Plantas de tratamiento de aguas residuales con generación de energía auto sostenibles Dr. Christoph Platzer Ing. Sebstian Rosenfeldt PTAR Jaquipe II,

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2 Plantas de tratamiento de aguas residuales con generación de energía auto sostenibles Dr. Christoph Platzer Ing. Sebstian Rosenfeldt PTAR Jaquipe II, Feira de Santana, Bahia, Brasil

3 1.Estudio de caso a)PTAR Jacuípe II b)Adecuaciones en el reactor UASB c)Sistema de aprovechamiento energético de biogás d)Premisas e)Cálculo de Viabilidad, Costos e Ingresos f)Resultados e Conclusiones Contenido

4 Tratamiento anaerobio de aguas residuales muy difundido en Brasil Potencial contaminante proveniente de las emisiones difusas del biogás recibe mas atención Investigación del potencial económico do biogás como fuente de energía Hay varias posibilidades de aprovechamiento energético La finalidad de este trabajo es la utilización de motor-generador para producir energía eléctrica Introducción

5 PTAR Jacuípe II

6 Implantación de sistema de colecta de biogás Implantación de sistema de remoción de camada flotante formado de natas Adecuaciones en el UASB

7 Formación de camadas cada vez mas espeso, solidificado e impermeable Acumulación de natas puede ocasionar rupturas de los separadores trifásicos y obstrucciones de válvulas y tuberías Adecuaciones en el UASB Fuente: Guia de biogás – Próbiogás (2015)

8 Sistema de aprovechamiento energético de Biogás

9 97.200 contribuyentes Contribución per cápita 97 g DQO /(hab.d) Eficiencia de remoción de la DQO de 65 % Carga Orgánica Afluente al reactor UASB Concentración de CH4 de 70 % Pérdida de biogás de 20 % Producción de biogás nos reactores UASB Eficiencia eléctrica do motor-generador de 38 % Disponibilidad técnica de 8.000 h/a Funcionamiento continuo Transformación Energética Premisas

10 Consumo energético estimado 16 – 19 kWh/ hab,a Autosuficiencia de 80 – 100% Autosuficiencia Vida útil conforme literatura específica (SANDER, 2003) Tasa de interés real de 2,08 % Tasa cambial de R$ 3,20 por EURO Cálculo da viabilidad Premisas

11 Levantamiento de costos reales da adquisición, importación e instalación do sistema de aprovechamiento de biogás Sistema de coleta e quema de biogás no fue considerado en los cálculos Cálculo del costo anual equivalente Calculando con tasa de interés real → Eliminando la inflación CAUE– Costo anual uniforme equivalente; I– Investimento; i– tasa de interés real en %; n– vida útil en anos. Calculo de la Viabilidad

12 Ítem Costo en USD Costo en % Vida útil en anos CAUE en USD CAUE per cápita en USD Elaboración del Proyecto33.2163%103.7120,038 Unidad Motor-Generador644.92257%1550.4750,519 Sistema de Tratamiento de Biogás84.5297%109.4480,097 Gasómetro124.94711%159.7790,101 Sistema de captación de biogás50.6794%10No considerado Sistema de transporte de biogás27.5742%103.0820,032 Instalaciones Eléctricas92.5428%205.7010,059 Medición de caudal de biogás16.4551%82.2540,023 Medición de composición de gás47.0194%86.4390,066 Sistema de combustión18.5172%8No considerado TOTAL1.140.400100%90.8900,935 CAPEX

13 ÍtemQtd.Unidad Costo unitario en USD Costo anual total en USD per cápita Mantenimiento de generación1.579.291kWh/a 0,008413.3310,137 Reparación de generación1.579.291kWh/a 0,012719.9970,206 Operación del sistema de tratamiento de biogás650.122m 3 biogás /a 0,0149.1460,094 Mantenimiento del gasómetro1global 2.499 0,026 Mantenimiento del sistema de captación de gas0global 1.014No considerado Mantenimiento del sistema de transporte de gas1global 551 0,006 Mantenimiento de las instalaciones eléctricas1global 1.851 0,019 Mantenimiento de la medición de caudal del gás1global 329 0,003 Mantenimiento de la medición de composición1global 940 0,010 Mantenimiento do sistema de combustión0global 370No considerado Autoconsumo de energía eléctrica31.586kWh/a 0,165.0200,052 Consumo de aceite lubricante1.128L óleo /a 11,3312.7760,131 Análisis de Laboratorios – Aceite Lubricante12un. 1912.2950,024 Análisis de Laboratorios - Biogás2un. 7911.5830,016 Mano de Obra del Operador810Horas 11,189.0530,093 Costos Generales197kW instalado 9,851.9400,020 TOTAL81.312 0,837 OPEX (datos de literatura)

14 Ingreso (beneficio) calculado con base en la producción de energía eléctrica -> Costo evitado – Considerando a tarifa incidente en la unidad Con descuento de 15 % para saneamiento Considerando os impuestos incidentes – Considerando producción continua de energía eléctrica – Ingresos de USD 250.996 por ano o USD 2,582/(hab.a) T– Tarifa promedio; T fp – Tarifa fuera de la punta; TpTp – Tarifa de la punta. Ingresos

15 Resultados Ingreso

16  CAPEX e OPEX aumentaron cerca de 20 %  Saldo reduce a 44 % Resultados

17 Lecciones aprendidas Manuales de montaje no disponible en portugués Equipos para reemplazo en caso de defecto deben ser importados Aceite lubricante homologado para uso con Biogás Identificación y reparación de fugas difusas La sostenibilidad de la operación del sistema es aspecto crítico a resolver Resultados

18 Para el caso de la PTAR Jacuípe II a instalación de sistema de aprovechamiento energético se mostró económicamente viable con un saldo de USD 78.794 por ano o USD 0,81 por ano y contribuyente Aumento da eficiencia energética con viabilidad económica – Tasa interna de retorno de 13 % Energía térmica representaría un potencial financiero de cerca de USD 98.923, considerando el costo evitado con combustible para la operación del secador Fuente: Energie-Atlas Bayern (2015) Conclusiones – Estudio de caso

19 Gracias Dr. Christoph Platzer chr@rotaria.net

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