VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Eficiencia Energética en Plantas depuradoras de aguas residuales urbanas Organizan: Antonio Salazar Ramírez

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Índice 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. ¿Qué es una EDAR? Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua ¿Qué es una EDAR?

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética ¿Qué es una EDAR? Una EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) es una planta dedicada a la depuración de aguas residuales cuya función básica es recoger las aguas de una población o industria, y tras reducir la contaminación mediante ciertos tratamientos y procesos, devolverla a la naturaleza con garantías sanitarias para nuestra salud y para el medio ambiente. Tipos: - Fisicoquímicas. - Biológicas. Conclusiones

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Etapas de una EDAR Biológica

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Etapas de una EDAR biológica Fuente: http: //tratamientodefangos. blogspot. com. es Conclusiones

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Etapas de una EDAR biológica. Línea de Agua 3. 1 - Ejemplo destacable de gran rendimiento de depuración con máxima eficiencia energética Sistema de Biodiscos -Aireación y biomasa adherida -Nitrificación y desnitrificación -Elimina fosforo -Combinación de zonas aerobias y anaerobias Esquema de componentes EDAR Arroyo del Ojanco

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Etapas de una EDAR biológica. Línea de Agua 3. 1 - Ejemplo destacable de gran rendimiento de depuración con máxima eficiencia energética Sistema Stahlermatic Fuente: Enrique Oscar Loeffler

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Etapas de una EDAR biológica. Línea de Agua 3. 1 - Ejemplo destacable de gran rendimiento de depuración con máxima eficiencia energética Comparación con otros sistemas de fangos activos Ejemplo en población de 10. 000 habitantes equivalentes Nitrificación avanzada con desnitrificación simultanea, estabilización simultanea de lodo y eliminación de Fosforo Fuente: Enrique Oscar Loeffler

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Principales consumidores de energía

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Principales consumidores de energía Grafica de potencia necesaria en la EDAR por habitante. A mayor tamaño de población Menor necesidad de potencia instalada por habitante Los mayores consumos se dan en: Fuente: IDEA - Tratamiento biológico - Desbaste - Desarenado

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Motores En una EDAR pueden encontrarse en multitud de equipos y elementos (tamices, rejas de desbaste, soplantes, etc). Buscar motores con rendimientos óptimos para la necesidades de cada elemento

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Bombas Las bombas pueden ser de dos tipos “volumétricas” (adecuada para alta viscosidad y trabajo ideal para bajas revoluciones) y “turbo-bombas” (funcionamiento muy estable, ideal para altas revoluciones y pueden funcionar en líquidos con sólidos suspendidos). Se encuentran principalmente en los pozos de bombeo que elevan el agua al pretratamiento y en la recirculación y purga de fangos.

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Iluminación Son los equipos con menor consumo de una EDAR y se encuentran tanto en el interior como en el exterior de las instalaciones. Consumo aproximado entre el 1 -2% Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Ahorro Energético en Depuración

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Ahorro energético en depuración Ejemplos de ahorro en depuración a corto plazo: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Independizar la aireación de la agitación en los reactores de fangos activados Cambiar la tipología de aireación para mejorar la eficiencia energética Implantar equipos de aireación más eficientes Implantación del control de procesos por sensores en elementos Medidas de ahorro en el uso de motores eléctricos Optimización de los bombeos Aprovechar el 100% del biogás de la digestión para generación eléctrica (para EDAR convencionales) 8. Implantación de sistemas de control por sensores para regular el nivel de ventilación en naves cerradas. 9. Aumentar la desodorización confinada para reducir el número de renovaciones de aire a extraer

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Plan de Auditoría

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Plan de Auditoría Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Objetivos de la Auditoría - Conocer de forma exacta los consumos energéticos. - Detectar y evaluar las oportunidades de ahorro y de mejora de la Eficiencia Energética. - Analizar la posibilidad de utilizar energías renovables. - Detectar afectaciones al Medio Ambiente por almacenamiento, transportación o consumo energético Comprobar el uso dado (dónde y cómo) a los portadores energéticos. Analizar las actividades de contratación, almacenamiento, consumo y control de la energía. Comprobar que las reglamentaciones, procedimientos, especificaciones normas y otros documentos aplicables establecidos, son adecuados y se cumplen de forma eficaz.

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Contenido de una Auditoría energética

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética 1. Introducción La auditoria energética es la parte fundamental de cualquier programa de administración de energía en cualquier instalación donde se desee controlar el coste de energía. En la introducción se muestran los objetivos que se pretenden conseguir y una breve descripción de la situación general de las instalaciones que vayamos a Auditar. Conclusiones

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones 2. Descripción de la Situación Actual de la planta En este apartado detallaremos las instalaciones, sus componentes, estado y los condicionantes de uso. Es muy importante realizar un reportaje fotográfico y una completa toma de datos en la visita a las instalaciones. Esquema y componentes EDAR Arroyo del Ojanco Estado del Reactor biológico EDAR Orcera

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones 3. Inventario de los principales equipos consumidores de energía -Motores -Bombas -Iluminación Importante Anotar todas las características de cada equipo (Placa de características) Placa de características equipo Placa de características motor Iluminación

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Contenido de una Auditoria Energética Plan de Auditoria Conclusiones 4. Análisis de la facturación eléctrica Estudiar consumos de facturación eléctrica de la media de varios años. A mayor número de facturas y consumos Mas exactitud en resultados Mes ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE Imp. Consumo 367, 33 265, 77 263, 92 275, 59 342, 47 214, 62 343, 81 419, 67 302, 21 334, 68 197, 65 258, 41 Descuento 7, 35 5, 32 5, 28 5, 51 6, 85 4, 29 6, 88 8, 39 24, 18 26, 77 15, 81 20, 67 Potencia 1 96, 41 71, 46 82, 45 87, 95 85, 2 79, 71 93, 45 103, 6 80, 11 93, 93 58, 01 77, 35 Potencia 2 59, 45 44, 07 50, 85 54, 24 52, 54 49, 15 57, 63 58, 75 49, 4 57, 92 35, 77 47, 7 Potencia 3 13, 63 10, 11 11, 66 12, 44 12, 05 11, 27 13, 21 15, 5 11, 33 13, 28 8, 2 10, 94 Potencia 169, 49 125, 64 144, 96 154, 63 149, 79 140, 13 164, 29 177, 85 140, 84 165, 13 101, 98 135, 99 Impuesto elect. 27, 07 19, 74 20, 63 21, 71 24, 82 17, 92 25, 63 30, 12 21, 42 24, 19 14, 51 19, 11 Alq. Equipos 12, 42 9, 21 10, 62 11, 33 10, 98 10, 27 12, 04 14, 52 10, 27 12, 04 7, 44 9, 91 Importe total 568, 96 415, 04 434, 85 457, 74 521, 21 378, 65 538, 89 633, 76 450, 56 509, 27 305, 77 402, 75 IVA 119, 48 87, 16 91, 32 96, 13 109, 45 79, 52 113, 17 133, 09 94, 62 106, 95 64, 21 84, 58 TOTAL FACTURA 688, 44 502, 20 526, 17 553, 87 630, 66 458, 17 652, 06 766, 86 545, 18 616, 21 369, 98 487, 32

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones 5. Identificación de los potenciales ahorros Identificar los potenciales ahorros más característicos a corto plazo que se pueden implantar en la EDAR, de los que se han visto con anterioridad A modo de ejemplo en una de las Auditorias realizadas (EDAR de Coto-Rios) las medidas de ahorro vienen dadas principalmente por: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Instalación de una batería de condensadores Instalación de variadores de frecuencia Sondas de Nivel de oxigeno Programación de la temporización Sustitución de equipos por otros mas eficientes Sustitución de la iluminación

¿Qué es una EDAR? Tipologías Principales consumidores de energía Etapas de una EDAR biológica Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones 6. Posibilidad de instalación de energía solar fotovoltaica (Autoconsumo) Búsqueda de espacio disponible en la EDAR para la implantación de paneles fotovoltaicos para autoconsumo. Estudio de ubicación, presupuesto de ejecución, ahorro y recuperación de la inversión. 5000 0 -5000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Inversión inicial -10000 Ahorro anual -15000 Recuperación inversión -20000 -25000 Propuesta de implantación tras la Auditoria energética en la EDAR de Arroyo del Ojanco

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Contenido de una Auditoria Energética Plan de Auditoria Conclusiones 7. Reducción de emisiones de CO 2 Vienen dados tras realizar la propuesta de mejora dada en los elementos de la depuradora factibles de realización, así como por la inclusión de sistemas fotovoltaicos. DISTRIBUCIÓN CONSUMO INICIAL TRAS MEJORAS k. Wh/año Reducción kg CO 2/año Potencial de ahorro Energía teórica Actual consumida 60. 485 Energía ahorrada variadores Energía ahorrada sondas 11. 656 3. 355 4. 651 1. 339 19% 6% Energía ahorrada temporizadores Energía ahorrada por control de procesos Energía ahorrada por sustitución equipos Energía ahorrada Iluminación Energía Ahorro Fotovoltaica ∑ Energía total ahorrada 2. 966 8. 360 787 19710 49. 800 1. 183 3. 336 314 7. 864 19. 870 5% 5% 14% 1% 33% 82% 18% 19% 6% 33% 5% 14% 1% Ejemplo de ahorro tras las medidas en la Auditoria energética en la EDAR de Cortijos Nuevos 5% Energia ahorrada variadores Energia ahorrada sondas Energia ahorrada temporizadores Energía ahorrada control procesos Energía ahorrada sust. equipos Energia ahorrada Ilminacion Energia Ahorro Fotovoltaica Energia consumida tras mejoras

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones 8. Conclusiones Consiste es resumir a modo genérico todas la deficiencias encontradas en la EDAR y sus posibles mejoras. Es la parte mas importante Síntesis de toda la información contemplada en la Auditoría realizada y en la mayor parte de los casos, es el único apartado que se va a leer de manera detallada el lector del documento.

VII Jornadas sobre El ciclo integral del agua Conclusiones Finales

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 1. Sería primordial, hacer participe al Ayuntamiento del municipio en el proyecto de diseño y ejecución de la EDAR, al objeto de buscar el mayor equilibrio entre rendimiento de depuración, Ubicación Idónea, espacio necesario y futuros gastos de mantenimiento que tendrá que asumir el citado Ayuntamiento o en su caso la empresa concesionaria. Las EDAR, Se proyectan en función del nº de habitantes, caudales y tipología de las aguas a tratar, así como las necesidades de depuración en función del destino final de las aguas tratadas y el entorno en el que se realiza. Se hace necesario, tener en cuenta también, la Búsqueda de un equilibrio entre rendimiento de depuración, espacio utilizado y GASTOS DE MANTENIMIENTO para el Ayuntamiento o Gestor que se haga cargo de ella.

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 2. Es recomendable la realización de una buena Auditoria Energética en las EDAR, ya existentes para optimizar los costes de mantenimiento y procesos en ellas. Motivo Demasiadas EDAR de las estudiadas se encuentran en estado de abandono por excesivos costes eléctricos. Los Ayuntamientos no pueden hacer frente a estos costes y de ahí su estado. Solución Optimizar procesos, reducir consumos e implantación de equipos con mejores rendimientos. Implantación de Sistemas combinados de Aireación y biomasa adherida Instalación de sistemas de energía alternativa y más sostenible en las EDAR, como Energía Solar Fotovoltaica para autoconsumo.

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 3. Los principales consumidores de energía de las EDAR son: - Tratamiento biológico (motores y bombas) Desbaste (motores) Desarenado (motores) A mayor tamaño del municipio Menor potencia por habitante necesitada en la EDAR

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 4. De los ahorros comentados anteriormente en depuración, nuestra experiencia en base a las Auditorias que hemos realizado (16 EDAR en 10 municipios de Jaén) indica que los ahorros energéticos más factibles de aplicar son: Cambiar la tipología de aireación para mejorar la eficiencia. Implantar equipos mas eficientes. Implantación de control de procesos por sensores Medidas de ahorro en el uso de motores. (Variadores de Frecuencia) Optimización de los bombeos Implantación de energía fotovoltaica para autoconsumo

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 5. Con los ahorros energéticos factibles de aplicar que se han comentado en la diapositiva anterior, se pueden llegar a tener ahorros de hasta un 50% (sin incluir el autoconsumo por energía fotovoltaica). EDAR de Cortijos Nuevos k. Wh/año Energía teórica Actual consumida 60. 485 Energía ahorrada variadores Energía ahorrada sondas Energía ahorrada temporizadores Energía ahorrada por control de procesos Energía ahorrada por sustitución equipos Energía ahorrada Iluminación ∑ Energía total ahorrada 11. 656 3. 355 2. 966 8. 360 787 30. 090 Reducción kg CO 2/año Potencial de ahorro 4. 651 1. 339 1. 183 3. 336 314 12. 006 19% 6% 5% 5% 14% 1% 49% Veamos algunos ejemplos: EDAR de Orcera k. Wh/año Reducción kg CO 2/año Potencial de ahorro Energía teórica Actual consumida 105. 918 Energía ahorrada variadores Energía ahorrada sondas 20. 768 6. 570 8. 286 2. 621 20% 6% Energía ahorrada temporizadores Energía ahorrada por control de procesos Energía ahorrada por sustitución equipos Energía ahorrada Iluminación 5. 192 5. 235 21. 900 820 2. 072 2. 089 8. 738 327 5% 5% 21% 1% ∑Energía de total ahorrada tras mejoras 60. 458 24. 133 58%

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 6. La cantidad de ahorro energético en los consumos obtenida mediante la implantación de paneles fotovoltaicos es considerable. La experiencia obtenida en las Auditorias realizadas aportan datos de reducciones incluso mayores al 50% (solo con la fotovoltaica) en función del espacio disponible y de la potencia a implantar en la planta. Veamos algunos ejemplos: k. Wh/año Energía teórica Actual consumida 105. 918 Energía Ahorro Fotovoltaica 62. 415 Reducción kg CO 2/año Potencial de ahorro 24. 904 59% Reducción Potencial kg CO 2 de ahorro EDAR de Coto-Rios k. Wh/año Energía teórica consumida actualidad 44. 422 17. 725 Energía ahorrada por Fotovoltaica 27. 594 11. 010 EDAR de Orcera 62 % EDAR de Cortijos Nuevos Energía teórica Actual consumida Energía Ahorro Fotovoltaica k. Wh/año 60. 485 19. 710 Reducción kg Potencial CO 2/año de ahorro 7. 864 33%

¿Qué es una EDAR? Tipologías Principales consumidores de energía Etapas de una EDAR biológica Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 7. Como se ha visto en las dos conclusiones anteriores, el ahorro energético total por todas las medidas puede llegar a ser hasta de un 80%, Como es el caso de la EDAR de Cortijos Nuevos. Medidas de ahorro 49% Ahorro total 82% Implantación de fotovoltaica 33% DISTRIBUCIÓN CONSUMO INICIAL TRAS MEJORAS Energia ahorrada variadores 18% Energia ahorrada sondas 19% 6% 5% 33% 14% 5% Energia ahorrada temporizadores Energía ahorrada logica difusa Energía ahorrada sust. equipos Energia ahorrada Ilminacion Energia Ahorro Fotovoltaica Energia consumida tras mejoras 1%

¿Qué es una EDAR? Tipologías Principales consumidores de energía Etapas de una EDAR biológica Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales 8. La recuperación de los costes de las medidas propuestas en las distintas Auditorias que se han realizado en la provincia de Jaén tienen periodos de retorno ó amortización de la inversión algo elevados, (10 -15 años) Por este motivo se hace interesante aprovechar las Ayudas e Incentivos que la Agencia Andaluza de la Energía pone a disposición de los Ayuntamientos y Entidades Locales para acometer este tipo de actuaciones. 10000 0 1 -10000 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Inversión inicial -20000 Ahorro anual -30000 Recuperacion inversion Gracias a estas se podría reducir hasta un 50%, es decir, en torno a 5 -6 de periodo de retorno -40000 -50000 EDAR de Cortijos Nuevos

¿Qué es una EDAR? Tipologías Etapas de una EDAR biológica Principales consumidores de energía Conclusiones Finales RESULTADOS: Ahorro Energético en Depuración Plan de Auditoria Contenido de una Auditoria Energética Conclusiones Finales

Gracias por su atención Antonio Salazar Ramírez