Soffianti a vite per il trattamento della acque reflue

L'impianto di depurazione delle acque reflue della città anseatica di Lüneburg in Bassa Sassonia è progettato per una popolazione equivalente di circa 325.000 abitanti. Dispone di diversi chiarificatori e distribuisce l'aria necessaria per il trattamento biologico delle acque reflue nei bacini profondi fino a 7 m mediante valvole di controllo del flusso d'aria di aerazione.

Finora vi erano installati quattro classici turbocompressori, ciascuno da 200 kW, per generare aria compressa per le vasche di attivazione. Tuttavia, il gestore cercava una soluzione che permettesse di controllare la produzione di aria in modo più diretto, dinamico e con una maggiore ampiezza di banda, e di ottenere, inoltre, un apporto di aria più costante indipendentemente dalle condizioni atmosferiche estreme.
Poiché sia la massa d’aria utile generata dai compressori che il consumo energetico sono misurati e documentati, l'effetto della soffiante a vite è stato chiaramente visibile già poco tempo dopo la sua installazione.

Nell'impianto di depurazione di Lüneburg, la soffiante a vite KAESER è stata testata a pieno carico per un intero anno di operatività. Dal momento che che il sistema di gestione impianto esistente era rivolto al controllo delle sole turbo soffianti mediante la regolazione delle palette sulle giranti delle stesse, è stato necessario adattare il software di gestione per renderlo capace di operare anche con la soffiante a vite controllandone la velocità di rotazione. 

La soffiante comunica con il sistema di controllo centrale tramite modulo di comunicazione Profibus DP. Opzionalmente sono disponibili anche moduli Modbus TCP /RTU, Profinet IO, DeviceNet, EtherNet/IP o il cablaggio classico, per il controllo dell’operatività o mediante il monitoraggio della pressione operativa o, come avviene nell’impianto di Lüneburg, mediante il controllo della velocità di rotazione. Quando la velocità di rotazione della soffiante a vite raggiunge il valore predefinito da processo operativo, il sistema di controllo arresta o avvia la turbo soffiante al fine di evitare sovrapposizioni di funzionamento che sarebbero inefficienti dal punto di vista energetico.

Grazie alla rampa motore regolabile, l’accensione o lo spegnimento della soffiante a vite non causa picchi di pressione che potrebbero danneggiare le turbo soffianti. La comparazione tra turbo soffiante e soffiante a vite è semplice, dal momento che la soffiante a vite sostituisce la soffiante turbo nel campo di lavoro che va da 4000 a 9000 m3/h, funzionando in continuo sulle 24 ore, 12 delle quali da sola.

Vasche di trattamento reflui nell'impianto di Lüneburg.

Dal punto di vista del Gestore, ancor più importante del potenziale risparmio energetico è stata la sfida di garantire un valore di portata ben definito e costante nel tempo; tale obiettivo che è stato raggiunto grazie a un comportamento più dinamico del sistema di controllo e grazie al fatto che, per le soffianti volumetriche, la variazione della portata d’aria al variare della pressione operativa è molto inferiore rispetto quanto avviene nelle turbo soffianti.

Questo significa che, anche in condizioni metereologiche limite, il sistema di controllo elettronico restituisce puntualmente i valori di processo richiesti. Inoltre, la riduzione significativa dell’impatto delle fluttuazioni di pressione sul sistema di gestione e controllo dell’impianto è diventata ben presto evidente e ha contribuito enormemente a facilitare la gestione dell’aria da erogare. In aggiunta, quindi, a un comprovato miglioramento nella gestione di processo, è ora possibile ottenere significativi risparmi energetici grazie al monitoraggio in continuo della portata d’aria e delle prestazioni di impianto.

Il vantaggio della soffiante a vite, operante in combinazione con le turbo soffianti, è evidente anche in termini di consumo totale di energia elettrica: è emerso, infatti, che è stato possibile risparmiare circa 250,000 kWh all’anno, corrispondenti a circa il 10-15% del consumo energetico annuale. Tali risultati si sono rivelati perfettamente in linea con quanto era stato stimato in fase di studio sulla base dei dati di portata d’aria erogata e potenza elettrica assorbita dalla soffiante a vite, in conformità con le rigide tolleranze della norma ISO 1217, Allegato E.

Le soffianti a vite di Kaeser Compressori. Portata massima di 160 m3/min e pressione differenziale massima di 1100 mbar

Che siano soffianti a vite, turbo soffianti o la combinazione di queste, esse offrono la miglior soluzione per qualsiasi tipo di applicazione se opportunamente dimensionate per il profilo di distribuzione della domanda d’aria richiesta dall’impianto. Di eguale importanza è l’effettiva pressione operativa richiesta all’impianto, che impatta sul controllo del range e dei valori di portata richiesti, specialmente per quanto riguarda le soffianti turbo.

Il processo di definizione della soluzione migliore per ciascun tipo di impianto non dovrebbe partire dall’approccio tradizionale e superato di individuazione della tipologia di soffiante da proporre (turbo o volumetrica), ma dovrebbe piuttosto mantenere una visione aperta su più fronti fino a che tutti gli aspetti in gioco non siano stati valutati. L’elemento prioritario dovrebbe essere la determinazione del range di portata d’aria richiesta, così come la reale pressione operativa in impianto. Inoltre, deve essere considerato il funzionamento globale d’impianto anche in ottica di potenziali sviluppi futuri.

Kaeser Compressori crede fermamente nei vantaggi offerti sia dalle soffianti volumetriche che dalle turbo soffianti e sarà sempre in grado di fornire la miglior risposta alle necessità del cliente.

L’impianto di trattamento acque reflue di Lüneburg ha conseguito un grande risultato grazie ad una visione aperta alle nuove tecnologie e sta ora raccogliendo i frutti con una gestione efficiente, intelligente e controllata dei propri bisogni di aria compressa.

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