Estudio energético de la integración de una unidad de oxidación en agua súper-crítica en el proceso de una EDAR

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y la simulación de un proceso de tratamiento de aguas residuales basado únicamente en operaciones fisicoquímicas, haciendo especial hincapié en la recuperación de energía. El proceso se alimenta con un caudal de 101000 m3/h de agua residual de carga media, equivalente al caudal tratado en la ciudad de Valladalid. El proceso propuesto consta de cuatro etapas; una primera de ultrafiltración con membranas de fibra hueca, seguida de un proceso de evaporación mediante tres intercambiadores en serie con el objetivo de concentrar la materia orgánica, posteriormente una etapa de reacción de oxidación en condiciones supercríticas y, por último, la recuperación de energía a través de una turbina de gas. Mediante la simulación realizada, se obtiene un proceso de tratamiento capaz de tratar un 99% del agua residual de partida, con una demanda térmica de 10681 kW y una demanda mecánica de 1810kW. La instalación de la turbina de gas permite rescatar el potencial energético de la corriente de salida de gases del reactor, la cual se encuentra en condiciones supercríticas. La energía recuperada permite solventar los 28781 kW demandados y exportar 3733 kW a la red eléctrica.