Aumento da eficácia do separador de areia graças ao compressor de rotores de garra ajustável

Desde a sua primeira colocação em funcionamento em 1993, a estação municipal de tratamento de águas residuais na cidade dinamarquesa de Kerteminde tem utilizado um separador de areia arejado. No entanto, era comum haver problemas na transferência de areia para fora do canal do separador de areia: a areia ficava comprimida e não podia ser removida pela bomba de transporte aéreo. O problema foi resolvido quando a fábrica instalou um compressor de rotores de garra MINK da Busch Vacuum Solutions, porque o compressor é controlado por pressão e aumenta automaticamente a pressão para elevar a areia compactada no fundo da câmara.

Processo de clarificação de águas residuais

No primeiro passo de tratamento em estações de tratamento de águas residuais, os separadores de areia arejados são um passo importante do processo para o tratamento ideal e económico de águas residuais. A separação de areia e outros materiais minerais protege os processos de purificação a jusante contra danos causados por abrasão, bloqueios e, em última análise, depósitos. O sistema de remoção de areia na estação municipal em Kerteminde, uma cidade na ilha dinamarquesa de Funen, está equipado com um compressor que serve duas finalidades. Durante o funcionamento normal, ele areja as águas residuais no separador de areia através de bocais fixados no chão. Este caudal de ar faz circular as águas residuais, separando mecanicamente a areia das partículas suspensas, como massa lubrificante e óleo, bem como outras matérias orgânicas em suspensão nas águas residuais. O mesmo compressor também é usado para fornecer ar comprimido à bomba de transporte aéreo, usada para sugar areia do canal do separador de areia e a fornecer a um depósito coletor.

Em termos de capacidade, a estação de tratamento de águas residuais de Kerteminde foi concebida para um equivalente populacional (PE) de 25 000. Após a sua colocação em funcionamento em 1993, o separador de areia era alimentado com ar comprimido por um ventilador turbo. Este ventilador fornecia uma sobrepressão máxima de 0,6 bar, suficiente para fazer circular as águas residuais e separar areia e massa lubrificante. No entanto, o gestor de operações Erland Rasmussen (Fig. 1) tinha outro problema. A areia recolhida no canal do separador de areia era comprimida, o que significava que ficava presa ao chão e não podia ser extraída pela bomba de transporte aéreo porque a sobrepressão do ventilador turbo era demasiado baixa. Este problema era particularmente grave quando chovia, aumentando a quantidade de areia nas águas residuais. A areia só podia ser removida desligando o separador de areia e soltando manualmente os depósitos de areia para, depois, os extrair com um veículo cisterna de aspiração. Era frequente este trabalho demorar um ou dois dias, durante os quais o separador de areia ficava fora de serviço. Além disso, o custo de realizar este trabalho com uma empresa externa era muito elevado, até porque o processo tinha de ser realizado várias vezes por ano.

Solução de compressor da Busch e as suas vantagens

Erland Rasmussen estava à procura de uma solução melhor e consultou os especialistas em vácuo e sobrepressão da Busch Vacuum Solutions em 2014. Como resultado, o ventilador turbo existente foi substituído por um compressor de rotores de garra MINK (Fig. 2) da Busch. Este compressor de rotores de garra possui controlo de velocidade,, permitindo que a sobrepressão varie quando é alterada a velocidade de rotação. O seu princípio de funcionamento permite operar um compressor de rotores de garra MINK num intervalo de 20 a 60 Hertz, cobrindo assim o intervalo de sobrepressão de 0,4 a 2,5 bar. Utilizando um sistema de controlo PLC, o compressor é programado para arejar o separador de areia durante 40 minutos (Fig. 3) e, consequentemente, fazer circular as águas residuais. Erland Rasmussen calculou 0,6 bar como a sobrepressão ideal para garantir a boa separação de areia e massa lubrificante, tendo programado esta no sistema. Depois de decorridos os 40 minutos, as válvulas comutam automaticamente e o compressor de rotores de garra MINK aumenta a sobrepressão para 2,5 bar (Fig. 4). Isto solta a areia no fundo do separador de areia e agita-a, permitindo que seja aspirada de forma fácil e segura pela bomba de transporte aéreo e transferida para uma unidade de armazenamento. Após aspirar a areia durante cinco minutos, a unidade de controlo do sistema de arejamento volta ao modo standard para separar a areia e a massa lubrificante.

Erland Rasmussen percebeu outra vantagem. O compressor de rotores de garra MINK requer muito menos corrente do que o antigo ventilador turbo. O compressor de rotores de garra MINK está equipado com um motor de 9 kW. Esta corrente nominal só é atingida por breves instantes durante a fase de arranque no modo de 2,5 bar, que dura apenas cinco minutos. Durante o modo padrão de 40 minutos com uma sobrepressão de 0,6 bar, o motor necessita apenas de uma fração desta potência nominal. Para o operador da estação de tratamento de águas residuais, isto significa que, para além de eliminar os custos de remoção manual da areia, a nova solução também permitiu reduzir os custos energéticos. Erland Rasmussen explica que o compressor de rotores de garra MINK também é significativamente mais silencioso do que o antigo ventilador turbo, uma vez que a sua velocidade de rotação é muito mais baixa.