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La conversión de la planta depuradora de agua industrial garantiza el valor del fosfato

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Presentación del nuevo DWA-A 262 en Nantes

10.01.2018

Prueba de generación de electricidad a partir de gas procedente de tratamiento de aguas en Sudáfrica

En general, las condiciones marco en Sudáfrica para la generación de electricidad a partir de gas de depuradora son bastante difíciles. La remuneración por la alimentación a partir de energías renovables se determina en las subastas. Este enfoque prefiere tecnologías escalables como la fotovoltaica. El biogás, por otra parte, está limitado por la disponibilidad de materias primas. Esta restricción se aplica en particular a la conversión de los gases de las aguas residuales y de los vertederos en electricidad. La única característica distintiva del biogás es la simple capacidad de almacenamiento del combustible y la generación de electricidad en horas punta independientemente de la producción, tampoco se reconoce en este procedimiento de adjudicación.

El único factor económicamente decisivo en el mercado energético sudafricano es el ahorro en el consumo propio de electricidad. Los precios actuales de la electricidad de alrededor de 1,20 rand/kWh (alrededor de 0,08 €/kWh) son bajos para los estándares alemanes. Sin embargo, el precio de la electricidad se ha multiplicado desde 2007: en ese momento era de 0,013 €/kWh. Además, se han anunciado incrementos anuales de precios del 10%.

En este campo de tensión, la Sociedad Alemana de Cooperación Internacional (GIZ) GmbH encargó a AKUT la preparación de dos estudios sobre el uso de gas residual para las dos plantas de tratamiento de aguas residuales de Kingstonvalle y Zeekoegat.

Beneficio económico y ecológico

En el contexto actual de escasez de agua en Ciudad del Cabo, la relevancia y la naturaleza del tema se hace muy clara. La falta de lluvias se atribuye principalmente al cambio climático. Por lo tanto, los estudios identifican las reducciones de emisiones, en este caso las reducciones de las emisiones de metano, como una ventaja significativa además de las ventajas económicas. En la actualidad, el gas producido por la digestión de los lodos de depuradora se libera a la atmósfera sin ninguna medida. Ahora se cambiará para que el gas se recoja, se procese y se utilice para la generación de energía.

En el estudio se realizaron comparaciones detalladas de diversos componentes técnicos, modelos operativos y formas de organización. Estas comparaciones muestran:

En ambas plantas de tratamiento de aguas residuales, el beneficio económico puede maximizarse optimizando el uso de las torres de digestión existentes. La utilización de la digestión debe ser incrementada por la adición de los llamados co-sustratos. Para ello son adecuados los lodos digeridos de las depuradoras vecinas o los residuos de la agroindustria. Estos últimos fueron identificados por los empleados locales de AKUT para poder realizar cálculos de modelos específicos. Se tuvieron en cuenta tanto el potencial de biogás como los costes de transporte.

Las variantes con tratamiento exclusivo de los lodos de depuradora de la depuradora tienen sentido desde el punto de vista económico. Aunque esto reduce los costes de inversión, la menor producción de gas también reduce la rentabilidad.

Además de los componentes técnicos y de la gestión operativa, también se examinaron los modelos del operador, desde el funcionamiento interno hasta los modelos BOT. Se determinaron dos variantes de preferencia a partir de seis modelos de operador diferentes.

La decisión está ahora en el campo de la política. ¿Deben aplicarse las medidas? ¿Cuál de las variantes preferidas es la más ventajosa ? GIZ y AKUT están dispuestos a seguir apoyando a los municipios de Tshwane y Mbombela, tanto en la toma de decisiones como en la ejecución técnica.

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Premio a la innovación en materia de aguas residuales 2016 del Gobierno del Estado de Baviera

10.11.2017

Presentación del nuevo DWA-A 262 en Nantes

Del 22 al 26 de octubre, tuvo lugar en Francia la conferencia  “s2small 2017”  sobre Plantas Pequeñas de  Agua Potable y de tratamiento de Aguas Residuales de la IWA (International Water Conference). Florent Chazarenc, del IMT Atlantique y organizador de la conferencia, destacó que los sistemas pequeños son una parte crucial de la solución a los problemas humanitarios del mundo: “Lo pequeño es bello, eficiente y asequible – lo pequeño es el futuro”. Más de 200 participantes respondieron a la convocatoria y discutieron sus propuestas de soluciones en las áreas de sistemas de alcantarillado eficientes en recursos, tratamiento y reuso de aguas residuales.

La contribución alemana a la conferencia fue presentada por Heribert Rustige, socio de AKUT de Berlín. Él presentó la nueva hoja de trabajo DWA-A 262 sobre humedales articificiales por tratamiento de aguas residuales. Se espera que se publique en noviembre de 2017 y sustituya a la anterior de 2006, mientras que se han añadido muchas nuevas soluciones y variantes de sistema a la nueva hoja de trabajo. Esto incluye el “sistema francés”, que consiste en una combinación con un pretratamiento de agua cruda en un filtro de grava y un postratamiento en un filtro de arena plantado (por ejemplo, Phragmifiltre). El nuevo método de filtrado del suelo con ventilación activa es también especialmente innovador. Fue desarrollado por Scott Wallace en los EE. UU. y probado intensivamente durante varios años en Alemania por la UFZ Leipzig.

Interés internacional en la Directiva alemana sobre plantas de tratamiento fitosanitarias de aguas residuales

En el pasado, el A262 ya había atraído el interés de otros países. Fue traducido por última vez al ruso. Muchos usuarios también están esperando el lanzamiento de la versión actual. La traducción al inglés también estará disponible el próximo año en el DWA de Hennef.

La ventaja de un conjunto de normas tan detallado es la mayor seguridad para los planificadores y operadores. La hoja de trabajo especifica los requisitos mínimos para el dimensionamiento de los filtros de suelo y se refiere a los valores derivados de la experiencia práctica.  El usuario debe comprobar en cada caso si las condiciones límites son correctas en su aplicación. Al hacerlo, las regulaciones se centran en el tratamiento de aguas residuales domésticas y municipales, incluyendo los sistemas mixtos de alcantarillado. Además, también se tiene en cuenta el tratamiento de aguas grises en los filtros de suelo.

Las tablas, que tienen en cuenta, por ejemplo, las diferentes composiciones de aguas residuales o valores de diseño específicos, son útiles. Se muestran varias combinaciones útiles de procedimientos. Sin embargo, Rustige enfatizó en su discurso que la directriz no es un simple manual de construcción, ya que requiere conocimientos especializados. No se muestran fórmulas de diseño o enfoques de modelado porque todavía no se han probado en la práctica. Lo que es más interesante es la presentación de requisitos mínimos con los que se pueden alcanzar ciertos valores de efluentes o grados de limpieza. En el modelado teórico de la eficiencia de purificación, a menudo no se tiene en cuenta que la hidráulica o la transferencia de oxígeno pueden ser factores limitantes decisivos, lo que en el peor de los casos puede conducir a una rotura total del filtro de suelo. Es mejor orientarse sobre los resultados estadísticamente relevantes derivados de la práctica, ya que se utilizan en el A 262.

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Primer Foro Africano de Biogás - Nairobi 2016

17.11.2016

Premio a la innovación en materia de aguas residuales 2016 del Gobierno del Estado de Baviera

El concepto innovador desarrollado por AKUT para el municipio de Theres para la renovación de las plantas de tratamiento de aguas residuales a través de humedales, manteniendo al mismo tiempo un modo de funcionamiento natural y rentable, fue galardonado con el premio a la innovación en materia de aguas residuales 2016 del Gobierno del Estado de Baviera. La comunidad de Baja Franconia de Theres comparte el primer premio con la ciudad de Neuburg en el Danubio.

Específicamente, la municipalidad de Theres presentó al jurado los documentos de planificación de la oficina de ingeniería AKUT para un innovador humdel construido para el tratamiento de aguas mixtas. Consiste en un filtro de aguas residuales crudas, una segunda etapa para nitrificación adicional y una alimentación automática sin corriente. La ministra bávara de Medio Ambiente, Ulrike Scharf, destacó en su elogio que “por primera vez se está llevando a cabo a escala industrial un nuevo proceso casi natural” y que este “proyecto rentable (…) es un proyecto piloto para las zonas rurales”. El factor decisivo para la evaluación del carácter innovador de la planta fue que el tratamiento mixto del agua en este proceso no requiere ningún tipo de corriente eléctrica.

Tecnología de aguas residuales energéticamente eficiente

Los componentes más importantes para ello son los elevadores de aguas residuales que funcionan sin corriente, con la ayuda de los cuales se consigue una carga de sobretensión intermitente de los dos filtros de suelo conectados en serie. La sobrecarga de la alimentación es necesaria para lograr una carga uniforme en la superficie del filtro y una óptima aireación natural del suelo. Los robustos elevadores de aguas residuales garantizan un funcionamiento óptimo y sostenible incluso para aguas residuales sin tratar. Por lo general, esto se limita a un control semanal del funcionamiento o al cambio de los filtros cargados de suciedad y al mantenimiento de las zonas verdes.

En Alemania, el elevador automático de aguas residuales de AKUT se mostró por primera vez en su escala original en IFAT, la mayor feria internacional de medio ambiente de Munich, en mayo de 2016. Numerosos visitantes quedaron impresionados por el principio simple e ingenioso que permite la operación con aguas residuales crudas altamente contaminadas. Siempre que se disponga de una pendiente de 2 a 3 metros, se puede prescindir de al menos una de las estaciones de bombeo habituales para la alimentación de los filtros.

¿Un proceso innovador sustituye próximamente a los estanques de aguas residuales también en Alemania?

El tratamiento de aguas mixtas en humedales es todavía un nuevo territorio en Alemania. En particular, contamos con una amplia experiencia en Francia. Hasta la fecha, se han construido allí unas 3.000 plantas municipales de tratamiento de humedales con filtros de aguas residuales sin tratar. En muchos casos, éstas han sustituido con éxito a las generalizadas plantas de tratamiento. Alrededor del 20 por ciento de este tratamiento de aguas residuales están instaladas en sistemas mixtos. Este método, que sólo requiere una fracción de la superficie, es a menudo la opción más barata en comparación con las plantas de tratamiento de aguas residuales. El sencillo manejo de los filtros de suelo con un tratamiento integrado de lodos marca la pauta en cuanto al ahorro de costes en la eliminación de lodos y la eficiencia energética. Un cálculo comparativo de costes preparado por AKUT para el concurso sobre la renovación/conversión del sistema de humedales en Buch, resultó en una reducción de costes del 50% en comparación con otras variantes de planificación con tecnología convencional. Una infraestructura que ahorre energía es también un componente importante para alcanzar los objetivos mundiales de protección del clima. Incluso los sitios que tienen que ser manejados sin pendientes naturales pueden ser operados muy eficiente y económicamente con este método usando pequeñas estaciones de bombeo. A diferencia de los procesos de activación convencionales, no se necesita energía para hacer funcionar los aireadores.

El Comité Técnico del DWA “Pequeñas Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales” se ha ocupado intensamente de este proceso como parte de la revisión de la directiva sobre plantas de tratamiento de aguas residuales de 10 años de antigüedad. Se consultó a expertos del importante instituto de investigación francés IRSTEA, que desempeñó un papel importante en el desarrollo del proceso, para establecer los requisitos mínimos. Éstos diferencian entre el funcionamiento en el sistema de separación y el sistema de mezcla. Por lo tanto, la superficie mínima es de 2 ó 2,5 m² de superficie filtrante por habitante. Con el nuevo diseño del DWA-A 262 en abril de 2016, se allanó finalmente el camino para implementar este proceso de forma generalizada en la rehabilitación de humedales existentes. Se espera que las normas y reglamentos se adopten a principios de 2017, una vez concluido el procedimiento público.

Dado que en los próximos años sólo en Baviera se modernizarán numerosas pequeñas depuradoras de aguas residuales o humedales, la adjudicación de esta combinación de procesos debe entenderse como una recomendación tecnológica. El Ministro de Medio Ambiente de Baviera vinculó la concesión del Premio a la Innovación en el ámbito de las Aguas Residuales a la preocupación por promover el “desarrollo y el uso de tecnologías innovadoras” en relación con las próximas renovaciones.

El Ing. Reinhard Müller agradeció a la municipalidad de Theres y a todos los involucrados que habían dado el primer paso para llevar adelante un “extraordinario proyecto de aguas residuales con carácter piloto”. El premio de 370.000 euros de financiación ya ha dado sus frutos para el municipio. Reinhard Müller confiaba en que el “concepto ejemplar para la rehabilitación de plantas depuradoras de aguas residuales” sería una solución especialmente favorable en muchos casos similares, especialmente en Baviera y Hesse con una estructura de eliminación descentralizada.

Foto (de izquierda a derecha): Prof. Dr.-Ing. Jens Nowak (AKUT Berlín), ganador del premio Matthias Schneider (1er Alcalde de la comunidad de Theres), Ulrike Scharf (Ministro de Medio Ambiente de Baviera), Dipl.-Ing. Reinhard Müller (AKUT Hessen)

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