resultados son excesivamente elevadas, lo que supone un inconveniente si se quiere plantear una posible aplicación industrial del proceso.
Por otro lado, la recuperación de catalizador es también un proceso adicional costoso.
Proceso foto-tipo-Fenton
En la optimización del proceso foto-tipo-Fenton se empleó Cu(II) como catalizador.
Los resultados obtenidos muestran la eficacia del tratamiento, alcanzando el 100 % de eliminación de cianuros en 60 minutos y el 80 % para los formiatos en 180 minutos.
Sin embargo, la concentración de peróxido de hidrógeno empleada es, de nuevo, excesivamente elevada desde un punto de vista industrial.
Proceso foto-Fenton
Partiendo de los inconvenientes que presentan tanto los procesos heterogéneos como la fotocatálisis homogénea con cobre, se estudió y optimizó el proceso de fotocatálisis homogénea foto-Fenton.
En los dos primeros ensayos se trataron aguas con contenido en cianuros y HCOO- con el objetivo de estudiar la degradación de ambos contaminantes, realizando una única adición de H2O2 al inicio de cada ensayo.
En otro ensayo se estudió en profundidad la mineralización de materia orgánica, introduciendo algunas modificaciones en el proceso foto-Fenton, como la dosificación continua del peróxido de hidrógeno para evitar un posible efecto atrapador de radicales hidroxilo y la incorporación de una fuente extra de oxígeno molecular mediante la adición de aire.
Se obtuvieron porcentajes de degradación similares a los obtenidos con los procesos anteriores, aunque para tiempos mayores de tratamiento, debido entre otras cosas al empleo de plantas piloto que tratan mayores volúmenes de agua residual.
Sin embargo, las concentraciones de H2O2 y de catalizador son significativamente menores, haciendo el proceso más factible industrialmente que el resto de los tratamientos ensayados.
Solar-Fenton
También se estudió la viabilidad del proceso solar-Fenton empleando luz solar en lugar de radiación UV artificial.
En este caso, el proceso está asistido mediante ferrioxalato, lo que se consigue adicionando al agua ácido oxálico en presencia de Fe(III).
La teórica pérdida de efectividad en la degradación de contaminantes al emplear luz solar se compensa gracias a la fotoactividad de los complejos de ferrioxalato formados, que absorben radiación en el rango UV-A y el visible.
De esta forma, se obtienen porcentajes de degradación del 100 % para cianuros y de 80 % para el COT, con una energía acumulada de 250 Wh, aproximadamente 3 horas en función de las condiciones climatológicas.
Estos resultados confirman las posibilidades de aplicación de tratamientos menos costosos y medioambientalmente más respetuosos.
| Tratamiento | Resultado destacado |
|---|---|
| Fotocatálisis heterogénea | 100 % de cianuros en 10 minutos y 98 % de formiatos en aproximadamente 35 minutos |
| Foto-tipo-Fenton | 100 % de cianuros en 60 minutos y 80 % de formiatos en 180 minutos |
| Solar-Fenton | 100 % de cianuros y 80 % de COT con 250 Wh |
Recuperación de energía del agua residual
El agua residual contiene energía térmica, y podemos recuperar parte de esta energía.
En raras ocasiones el agua residual puede ser utilizada directamente para calentar directamente el agua o los edificios.
Sin embargo, podemos recuperar calor del agua residual mediante una bomba de calor.
Las bombas de calor funcionan como un frigorífico: retirando calor de un punto a menor temperatura, de este modo se enfría, y se transfiere ese calor a un punto con mayor temperatura, calentándolo más aún.
Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre ambos medios, mayor será el rendimiento de la bomba de calor, que es la relación entre el calor que se aporta y la energía que se consume, y se encuentra en un rango de entre 4 y 6 en el caso de recuperación de calor de aguas residuales a baja temperatura.
La recuperación térmica puede integrarse con ciclos cortos de calor, recuperación de calor de la red de saneamiento y secado de fangos con calor residual en plantas centralizadas de tratamiento de agua residual.
Evaporador al vacío para aguas residuales
Central de cogeneración de Tor di Valle, cerca de Roma
La empresa de servicios públicos italiana Acea Produzione SpA, filial de Acea SpA, suministra energía, agua y otros servicios medioambientales en el suroeste de Roma.
La empresa modernizó recientemente su mayor planta de calefacción urbana, la central de ciclo combinado de Tor di Valle de 1990, para mejorar su flexibilidad operativa y eficiencia energética y reducir su impacto ambiental.
La planta de calefacción urbana se construyó originalmente como una central de ciclo combinado con turbina de gas (CCTG) y extracción de calor que suministraba unos 120 MW de electricidad y 70 MW de calor a la red de calefacción urbana de la cercana zona de Torrino.
Configuración de la planta modernizada
La modernización de la planta de calefacción urbana existente dio lugar a una nueva central de cogeneración de 19 MW con dos motores Jenbacher J920 FleXtra de 9,5 MW, más tres calderas de gas auxiliares de 23 MW, seis depósitos de almacenamiento de calor de 215 metros cúbicos y los sistemas asociados de equilibrio de la central para la conexión con el sistema de calefacción urbana existente.
Los motores, las calderas de gas auxiliares y otros equipos de equilibrio de la planta se instalaron en la sala de máquinas modernizada existente.
Los motores están integrados con un sistema de almacenamiento de energía térmica formado por seis depósitos de almacenamiento de calor exteriores de 215 m³.
El sistema de almacenamiento ayuda a garantizar un suministro continuo de calor sin necesidad de aumentar la generación de energía eléctrica en momentos de baja demanda eléctrica de los motores de gas.
Operación y mantenimiento
Los dos motores de gas están conectados a una plataforma de gestión del rendimiento de activos.
La solución monitoriza activamente todos los parámetros clave de los motores y proporciona análisis que pueden predecir la vida de los componentes, lo que permite a los operadores pasar de un plan de mantenimiento proactivo programado a un enfoque de mantenimiento por estados.
Resultados energéticos y ambientales
La planta de cogeneración modernizada de 19 MW de Tor di Valle comenzó a funcionar comercialmente a finales de 2017, suministrando electricidad a la cercana planta de tratamiento de aguas residuales de Acea y a la red de distribución de Roma.
El calor se utiliza en la red local de calefacción urbana para abastecer a unos 40 000 clientes residenciales de la zona de Torrino.
Las unidades de motor apoyan la capacidad de la planta para lograr un alto aprovechamiento del combustible y una eficiencia total superior al 80 %.
Se esperan entre 5000 y 6000 horas de funcionamiento al año.
En comparación con la planta CCTG más antigua, la nueva planta de cogeneración con motor reduce las emisiones anuales de CO2 en unas 16 000 toneladas al año.
| Elemento | Dato |
|---|---|
| Potencia eléctrica de la cogeneración | 19 MW |
| Potencia original de la central CCTG | 120 MW eléctricos y 70 MW térmicos |
| Número de motores | Dos motores de 9,5 MW |
| Calderas auxiliares | Tres calderas de gas de 23 MW |
| Almacenamiento térmico | Seis depósitos de 215 m³ |
| Eficiencia total | Superior al 80 % |
| Clientes de calefacción urbana | Unos 40 000 |
| Reducción de CO2 | Unas 16 000 toneladas al año |
Planta de Collegno: biogás de aguas residuales para electricidad y calor
La planta para el tratamiento de aguas residuales de Collegno, en Turín, se ha convertido en la mayor instalación del mundo en aplicar la tecnología SOFC, de combustible de óxido sólido.
Gracias a ella, de las aguas residuales de 180.000 personas que van a parar a estas instalaciones se obtendrá biogás con el que se cubrirá el 30 % de la demanda energética de la planta para operar, además de prácticamente todas sus necesidades térmicas.
La puesta en marcha de estos sistemas en Collegno permitió que tres módulos SOFC que operan en la planta generen hasta 175 kW eléctricos.
Además de aportar prácticamente un tercio de lo que las instalaciones necesitan para funcionar, el sistema aprovecha los gases calientes que se generan para cubrir buena parte de las necesidades térmicas.
Producción y acondicionamiento del biogás
La planta incluye una unidad en la que, dentro del tratamiento de las aguas residuales, la materia orgánica es digerida a través de un proceso anaeróbico.
De ahí se obtiene el biogás que, tras pasar por un procedimiento de absorción, queda libre de materias contaminantes como el sulfuro de hidrógeno.
Antes de que se proceda a esta limpieza, el biogás se enfría para garantizar los parámetros de operación óptimos respecto al carbono.
De ahí, el biogás se comprime y se analiza, para pasar a alimentar un controlador de caudal instalado en la unidad SOFC.
Respecto al biogás, que alcanza una eficiencia del 53 %, la planta convierte un subproducto del tratamiento de aguas residuales en un recurso energético aprovechable.
Importancia del sistema SOFC
La tecnología funciona sin impacto alguno para la calidad del aire.
La tecnología, que reutiliza el gas producido en el tratamiento para lograr que los desechos se transformen en energía, podría aplicarse en plantas de gran tamaño o en pequeñas instalaciones.
Cualquier negocio que produzca residuos orgánicos, tanto de la industria alimentaria como de hospitales o granjas, puede sacar provecho de esta tecnología para el ahorro en las facturas y para la reducción del impacto ambiental de sus procesos productivos o de su gestión de residuos.
Organización del proyecto
Con un presupuesto de 5,9 millones de euros, de los que 4,2 han sido aportados por la Unión Europea dentro del programa Horizonte 2020, este proyecto está promovido por SMAT, propietaria de la planta de tratamiento de aguas residuales de Collegno, en Turín, y la Universidad Politécnica de Turín.
Además, también participan The Imperial College of Science, Technology and Medicine, el centro de investigación Teknologian Tutkimuskeskus VTT, de Finlandia, y una empresa finlandesa especializada en tecnología de pilas de combustible.
| Característica | Dato |
|---|---|
| Población atendida | 180 000 personas |
| Tecnología energética | SOFC |
| Número de módulos | 3 |
| Generación eléctrica | Hasta 175 kW |
| Cobertura de la demanda eléctrica | 30 % |
| Eficiencia del biogás | 53 % |
Mezclado eficiente de lodos en San Colombano, Florencia
Una planta de tratamiento de aguas residuales cercana a Florencia necesitó sustituir un conjunto de mezcladoras y evaluó distintas soluciones para optimizar el mezclado.
La planta de tratamiento de aguas de Publiacqua, situada en San Colombano, gestiona las aguas residuales de más de 600.000 personas.
La planta presta servicio a la ciudad de Florencia y a ocho municipios de la región, desempeña un papel crucial en la eliminación de contaminantes de las aguas residuales y garantiza que las concentraciones de efluentes se mantengan dentro de los límites definidos.
La planta trata más de 65 millones de metros cúbicos de aguas residuales al año.
Tiene tres lotes de 24 tanques de lodos.
Cada tanque necesita una mezcladora sumergible para mantener los lodos activados en suspensión.
Las mezcladoras son cruciales para reducir los depósitos que disminuyen lentamente la eficacia del proceso, así como para reducir el número de veces que hay que limpiar los tanques.
Mezclado a baja velocidad
La mezcladora de baja velocidad y alta eficiencia utilizada en los tanques puede reducir el consumo de energía hasta en un 50 %.
El enfoque para los proyectos de mezcladoras consiste en evaluar la geometría del depósito, las características del líquido, las restricciones de la instalación y el deber de mezclado con el fin de encontrar la mezcladora correcta para cada aplicación.
La solución fue el claro vencedor en eficacia operativa en los 24 tanques probados, gracias a su hélice de mayor tamaño y menor velocidad de rotación.
Está diseñada para funcionar en tanques pequeños y medianos en procesos de lodos activados y en tanques de retención de lodos y digestores donde hay profundidad adecuada para una hélice más grande.
Características técnicas y mantenimiento
La mezcladora tiene una hélice de tres palas de acero inoxidable, de 1,2 metros de diámetro, con una velocidad de la hélice de tan solo 108 revoluciones por minuto.
También dispone de un fiable motor IE3 con aislamiento de clase H y una caja de cambios de dos etapas para servicio pesado diseñada para más de 50.000 horas de funcionamiento.
La mezcladora proporciona un alto empuje en relación al consumo de energía, lo que es esencial para mantener los depósitos en suspensión.
Su funcionamiento de mezclado ininterrumpido y sin atascos reduce tanto los costes operativos como los del ciclo de vida.
En comparación con una mezcladora compacta de alta velocidad y accionamiento directo, las mezcladoras de baja velocidad pueden reducir el consumo de energía hasta en un 50 %.
Las mezcladoras pueden instalarse a menudo en el mismo sistema de barra guía que una mezcladora anterior.
Esto hizo que la instalación fuese rápida y sencilla y redujo al mínimo el tiempo de inactividad.
Inicialmente se instalaron 24 mezcladoras de tamaño medio en la planta de tratamiento.
Las primeras 24 mezcladoras tuvieron tanto éxito que más tarde se instalaron otras 24 en otros depósitos.
Soluciones tecnológicas aplicables a centrales térmicas
Las soluciones de tratamiento para centrales eléctricas incluyen ósmosis inversa, microfiltración, nanofiltración, ultrafiltración, electrodesionización, intercambio iónico, reactor de biopelícula aireada por membrana, biorreactor de membrana y flotación por aire disuelto.
Además de las soluciones tradicionales, las plantas en contenedores de rápida implementación han ido creciendo en popularidad debido a su modularidad, durabilidad y tratamiento efectivo.
Las unidades de ósmosis inversa en contenedor pueden configurarse para el tratamiento de aguas superficiales o subterráneas, agua salobre, agua de mar y aguas de purga complejas.
Las unidades compactas para aguas residuales ofrecen opciones de tratamiento modulares prediseñadas y pueden configurarse a medida para abordar los parámetros del afluente y los estándares del efluente.
Los servicios de operaciones inteligentes se integran con los sistemas de tratamiento para proporcionar monitoreo y gestión en tiempo real a través de una aplicación que monitorea y controla los parámetros de calidad del agua desde dispositivos electrónicos personales.
La aplicación garantiza un rendimiento óptimo de los sistemas de tratamiento de agua y facilita la toma de decisiones.
El tratamiento adecuado permite reutilizar el agua en los procesos de producción, lo que constituye una opción óptima tanto para el medio ambiente como para reducir la factura eléctrica.
Integración de agua, energía y residuos
Las experiencias italianas muestran que el agua residual de una central térmica o de una depuradora asociada puede gestionarse mediante una combinación de separación física, tratamiento físico-químico, procesos biológicos, membranas, oxidación avanzada y recuperación energética.
La eliminación de aceites, hidrocarburos y sólidos protege los equipos y permite cumplir las condiciones de vertido.
La desmineralización del agua de reposición mejora la transferencia de calor y reduce la corrosión, las incrustaciones y la frecuencia de purgas.
La reutilización del efluente reduce la extracción de agua dulce y puede proporcionar agua de reposición para torres de enfriamiento o determinados circuitos de la central.
La digestión anaerobia convierte la materia orgánica en biogás, mientras que las pilas de combustible de óxido sólido pueden transformar ese gas en electricidad y calor.
La recuperación de calor mediante bombas de calor permite aprovechar la energía térmica contenida en el agua residual, y el almacenamiento térmico ayuda a adaptar la producción de calor a la demanda.
La combinación de estas estrategias permite avanzar hacia instalaciones termoeléctricas y depuradoras con menor consumo de recursos, menores emisiones y una gestión más eficiente de los residuos líquidos y orgánicos.
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