Nuevo método para el tratamiento autónomo de aguas residuales y gestión sólida

Escuela De Ingeniería Ambiental
Universidad Técnica De Creta

Project Description

LIFE B2E4SustWWTP
(LIFE16 ENV/GR/000298)

LIFE B2E4sustainable-WWTP se trata de un proyecto de demostración que tiene por objeto mejorar el rendimiento de la aireación ampliada en las plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR) y en la protección del medio acuático de la contaminación causada por los residuos de la EDAR. Esto se logrará a través de un proceso innovador para la eliminación de sólidos antes de tanque de aireación, que se caracteriza por la reducción de los requisitos de energía. Además, se propuso la explotación del sólido generado para la producción de energía (por gasificación), reduciendo aún más el consumo de energía de la planta de tratamiento de aguas residuales y por lo tanto las emisiones de gases de efecto invernadero. La electricidad generada será suficiente para operar toda la unidad.

Objetivos específicos

• Mejorar la calidad del medio acuático, como resultado de la mejora en el rendimiento de la EDAR existente.
• Lograr una autonomía energética total en la planta piloto.
• Mejora del rendimiento de los efluentes de la EDAR debido a la eliminación previa de una gran cantidad de sólidos en suspensión y DBO.
• Reducir los requerimientos de energía de la versión existente de la EDAR.
• Reducción del impacto ambientales en la gestión de los lodos mediante la aplicación de un innovador sistema de tratamiento de lodos que convierte los lodos residuales en energía y minimiza los residuos inertes sólidos.
• Reducción de la huella de carbono y de las emisiones de gases de efecto invernadero gracias a la reducción significativa de los requerimientos energéticos del proceso junto con la recuperación de energía verde de los biosólidos a través de la gasificación.
• Eliminación de hasta el 60% de sólidos en suspensión en una etapa muy temprana antes del tanque de aireación.
• Producción de electricidad a través de la gasificación de carbono orgánico 100% a partir de bio-sólidos, con una producción paralela de residuos sólidos estériles de pequeño volumen.
• Demostrar la viabilidad de evitar la eliminación de lodos en EDAR pequeñas y medianas.
• Integración de la evaluación del ciclo de vida y los riesgos ambientales y contribución a nuevos métodos de tratamiento de aguas residuales.
• Producción de nuevos métodos, respetuosos con el medio ambiente, para el tratamiento de las aguas residuales urbanas.
• Promoción del nuevo proceso a municipios, industrias, abastecimiento de agua e inversores en Europa.
• Aplicabilidad de la tecnología en otras regiones europeas, para su uso en aguas residuales urbanas e industriales.

Resultados esperados

  1. Mejorar la calidad del medio acuático, debido al mejor rendimiento de la EDAR.
  2. Un nuevo método para el tratamiento de aguas residuales urbanas con mejor rendimiento, en comparación con las convencionales.
  3. Producción de una cantidad significativa de energía verde que puede hacer el nuevo proceso autónomo y limitar la masa del sólido de salida por medio de la gasificación.
  4. Reducción del 70% de los requerimientos energéticos, en comparación con el proceso convencional de aireación prolongada.
  5. Reducir la huella de carbono en aproximadamente en 44 toneladas de CO2 al año gracias a la reducción del consumo de energía y a la producción de energía verde.
  6. Producción de sólidos (aproximadamente 1 tonelada / día, base seca) con bajo contenido de agua y alta energía química, capaces de generar un gas de síntesis y energía.
  7. Producción de biosólidos primarios con un contenido en sólidos de hasta un 45%, frente al 5% del lodo primario.
  8. Esterilización completa de sólidos y reducción de lodos con un contenido mínimo de cenizas (5-10% en base seca).
  9. Reducción de la huella de carbono para la eliminación del sólido primario, hasta 20 veces en comparación con la sedimentación primaria.
  10. Mejora del tratamiento secundario de las aguas residuales debido a una menor concentración de sólidos en suspensión y DBO.
  11. Gran impacto en las Agencias de Agua Europeas a través de la implementación de un nuevo procedimiento para el aumento de la eficiencia de las EDAR existentes o la instalación de nuevas en Europa y otras regiones.

How it works

Microscreening

La sedimentación primaria es el primer paso de procesamiento en una planta de tratamiento de aguas residuales clásica para la eliminación de alrededor del 50-60% de los TSS (Sólidos totales en Suspensión) y 30-40% del DBO (demanda Bioquímica de Oxígeno). El tiempo de retención hidráulica para este proceso normalmente oscila entre 1,5-2,5 horas, por lo que ocupa una parte significativa de la huella total de los STPS convencionales, y a menudo restringe la posibilidad de ampliación de la capacidad hidráulica de las instalaciones existentes, si no hay espacio libre. El contenido de sólidos en el lodo primario es entre 3-5% y entonces la deshidratación puede ser aumentada en hasta 20%.
Sin embargo, en sistemas con ventilación prolongada no es común la precipitación primaria, por lo que las aguas residuales entran directamente en el tanque de aireación después de los procesos de pre-procesamiento. Esto tiene un impacto dramático en el consumo de energía en el tanque de aireación, así como el TSS que podría haber sido eliminado con la separación, degradados por microorganismos aerobios. Por lo tanto, la ventilación prolongada se considera un proceso con elevadas necesidades energéticas y se abandona gradualmente debido al coste.
Un proceso alternativo para la eliminación de sólidos primarios es el uso de una malla fina de tamiz que puede producir lodos con un contenido de sólidos de hasta un 45%. El elevado contenido de lodo en un sólido hace que sea más conveniente utilizarlo en la alimentación de un gasificador, en comparación con el lodo primario (contenido de sólidos tras la deshidratación de aproximadamente un 20%). El microscreening requiere 1/20 del espacio que ocuparía una unidad de procesamiento primario, mientras que la operación puede seguir el flujo de entrada (por ejemplo, el microscreening puede pararse si el flujo de entrada es bajo).

Drying

El Secador proyectado, basa su funcionamiento en la agitación simultánea y el suministro de aire caliente, producido por el gasificador, en los lodos. Se produce una agitación continua para asegurar la estabilidad del material en el flujo de aire caliente a través de una trayectoria de 12 metros, 2 líneas de secado de 6 m cada una. Antes del final de cada línea, se succiona el aire húmedo del circuito. En cada línea se inserta el aire caliente y seco del sistema de distribución del aire caliente. La succión del circuito se descarga en un ciclón para separar partículas volátiles y ligeras. La salida de la segunda línea, que sería la salida final del material tratado, se mezcla con el material recogido por el ciclón, y luego se conduce al gasificador.

Gasification

El producto de gas de gasificación (compuestos principales: CO, H2 y pequeñas cantidades de CH debería), conocido como gas de síntesis, puede ser utilizado como combustible para la producción de calor y electricidad. La energía térmica podrá ser recuperada y usada para secar parte de los bio-sólidos antes de la gasificación. Los bio-sólidos producidos a partir de un microscreening tienen grandes oportunidades para la gasificación y la producción de gas de síntesis. El secado completo del sólido no es necesario, ya que el contenido óptimo de humedad para la gasificación está entre el 15-20%. Los bio-sólidos que queden en la mezcla deberán estar estabilizados, de forma que la relación C/O se sitúe en torno a 1/1. Esta proporción está a favor del carbón, que requiere humedad para proporcionar oxígeno adicional.
La gasificación es un proceso mucho más eficiente para la producción de energía, ya que entrega alrededor del 190% de la energía que podría ser producida por el proceso de digestión anaerobia, utilizando casi el 100% del carbono en el lodo, mientras que la digestión anaerobia consume hasta el 50-60%. La gasificación es preferible cuando el contenido de bio-sólidos es alto (en el caso de LIFE B2E Deberíasustainable-WWTP después del pre-tratamiento con microscreening). La digestión anaerobia es más favorable para los biosólidos con un alto porcentaje de humedad (80%), pero los residuos contienen una fracción relativamente grande de material orgánico que requiere un procesamiento posterior.

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20-09-2018

1ª reunion técnica del LIFE

20-09-2018

Reunión técnica del LIFE

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