El bombeo y la aireación suelen ser los procesos que más energía consumen en una planta de tratamiento de aguas residuales, y los sopladores de aireación son, en esencia, compresores de aire de baja presión y gran caudal, según un informe de la EPA de EE. UU. de 2010. Ultra Controlo distribuye y ofrece servicio técnico para los sopladores de canal lateral Elmo Rietschle y las bombas lineales Thomas, que sus fabricantes indican que son aptas para la aireación de depósitos de agua y aguas residuales, y suministra la planta de oxígeno VSA de ULTRAOX , cuya ficha técnica indica que está destinada a plantas de tratamiento de aguas residuales.
La EPA de EE. UU. (2010), el Departamento de Energía de EE. UU. (2016), la Water Research Foundation (2022) y una patente estadounidense de 2016 describen estos usos en plantas de tratamiento de aguas residuales y en alcantarillados.
Los ventiladores impulsan el aire a través de las tuberías hasta los difusores; la entrada suele contar con filtros que protegen a los ventiladores y a los difusores de las partículas en suspensión (EPA de EE. UU.).
Las bombas proporcionan altura hidráulica, transportan caudales, sólidos y efluentes, y hacen circular las aguas residuales por la red de alcantarillado; en muchos casos, el bombeo es la segunda actividad que más energía consume, solo por detrás de la aireación (Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., EPA).
Diseñar y gestionar la aireación de forma que se ajuste lo más posible a la demanda real de oxígeno permite ahorrar energía; los difusores de poros finos son los que presentan una mayor eficiencia de transferencia (Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., EPA).
Una elevada tasa de transferencia de oxígeno y una mayor tasa de oxidación biológica que permiten utilizar biorreactores de tamaño considerablemente menor; resulta interesante para determinadas aguas residuales industriales con un DBO soluble elevado (Water Research Foundation).
La disolución de oxígeno en las aguas residuales evita las condiciones anaeróbicas en las que las bacterias del alcantarillado forman los compuestos de azufre que provocan olores y corrosión (patente estadounidense 9.340.438).
El Departamento de Energía de EE. UU. menciona los filtros de vacío y el transporte como ejemplos de usos del aire comprimido en el tratamiento de aguas residuales.
Fuentes: Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), «Evaluación de medidas de ahorro energético para instalaciones de tratamiento de aguas residuales», EPA 832-R-10-005 (2010); Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y Compressed Air Challenge, «Mejora del rendimiento de los sistemas de aire comprimido» (2016), tabla 1.2; Water Research Foundation, ficha técnica WRF 4973 (2022); Patente de EE. UU. 9.340.438 B2 (2016), antecedentes.
La Water Research Foundation (2022) y una presentación formativa de 2021 organizada por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge describen el lodo activado con oxígeno de alta pureza (HPO).
Resulta adecuado para determinadas aguas residuales industriales con un alto contenido de DBO soluble o de compuestos orgánicos volátiles que requieren un sistema de contención, en los casos en que se necesite un espacio reducido y no sea necesaria la eliminación de nutrientes.
Fuente: Ficha técnica del WRF 4973 (2022).
El CO₂ se acumula en el espacio de cabeza cerrado y reduce el pH, lo que frena el crecimiento de los nitrificadores; son muy pocas las plantas HPO que eliminan nutrientes, y la generación de oxígeno requiere operarios con formación específica.
Fuente: Ficha técnica del WRF 4973 (2022).
Oxígeno líquido transportado en camión o generado in situ mediante PSA, VPSA o un sistema criogénico; el oxígeno se añade a un ritmo entre 2 y 3 veces superior al de los procesos convencionales.
Fuente: L. W. Moore, serie de formación del ORNL (2021).
ULTRAOX El VSA suministra entre un 75 % y un 95 % de oxígeno a 50 kPa; en su ficha técnica se mencionan las plantas de tratamiento de aguas residuales y la reducción de H₂S. Fuentes: WRF (2022); Laboratorio Nacional de Oak Ridge (2021); ULTRAOX ; ficha técnica del VSA.
El informe de la EPA de 2010 toma estos rangos del WEF (2009) y del WEF y la ASCE (2010).
| Tipo | Caudal y presión típicos | Notas del informe de la EPA |
|---|---|---|
| Desplazamiento positivo | De 5 a 50 000 scfm, de 1 a 14 psig | Volumen de aire fijo por revolución del eje; bajo coste de inversión; difícil de hacer funcionar con caudal variable sin un variador de frecuencia (VFD); puede resultar ruidoso; requiere más mantenimiento; suele ser el menos eficiente desde el punto de vista energético. |
| Centrífuga, multietapa | De 500 a 30 000 scfm, de 4 a 14 psig | Puede ser más eficiente energéticamente que los sistemas de desplazamiento positivo; la eficiencia disminuye a medida que se reduce la potencia. |
| Centrífuga, de una sola etapa, con engranajes integrados | De 500 a 70 000 scfm, de 4 a 24 psig | Puede mantener una buena eficiencia en condiciones de reducción de potencia; mayor coste de inversión |
| Centrífugo, de una sola etapa, sin engranajes (turbina de alta velocidad) | De 400 a 10 000 scfm, de 4 a 35 psig | Ocupa poco espacio; es eficiente con caudales de aire reducidos; se describió en 2010 como una nueva tecnología con experiencia limitada |
Equipos que el catálogo « Ultra Controlo Industrial 2026», los fabricantes asociados y la ficha técnica de VSA disponible en ULTRAOX relacionan con la aireación y el tratamiento de aguas residuales.
Capacidad de hasta 3.000 m³/h; Elmo Rietschle incluye entre sus aplicaciones la aireación y ventilación de depósitos de agua y la aireación en procesos industriales.
Elmo RietschleBombas lineales compactas de diafragma que funcionan sin lubricación con aceite; Thomas incluye entre sus aplicaciones la aireación de aguas residuales y el tratamiento de aguas grises.
ThomasEntre un 75 % y un 95 % de oxígeno a 50 kPa, en una plataforma móvil o en un contenedor; en la ficha técnica se mencionan las plantas de tratamiento de aguas residuales y los procesos de reducción del sulfuro de hidrógeno (H₂S).
ULTRAOXFuentes: Catálogo « Ultra Controlo Industrial 2026», págs. 11 y 15; Elmo Rietschle, sopladores de canal lateral (elmorietschle.com); Thomas, bombas lineales (thomaspumps.com); ficha técnica del modelo VSA de « ULTRAOX », págs. 2 y 3.
Ultra Controlo Es un fabricante portugués de sistemas de aire comprimido, vacío y gases técnicos, con 40 años de experiencia. Diseñamos, montamos y probamos nuestros propios compresores, secadores y torres de carbón en Portugal, y nos encargamos del suministro y el servicio técnico de cinco marcas asociadas.
ULTRASCREW compresores, secadores ULTRASEC y ULTRADRY y torres de carbón activo ULTRAK.
Gardner Denver, Elmo Rietschle, Thomas, Speck Pumpen (Circutec) y Speck Triplex.
Mantenimiento preventivo y correctivo, recambios originales y asistencia de emergencia, a cargo de nuestro propio equipo.
Fuente: Catálogo « Ultra Controlo Industrial 2026», pp. 3, 10, 16, 17 y 22.
Un informe de la EPA de EE. UU. de 2010, que cita al WEF, sitúa la aireación entre el 25 % y hasta el 60 % del consumo energético total de las plantas de tratamiento, y señala que, en muchos casos, el bombeo es el segundo mayor consumo después de la aireación.
El informe de la EPA de EE. UU. de 2010 describe los sopladores de desplazamiento positivo como los que suelen tener menor eficiencia energética y a los que les cuesta funcionar con caudal variable sin un variador de frecuencia (VFD), y señala que los sopladores centrífugos pueden ser más eficientes desde el punto de vista energético.
La Water Research Foundation (2022) explica que el CO₂ se acumula en el espacio de cabeza cerrado y reduce el pH a un valor comprendido entre 6,0 y 6,5, lo que disminuye las tasas de crecimiento de los nitrificadores.
El manual de referencia del Departamento de Energía de EE. UU. (2016) incluye la inyección, la aireación o la oxigenación de un líquido con aire comprimido entre los usos potencialmente inadecuados del aire comprimido, y señala los sopladores y mezcladores de baja presión como alternativas.
La ficha técnica del VSA de ULTRAOX incluye entre sus aplicaciones las plantas de tratamiento de aguas residuales y los procesos de reducción del sulfuro de hidrógeno (H₂S). La planta suministra entre un 75 % y un 95 % de oxígeno a 50 kPa, con un amplificador para presiones más altas bajo demanda.
El caudal, las balsas de aireación y los difusores, los sopladores que utilizas actualmente o el oxígeno que compras. Te ofrecemos el equipo que mejor se adapta a tus necesidades.
