Generazione di surplus energetico dal trattamento delle acque reflue

Dal 2010, l'impianto di trattamento delle acque reflue di Marselisborg ha trasformato i suoi obbiettivi energetici: dalla riduzione dei consumi alla massimizzazione del surplus energetico.
Oggi l'impianto ha una produzione netta di elettricità e calore, e fornisce il sistema di teleriscaldamento nel secondo comune più grande della Danimarca, Aarhus. L'impronta di CO2 è stata ridotta del 35 %.

Gli impianti di trattamento delle acque e delle acque reflue sono tipicamente molto energivori.

I processi di trattamento delle acque e delle acque reflue rappresentano il 25 – 40 % del consumo di elettricità in un comune. L'alto consumo è legato ai processi ad alta intensità energetica ma anche al suo ciclo di funzionamento continuo, 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e 365 giorni all'anno.

Nel corso degli anni l'attenzione si è concentrata sullo sviluppo di nuovi processi e strategie di controllo per ridurre l'energia consumata per litro di acqua trattata. Tuttavia, allo stesso tempo, le crescenti richieste sulla qualità del trattamento delle acque reflue, ad esempio nella rimozione dei nutrienti, a loro volta aumentano il consumo netto di energia.

Ottimizzazione del bilancio energetico

I processi di trattamento delle acque e delle acque reflue sono caratterizzati da un'elevata variazione del carico durante il ciclo di 24 ore e stagionalmente durante tutto l'anno. L'uso di inverter è quindi in costante aumento per controllare soffianti, pompe e altre apparecchiature motorizzate, per adattarsi alle mutevoli richieste.

Dal 2010 Aarhus Water collabora intensamente con consulenti per l'ambiente idrico per migliorare il bilancio energetico dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Marselisborg.

Passi chiave nella strategia:

• Ottimizzazione del processo di rimozione dell'azoto utilizzando il controllo del sensore in linea. Il convertitore di frequenza adatta il livello di aerazione esattamente alla necessità. Questo sistema di controllo riduce il consumo di energia e aumenta la quantità di carbonio rimasta nel sistema.
• Aggiornamento della tecnologia del ventilatore a un turbo ventilatore ad alta velocità. L'aggiornamento consente di ottenere un'ulteriore riduzione del consumo di energia nel processo di aerazione.
• Controllo dell'età aerobica dei fanghi in funzione della temperatura e del carico sull'impianto. Qui il controllo del convertitore di frequenza delle pompe dei fanghi di ritorno è la chiave per ottenere la riduzione dell'energia e un aumento del carbonio trattenuto nel sistema.
• Aggiornamento del processo di cogenerazione (CHP) per la produzione di energia, con un'efficienza energetica del 90%.

Questi cambiamenti, insieme ai miglioramenti, tra cui l'effettiva coproduzione di elettricità e calore a base di gas metano estratto dal processo di digestione aerobica dei fanghi, hanno creato risultati impressionanti di:

• 130 % di produzione di elettricità (30 % di elettricità in più)
• Produzione di calore in eccesso di circa 2,5 GWh/anno

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