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Sistemas de Aeración
Aeration Systems
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Dentro del conjunto de procesos utilizados para el tratamiento de las aguas residuales destaca, por su gran importancia, el de fangos activados en sus múltiples variantes y, como elemento fundamental del mismo, el sistema de aeración necesario para la cobertura de la demanda de oxígeno asociada a aquél.

Los sistemas de aeración de estos procesos se caracterizan por:
-Su elevado consumo energético que, dependiendo del tipo de proceso y tamaño del mismo, suele situarse en el intervalo del 50-70% del total de una EDAR
-Su coste de inversión que representa, únicamente, una fracción del orden del 15-25% del total asociado a su funcionamiento(O+M) durante su vida útil
-Constituir uno de los equipamientos de mayor coste de inversión de la EDAR

La importancia de estas consideraciones pone de relieve, no sólo el interés, sino la necesidad de aplicar todas las técnicas disponibles para conseguir la máxima eficiencia técnica y económica de los sistemas de aeración.
ATC tiene una dilatada experiencia en todos los aspectos relacionados con las tecnologías de aeración y puede ofrecer a sus clientes un conjunto de técnicas y procedimientos que constituyen el estado del arte de este campo de la ingeniería.
Desde 1998 ATC dispone de unas instalaciones propias para la realización de ensayos de transferencia de oxígeno de difusores en la modalidad shop-test constituidas por un tanque de7.0 m de longitud, 4.0 de anchura y 7.5m de profundidad, dotado de los equipamientos de producción de aire e instrumentación necesarios y de un laboratorio especializado en la caracterización de las propiedades relevantes de los difusores

Auditoría de sistemas de aeración
ATC ha desarrollado un protocolo de auditoria de sistemas de aeración que permite:
-La identificación y diferenciación de los potenciales problemas asociados a los tres componentes básicos de todo sistema que son el diseño, su sistema de control y el estado de los equipos de aeración,
-La definición de las actuaciones correctivas necesarias
-La evaluacion económica de los costes y beneficios derivados de esas actuaciones.

Aseguramiento de la calidad de sistemas de aeración
ATC ha elaborado un Protocolo de aseguramiento de la calidad de sistemas de aeración con difusores basado en la aplicación de las propuestas metodológicas de ASCE ANSI/ASCE 2-91(1991) y "Guidelines for Quality Assurance of Installed Fine Pore Aeration Equipment" (1998) que permite verificar si la instalación de difusores propuesta cumple con los requerimientos incluidos en las especificaciones del proyecto en lo que se refiere a la transferencia de oxígeno (SOTR/SOTE) y pérdidas de carga de los difusores (DWP) y la selección entre varios tipos de difusores el más adecuado a una aplicación específica.

Medida de la transferencia de oxígeno en condiciones normalizadas
Se utiliza la técnica de ensayo de ANSI/ASCE 2-91 que permite el cálculo del coeficiente volumétrico aparente de transferencia KLA en dos modalidaes:
-Full scale: Medida sobre la instalación real, una vez construída
-Shop-test: Medida en tanque piloto en condiciones totalmente representativas de la instalación a construir. Nuestras instalaciones permiten el ensayo de todo tipo de difusores y configuraciones.

Medida de la transferencia de oxígeno en condiciones de campo
Esta medida se lleva a cabo mediante la utilización de la técnica conocida como "Off-gas" que proporciona, no sólo el valor de la transferencia de oxígeno en las condiciones de campo (OTEpw) sino también la variación temporal y espacial del valor del coeficiente ?, la respirometría real del proceso y la distribución real de los caudales de aire suministrados

Caracterización y monitoring del estado de difusores
La utilización de difusores de membrana de EPDM para el aporte de oxígeno a los procesos de tratamiento biológico de aguas residuales lleva asociado un importante componente de seguimiento y mantenimiento del sistema que tiene gran incidencia, tanto sobre la vida útil como sobre la economía de operación del mismo.
La retirada periódica de muestras de membranas de EPDM y su posterior análisis en laboratorio permite evaluar la evolución de sus características con el paso del tiempo y la elaboración de un programa de mantenimiento y/o servicio adecuado a las necesidades específicas del caso particular que nos ocupa.

Control de sistemas de aeración
Las crecientes exigencias de calidad de los efluentes y la necesidad de reducción de los costes energéticos de las plantas nos han llevado a implicarnos en el área de control de los sistemas de aeración.
ATC ha diseñado e implementado en diversas plantas sistemas de control de aeración basados en la utilización del caudal de aire como variable de control en lugar de la presión, utilizada en sistemas convencionales y, en conjunción con nuestro socio A²C de USA ha desarrollado un sofisticado sistema innovador l del tipo feedforward control basado en la aplicación de la tecnología Off-gas.
Within the range of processes used for the treatment of waste waters stands out, due to its great importance, the activated sludge treatment in its many forms and, as it is a critical part of itself, the aeration system necessary to cover the associated oxygen demand.

The main features of the aeration systems in these processes are:

A high energy consumption which is, depending on the type and size of the process, in between 50-70% of the sewage station total amount
Its investment cost it’s only a 15-25% fraction associated to its operation (O+M) during its lifespan
It is one of the sewage station equipments with the highest investment cost

The significance of theses considerations highlights not only the interest but also the need to put into practice all the techniques available in order to attain the maximum efficiency in the aeration systems both from a technical and economical point of view.

ATC has an extensive experience in all the key issues concerning aeration technologies and can offer its customers a set of techniques and procedures that make up the state of the art in this engineering field.

Since 1998 ATC has its own facilities to perform essays on oxygen transfer from shop-test diffusers. These include a 7m long, 4m wide and 7,5m deep tank, provided with air production and other equipment, and a laboratory specialized in the diffuser’s main properties.

Aeration systems auditing

ATC has developed an action protocol for auditing aeration systems that enables:

The identification and differentiation of potential problems associated with the three basic elements of every aeration system, namely, design, control system and aeration systems conditions.
The formulation of the required corrective actuations.
The economic assessment of costs and benefits derived from them.

Quality assurance in aeration systems

ATC has worked out a protocol of quality assurance in aeration systems with diffusers based on the application of the ASCE ANSI /ASCE 2-91 (1191) methodological proposals and the -Guidelines for Quality Assurance of Installed Fine Pore Aeration Equipment- (1998) that makes possible to verify whether the proposed diffuser installation meets the requirements included in the project specifications concerning oxygen transfer (SOTR/SOTE) and the diffuser load losses (DWP): It also enables the selection among the different types of diffusers of the most suitable for an specific purpose.

Measurement of oxygen transfer in standardized conditions

We use the essay technique from ANSI/ASCE 2-91 which allows to work out the apparent volumetric coefficient of KLA transfer in two forms:

Full-scale: measurement on a real built-up installation
Shop-test: measurement on a test tank in fully representative condicions of a developing installation. Our facilities allow to test all the diffusers and configurations.

Measurement of oxygen transfer in field conditions

This measurement is carried out by means of the "Off-gas" technique which provides not only the value of the oxygen transfer in field conditions (OTEpw), but also the time and space value of the coefficient, the real respirometry of the process and the actual distribution of the provided air flow.

Characterization and monitoring of diffusers conditions

The use of EPDM membrane diffusers for oxygen input in the biological treatment of waste waters processes entails largely a follow-up and maintenance of the system, which has a great impact on its lifespan as well as on its operation economy.

The periodical collection of samples of EPDM membrane and its subsequent analysis in lab enables an assessment of its evolution in the course of time and the development of a maintenance program and/ or an adequate service for specific needs in each particular case.

Areation systems control

The growing demands of the effluents quality and the need for cutting plants energy costs have driven us to involve in the field of aeration systems control. ATC has designed and implemented in many plants aeration control systems based in the use of air flow as a control variable instead of preasure, which is used in conventional systems. Jointly with our A2C partner in the USA, ATC has developed a sophisticated and innovative system called feedforward control system, based in the off-gas technology.
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