En 2017, una planta de aguas residuales ubicada en la ciudad de Albion comenzó a probar el nuevo mezclador Flygt 4220 de Xylem para comprobar la forma de mejorar la eficiencia del mezclado. La planta llegó a la conclusión de que el mezclador Flygt 4220 podía producir los mismos resultados que el antiguo mezclador de la planta utilizando un 92% menos de energía.

La ciudad de Albion – localizada en Michigan, EE.UU. – culminó una mejora de su planta de aguas residuales de algo más de 15 millones de litros (4 millones de galones) por día en el otoño de 2017. Más adelante, Kent Phillips, superintendente de la planta, se interesó en probar el impacto que podría tener la optimización del mezclado en otros aspectos del proceso de tratamiento.

La planta está bien configurada para este tipo de experimento. Se trata de un proceso convencional de lodos activos con dos trenes en paralelo. Los trenes paralelos permiten que sea sencillo realizar ajustes finos en uno de los trenes y observar la forma en que ello repercute en el efluente desde ese lado, mientras el otro tren se mantiene constante.

La teoría inicial de Phillips señalaba que modular la velocidad para mantener el mezclado a la par que se reduce el “batido” de la superficie reduciría el oxígeno disuelto (OD) en esta parte del proceso. El OD reducido podría mejorar la eliminación biológica de fósforo y permitir que la planta reduzca el uso de sustancias químicas y energía.

Prueba del mezclador compacto sumergible adaptable Flygt 4220

La oportunidad de mejorar el proceso de tratamiento surgió cuando Phillips se puso en contacto con Kennedy Industries, distribuidor de confianza de Xylem, para coordinar una demostración de campo del nuevo mezclador Flygt 4220 de Xylem.

El mezclador Flygt 4220 representa una importante innovación respecto de los mezcladores compactos actuales. El diseño del mezclador incluye una nueva forma cónica lisa, que evita que las fibras textiles queden atrapadas en las paletas, gracias a lo cual se minimiza el mantenimiento. El diseño del mezclador también emplea un motor de imanes permanentes de clase IE4, lo que permite una eficiencia del motor que antes era imposible de lograr.

Además, el mezclador Flygt 4220 es el único que posee un variador de frecuencia integrado. Estos controles avanzados permiten que el mezclador regule el empuje y el consumo de energía según los cambios en el proceso. Asimismo, ofrece una comunicación continua con el operador. El mezclador puede ser controlado fácilmente a distancia por operadores u otros sistemas como SCADA o controladores del sistema a través de ModBus.

Instalación sencilla sin necesidad de un arrancador de motor

Retirar un antiguo mezclador instalado en mástil y sustituirlo por un mezclador Flygt 4220 es sencillo. El mezclador Flygt 4220 no crea una corriente de inserción (diseñado con arranque suave), de manera que las provisiones eléctricas para un mezclador con mayor potencia de salida pueden fácilmente albergar a un Flygt 4220 de similar empuje. Los mezcladores Flygt 4220 no necesitan un arrancador de motor, lo que simplifica la instalación, especialmente cuando se empieza desde cero.

Resultado: reducción del consumo energético de 1,3 kW a 0,1 kW

El mezclador Flygt 4220 de Albión se colocó en un tanque anóxico de 5 m de largo por 4 m de ancho por 4,5 m de profundidad (16 x 13 15 pies), en reemplazo de un mezclador compacto que demandaba un consumo permanente de 1,3 kW. La instalación culminó el 2 de agosto de 2017, tras lo cual el mezclador entró en funcionamiento con el empuje recomendado durante los primeros días, basándose en la herramienta de dimensionamiento del mezclador del fabricante.

Inmediatamente el nuevo mezclador tuvo un consumo de 0,53 kW para producir el mismo empuje que el mezclador original con una demanda de 1,3 kW. Después de eso, Phillips empezó a experimentar. Descubrió que podía hacer funcionar el mezclador a velocidades mucho más bajas sin dejar de obtener un mezclado adecuado.

Finalmente, logró que el nuevo mezclador bajara de 180 a 100 r.p.m., verificándose un consumo de solo 0,10 kW, sin dejar de ofrecer un mezclado suficiente en el tanque experimental. Esto representa el 8% del uso energético del mezclador anterior. La prueba mostró que puede haber oportunidades impresionantes para ajustar el empuje del mezclador, cuando se dispone del equipo para aprovecharlo.

El mezclador Flygt 4220 de Xylem está disponible en modelos de 1,5, 2, 3 y 4 caballos de fuerza. Un mezclador de cuatro caballos de fuerza puede funcionar a cualquier nivel de potencia más bajo y ofrecer un rendimiento con la misma alta eficiencia que un modelo de potencia más baja.