Introducción
- Agua y energía, en el ciclo urbano del agua
- Planteamiento del Problema
- Pregunta Problema
- Objetivos
- Hipótesis
- Metodología
¿En qué medida se puede mejorar la eficiencia actual de PITARNL utilizando lodos residuales? Determinar una forma de utilización viable de los lodos residuales de PITARNL que reduzca las emisiones de GEI.
Ciclo Urbano del Agua, sostenibilidad e interacciones agua y energía
Ciclo Urbano del Agua
Como mencionan Langbein y Hoyt (1959), la CH es uno de los grandes planes de la naturaleza; porque reconocen su importancia para los ecosistemas. El CUA es un sistema importante, dentro del dinamismo de los ecosistemas urbanos, en el que interactúan procesos de producción, diferentes actores, ecosistemas y servicios públicos, infraestructuras técnicas e institucionales, en referencia a la gestión de recursos (Flores, 2008).
Sostenibilidad
La reincorporación de materia, además de reducir los residuos, tiene como objetivo reducir la importación de material y energía. En este caso, el aprovechamiento de lodos residuales del PITARNL reducirá la salida de materiales y el aporte de energía.
Agua-Energía
Como resultado, también hay impactos en la CUA que están estrechamente relacionados con la energía eléctrica, uno de los principales impulsores de las emisiones de gases de efecto invernadero. Los típicos lodos de aguas residuales domésticas procedentes de las EDAR son un buen recurso para ello.
Planta Internacional de Tratamiento de Aguas Residuales de Nuevo Laredo,
La Comisión Municipal para el Agua Potable y Saneamiento del Municipio de Nuevo
Los lodos se componen en un 90% de agua, que se filtra y se devuelve a la estación de bombeo PITARNL. Por otro lado, existe la posibilidad de aprovechar el potencial energético de los lodos que podrían aprovecharse dentro del mismo PITARNL. Por ejemplo, el aumento del consumo de energía y el crecimiento de lodos residuales son el resultado de exceder los parámetros.
Actualmente, el manejo de lodos en PITARNL representa el mayor problema logístico y financiero de la planta (Pérez Faz, entrevista 2014). Sin embargo, PITARNL debe cubrir los costos de transporte para trasladar los lodos desde PITARNL al vertedero (Pérez Faz, entrevista, 2014). La situación de los lodos restantes está llamando la atención de la administración interna de PITARNL sobre cómo mejorarlos en vista de los problemas.
Además, en el manejo de lodos de PITARNL no añaden ningún compuesto químico para espesar los lodos. Resumiendo la información hasta el momento, se propone utilizar lodos residuales de PITARNL para la producción de electricidad. Esquema de la propuesta de aprovechamiento de lodos residuales para generación de energía en PITARNL.
Evaluación del manejo de lodos residuales de la PITANL
Los datos de diseño del dispositivo se utilizaron para evaluar el colector de lodos PITARNL. El manual de funcionamiento de PITARNL establece que la planta está diseñada para generar 28 ⁄ de lodos de depuradora cuando funciona al 100% de su capacidad y 34 ⁄ cuando funciona al 150%. Por ejemplo, durante los períodos de lluvias, los lodos tienden a tardar más en secarse, lo que genera problemas en el manejo de la planta, no sólo para el almacenamiento en PITARNL, sino también por la cantidad de camas de secado.
La evaluación general del tren de lodo PITARNL obtuvo una calificación de menos siete en términos de diseño. El diseño de una planta es importante, incluso es el factor principal para cumplir con los parámetros, pero no lo es todo, pues las buenas prácticas administrativas y de operadores contribuyen al cumplimiento de la ley en el caso del PITARNL. Por ejemplo, a pesar de lo inadecuado de los lechos de secado, la calidad final de los lodos se reporta como excelente o clase A (tablas 5 y 6).
Un aspecto interesante es que a pesar de que hay menos lechos, los demandados utilizan sólo la mitad de ellos, posiblemente porque los lodos son más espesos ya que en ocasiones los lodos pasan más tiempo en el tanque de retención de lodos o que la carga orgánica en el flujo del la planta está sentada. Es necesario aclarar que la evaluación se refiere únicamente al diseño, en términos de calidad, el lodo cumple con la calidad de la norma mexicana. Son estos recientes procesos de gestión de lodos de PITARNL los que presentan un problema.
Escenario cero de la PITARNL
Pues bien, la zona destinada a la acumulación dentro del PITARNL se está llenando rápidamente, por lo que esta zona está llena de lodos residuales casi todo el año, a pesar de cumplir con el estándar de calidad. Las condiciones reales de la fábrica cambian día a día, pero hay datos establecidos, es decir, la moda de los datos o los promedios. Para la evaluación de la eficiencia del PITARNL se presentan las fórmulas que se explican en el anexo 3.
Finalmente se realiza el cálculo del ajuste energético, mediante el cual se determinará la eficiencia global del PITARNL, teniendo en cuenta que la variable que más influye es la energía. La eficiencia energética de la planta es buena, ya que en la estandarización que trata la metodología se dice que si la eficiencia energética es 16 tendrá una puntuación de 100 unidades en la evaluación, si obtiene una eficiencia de 19 será una puntuación igual a cero. Sin ninguna implementación tecnológica adicional, la planta es eficiente, según la metodología, ya que no solo tiene una alta remoción de materia orgánica, lo que le permite cumplir con los parámetros impuestos por la Ley 279 de CILA, sino también un bajo consumo de energía.
La energía generada para el escenario cero es cero ya que no existe ningún tipo de generación de energía dentro de PITARNL. Con los cálculos de la Metodología para la determinación de emisiones de TGP, se estableció que en el escenario cero, es decir en la actualidad, las emisiones de TGP PITARNL son 4899,9567 toneladas equivalentes de dióxido de carbono al año. Los datos de la aplicación de la metodología incluyen únicamente las emisiones del proceso mismo, las emisiones de TGP de
Escenario uno, aprovechamiento de los lodos residuales para la generación de energía
Con esta estimación energética se continúa con la evaluación de la eficiencia para el escenario 1, teniendo en cuenta el desplazamiento de energía eléctrica procedente de fuentes de alto impacto de la energía eléctrica procedente de biogás. Ahora que se obtiene con el valor energético teórico estimado, se desarrolla el método para determinar la eficiencia de PITARNL, para finalmente comparar cuánto aumenta o disminuye la eficiencia con el uso de lodos residuales para la producción de energía. La cantidad de energía desplazada corresponde al 43%, un cambio significativo gracias al bajo consumo de PITARNL.
Para esta metodología la principal variable es el aspecto energético, por lo que el aprovechamiento de lodos residuales para la generación de energía tiene un impacto positivo en la eficiencia del PITARNL. Con este único cambio, PITARNL se convertiría en una planta modelo, por su bajo consumo energético y sobre todo por el consumo energético de lodos residuales. Sin duda, aprovechar el potencial energético de los lodos residuales mejora la eficiencia del PITARNL.
Para determinar las emisiones de GEI se tendrán en cuenta los parámetros de funcionamiento actuales del PITARNL, pero se tendrá en cuenta la generación de energía esperada y el desplazamiento de energía que se producirá con el biogás. Por otro lado, la reducción de las emisiones de GEI es de casi el 50%, también gracias a la buena gestión de los lodos residuales para aprovechar el potencial energético. Esta mejora posicionará a la PITARNL como una planta modelo, no sólo por la calidad del efluente, sino también por su consumo energético y desplazamiento de energía.
Conclusiones
Evolución del consumo de energía per cápita en México 1971-2011 (Grupo del Banco
Sumado a esto, la variabilidad climática continúa posicionándose como un tema de gran importancia global, en este sentido, el poder de las fuentes de energía alternativas gana puntos a su favor. Sin embargo, el 21% de la producción de energía en el mismo año provino de fuentes renovables, de las cuales el 70% es hidroeléctrica (Gráfico 4).
Fuentes de energía en el mundo. Información (Sener, 2013)
Fuentes renovables 2010. (Sener, 2013)
Destaca la importancia de la variabilidad climática, siendo el CH uno de los procesos más afectados. El cierre del CUA en la etapa de alcantarillado mediante la reincorporación de sus flujos de producción provenientes de las PTAR es una necesidad que debe ser atendida. Disponer de medios para recuperar recursos para que no se ponga en peligro el desarrollo de las generaciones futuras, ya que la energía y el agua son esenciales (ONU, 2014).
Las posibilidades de reincorporar la materia procedente de las salidas de los RIWZI son diversas, el efluente puede llegar nuevamente para usos como riego o usos ecosistémicos, es decir incorporarse nuevamente a los KG. Para la reincorporación de lodos existen varias posibilidades, siendo la más común utilizarlos como fertilizante o aprovechar su potencial energético. Este proceso consiste en una digestión anaeróbica que libera GEI, debido a la respiración de las bacterias.
Si bien es cierto que lo ideal sería eliminar las emisiones de GEI provenientes de la producción de energía, pero por otro lado las fuentes de energía alternativas son una opción que permite reducir las emisiones de GEI. La importancia de aprovechar los recursos locales para su uso dentro de la CUA es esencial. Es cierto que las condiciones locales de los ecosistemas urbanos afectan de muchas maneras el gasto energético, sin embargo, en el caso de las EDAR, el aprovechamiento de la energía es fundamental para los propios procesos de saneamiento, así como su utilización en motores de aireación del caudal. agua.
Ubicación geográfica de Nuevo Laredo, Tam. (EmbassyWorld.com Inc., 1998)
Al utilizar los lodos residuales para la generación de energía como se propone en el primer escenario, la eficiencia de PITARNL aumenta hasta el 96%, gracias al aporte energético que aporta. La gestión de lodos residuales de PITARNL mediante digestión anaeróbica para generación de energía es una opción más viable que la gestión actual. Al utilizar los lodos restantes para la generación de energía, la eficiencia de PITARNL aumenta significativamente, gracias al aporte energético que aporta.
Dado que las aguas residuales de PITARNL cumplen con los estándares, ¿cree usted que es conveniente ocuparse de los lodos residuales? Para la evaluación energética PITARNL se toma como unidad toda la planta. En este caso se seleccionó el escenario 5 “Metabolismo aeróbico de los lodos generados”, escenario actual de PITARNL.
Indicadores para determinar la mejor opción en el aprovechamiento de lodos residuales del PITAR de Nuevo Laredo.
