El bombeo y la aireación suelen ser los procesos que más energía consumen en una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR), y los sopladores de aireación son, en esencia, compresores de aire de baja presión y gran volumen, según un informe de 2010 de la EPA de EE. UU. Ultra Controlo distribuye y ofrece asistencia técnica para los sopladores de canal lateral Elmo Rietschle y las bombas lineales Thomas, que los fabricantes recomiendan para la aireación de depósitos de agua y de aguas residuales, y suministra la central de oxígeno ULTRAOX VSA, cuya ficha técnica incluye las 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 las plantas depuradoras y en las redes de alcantarillado.
Los sopladores envían el aire a través de las tuberías hasta los difusores; la entrada suele contar con filtros que protegen a los sopladores y a los difusores de las partículas en suspensión en el aire (EPA de EE. UU.).
Las bombas proporcionan la altura manométrica, transportan caudales, sólidos y efluentes, y hacen circular las aguas residuales por el sistema de drenaje; en muchos casos, el bombeo es la segunda actividad que más energía consume, solo por detrás de la aireación (EPA de EE. UU.).
Diseñar y gestionar la aireación para que se ajuste, en la medida de lo posible, al consumo real de oxígeno permite ahorrar energía; los difusores de poro fino son los que presentan una mayor eficiencia de transferencia (EPA de EE. UU.).
Una elevada tasa de transferencia de oxígeno y una tasa de oxidación biológica más alta, lo que puede permitir el uso de biorreactores significativamente más pequeños; esto resulta interesante para determinadas aguas residuales industriales con un alto contenido de DBO soluble (Water Research Foundation).
El disolvente de oxígeno en las aguas residuales evita las condiciones anaeróbicas en las que las bacterias del colector forman los compuestos de azufre que provocan olores y corrosión (patente estadounidense 9.340.438).
El Departamento de Energía de EE. UU. incluye los filtros de vacío y el transporte entre los ejemplos de uso del aire comprimido en el tratamiento de aguas residuales.
Fuentes: EPA de EE. UU., «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 informativa WRF 4973 (2022); patente estadounidense 9.340.438 B2 (2016), antecedentes.
Un informe de la Water Research Foundation (2022) y una presentación formativa de 2021 organizada por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge describen los lodos activados con oxígeno de alta pureza (HPO).
Resulta interesante para determinadas aguas residuales industriales con un alto contenido de DBO soluble o con compuestos orgánicos volátiles que requieren confinamiento, cuando se necesita una superficie de instalación reducida y no es necesario eliminar los nutrientes.
Fuente: ficha informativa WRF 4973 (2022).
El CO₂ se acumula en el espacio libre cerrado y hace que baje el pH, lo que ralentiza el crecimiento de las bacterias nitrificantes; muy pocas estaciones HPO eliminan nutrientes, y la producción de oxígeno requiere operarios con competencias especiales.
Fuente: ficha informativa WRF 4973 (2022).
Oxígeno líquido suministrado por camión, o producido 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 formativa del ORNL (2021).
ULTRAOX , el VSA suministra oxígeno con una concentración del 75 % al 95 % a 50 kPa; su ficha técnica incluye las plantas de tratamiento de aguas residuales y la reducción de H₂S. Fuentes: WRF (2022); Laboratorio Nacional de Oak Ridge (2021); ficha técnica ULTRAOX VSA.
El informe de la EPA de 2010 retira 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 cada revolución del eje; bajo coste de inversión; difícil de manejar con caudal variable sin variador de frecuencia (VFD); puede resultar ruidoso; requiere más mantenimiento; suele ser el menos eficiente desde el punto de vista energético. |
| Centrífugo, de varias etapas | De 500 a 30 000 scfm, de 4 a 14 psig | Puede ser más eficiente energéticamente que el de desplazamiento positivo; la eficiencia disminuye al reducirse el caudal. |
| Centrífugo, de una etapa, con engranaje integrado | De 500 a 70 000 scfm, de 4 a 24 psig | Puede mantener una buena eficiencia incluso con una reducción del caudal; coste de inversión más elevado |
| Centrífugo, de una etapa, sin engranajes (turbo de alta velocidad) | De 400 a 10 000 scfm, de 4 a 35 psig | Ocupa poco espacio; eficiente para caudales de aire más bajos; descrita en 2010 como una tecnología nueva con experiencia limitada |
Equipos que el catálogo Industrial 2026 de Ultra Controlo, los fabricantes asociados y la ficha técnica ULTRAOX VSA relacionan con la aireación y el tratamiento de aguas residuales.
Caudal de hasta 3000 m³/h; entre las aplicaciones del Elmo Rietschle se incluyen la aireación y la ventilación de depósitos de agua, así como la aireación de procesos.
Elmo RietschleBombas lineales de diafragma compactas que funcionan sin lubricación con aceite; Thomas incluye la ventilación de alcantarillado y el tratamiento de aguas grises entre sus aplicaciones.
ThomasOxígeno al 75 %-95 % a 50 kPa, en una estructura (skid) o en un contenedor; la ficha técnica incluye las plantas de tratamiento de aguas residuales y los procesos de reducción del sulfuro de hidrógeno (H₂S).
ULTRAOXFuentes: Catálogo Industrial 2026 de Ultra Controlo, pp. 11 y 15; Elmo Rietschle, sopladores de canal lateral (elmorietschle.com); Thomas, bombas lineales (thomaspumps.com); ficha técnica ULTRAOX VSA, pp. 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 en Portugal nuestros compresores, secadores y torres de carbón, y suministramos y prestamos asistencia técnica a cinco marcas asociadas.
Compresores « ULTRASCREW », secadores «ULTRASEC» y «ULTRADRY» y torres de carbón activado «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 Industrial 2026 de Ultra Controlo, pp. 3, 10, 16, 17 y 22.
Un informe de 2010 de la EPA de EE. UU., que cita al WEF, sitúa la aireación entre el 25 % y hasta el 60 % del consumo total de energía de una planta depuradora, y señala que el bombeo, en muchos casos, solo queda por detrás de la aireación.
El informe de 2010 de la EPA de EE. UU. describe los sopladores de desplazamiento positivo como los que suelen ser menos eficientes desde el punto de vista energético y más difíciles de manejar con un caudal variable sin 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 libre cerrado y hace que el pH descienda hasta valores comprendidos entre 6,0 y 6,5, lo que reduce las tasas de crecimiento de las bacterias nitrificantes.
La guía del Departamento de Energía de EE. UU. (2016) incluye el «sparging» —es decir, la aireación u oxigenación de un líquido con aire comprimido— entre los usos potencialmente inadecuados del aire comprimido, y propone como alternativas los sopladores de baja presión y los mezcladores.
La ficha técnica de l ULTRAOX e VSA incluye, entre sus aplicaciones, las plantas de tratamiento de aguas residuales y los procesos de reducción del sulfuro de hidrógeno (H₂S). La unidad suministra oxígeno con una concentración del 75 % al 95 % a 50 kPa, con un sobrepresor (booster) para presiones más altas, bajo pedido.
El caudal, los tanques de aireación y los difusores, los sopladores que utiliza actualmente o el oxígeno que compra. Le ofrecemos el equipo adecuado.
