Oxigenação com eficiência energética dos tanques de aeração

Os sopradores de lóbulos rotativos mecânicos se tornaram a primeira opção entre as tecnologias que podem ser usadas para gerar sobrepressão quando o assunto é aerar tanques nas instalações para o tratamento de águas residuais. A Busch Vacuum Solutions tem procurado estabelecer novos padrões nesta aplicação por meio dos novos sopradores de lóbulos rotativos TYR (fig. 1). No processo, a especialista mundial de tecnologia de vácuo e ar comprimido conta com mais de 50 anos de experiência neste setor.

Por meio dos seus sopradores de lóbulos rotativos TYR, a Busch cobre um volume de vazão com intervalo de rendimento que vai de 2,5 a 73 metros cúbicos por minuto a uma sobrepressão de 1 bar. Uma vez que as instalações operacionais para o tratamento de águas residuais implicam custos financeiros expressivos para todos os municípios, os gerentes dessas instalações e os responsáveis pela tecnologia concordam que todo o potencial de economia de energia deverá ser atingido em uma instalação para o tratamento de águas residuais a fim de garantir uma operação com maior grau de eficiência energética e, assim, reduzir os custos operacionais. A Busch também desenvolveu um perfil comprovado de lóbulos rotativos e, assim, conseguiu uma compressão de ar mais eficiente com o estágio do soprador perfeitamente ajustado em termos de fluxo. Os motores de eficiência energética pertencentes à classe de eficiência IE3 constituem o modelo padrão e também são adequados para operação controlada por frequência, o que aumenta ainda mais a eficiência energética.

Foi dada grande importância à compactação e à operação silenciosa ao projetar os sopradores de lóbulos rotativos TYR, cujo resultado foram unidades compactas (fig. 2) que podem ser instaladas em espaços pequenos. Além disso, o design inovador para isolamento acústico reduziu as emissões sonoras. O uso de engrenagens helicoidais de alta precisão, de filtros de entrada e saída otimizados para ruído e de uma cabine acústica eficiente permitiram que os ruídos fossem reduzidos quando comparados aos sopradores convencionais.

A operação dos sopradores de lóbulos rotativos TYR pode ser controlada de diferentes maneiras. Eles podem ser conectados ao sistema de controle das instalações para o tratamento de águas residuais utilizando um sistema de controle PLC. Se o nível de oxigênio continuamente medido no tanque de areação cair abaixo do valor mínimo, um soprador será automaticamente ligado e permanecerá em funcionamento até que o valor máximo seja atingido. Podem ser instalados vários sopradores de lóbulos rotativos TYR para tanques de aeração maiores ou em grande número. Dependendo dos requisitos de oxigênio, vários sopradores de lóbulos rotativos TYR podem ser operados alternada ou simultaneamente a fim de alcançar tempos de operação similares em todos os sopradores. Nos sopradores de lóbulos rotativos controlados por frequência, o fornecimento de oxigênio não deve ser controlado pelo tempo de operação dos sopradores individuais. Ao invés disso, ele poderá ser controlado pela velocidade e, assim, pelo volume de vazão gerado por um soprador. O controle de velocidade permite uma injeção mais precisa de oxigênio em um tanque de aeração. Na prática, isso significa que os valores mínimo e máximo estão mais próximos. Também são possíveis controles mais simples sem um variador de velocidade. Se, por exemplo, forem utilizados dois sopradores de lóbulos rotativos TYR idênticos para arear um tanque de aeração, eles serão concebidos de tal forma que, em conjunto, gerarão um volume de vazão projetado para carregar o máximo de sujeira. A instalação para o tratamento de águas residuais em Schlammersdorf-Vorbach, na região alemã do Alto Palatinado, utiliza, por exemplo, dois sopradores de lóbulos rotativos TYR. Os dois sopradores podem ser operados em duas velocidades diferentes. Dependendo do fornecimento de oxigênio necessário, eles podem operar em velocidade máxima ou com a metade da velocidade. Isso permite uma operação sem controle de velocidade com quatro níveis de volume de vazão, possibilitando uma maior economia de energia. Os gerentes das instalações para o tratamento de águas residuais e os responsáveis pela tecnologia são persuadidos pela confiabilidade e pela facilidade de operação do soprador de lóbulos rotativos TYR. Para Jürgen Nass, gerente de operações da instalação para o tratamento de águas residuais em Rheinfelden-Herten, as vantagens são óbvias: