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El gas utilizable producido, se puede estimar con 170l gas/kg DQO removido . La remoción del DQO en reactores de este tipo es de hasta 80%. Calculando con una carga de 90g DQO/(hab.•d) significará un DQO removido de 72g DQO/(hab.•d). Esto significa una producción de 12,24 litros de gas/(hab.•d) (recordar que es una estimación gruesa/ no se considera la DQO que entra en el lodo). El contenido de energía en el gas es 6,5kWh/m 3 . En el siguiente ejemplo, el autor realizó el cálculo con una eficiencia de 30% con respecto a la producción de electricidad (ver Lettinga y otros, 1980/11/). Tabla 43: Producción de energía con el gas de un reactor anaeróbico Habitantes 1 Hab. DQO 0,09 kg/d DQO removido 0,072 kg/d Gas producido 12,24 l gas/d Energía en el gas 6,5 kWh/m 3 Energía total 0,08 kWh/d Energía eléctrica diaria 0,024 kWh/d Energía eléctrica anual 8,7 kWh/a Significa que el potencial para la producción de energía, a través de un reactor de este tipo, es suficiente para satisfacer la demanda de energía de las plantas con reactores anaeróbicos. En el caso de grandes plantas, vender energía es también una posibilidad. No obstante, hay que considerar que la instalación y la operación de un generador también están vinculadas a costos particulares. Los costos específicos para los generadores se muestran en la Figura 55. Calculando un costo de inversión de 700US$/kW y una potencia de 1kW/1.000 hab. (energía eléctrica), se obtendrán costos de inversión específicos de 0,7US$/hab. Calculando la amortización (6% tasa de interés, a 10 años de tiempo de vida útil) con un factor de 0,1359 (anual) y adicionando los costos para operación y mantenimiento de 20% de la inversión por año sería: • Costos del capital 0,095 US$/(hab.•año) • Costos de operación y mantenimiento 0,14 US$/(hab.•año) • En total 0,235 US$/(hab.•año) Esto significa también, que los costos por kWh producidos son: 0,235 US$/(hab.•año) /8,7 kWh/ (hab.•año) = 0,03 US$/kWh (en comparación con 0,05 hasta 0,2US$/kWh de empresas que venden energía eléctrica) Las consideraciones muestran, que -en todo caso- la producción de energía con el gas puede ser rentable. 5.3.7. Consumo de energía para la operación de plantas en base a lodos activados a) Tipos de sistemas en base a lodos activados Hay diferentes tipos de sistemas en base a lodos activados, es preciso diferenciar entre las metas del tratamiento. En estas plantas, la energía es necesaria para: • Introducción de oxígeno en el tanque de aireación • Mezcla en el tanque de aireación • Recirculación y transporte del lodo activado, del tanque de sedimentación al tanque de aireación o al digestor • Movimiento de los rascadores dentro del tanque de sedimentación Aproximadamente, un 80% de la energía se necesita para introducir oxígeno en el tanque de aireación. El consumo de energía depende también de la eficiencia del sistema de aireación, una eficiencia de 1,5kg O 2 /kWh (Wagner, 2001/16/) 68 recomendaciones para la elección de plantas de tratamiento de agua residual aptas para bolivia 5
Figura 54: Generador para producir energía eléctrica usando el gas de digestión (Foto: Ing. Edgard Alarcón) es un valor promedio para sistemas comunes (para agua residual). Para sistemas de una eficiencia de 1,5kg O 2 /kWh (agua residual) se puede calcular con el consumo de energía representado en la Tabla 44. El consumo de energía aumenta con la temperatura del agua (debido a la actividad de las bacterias y la solubilidad de oxígeno en el agua). En el momento no existe una planta de este tipo en Bolivia y solamente hay dos diseños preliminares (para La Paz y Tarija); por ello no es imprescindible determinar exactamente la influencia de la temperatura. En el caso de instalación de un sedimentador primario (puede ser un tanque Imhoff), se puede disminuir bastante el consumo de energía (más o menos 30 hasta 35%). Figura 55: Costos específicos de inversión (US$/kW) para generadores (Según informaciones personales del Ing. Edgard Alarcón) 900 800 700 600 Dó lar es /kW 500 400 300 200 100 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1.000 Potencia (kW) recomendaciones para la elección de plantas de tratamiento de agua residual aptas para bolivia 69 5
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