Escrito por Larry Trojak, Trojak Communications
Versión también publicada en Revista TPO, Febrero de 2020
La instalación de Alabama establece elevadas metas para su actualización; cumple o supera a todos.
Cuando la ciudad de Prattville, Alabama, recientemente decidió actualizar su planta de tratamiento de aguas residuales de Pine Creek, no escatimó esfuerzos para hacerlo. Si bien habían realizado modificaciones incrementales más pequeñas en el pasado, esta vez llevaron la planta de simplemente adecuada a con visión de futuro audaz, diseñándola para que sea viable y efectiva durante al menos el próximo cuarto de siglo. Incluido en los cambios al por mayor estaba un replanteamiento de su capacidad de manejo de sólidos que, hasta ese momento, era a la vez básica y costosa. Hoy en día, la Planta de Agua Limpia de Pine Creek utiliza un nuevo enfoque para la aireación, deshidrata a través de un par de nuevas prensas de tornillo, genera biosólidos de Clase A para aplicaciones terrestres y ahora acepta lodos de una instalación hermana cercana. En este caso, estar en un arroyo es definitivamente algo bueno.
Lidiar con el crecimiento
Ubicada a 20 minutos al noroeste de Montgomery, Prattville es una ciudad de 34,000 habitantes que ha experimentado un desarrollo impresionante en los últimos tiempos. Según la Cámara de Comercio local, solo entre 2014 y 2018, se han abierto más de 130 nuevas empresas en Prattville y las áreas circundantes inmediatas, un total de $760 millones en inversión de capital. Todo ese crecimiento llevó a los funcionarios de la ciudad a analizar las demandas de infraestructura existentes y determinar si era necesario realizar mejoras en su esfuerzo de tratamiento de aguas residuales.
"Esta fue una revisión completa de todo el proceso de tratamiento para ayudar a lidiar con el crecimiento en el área", dijo Greg.
Thompson, ingeniero de proyectos de Engineers of the South. “Somos una empresa de ingeniería consultora y hemos estado trabajando con la Ciudad durante más de 15 años. Por lo tanto, participamos activamente en la investigación y la planificación que llevaron a la actualización. La planta original, construida en 1979 como parte de la Ley de Agua Limpia, tenía una capacidad de 3 mgd. Además de las opciones para lidiar con los aumentos anticipados en el volumen, hablamos con los funcionarios de la ciudad acerca de repensar todo el proceso de tratamiento y eliminación de biosólidos ”.
Hoja de sueños de Alabama
Aunque un cambio en toda la planta estaba en las cartas, los criterios de evaluación para ese cambio fueron muy ordenados y específicos. Según Dale Gandy, Director de Obras Públicas de Prattville, el deseo de utilizar tecnología de punta encabezó la lista de atractivos.
“Obviamente, queríamos aprovechar las fortalezas de la tecnología más nueva de hoy”, dijo. “Sin embargo, también queríamos intentar utilizar una infraestructura 'verde' dentro de la planta; teníamos la mira puesta en examinar un biosólido de Clase A; quería crear un efluente más limpio que el medio ambiente al que se dirigía; quería que todo el esfuerzo fuera energéticamente eficiente; y necesitaba que la planta ganara entre 25 y 30 años adicionales de viabilidad. Además, debido a que no teníamos fondos ilimitados para invertir en el proyecto, teníamos que ser relativamente conscientes de los costos en nuestros esfuerzos. Era una lista larga para tratar de cumplir, pero nos propusimos estar seguros de que podría hacerse ".
El nuevo diseño de la planta que Thompson y su equipo de ingenieros, trabajando de la mano con Gandy y Prattville's
la gestión de la planta, prevista, llevaría la instalación de 3,0 a 5,7 mgd, casi duplicando su volumen. Ese
pensaban que el aumento de la capacidad les daría la esperanza de vida de 25 a 30 años que necesitaban.
Conceptos obsoletos
Para llegar a ese punto, no había un área de la instalación de Pine Creek que no se viera afectada por la revisión. Diseñada a fines de la década de 1970 como una instalación convencional de lodos activados, la planta utilizó una malla gruesa en un sumidero profundo, antes de la estación de bombeo de aguas residuales sin tratar, seguida de la eliminación de arenilla aireada.
“La aireación en el diseño original consistía en tres depósitos paralelos con dos aireadores de superficie de baja velocidad montados fijos por depósito”, dijo Thompson. “El control del sistema de aireación consistió únicamente en interruptores selectores de baja / alta velocidad montados localmente. El proceso no solo era energéticamente ineficiente, sino que la incapacidad de airear lo suficiente o de hacer frente a los diferentes caudales y demandas de oxígeno provocó alteraciones en la planta y violaciones periódicas de los efluentes. Los cálidos meses de verano, cuando los límites de efluentes son más bajos, hicieron que fuera particularmente difícil para los operadores mantener el cumplimiento ".
En ese momento, una vez que los biosólidos cumplieron con los requisitos de la Clase B, se transportaron a un campo local, con 100% del líquido.
- para aplicación terrestre. La instalación hizo un promedio de 10-15 cargas de material húmedo por día. “Pero si había llovido y el campo estaba húmedo, no podían aplicar en el suelo, por lo que la planta tenía que estar preparada para almacenar material en los digestores”, agregó Thompson. "No es sorprendente que supieran que se necesitaba un cambio". Por último, los clarificadores anteriores utilizaban una combinación de sistemas de eliminación de sólidos de tubo de órgano y cuchilla raspadora. La desinfección, que originalmente usaba cloro gaseoso, se actualizó a UV en una modificación de la planta de 1999.
En con lo nuevo
Thompson y su grupo trabajaron duro, no solo para abordar todos los problemas con el diseño existente, sino también para garantizar
la viabilidad de la planta en las próximas décadas. En aireación, para hacer frente a las altas cantidades de amoníaco causadas por la incapacidad de nitrificar, optaron por una solución VertiCel (Evoqua Water Technologies, Pittsburgh, Pensilvania).
“VertiCel utiliza una combinación de aireación de disco seguida de aire difuso de burbujas finas”, dijo Thompson. “De esa manera,
Sentimos que podíamos aprovechar las eficiencias de ambos tipos de aireación para satisfacer nuestra necesidad de un diseño energéticamente eficiente y para obtener una eliminación biológica completa de nutrientes ".
Por el contrario, los cambios en la fase de digestión de la planta incluyeron pasar de usar aireación mecánica superficial a
aireación difusa. “Prattville siempre tuvo problemas para obtener suficiente transferencia de oxígeno con el sistema anterior”, dijo Thompson. "Esta combinación de aireadores de disco y difusores de burbuja fina alimentados por sopladores Howden (PD Blowers, Inc, Gainesville, Ga.) Es energéticamente eficiente y tiene una gran transferencia de oxígeno". También se cubrieron en el diseño de la expansión un cabezal completamente nuevo, dos nuevas cribas finas (Duperon, Saginaw, Michigan) y eliminación de arenilla que incorporaron la tecnología Eutek HeadCell y los Hydrogritters de WEMCO.
Viaje
Con las consideraciones de diseño preliminares en su lugar, representantes tanto de la ciudad como de ingenieros de la
South, visitó varias plantas de tratamiento de aguas residuales en todo el sureste de los EE. UU. Para revisar varios enfoques
para lidiar con biosólidos. Una de las cosas que impulsó la decisión de la ciudad de crear un producto biosólido de Clase A fue, nuevamente, el crecimiento en el área.
“Veíamos la llegada de nuevas industrias con regularidad y sabíamos que pronto podríamos quedarnos sin campos industriales
como el que habíamos estado solicitando ”, dijo Sam Russell, ex gerente de planta de Pine Creek, quien fue contratado como consultor durante la actualización. "Entonces, sabíamos que el manejo de sólidos tenía que cambiar y que la deshidratación sería una gran parte de esa discusión".
Las evaluaciones de las opciones de deshidratación disponibles incluyeron visitas a media docena de instalaciones para ver prensas de banda, prensas de tornillo y centrifugadoras, y conversaciones con los operadores sobre sus experiencias con cada una. Con ese creciente volumen de información a mano, el grupo comenzó a ver la prensa de tornillo como la mejor opción para Prattville, y una visita a una planta en Immokalee, Florida, lo confirmó.
"Immokalee fue una revelación para nosotros", dijo Thompson. "Esa instalación utiliza una prensa de tornillo Schwing Bioset
(Schwing Bioset, Somerset, Wisc.) Para la deshidratación y crea un producto de Clase A utilizando la solución Bioset. Nosotros vimos
Tantas similitudes entre lo que Immokalee había enfrentado y nuestra propia situación en Prattville que todos sentimos que habíamos encontrado nuestra respuesta. "
Asunto que urge
Con la puesta en línea en agosto de 2019, el tratamiento de biosólidos en Pine Creek ahora comienza tomando material de los tanques de almacenamiento de WAS, donde el lodo se retiene, mezcla y airea, y se alimenta a un par de nuevas prensas de tornillo modelo FSP-1002 para deshidratación. Cada una de las prensas de tornillo de Pine Creek tiene una capacidad nominal de 1,122 libras. de sólidos secos por hora, con una sequedad mínima de la torta de 17% y un sistema mínimo de captura de sólidos de 95%. Con los "ajustes" que aún se están realizando en el proceso a medida que las operaciones se estabilizan, la instalación está descargando torta hasta 18%. Si bien las estadísticas de rendimiento resultaron clave para tomar su decisión, Prattville también se sintió atraído por la función de autolimpieza que ofrecía la prensa de tornillo Schwing Bioset, donde las unidades continúan deshidratando cada vez que se realiza un ciclo de limpieza. Esta operación continua asegura que no sea necesario un almacenamiento de compensación entre la deshidratación y las operaciones de Clase A.
“Tenemos programado que cada unidad se limpie sola cada hora, pero esa función es flexible y se cambia fácilmente”, dijo Napoleon Wilks, actual gerente de planta de Pine Creek. “También nos gusta el hecho de que estas prensas son casi autónomas”, dijo. "Los tenemos programados para funcionar solo siete horas al día, cinco días a la semana, lo que nos permite mantener bajos los costos de personal".
Una presencia estabilizadora
Además de ser una decisión acertada para la ciudad, el hecho de que tanto Sam Russell como Dale Gandy sean propietarios y operen
Las granjas ayudaron a solidificar la decisión de Prattville de optar por un producto de Clase A. Su comprensión de los beneficios de un suelo
El producto de enmienda puede aportar, las formas en que se puede usar y lo positivo que podría ser para la comunidad, lo que llevó a que
decisión.
“Nos gusta lo que se puede hacer con un buen producto de Clase A, ya sea que un residente lo necesite para macizos de flores, para césped frente al Ayuntamiento o un agricultor que lo use en los cultivos. Y, después de ver el éxito que estaba teniendo Immokalee, tenía sentido optar por la solución Bioset ”, dijo Russell. “También sentimos que había una ventaja real en la rendición de cuentas
a obtener tanto el proceso de deshidratación como el de Clase A de la misma empresa ".
El proceso Bioset utiliza un transportador de tornillo para llevar los biosólidos no tratados de Pine Creek de las prensas de tornillo a
un mezclador de doble tornillo donde se añaden y mezclan cal viva y ácido sulfámico. Desde el mezclador, un Schwing Bioset
KSP-25VKL bombea material a través de un reactor de 22 pies de largo. Allí, las reacciones químicas elevan la temperatura y
el nivel de pH, estabilizando la mezcla y creando un producto que cumple con los requisitos de la EPA Clase A.
Según Wilks, están manteniendo una temperatura mínima de 131 ° F (55 ° C) en el reactor con un tiempo de retención de 40 minutos de acuerdo con las condiciones de operación aprobadas por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) a través del Proceso para Reducir aún más los patógenos (PFRP) en las regulaciones 503. “La forma en que procesamos nuestros biosólidos hoy, empujando una cantidad menor a través de ellos que nuestras condiciones de diseño futuras, el material está en el reactor mucho más tiempo que eso”, dijo. “Los resultados han sido un biosólido Clase A consistentemente bueno que llevamos a un campo propiedad del departamento, lo tiramos, lo esparcimos un poco y lo volteamos durante unos días hasta que se seque hasta un punto en el que podamos pasarlo junto con un agricultor local, y ahora mismo tomará todo lo que podamos proporcionar ".
Sin errores al respecto
En el pasado, un flujo continuo de camiones, cada uno con aproximadamente 6,800 galones de líquido, se dirigía al campo para
aplique en la tierra hasta 81,600 galones de desechos líquidos por día. El esfuerzo de eliminación de hoy involucra solo dos ejes de tres
camiones cargados ¾ completos por semana. ¿Y ese criterio de eficiencia energética? Se ha cumplido en un grado que nunca imaginaron
según Gandy.
“Es increíble incluso comprenderlo, pero, a pesar de casi duplicar el tamaño de la planta en términos de capacidad, cuando hicimos los números descubrimos que nuestro consumo de energía solo había aumentado en 8%”, dijo. “Pensando que debía haberme perdido algo, verifiqué los datos varias veces e incluso hice que un representante de Alabama Power verificara
es para mi. No hubo ningún error, así de eficiente es la energía de esta planta ".
El nuevo esfuerzo de biosólidos está funcionando tan bien que Pine Creek CWF ya ha comenzado a procesar material de
su planta hermana, Autauga Creek CWF de 4 mgd. Para hacer eso, la Ciudad transporta aproximadamente 200,000 galones de agua
lodos (a una concentración de 1.75%) por mes desde Autauga Creek hasta Pine Creek para su procesamiento.
Dijo Gandy: “Partimos con una lista de tareas bastante desafiante. Pero aprovechando la tecnología innovadora disponible para nosotros,
sentimos que lo logramos todo, y algo más ".
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