Trattamento acque reflue

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Equilibrio energetico nel trattamento delle acque reflue urbane e industriali

Poiché i processi di trattamento acqua rappresenta il 4% del consumo globale di elettricità, è fondamentale che la riduzione del consumo di energia sia al centro del trattamento delle acque reflue industriali e domestiche.
Non solo per sostenibilità ma anche per motivi economici. 
 
La trasformazione degli impianti municipali di trattamento delle acque reflue da consumatori di energia in generatori di energia ora unisce i settori dell'acqua e dell'energia in una nuova industria rivoluzionaria. La regolamentazione delle apparecchiature rotanti è un elemento vitale per generare oltre il 100% di energia in eccesso nel trattamento delle acque reflue, per la gestione del ciclo idrico neutro dal punto di vista energetico di intere comunità.

Nella società moderna vengono consumate notevoli quantità di acqua dolce e troppo spesso le acque reflue mal trattate vengono rilasciate nell'ambiente. Per contrastare queste tendenze, la moderna digitalizzazione offre un elevato grado di controllabilità nel trattamento delle acque reflue urbane con conseguente maggiore qualità delle acque trattate. E i processi ZLD e MLD riducono il volume di scarico delle acque reflue industriali.

Per migliorare il riutilizzo dell'acqua e ridurre lo scarico delle acque reflue industriali, viene spesso utilizzato un sistema di trattamento a scarico zero di liquidi (ZLD) o a scarico minimo (MLD).
ZLD e MLD sono ambiziose strategie di gestione delle acque reflue che consentono agli impianti di recuperare gran parte delle sue acque reflue per il riutilizzo.
Il processo standard è ad alta intensità energetica, ma applicando processi ad osmosi inversa ottimizzati, il consumo di energia può essere ridotto fino al 75%.

Impianti di trattamento acqua

In genere, i processi di trattamento acqua e delle acque reflue rappresentano il 25-40% del bilancio elettrico comunale. Gli impianti idrici e delle acque reflue sono quindi normalmente i maggiori consumatori di elettricità per un comune.
Pertanto, per molti anni, l'utilizzo estensivo di convertitori di frequenza e sensori hanno creato le basi per un controllo di processo avanzato in tempo reale per ottimizzare l'efficienza energetica, riducendo il consumo di energia del 20–40%.

Ora questi metodi si combinano con la produzione di energia all'interno dell'impianto di trattamento delle acque reflue, per consentire livelli di efficienza energetica completamente nuovi e ambiziosi.
Alimentato dal metano prodotto nel digestore dell'impianto delle acque reflue, le "raffinerie biologiche" o gli "Impianti di recupero delle risorse idriche" dimostrano che le acque reflue sono ora diventate una risorsa energetica.

Alcuni dei più avanzati sistemi raggiungono l'autosufficienza energetica completa del ciclo dell'acqua. L'energia recuperata dal processo di trattamento delle acque reflue copre non solo le esigenze dell'impianto, ma anche il fabbisogno energetico per la produzione e la distribuzione di acqua potabile e il pompaggio delle acque reflue. In altre parole, l'intero ciclo dell'acqua può essere considerato neutro dal punto di vista energetico.

Presupposto per la neutralità energetica è una maniglia di controllo sotto forma di un variatore di velocità disponibile per tutte le apparecchiature rotanti, in modo tale che la struttura completamente controllata da computer possa adattarsi al cambiamento del carico.

Generazione di surplus energetico dal trattamento delle acque reflue

Dal 2010, l'impianto di trattamento delle acque reflue di Marselisborg ha focalizzato la sua attenzione, oltre che alla riduzione minima di energia consumata, anche sulla massimizzazione del surplus di energia netto. Oggi l'impianto ha una capacità produttiva netta di elettricità e calore, fornendo il sistema di teleriscaldamento nel secondo comune più grande della Danimarca, Aarhus. Di conseguenza l'impatto del carbonio è stato ridotto del 35%.

Affrontare la scarsità d'acqua con un efficiente trattamento delle acque di tipo ZLD e MLD

Per migliorare il riutilizzo dell'acqua e ridurre lo scarico delle acque reflue industriali, i metodi Zero Liquid Discharge (ZLD) e Minimal Liquid Discharge (MLD) si sono rivelati processi di trattamento delle acque reflue altamente efficienti.

Si tratta di ambiziose metodologie di gestione delle acque reflue, che eliminano/riducono i rifiuti liquidi che escono dall'impianto creando acqua recuperata per il riutilizzo.

L'efficace riduzione degli effluenti rende i processi ZLD e MLD estremamente interessanti per le industrie e le utility.
ino ad ora, tuttavia, i processi sono stati vincolati da costi elevati e da un intenso consumo di energia.
Il tradizionale processo a base termica utilizzato nei sistemi ZLD / MLD richiede un'elevata intensità energetica.
Aggiungendo un processo basato su membrana, gli studi dimostrano che il consumo di energia può essere ridotto fino al 75%.

Applicazioni ad osmosi inversa ZLD e MLD

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Straripamento delle acque piovane

L'ottimizzazione del sistema di canalizzazione delle acque reflue mediante il controllo pompa può migliorare l'efficienza della pompa stessa del 15-30%, nonchè ridurre drasticamente i costi di manutenzione nella gestione del trabocco delle acque piovane.

La soluzione tradizionale per i sistemi di fognatura combinati per limitare il trabocco delle acque piovane, è quella di costruire importanti serbatoi di stoccaggio sulla rete fognaria, che possano quindi immagazzinare l'elevato volume d'acqua derivante da forti piogge.

Utilizzando la digitalizzazione e collegando un sistema radar meteorologico ad alta granularità, è possibile integrare un'analisi delle precipitazioni estremamente accurata.
Gestendo la capacità in modo ottimale, le utilities possono gli investimenti di capitale. Inoltre la digitalizzazione consente loro di gestire un sistema di allarme, nel raro caso in cui si verifichi un trabocco delle fognature.

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Un modo per ridurre il consumo energetico è ridurre la quantità di acqua che necessita di essere evaporata passando da un processo termico a uno basato su membrana. Ciò è supportato da studi che dimostrano un aumento dell'efficienza fino al 75% quando si passa dal processo a base termica a quello a membrana.

Processo termico standard
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