Progetto di utilizzo di gas del digestore presso l’impianto di bonifica dell’acqua di Hyperion

Los Angeles: ‘Hyperion, il progetto di utilizzo del gas di recupero dell’acqua del digestore vince il premio Envision livello Platino’.

Il progetto di utilizzo del gas di digestore di $127 milioni è un sistema di cogenerazione a ciclo combinato che converte 7,5 milioni piedi cubici di gas biogenico di digestore prodotto quotidianamente presso l’impianto di bonifica dell’acqua di Hyperion (HWRP – Hyperion Water Reclamation Plant) a Los Angeles, California, in elettricità e vapore che viene utilizzato come fonte primaria di combustibile rinnovabile per soddisfare le esigenze di potenza e riscaldamento dell’impianto. L’implementazione di questo sistema riduce l’impronta di carbonio dell’impianto e abbassa le spese operative in quanto l’impianto è in grado di ridurre la quantità di elettricità e vapore che importa per le sue operazioni. Al fine di accogliere questo nuovo sistema, il team di progetto ha modificato l’interno dell’edificio di recupero energetico dell’HWRP, un edificio che in gran parte è rimasto vacante dalla fine del 1990, per ospitare le nuove attrezzature per il progetto di utilizzo del gas di digestore. “Come uno dei più grandi impianti di bonifica dell’acqua del mondo, è fondamentale che l’impianto operi nel modo più sostenibile ed efficiente possibile nel lungo termine”, ha dichiarato John Stanton, allora Presidente e CEO di ISI. “Questo progetto stabilisce un nuovo standard per altri impianti di bonifica di acqua sia grandi che piccoli; dimostra il business case per la sostenibilità in termini di riduzione dei costi operativi connessi con energia elettrica e vapore, e rifiuti ridotti. ISI è lieta di presentare il progetto utilizzo di gas digestore che ha ottenuto il premio Envision di Platino per infrastrutture sostenibili. L’ufficio dell’Ingegneria (BOE) della città di Los Angeles ha lavorato in stretta collaborazione con l’ufficio di sanitizzazione (LASAN), l’ufficio di Amministrazione Contrattuale della città di Los Angeles e il Gruppo di Costellazione Energetica per consegnare questo premiato progetto sostenibile. “Il progetto di utilizzazione del gas di digestione è un traguardo che rafforza l’impegno dell’ufficio di Ingegneria della città di Los Angeles per la sostenibilità”, ha affermato Mike Sarullo, Division Manager della divisione ingegneria ambientale della BOE. “Questa struttura di co-generazione ha avuto successo grazie alla forte partnership tra le agenzie cittadine e rafforza che progetti complessi possono essere progettati per soddisfare il più alto livello di infrastrutture sostenibili. Non solo protegge l’ambiente e produce tutte le esigenze di potenza della pianta, ma rende anche la città di Los Angeles una città più resiliente e vivibile. “Il sistema di rating sostenibile dell’infrastruttura Envision valuta la sostenibilità in cinque categorie: qualità della vita, leadership, mondo naturale, allocazione delle risorse, clima e resilienza. Questi contribuiscono a un impatto sociale, economico e ambientale positivo su una comunità durante la pianificazione, la progettazione e la costruzione di progetti infrastrutturali.

Le principali caratteristiche sostenibili che hanno contribuito a questo progetto ottenendo il livello Envision Platino includono:

Sviluppo di competenze e capacità locali

Il progetto di utilizzazione del gas del digestore sostiene gli obiettivi stabiliti nel piano urbano sostenibile della città per investire nella forza lavoro locale e ridurre la disoccupazione. Sia BOE che LASAN hanno sviluppato standard e strategie chiari e significativi che contribuiscono alla competitività della Comunità a lungo termine assicurando che le conoscenze, le competenze e la capacità della forza lavoro della Comunità siano rafforzate attraverso programmi di formazione e opportunità educative in tutte le fasi del progetto, compresa la pianificazione, la progettazione, la costruzione e il funzionamento. Inoltre, il 30% delle ore lavorative del progetto è stato eseguito da residenti locali, il 12% è stato eseguito da lavoratori classificati come tradizionalmente “svantaggiati” (ad esempio, donne e gruppi minoritari), e il 22% delle ore lavorative totali è stato eseguito da apprendisti. Complessivamente, questo progetto ha superato i requisiti di assunzione e formazione stabiliti dalla città.

Utilizzo di energie rinnovabili

Lo scopo del progetto di utilizzazione del gas del digestore è quello di utilizzare l’intero quantitativo di gas del digestore prodotto dall’HWRP per soddisfare le esigenze di energia elettrica e vapore dell’impianto. Il gas del digestore è costituito prevalentemente da metano (CH4) e anidride carbonica (CH2) ed è prodotto come sottoprodotto del processo di trattamento delle acque reflue. Il progetto genera energia rinnovabile attraverso due generatori di turbine a combustione (CTG) che hanno una potenza combinata di 22,7 megawatts. Inoltre, due generatori di vapore di recupero di calore (HRSGs) catturano lo scarico dai CTG e producono fino a 50.000 libbre di vapore di processo all’ora. Alcuni di questi processi di vapore sono deviati a due generatori di turbine a vapore (STG) che generano fino a 5 megawatt di potenza. I CTG sono progettati per funzionare su un gas del digestore del 100% dall’HWRP o su una miscela di gas del digestore e gas naturale. Il gas naturale viene utilizzato solo come fonte di combustibile supplementare per soddisfare le esigenze di alimentazione e vapore su una base necessaria. Stime conservative basate su medie mensili di miscela di combustibile mensile da aprile 2017 a marzo 2018 suggeriscono che l’attuazione del progetto di utilizzo del gas del digestore si tradurrà in almeno l’80% del fabbisogno di energia elettrica del HWRP proveniente da fonti rinnovabili.

Evitare potenziali trappole e vulnerabilità

Il team di progetto ha analizzato a fondo i potenziali cambiamenti nelle principali variabili di progettazione tecnica durante la vita del progetto e gli ostacoli e le vulnerabilità associate che potrebbero avere un impatto sul progetto. Ostacoli da risorsa includono l’aumento dell’impiego delle risorse che potrebbero diventare scarse o costose, come il gas naturale e la dipendenza dalla rete elettrica. Un progetto che dipende dal gas naturale per le sue operazioni può essere influenzato dalle fluttuazioni dei prezzi, per esempio. Allo stesso modo, fare affidamento sulla rete elettrica rende l’HWRP vulnerabile agli impatti di interruzioni di corrente su larga scala. L’implementazione del Digester Gas Utilization Project aiuta a far sì che l’HWRP eviti questi ostacoli e vulnerabilità rendendo l’impianto più autosufficiente, producendo e utilizzando un’energia rinnovabile per soddisfare le sue richieste di energia. Il progetto prende in considerazione anche la futura crescita della popolazione, la variabilità del flusso in entrata verso l’HWRP a causa di condizioni meteorologiche estreme e potenziali aumenti del contenuto organico nelle acque reflue influenti.

Gestione delle acque piovane

L’HWRP cattura e ripropone oltre il 100% delle acque piovana in loco, incluso il flusso aggiuntivo dalla sua struttura consociata, l’impianto di bonifica dell’acqua di Donald C. Tillman e le comunità vicine. Le misure di sviluppo a basso impatto sono state integrate nella progettazione del progetto di utilizzazione del gas del digestore per ridurre gli impatti negativi associati al deflusso delle acque piovane. Ad esempio, due nuovi bacini di cattura e un nuovo marciapiede e grondaia sono stati costruiti come parte del progetto, che sono tutti integrati con il sistema di drenaggio dello stabilimento. Tutte le acque piovane raccolte vengono inviate all’impianto per il trattamento, alcune delle quali sono riutilizzate come effluenti ad alta pressione trattati (HPE) da utilizzare in numerosi processi vegetali. Ad esempio, il progetto di utilizzo del gas del digestore utilizza HPE trattata come acqua di raffreddamento per le sue principali attrezzature anziché acqua potabile.