Indústria
Sopradores para arejamento de águas residuais: tipos e energia
Um relatório de 2010 da EPA dos Estados Unidos descreve os sopradores de arejamento de águas residuais como compressores de ar de baixa pressão e grande volume, normalmente de deslocamento positivo ou centrífugos, que alimentam sistemas de arejamento por difusão, e, citando a WEF, situa o arejamento entre 25 e até 60 por cento do consumo total de energia de uma estação de tratamento.
Para onde vai o ar
O relatório da EPA de 2010 sobre medidas de poupança de energia nas estações de tratamento de águas residuais explica que as águas residuais são arejadas fazendo borbulhar através delas ar ou oxigénio de alta pureza, ou misturando-as, e que os dois sistemas mais comuns são o arejamento por difusão e o arejamento mecânico de superfície. Um sistema de arejamento por difusão tem uma admissão de ar, normalmente com filtros que protegem os sopradores e os difusores das partículas em suspensão no ar, os sopradores, a tubagem de ar, os difusores e os comandos. A perda de carga na tubagem de ar é normalmente inferior a 10% da pressão total do sistema.
Tipos de soprador
| Tipo | Caudal e pressão típicos | Notas do relatório da EPA |
|---|---|---|
| Deslocamento positivo | 5 a 50.000 scfm, 1 a 14 psig | Volume de ar fixo por cada rotação do veio; baixo custo de investimento, económico em pequena escala; difícil de operar com caudais variáveis sem um variador de frequência (VFD), pode ser ruidoso, precisa de mais manutenção e é normalmente o menos eficiente em energia |
| Centrífugo, de vários andares | 500 a 30.000 scfm, 4 a 14 psig | Pode ser mais eficiente em energia do que o de deslocamento positivo; a eficiência diminui com a redução de caudal |
| Centrífugo, de andar único, com engrenagem integrada | 500 a 70.000 scfm, 4 a 24 psig | Pode ser mais eficiente em energia do que o de vários andares ou o de deslocamento positivo e pode manter uma boa eficiência com redução de caudal; custo de investimento mais elevado |
| Centrífugo, de andar único, sem engrenagens (turbo de alta velocidade) | 400 a 10.000 scfm, 4 a 35 psig | Pequena área de implantação; eficiente para gamas de caudal de ar mais baixas; descrito em 2010 como uma tecnologia nova com experiência limitada |
O relatório da EPA retira estes valores da WEF (2009) e da WEF e da ASCE (2010).
Ajustar o ar ao consumo de oxigénio
O relatório da EPA diz que o processo de arejamento pode representar o maior consumo de energia de todas as operações da estação, embora esse consumo seja específico de cada local e possa variar muito de estação para estação. Pode poupar-se energia projetando e operando o arejamento para corresponder, o mais possível, ao consumo real de oxigénio do processo. Quanto mais próxima da saturação estiver a concentração de oxigénio dissolvido, menor é a eficiência de transferência de oxigénio, e os difusores de poro fino têm a maior eficiência de todos os sistemas de arejamento por difusão ou mecânico. As medidas convencionais incluem o dimensionamento correto dos sopradores, sopradores dedicados para o arejamento de canais e a configuração dos difusores no tanque.
O manual de referência de ar comprimido do Departamento de Energia dos Estados Unidos (2016) inclui o borbulhamento (sparging), que abrange arejar ou oxigenar um líquido com ar comprimido, entre as utilizações potencialmente inadequadas do ar comprimido, e indica como alternativas os sopradores de baixa pressão e os misturadores.
Ultra Controlo
A Ultra Controlo distribui e dá assistência às gamas Gardner Denver e Elmo Rietschle, que incluem ambas sopradores no catálogo Industrial 2026; o catálogo não os associa ao tratamento de águas residuais. Quando se usa oxigénio em vez de ar, a ficha técnica ULTRAOX VSA inclui as estações de tratamento de águas residuais entre as suas aplicações; ver oxigénio para o tratamento de águas residuais.
Mais perguntas
Que tipo de soprador é o menos eficiente em energia?
O relatório da EPA de 2010 descreve os sopradores de deslocamento positivo como normalmente os menos eficientes em energia, e diz que os sopradores centrífugos podem ser mais eficientes em energia do que os de deslocamento positivo.
O oxigénio pode substituir o ar no arejamento?
O relatório da EPA de 2010 nota que as águas residuais são arejadas fazendo borbulhar através delas ar ou oxigénio de alta pureza. A ficha técnica ULTRAOX VSA inclui as estações de tratamento de águas residuais entre as suas aplicações; a central fornece oxigénio de 75% a 95% a 50 kPa.
Fontes
- US EPA, Evaluation of Energy Conservation Measures for Wastewater Treatment Facilities, EPA 832-R-10-005 (setembro de 2010), capítulos 4 e 5
- Departamento de Energia dos Estados Unidos e Compressed Air Challenge, Improving Compressed Air System Performance: A Sourcebook for Industry, Third Edition (2016), Fact Sheet 2
- Ultra Controlo, catálogo Industrial 2026, pp. 10 e 11
- Ficha técnica ULTRAOX VSA, pp. 2 e 3
Os números da Ultra Controlo vêm das suas fichas técnicas. Os factos de terceiros foram lidos na fonte na data indicada.
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