HUBER SE è stata la prima azienda in Germania ad affrontare questa nuova sfida diversi anni fa. La performance degli impianti già installati, la loro affidabilità e il conseguente risparmio energetico legato al funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue sono già una storia di successo, come dimostrano chiaramente i progetti di Vohburg e Kahla.

Impianto di trattamento delle acque reflue di Vohburg: modernizzazione completa per l'ottimizzazione della performance energetica

Vohburg sul Danubio è una città del distretto di Pfaffenhofen an der Ilm, in Alta Baviera. La città si trova al confine settentrionale del distretto, a circa 15 chilometri dal Danubio di Ingolstadt. Il centro storico è delimitato dai fiumi Danubio, Canale del Danubio e Paar. La periferia meridionale della città è attraversata anche dal fiume Ilm. Pertanto la città di Vohburg potrebbe essere chiamata "città dei quattro fiumi".

Il comune di Vohburg e le aree limitrofe sono in costante crescita, a differenza della capacità dell'impianto di trattamento delle acque reflue. Di conseguenza, è stato necessario ampliare la capacità dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Vohburg da 9.000 PE a 14.000 PE. L'entità della ristrutturazione comprende una conversione fondamentale della gestione del processo da stabilizzazione aerobica ad anaerobica dei fanghi. Con la gestione del processo anaerobico si può risparmiare fino al 30% di energia di aerazione. I costi per l'energia di aerazione di un impianto di trattamento delle acque reflue a fanghi aerobici stabilizzati sono una delle voci più importanti nel bilancio di un comune. Per gli impianti di trattamento delle acque reflue, ciò significa che circa il 60% dei costi totali sono generati dall'energia di aerazione della fase di trattamento biologico. Un ulteriore vantaggio della conversione alla digestione anaerobica è che in futuro il 50% dell'elettricità sarà prodotto dall'impianto di depurazione stesso.

Molti fattori sono importanti per poter realizzare questo progetto di conversione del processo. In primo luogo, deve essere disponibile lo spazio necessario per un decantatore primario convenzionale e, in secondo luogo, deve esserci spazio sufficiente per ospitare un digestore e un impianto di cogenerazione compatta. Se l'impianto di trattamento delle acque reflue non dispone ancora di un impianto di disidratazione dei fanghi, è necessario prevedere anche un impianto di disidratazione meccanica.

Nel progetto di Vohburg, il dispendio tecnico necessario per la costruzione di un decantatore primario non era economicamente fattibile. L'azienda di progettazione BBI Ingenieure GmbH e la città di Vohburg hanno quindi analizzato la possibilità di un'alternativa meccanica al decantatore primario. Tuttavia, l'uso della griglia a tamburo HUBER LIQUID per rimuovere i solidi sospesi dal flusso delle acque reflue a monte dello stadio biologico deve essere approvato solo se i test precedenti, effettuati con un impianto dimostrativo HUBER, dimostrano che la griglia a tamburo HUBER LIQUID ottiene la performance di abbattimento richiesta.

HUBER SE ha quindi messo a disposizione un impianto di prova per 3–4 settimane. Lo studio è stato supervisionato dall'Università di Scienze Applicate di Norimberga e da un team HUBER. La griglia a tamburo LIQUID è stata messa a confronto con la griglia a nastro di un concorrente in questo impianto di trattamento delle acque reflue. Come dimostrato dai risultati, la griglia a tamburo HUBER LIQUID ha mostrato chiari vantaggi grazie alla sua performance di abbattimento significativamente migliore in termini di solidi filtrabili e COD, nonché all'affidabilità operativa del sistema. Nonostante la concentrazione molto bassa di solidi filtrabili, la soluzione HUBER ha ottenuto un abbattimento del 70%. Nonostante l'apporto di acqua esterna, a volte elevato, e un rapporto 50% particolato / 50% COD disciolto, è stata ottenuta una prestazione di separazione del 29% di COD totale. Un risultato eccellente in queste condizioni.  

L'afflusso massimo all'impianto di trattamento delle acque reflue di Vohburg è di 360 m³/h. Anche la griglia a tamburo HUBER LIQUID installata qui è progettata per 360 m³/h e contribuisce a ridurre la fase biologica. In concreto, ciò significa una riduzione dei costi di aerazione fino al 30%. Gli ispessitori a disco S-DISC HUBER sono installati nell'impianto di trattamento delle acque reflue per trattare i fanghi provenienti dalla griglia a tamburo LIQUID. Inoltre, è stato installato un digestore per recuperare energia dai fanghi ispessiti. I fanghi digeriti vengono quindi disidratati con una pressa a coclea HUBER Q-PRESS®. Inoltre, è stato necessario integrare un impianto di cogenerazione compatto per convertire il gas prodotto dal digestore in energia elettrica. Come già detto, l'elettricità auto-generata può essere utilizzata per il proprio consumo o immessa nella rete elettrica pubblica. La messa in servizio è avvenuta alla fine del 2019.

Riduzione dei costi operativi di 35.000 euro all'anno

Al momento della progettazione, si prevedeva una riduzione dei costi operativi di 35.000 euro/anno per questo impianto di trattamento delle acque reflue con una fase di espansione di 14.000 PE. In quanto componente più importante dell'intero progetto, la griglia a tamburo HUBER LIQUID ha dato un contributo significativo al successo della ristrutturazione ad alta efficienza energetica dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Vohburg. Questo progetto dimostra in modo impressionante come la conversione del processo dalla stabilizzazione aerobica a quella anaerobica dei fanghi possa preservare risorse preziose, generare un valore aggiunto finanziario per il gestore dell'impianto di trattamento delle acque reflue e allo stesso tempo proteggere l'ambiente. 

Misure:

• HUBER Griglia a tamburo LIQUID
• HUBER Ispessitore a disco S-DISC
• Digestore con impianto di cogenerazione compatto
• HUBER Pressa a coclea Q-PRESS®

Vantaggi:

• 24 % di risparmio di energia di aerazione una volta completata la fase di espansione
• Fornitura autonoma del 50% di energia elettrica per l'impianto di trattamento delle acque reflue (circa 140.000 kWh/a)
• 40% di riduzione dei costi di smaltimento
• Sfruttamento del calore residuo dell'impianto di cogenerazione per il riscaldamento degli edifici

Il risparmio dovuto alla riduzione dei costi per l'elettricità acquistata e per lo smaltimento dei fanghi ammonta a circa 80.000 €/anno

Nuovi cammini, nuove opportunità: il potenziamento energetico dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Kahla

Kahla è una cittadina situata al centro della valle del fiume Saale, a sud di Jena. Kahla è la sede della comunità amministrativa Südliches Saaletal per la valle meridionale della Saale, ma non fa parte della comunità stessa. Kahla è famosa per la sua porcellana, lavorata da oltre 150 anni.

L'impianto di trattamento delle acque reflue di Kahla è stato finanziato da un programma europeo. Per migliorare l'efficienza energetica di un impianto di trattamento delle acque reflue, spesso vengono eseguite misure di ottimizzazione dei processi per impianti di trattamento delle acque reflue da 8.000–50.000 PE. In particolare, per gli impianti di trattamento delle acque reflue di piccole e medie dimensioni, ciò significa convertire il concetto di impianto di trattamento delle acque reflue aerobico a fanghi stabilizzati, originariamente previsto per le dimensioni dell'impianto, nel nuovo concetto di impianto di trattamento delle acque reflue anaerobico a fanghi stabilizzati. Gli impianti di trattamento delle acque reflue, a partire da una dimensione di 50.000 PE, vengono generalmente impiegati solo con la stabilizzazione anaerobica dei fanghi.

Nel progetto Kahla, con una capacità di 15.000 PE, la griglia a tamburo HUBER LIQUID è stata integrata nella linea di collegamento idraulico tra la camera delle sabbie e l'aerazione mediante diramazione. A tale scopo, la macchina è stata collocata in un bacino vuoto. Pertanto, non è stato necessario costruire una nuova struttura. Un altro fattore decisivo è stato il grado di separazione ancora più elevato rispetto a quello di un decantatore primario convenzionale. La percentuale di COD solubile è predominante e proviene dalle attività dell'industria alimentare. Questo comporta uno spostamento del rapporto tra COD solubile e COD particolato a favore del COD solubile. Poiché la progettazione di un decantatore primario è determinata in gran parte dal carico idraulico, è necessario costruire una struttura eccessivamente grande per garantire il grado di separazione desiderato del COD particolato (solo questo può essere separato tramite processi meccanico-fisici). Questo spostamento del rapporto svolge un ruolo subordinato nella progettazione di un impianto di grigliatura ultrafine.

Poiché la capacità produttiva dell'industria alimentare locale era aumentata in modo significativo, sarebbe stato necessario un ampliamento della vasca di aerazione. Tuttavia, grazie ai vantaggi di questa tecnologia descritti in precedenza, è stato possibile evitare l'allargamento della vasca di aerazione con l'installazione di un impianto di grigliatura ultrafine.

Questa griglia a tamburo è stata progettata in modo tale che non fossero necessarie ulteriori modifiche alla struttura. È stata necessaria solo una tubazione in entrata e una in uscita dal serbatoio della griglia a tamburo HUBER LIQUID. Un bypass di emergenza era già presente.

Gli ispessitori a dischi HUBER S-DISC sono stati installati per il trattamento dei fanghi provenienti dalla griglia a tamburo HUBER LIQUID. Per trattare i fanghi ispessiti e recuperare energia è stato installato un digestore a 2 fasi. Inoltre, è stato necessario integrare un'unità di cogenerazione con turbina a gas, che converte in elettricità il gas prodotto dal digestore.

La messa in servizio è avvenuta alla fine del 2019. Grazie all'eccellente collaborazione con l'azienda di ingegneria Arequa, è stato possibile sviluppare questo concetto straordinario, innovativo e sostenibile. I cittadini saranno grati perché queste misure di ottimizzazione dell'efficienza energetica dell'impianto di trattamento delle acque reflue consentiranno di mantenere stabili i costi delle tariffe delle acque reflue nel medio termine, nonostante l'aumento dei prezzi dell'elettricità e dello smaltimento dei fanghi.

Misure:

• HUBER Griglia a tamburo LIQUID
• HUBER Ispessitore a disco S-DISC
• Digestore con impianto di cogenerazione compatto

Vantaggi:

• Energia di aerazione costante nonostante l'aumento dei carichi (COD / solidi filtrabili)
• 50% di approvvigionamento autonomo di energia elettrica per l'impianto di trattamento delle acque reflue (circa 146.000 kWh/a)
• 20–30% di fanghi in meno per la disidratazione (riduzione dei costi di smaltimento)
• Sfruttamento del calore residuo generato dalla cogenerazione per riscaldare il digestore