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ENERGÍA Y AGUA 2017

Eficiencia energética, optimización de digestión anaerobia y revalorización de biogás en los procesos de depuración de

aguas residuales

Sergio Bolinches SánchezResponsable de Ingeniería de Proyectos de O&[email protected]

1. DAM – DEPURACIÓN DE AGUAS DEL MEDITERRANEO

2. Eficiencia energética en EDARs en servicio.

3. Optimización digestión Anaerobia – Codigestión.

4. Revalorización del Biogas

5. Eficiencias energética en nuevas EDAR.

ÍNDICE

Energia y agua 2017



3. Optimización digestión Anaerobia

4. Revalorización del Biogás - Cogeneración

5. Codigestión.

ÍNDICE

Energía y agua 2017

1. Líneas de negocio

2. Referencias Nacionales e

Internacionales

3. Medios Humanos.



Operación y mantenimiento de estaciones de tratamiento de

aguas

Ingeniería, obras hidráulicas y

emisarios submarinos

Valorización de residuos.

Investigación, Desarrollo e

Innovación (I+D+i)

Líneas de negocio


Implantación

1. Líneas de negocio: Delegaciones DAM


1. Líneas de negocio : EDARs en Europa

> 300 EDARs en España


Principales datos de la empresa

LODOS TRATADOS

AGUA TRATADA

EQUIPO HUMANO

900empleado

s

274.000Tn MH/año

9.500.000habitantes

equivalentes

817.000.000m3/año caudal tratado



.

2. Líneas de negocio: O&M

• Operación & Mantenimiento de Estaciones de Depuración de Aguas Residuales (EDAR)

• Operación & Mantenimiento de Estaciones de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP)

• Operación & Mantenimiento de Desaladoras

• Operación & Mantenimiento de Tratamientos Terciarios

Operación y mantenimiento de estaciones de tratamiento de aguas


.

2. Líneas de negocio: O&M

Operación y mantenimiento de estaciones de tratamiento de aguas

•350,000 m3/día•1.333.300 Hab/ eq

EDAR PINEDO I Y II (Valencia)

•120.000 m3/día•480.000 Hab/eq

EDAR Crispijana(Vitoria)

•105.000 m3/día•350.000 Hab/eq

EDAR Guadalquivir (Sevilla)

•18 EDARs•7.039 m3/día•53.888 Hab/eq

Agrupación EDARs Zona Alicante

Centro

•75.000 m3/día•400.000 Hab/eq

EDAR Granollers(Barcelona)

•6.000 m3/día•30.000 Hab/eq

EDAR Pobra do Caramiñal (A Coruña)


.

2. Líneas de negocio: Obras DAM

• Construcción de Estaciones de Depuración de Aguas Residuales (EDAR)

• Construcción de Estaciones de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP)

• Construcción de Desaladoras

• Construcción de Plantas de Tratamiento de Residuos

• Obras Marítimas (Emisarios, Dragados, Obras portuarias)

Ingeniería, obras hidráulicas y emisarios submarinos


.

2. Líneas de negocio: Obras DAM

Ingeniería, obras hidráulicas y emisarios submarinos

Presupuesto: 17.040.919 €

EDAR Benicarló (Castellón)


Planta Compostaje “La Vintena” (Valencia)


Tratamiento Terciario EDAR

Moraira (Alicante)


.

2. Líneas de negocio: Gestión de Residuos

274.000 Tn MH /año

Volumen de fangos gestionados

Planta LocalizaciónCapacidad

tram iento residuos (T/año)

Planta Com postaje y Tratam iento Residuos

Som ozas.A Coruña 575.000

Planta Com postaje"La Vintena" Valencia 30.000

Planta Com postaje Cidacos Rioja 25.000

Planta Residuos Industriales Tudela Navarra 60.000

Vertedero Serós. Proyecto Lleida 170.000

Valorización de residuos

Gestión de los residuos producidos en

las EDARs

Gestión de instalaciones de valorización de

residuos


.

2. Líneas de negocio: Gestión de Residuos

Valorización de residuos

•575.000 Tn/año

Planta de Tratamiento de

Residuos As Somozas(A Coruña)

30.000 Tn/año

Planta de Valorización de Residuos La Vintena

(Valencia)

25.000 Tn/año

Planta Compostaje Lodos

Calahorra (La Rioja)

60.000 Tn/año

Planta Residuos Industriales

Tudela (Navarra)

170.000 Tn/año

Vertedero Serós(Lleida)

•107.000 Tn/año

Codigestión Lodos EDAR


.

2. Líneas de negocio: I+D+i

Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i)

ODEON. Desarrollo de un proceso de biorreactor de membranas para la gestión de efluentes salinos

ANADRY. Dry anaerobic digestion as an alternative management & treatment solution for sewage sludge

SAVING-E. Two-Stage Autotrophic N-remoVal for maINstreamsewaGe trEatment

PHORWATER. Integral Management Model for Phosphorus recoveryand reuse from Urban Wastewater


.


Investigación, Desarrollo e Innovación (I+D+i)

ITACA. Tratamiento de las aguas residuales de alto contenido en materia orgánica y sales mediante elempleo de procesos de membrana

Tratamientos anaerobios de aguas

Aprovechamiento energético de lodos de EDAR

AQUAelectra. Tratamientos bioelectrogénicosaplicados a la depuración de aguas residuales


.

3. Medios Humanos

DAM cuenta con un equipo humano

multidisciplinar con una amplia experiencia

y especialización técnica.

900 Trabajadores

224 Titulados medios

o superiores


Capacidad 1.738.000 he

EDAR PINEDO (VALENCIA)


Capacidad 199.000 he

EDAR ALBUFERA SUR (VALENCIA)


Capacidad 186.600 he

EDAR CARRAIXET (VALENCIA)




3. Optimización digestión Anaerobia – Codigestión.

4. Revalorización del Biogas

5. Eficiencias energética en nuevas EDAR.

ÍNDICE


Auditorias energéticas

Instalación motores alta eficiencia

Desodorización localizada y automatización

Optimización energética bombeos (elevación,

recirculación, etc)

Optimización energética Pretratamientos

Automatización y Optimización de la aireación

− Sustitución de difusores o ampliación parrillas

− Sustitución de equipos de aireación

− Automatización y control

Automatización y gestión de tratamientos terciarios

EFICIENCIA ENERGÉTICA - EDAR EN SERVICIO



AUDITORÍAS ENERGÉTICAS

1. ANÁLISIS INFORMACIÓN: MAPA DE CONSUMOS

2. DIAGNÓSTICO DE LAS INSTALACIONES

3. PLANIFICACIÓN ACTUACIONES

4. EJECUCIÓN ACTUACIONES

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS: VUELTA A PTO 1

EDAR PINEDO



AHORROS EN ESTACIONES DE BOMBEO DE AGUA RESIDUAL


EFICIENCIA ENERGÉTICA - EDARs EN SERVICIO

OPTIMIZACIÓN DE LA AIREACIÓN: SISTEMAS DIFUSIÓN DE AIRE

1. ENVEJECIMIENTO: SUSTITUCIÓN DIFUSORES

2. ENSUCIAMIENTO: LIMPIEZA CON ÁCIDO FÓRMICO

3. SOBREPRESIONES: AMPLIACIÓN PARRILLA DIFUSORES


DIFUSORES NUEVOS DIFUSORES USADOS


OPTIMIZACIÓN DE LA AIREACIÓN: SUSTITUCIÓN DE DIFUSORES EN EDAR

FUENTE: GRUPO AGUAS DE VALENCIA

CONSUMO MEDIO ANTES Y DESPUÉS DEL CAMBIO DE DIFUSORES



OPTIMIZACIÓN DE LA AIREACIÓN: SUSTITUCIÓN DE DIFUSORES EN EDAR

FUENTE: GRUPO AGUAS DE VALENCIA

AMORTIZACIÓN:



OPTIMIZACIÓN DE LA AIREACIÓN: LIMPIEZA CON ÁCIDO FÓRMICO DIFUSORES

VARIACIÓN DE PRESIÓN TRAS LIMPIEZA

EDAR BUÑOL-ALBORACHE

FUENTE: OMS-SACEDE, SA


RESULTADOS OBTENIDOS: EDAR ORIHUELA

Caudal (m3/día): 6.829Población servida (he): 47.630Rendimientos (%)SS: 94 DBO5: 98 DQO: 92

LEVITACIÓN MAGNETICA


4

DEPURACIÓN DE AGUASDEL MEDITERRÁNEO

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS DE AEREACIÓN

caudal (Nm3/h) Consumo HST (kw) Ratio HST kw/m3/h1200 29,2 0,024331300 30,6 0,023541400 32,2 0,023001500 33,7 0,022471600 35 0,021881700 36,3 0,021351800 37,6 0,020891900 38,9 0,020472000 40,3 0,020152100 41,6 0,019812200 42,9 0,019502300 44,3 0,019262400 46,1 0,019212500 48 0,019202600 50 0,019232700 52,1 0,019302800 54,3 0,019392900 56,6 0,019523000 59 0,019673100 61,6 0,019873200 64,2 0,020063300 66,8 0,020243400 68,9 0,02026

Media 0,02055

Frecuencia SEM40 (Hz) Velocidad(rpm) Caudal(m3/h) Caudal(Nm3/h) Consumo SEM40TR(kw) Ratio SEM40 kw/m3/h50 2200 2853 2658,26 67,7 0,0254748 2112 2700 2515,70 63,9 0,0254046 2024 2547 2373,14 60,6 0,0255444 1936 2475 2306,06 57 0,0247242 1848 2340 2180,27 53,4 0,0244940 1760 2160 2012,56 49,4 0,0245538 1672 2070 1928,70 46,2 0,0239536 1584 1935 1802,92 43,1 0,0239134 1496 1818 1693,90 40,3 0,0237932 1408 1665 1551,35 37,4 0,0241130 1320 1557 1450,72 34,9 0,0240628 1232 1440 1341,71 32,3 0,02407

Media 0,02450

RATIOS SOPLANTE ROOT SEM40

RATIOS LEVITACIÓN HST 2500



DEPURACIÓN DE AGUASDEL MEDITERRÁNEO

Resultados Ratios por puntos

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE EQUIPOS DE AEREACIÓN

0,01700

0,01900

0,02100

0,02300

0,02500

0,02700

0,02900

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

HST 2500

Ahorro Medio = 20%

Periodo Amortización < 6 años

CURVA ROJA: SOPLANTE CONVENCIONAL

CURVA AZUL: LEVITACIÓN

RANGO DE CAUDAL




OPTIMIZACIÓN DE LA AIREACIÓN: FUNCIONAMIENTO A CICLOS - VENTAJAS

PERMITE ELIMINAR AMONIO Y NITRATOS EN INSTALACIONES NO DISEÑADAS PARA ELLO

MEJORA DE LA SEDIMENTABILIDAD DEL FANGO ( IVF)

SE REDUCE LA TURBIDEZ DEL EFLUENTE

SELECCIÓN MICROBIOLÓGICA: SE REDUCEN O DESAPARECEN LOS EPISODIOS DE FILAMENTOSAS

MENOR CONSUMO ENERGÉTICO

MAYOR CONTROL DEL CONTENIDO DE AMONIO Y NITRATOS EN EL EFLUENTE

EN CASO DE DESFOSTACIÓN, SE REDUCE LA DOSIS NECESARIA DE CLORURO FÉRRICO

DESARROLLO DE UNA PLATAFORMA PROPIA

ACN+



OPTIMIZACIÓN DE LA AIREACIÓN: EJEMPLO EDAR ORIHUELA - COSTA

EDAR ORIHUELA COSTA

CAUDAL DE PROYECTO: 12.000 m3/h4 LÍNEAS DE TRATAMIENTO BIOLÓGICO EN FLUJO PISTÓN, CON CÁMARA ANÓXICAAUTOMATIZACIÓN CON SONDAS DE OXÍGENO

ACTUACIONES REALIZADAS:

1. INSTALACIÓN DE VÁLVULAS DE REPARTO DE AIRE AUTOMATIZADAS EN CADA LÍNEA2. INSTALACIÓN DE SONDAS DE AMONIO3. AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO INTEGRANDO LAS SONDAS DE OXÍGENO Y

AMONIO: FUNCIONAMIENTO A CICLOS

RESULTADOS:

REDUCCIÓN DEL CONSUMO GLOBAL EDAR: 15,5 %AMORTIZACIÓN: < 4 AÑOS



OPTIMIZACIÓN DE LA AIREACIÓN: EJEMPLO EDAR ORIHUELA - COSTA

PUESTA EN MARCHA CAMBIOS



AUTOMATIZACIÓN Y GESTIÓN DE TRATAMIENTOS TERCIARIOS

DESTINOS: ACEQUIA DEL OROACEQUIA DE FAVARA

AGUA REGENERADA (cumple RD 1620/2007)SS = 4 mg/lTurbidez = 2 ntuEscherichia Coli < 20 ufc/100 mlNemátodos intestinales = ausencia

BOMBEO DECANTACIÓNFÍSICO‐QUÍMICO DESINFECCIÓN UVFILTRACIÓN

AGUADEPURADA

AGUAREGENERADA

AGUA DEPURADA (cumple RD 509/1996)SS = 7 mg/lDBO5 = 5 mg/lDQO = 25 mg/lNtotal = 8,3 mg/lPtotal = 0,85 mg/lEscherichia Coli = 105 ufc/100 mlNemátodos intestinales = ausencia

TRATAMIENTO TERCIARIO DE PINEDO

SSCONTROL





4. Revalorización del Biogas - Cogeneración

5. Codigestión.

ÍNDICE


DIGESTIÓN ANAEROBIA3

Total EDARC.V.

DigestiónAnaerobia

Nº EDAR 449 20

hm3/año 502 325

he tratados 6.066.731 3.654.533

Consumo (gWh/año) 212 107

kWh/m3 0,42 0,33

gr MS/m3 167 145



PRINCIPALES PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO

PROBLEMÁTICA ACTUACIONESFALTA DE TEMPERATURA EN PROCESO •AISLAMIENTO TÉRMICO DE LOS DIGESTORES

•RECUPERAR PÉRDIDA EFICIENCIA INTERCAMBIADORES•BOLSAS DE GAS EN CIRCUITO RECIRCULACIÓN•CONTROL DEL CAUDAL RECIRCULADO

PÉRDIDA DE VOLUMEN ÚTIL DIGESTOR / ACUMULACIÓN DE RESIDUOS

•TAMIZADO DEL FANGO•CORRECTA ELIMINACIÓN DE ARENAS•FALTA DE AGITACIÓN – CAMINOS PREFERENCIALES

FALTA DE CAPACIDAD DIGESTOR •SISTEMAS DE HIDRÓLISIS PREVIA DEL FANGO (SONIX,CROWN, BIOCRACK, ETC)

DETERIORO OBRA CIVIL SELLADO, SUSTITUCIÓN CÚPULA, ETC



CALORIFUGADO DE LOS DIGESTORES

EDAR PINEDO.- DIGESTORES SIN CALORIFUGADO EDAR PINEDO.- DIGESTORES CON CALORIFUGADO



VACIADO Y LIMPIEZA DE DIGESTORES

EDAR QUART – BENAGER. RAMPA DE ACCESO DE MAQUINARIA EDAR PINEDO 1. VACIADO Y LIMPIEZA DE DIGESTOR


DIGESTIÓN ANAEROBIA3AGITACIÓN DE DIGESTORES (SISTEMA ROTAMIX)

EDAR NOVELDA – MONFORTE DEL CID


DIGESTIÓN ANAEROBIA

HIDRÓLISIS PREVIA DEL LODO

EDAR GANDIA: SISTEMA CROWN.

EDAR SAGUNTO:TRATAMIENTO DE FANGOS CON ULTRASONIDOS.


DIGESTIÓN ANAEROBIA

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

feb.‐03

abr.‐03

jun.‐03

ago.‐03

oct.‐03

dic.‐03

feb.‐04

abr.‐04

jun.‐04

ago.‐04

oct.‐04

dic.‐04

feb.‐05

abr.‐05

jun.‐05

ago.‐05

oct.‐05

dic.‐05

feb.‐06

abr.‐06

jun.‐06

ago.‐06

oct.‐06

dic.‐06

feb.‐07

abr.‐07

jun.‐07

ago.‐07

oct.‐07

dic.‐07

feb.‐08

abr.‐08

jun.‐08

ago.‐08

oct.‐08

dic.‐08

feb.‐09

abr.‐09

jun.‐09

ago.‐09

oct.‐09

dic.‐09

feb.‐10

abr.‐10

jun.‐10

ago.‐10

oct.‐10

dic.‐10

feb.‐11

abr.‐11

jun.‐11

ago.‐11

kWh cogeneración/mes

VACIADO Y LIMPIEZA DIGESTORREHABILITACIÓN SISTEMA AGITACIÓNINSTALACIÓN SONIX

COGENERACIÓN DE ENERGÍA EDAR SAGUNTO (2003 – 2011)





4. Revalorización del Biogás - Cogeneración

5. Codigestión.

ÍNDICE


REVALORIZACIÓN BIOGAS - COGENERACIÓN

COGENERACIÓN CON BIOGÁS Y CALENTAMIENTO DE FANGOS


Potencia instalada (kWe) 8.225Nº motores instalados 19Nº microturbinas instaladas 3gWh/año cogenerados 27,25

kWh/Nm3 medio 1,90

Nm3 biogas/he tratado 5,7

Ratios de producción kWh/Nm3

Microturbinas 65 kW 1,61 – 1,75

Motor < 250 kW 1,83 – 2,02

Motor 250 – 400 kW 1,92 – 2,28

Motor > 400 kW 1,89 – 2,60

REVALORIZACIÓN BIOGAS - COGENERACIÓN


COGENERACIÓN

ENERGÍA COGENERADA

9,2

17,716,2 16,6

15,4

23,3

25,4

27,2

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

gWh/

año


COGENERACIÓN

ENERGÍA COGENERADA – ENERGÍA DE RED

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

%

kWh consumo red kWh cogeneración


COGENERACIÓN CON MOTORES COMBUSTIÓN INTERNA

EDAR PINEDO 2 (496 kWe)

EDAR NOVELDA – MOFORTE DEL CID (261 kWe)


COGENERACIÓN CON MICROTURBINAS

EDAR PATERNA. MICROTURBINAS (2 X 65 kWe) EDAR RUBI. MICROTURBINAS (3 X 65 kWe)





4. Revalorización del Biogas - Cogeneración

5. Codigestión.

ÍNDICE


CODIGESTIÓN

SIMBIOSIS INDUSTRIA – EMPRESA EXPLOTADORA – GESTORES DE RESIDUOS – ADMINISTRACIÓN

Aprovechar las instalaciones de digestión anaerobia existentes para

valorizar energéticamente residuos y subproductos de origen industrial:

• Mayor producción de biogas y energía (reducción costes explotación EDAR)

• Reducción de costes de gestión de residuos para las industrias

• Reducción de vertidos incontrolados de alta carga en las EDAR

• Mayor número y distribución geográfica de instalaciones de valorización

energética de subproductos en la Comunidad Valenciana

• Reducción de la huella de carbono por tratamiento de aguas residuales

OBJETIVO:


CODIGESTIÓN

EDAR ALZIRA – CARCAIXENT.DEPÓSITOS DE ALMACENAMIENTO SUBPRODUCTOS CODIGESTIÓN

EDAR NOVELDA - MONFORTE DEL CID. DEPÓSITO DE ALMACENAMIENTO


CODIGESTIÓN4

• Subproductos o residuos no peligrosos

• Efluentes líquidos o pastosos (bombeables)

• Elevada carga orgánica (> 20.000 mg/l DQO)

• Bajo contenido en sulfatos y sulfuros

• Sin presencia de biocidas

• Sin volumen mínimo requerido

• Entrega en cubas, contenedor GRG o depósito

• Industria agroalimentaria y otras procedencias (biocombustibles y lixiviados

vertederos RSU, etc)

Requisitos de los subproductos a tratar por codigestión:


CODIGESTIÓN

Albufera SurAlcoiAlmassoraAlzira – CarcaixentBenidormCastellón de la PlanaCuenca del CarraixetGandía la SaforNovelda – Monforte del CidOntinyent – AgullentPaterna Fuente del JarroPinedo 1Pinedo 2Pobla de FarnalsQuart BenagerSaguntUtiel

17 EDARs autorizadas en la CVpor la Consellería de Medio Ambiente


CODIGESTIÓN

DATOS DE CODIGESTIÓN 2010 - 2011

2010 2011

Tn DQO subprod. codigestión 1.167 1.843

Energía cogenerada (kWh) 1.190.998 1.304.975

Potencial de tratamiento subproductos con instalaciones actuales:14.000 Tn DQO/año


CODIGESTIÓN4

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

kWh red/mes kWh cogeneración/mes

INICIO CODIGESTIÓNINICIO COGENERACIÓN

SUMINISTRO DE ENERGÍA EDAR DE ALZIRA – CARCAIXENT (2009-2011)


ENERGÍA Y AGUA 2017 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Sergio Bolinches SánchezResponsable de Ingeniería de Proyectos de O&[email protected]

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