Published 2014 | Version v1
Miscellaneous

Exergetic evaluation of waste water and sludge treatment system with electrical generation of a processed food plant

Description

An exergetic evaluation was carried out in a wastewater and sludge treatment plant with electric cogeneration that receives the tributaries of a sardine and tuna processing plant. A review was made of the historical data of operation of two years, the necessary technical information was collected to evaluate the plant and estimating the missing information through mathematical models and with a simulator of chemical and biological processes. The exergy balance of the subprocesses was carried out and determined that it is necessary to look for ways to increase the organic load that is removed in anaerobic processes and to improve the use of biogas energy; besides to reduce the consumption of electrical energy. To improve the operation of the UASB anaerobic reactor, its operation was modeled in the thermophilic environment and it was determined that the energy that could be extracted from the biogas is not enough to reach the operating temperature in this regime; Laboratory tests were performed and the real increase in biogas production was determined by increasing the operating temperature by a few degrees. The concentrations of GyA and SST fed to the UASB were determined close to the limit, so it was recommended to improve the operation of the DAF 1 and autoclave, the equalizing tank was cleaned regularly. With respect to the aeration system of the active sludge, a potential of 64% energy saving was determined by only performing an adequate cleaning of the diffusers. Optimizing the internal circulation recirculation was recommended to save energy and improve denitrification. The saving of money was compared of different options of use of biogas and it was determined that the most profitable option is to make a deep repair to the internal combustion engine already in place, in the place it was relocated sheltered from the acids that are generated in the biological reactors . The investment was estimated and would be paid in less than one year. The possibility of using biogas was valued as a substitute for fossil fuels and it is determined that more money is saved than with the previous option, so the detailed design must be followed. For the electric motors of the plant were determined which were the ones that should be changed by motors of premium efficiency and which is better to wait until they break down to replace them either by premium motors or high efficiency. The potential savings for each of these estimates is US $2,794, US $36 and US $1393 per year, respectively. The rigor analyzes in the CSTR were recommended in order to optimize the process. (Author)

Availability note (English)

Available from Biblioteca Luis Demetrio Tinoco, Universidad de Costa Rica

Abstract (Spanish)

Una evaluacion exergetica fue realizada en una planta de tratamiento de aguas y lodos residuales con cogeneracion electrica que recibe los afluentes de una planta procesadora de sardina y atun. Una revision fue realizada de los datos historicos de operacion de dos anos, la informacion tecnica necesaria fue recopilada para evaluar la planta y estimando la informacion faltante mediante modelos matematicos y con un simulador de procesos quimicos y biologicos. El balance de exergia de los subprocesos fue realizado y determinando que es necesario buscar maneras de aumentar la carga organica que se remueve en los procesos anaerobios y de mejorar el aprovechamiento de la energia del biogas; ademas de disminuir el consumo de energia electrica. Para mejorar el funcionamiento del reactor anaerobio UASB, se modelo su funcionamiento en el ambito termofilico y se determino que la energia que se podria extraer del biogas no es suficiente para alcanzar la temperatura de operacion en este regimen; pruebas de laboratorio fueron realizadas y se determino el autmento real en la produccion de biogas al aumentar un pocos grados la temperatura de operacion. Las concentraciones de GyA y SST alimentadas al UASB fueron determinadas cercanas al limite, por lo que se recomendo mejorar el funcionamiento de los DAF 1 y autoclave, se limpio el tanque igualador con regularidad. Con respecto al sistema de aireacion de los lodos activos , fue determinado un potencial de ahorro de un 64% de energia con solo realizar una limpieza adecuada de los difusores. Optimizar el frujo de recirculacion interna fue recomendado para ahorrar energia y mejorar la desnitrificacion. El ahorro de dinero fue comparado de distintas opciones de aprovechamiento del biogas y se determino que la opcion mas rentable es hacer una reparacion profunda al motor de combustion interna ya existente, en el sitio se reubico resguardado de los acidos que se generan en los reactores biologicos. La inversion fue estimada y se pagaria en menos de un ano. La posibilidad de utilizar biogas fue valorada como sustituto de combistibles fosiles y se determina que se ahorra mas dinero que con la opcion anterior por lo que se debe proceder con el diseno detallado. Para los motores electricos de la planta fueron determinados cuales eran los que se debian cambiar por motores de eficiencia premium y cuales es mejor esperar a que se averien para sustituirlos ya sea por motores premium o de alta eficiancia. El ahorro potencial por cada una estas estimaciones es de US$2.794, US$36 y US$1393 anuales, respectivamente. Los analisis de rigor en el CSTR fueron recomendados con el fin de optimizar el proceso. (autor)

Additional details

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Original title (Spanish)
Evaluacion exergetica del sistema de tratamiento de aguas y lodos residuales con generacion electrica de una planta procesada de alimentos

Publishing Information

Imprint Place
San Jose (Costa Rica)
Imprint Pagination
167 p.

Optional Information

Notes
Tabs., figs., refs.