Idea capital para el procesamiento de biosólidos en la planta de tratamiento de aguas residuales de Springfield

 

Escrito por Larry Trojak, Trojak Communications

Versión también publicada en Revista WE&T, Diciembre de 2019

 

La planta de tratamiento de aguas residuales de Springfield, Ill., Complementa su esfuerzo de eliminación de lodos con un par de prensas de tornillo y estabilización alcalina.

El tratamiento eficaz de las aguas residuales se basa en la ciencia y la planificación a partes iguales. El elemento científico de esa premisa incluye mantenerse al día con la última tecnología para administrar mejor tanto el tratamiento como la eliminación de biosólidos. Para el Distrito de Recuperación de Agua del Condado de Sangamon (Illinois), eso ha significado repensar su enfoque a los biosólidos, particularmente en el área de deshidratación antes de la aplicación al suelo. Una vez dependiente únicamente de la aplicación de líquido de su subproducto de Clase B, la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Sugar Creek del Distrito actualizó recientemente su proceso para incluir un par de prensas de tornillo totalmente automatizadas y un sistema de estabilización alcalina de Clase B de Schwing Bioset, Inc. (Somerset, Wis. ). Hoy, con una opción viable para ese proceso líquido en su lugar, la planta está generando más de 17,000 libras. de la torta Clase B mensualmente, y tiene la tranquilidad de que su esfuerzo en biosólidos está preparado para un crecimiento futuro.

 

Schwing Bioset Screw Presses   Schwing Bioset Screw Presses

 

Un par de plantas

Además de ser la capital del estado, la ciudad de Springfield (y las áreas circundantes inmediatas) alberga decenas de instalaciones relacionadas con una industria agroindustrial en auge. Estos incluyen uno de los corrales e instalaciones de alimentación de ganado más grandes del país, así como varias lecherías, plantas empacadoras de carne, molinos harineros, etc. Para satisfacer las demandas que estas y otras industrias imponen al sistema de aguas residuales del área, se construyeron un par de plantas de tratamiento: Spring Creek en 1928 y, para adaptarse al crecimiento del área, una planta hermana, Sugar Creek, en 1972.

“Desde entonces, ambas plantas se han modernizado para manejar mejor los volúmenes crecientes”, dijo Steve Sanderfield, supervisor de la planta de Sugar Creek. “Spring Creek es, con mucho, el más grande de los dos con un flujo promedio de 32 mgd y un pico de 80 mgd. Aquí, tenemos un promedio de 15 mgd y un máximo de 37,5 mgd, por lo que nuestro máximo es en realidad solo 5 millones de galones más que su promedio. Spring Creek se ha actualizado cada dos décadas, pero esta planta se había mantenido bastante constante hasta una actualización de 2017 que resultó en un aumento de 50% en los flujos promedio y pico. Esa actualización también allanó el camino para el cambio actual en el esfuerzo de deshidratación ".

Los cambios más recientes fueron mejoras para el control de flujo y la desviación a las instalaciones de tratamiento en clima húmedo que incluían pantallas finas de placa perforada limpiadas mecánicamente, tanques de eliminación de arena y tanques de lodo activado diseñados para cumplir con los límites de fósforo efluente actuales y futuros.

 

Una mejor alternativa

Además de los cambios mencionados anteriormente, el área de biosólidos también experimentó una mejora significativa, incluidas las áreas de espesamiento, estabilización, deshidratación y almacenamiento. Hasta que se hicieron esos cambios, Sanderfield dijo que solo tenían una opción para eliminar el lodo creado en su proceso de tratamiento.

“Desde mediados de la década de 1990, para cumplir con los requisitos de 40CFR Parte 503 para biosólidos de clase B, posestabilizamos el lodo líquido (1.5% TS) agregando cal hidratada estándar en una suspensión”, dijo. “Los lotes de la mezcla de biosólidos / cal se mantuvieron en tanques de mezcla por lotes durante 24 horas, después de lo cual (si cumplían con los requisitos de pH 503) se aplicaron a la tierra en una granja de 30 acres propiedad del Distrito. Si el pH del lote cayera durante la noche por debajo del estándar aceptable, tendría que ser "re-limed" y se le darían otras 24 horas para lograr los requisitos dentro de los estándares. Luego, el lodo líquido estabilizado se bombeó y se aplicó por aspersión a través de una serie de boquillas de riego fijas instaladas en toda la granja. Debido a que es una aplicación rociada con líquido, se requieren tanques de almacenamiento de lodos grandes para los momentos en que las limitaciones del campo (estaciones húmedas, suelo congelado, etc.) impiden la aplicación ".

Si bien fue menos costoso aplicar el lodo estabilizado en forma líquida, esas deficiencias provocaron un replanteamiento. Tomando una página del libro de jugadas de su planta hermana, comenzaron a buscar opciones para la deshidratación antes de la aplicación de la tierra.

“Spring Creek ya estaba deshidratando con prensas de tornillo y enviando el producto deshidratado a una almohadilla para secarlo y eventualmente aplicarlo en la tierra”, dijo Sanderfield ”. Sin embargo, debido a que nuestro proceso difiere del de ellos, aeróbico versus anaeróbico, y vimos algunas deficiencias en las prensas que usan, decidimos ver qué más había ahí fuera. Se invitó a los proveedores a mostrarnos sus productos y, después de una impresionante prueba piloto de dos semanas y el posterior proceso de licitación, elegimos un par de prensas de tornillo FSP 1102 de Schwing Bioset ”.

 

Schwing Bioset Municipal Pump   Schwing Bioset Storage Silo

Dos son mejor que uno

El modelo de prensas instalado en Sugar Creek representa uno de los diseños más grandes que ofrece Schwing Bioset. Con un diseño de baja velocidad, ofrecen resultados de deshidratación comparables a los de las centrifugadoras de alta velocidad y, por la naturaleza de esa velocidad lenta y construcción robusta, proporcionan una vida útil de servicio mucho más larga. Sanderfield estaba particularmente interesado en una característica de la prensa de tornillo: una jaula de pantalla dividida que simplifica la extracción de tornillos y minimiza los requisitos de espacio. La jaula dividida permite reemplazar el labio de sellado y la pantalla con el tornillo en su lugar, mucho más simple que quitar el tornillo de un extremo de la máquina.

"Una vez que supimos que la prensa nos daría el producto que necesitábamos, tendíamos a centrarnos en el lado del mantenimiento",
él dijo. “Por ejemplo: ¿qué tan fácil sería reparar las unidades si una de ellas se averiara? ¿Qué tan autolimpiante es? ¿Qué tipo de prendas de vestir contiene? Ese último punto fue importante para nosotros. Las prensas en Spring Creek utilizan cepillos que se desgastan y, una vez que lo hacen, tenemos que sacar todo el tornillo para cambiarlos. Esa es una gran empresa que queríamos evitar aquí ".

Inmediatamente después de la prueba piloto, Sanderfield quedó impresionado con el proceso de autolimpieza del Schwing Bioset.
prensas. A diferencia de las unidades en Spring Creek, que simplemente rocían cuando el disco gira y debe hacerse cuando la unidad está
sin deshidratar, utilizan un anillo rociador de bajo volumen y alta presión que recorre la longitud del tornillo durante el funcionamiento.

"Este enfoque es mucho mejor que otros que hemos visto", dijo. “Nuestra operación de deshidratación no necesita ser
interrumpido para la limpieza, y el ciclo de limpieza suele durar de tres a cinco minutos, una vez al día. También tenemos
Descubrió que después de una limpieza a fondo, las prensas pueden permanecer un tiempo y, cuando se necesitan, estarán en funcionamiento.
inmediatamente, nada se endurece en las líneas. Porque no manejamos las prensas continuamente aquí en Sugar Creek, eso era importante para nosotros ".

 

Fuerza en números

Aunque Sugar Creek nunca tuvo la intención de operar ambas imprentas a la vez, optaron por optar por dos unidades en lugar de una sola, basándose en partes iguales el deseo de redundancia y un ojo hacia el crecimiento futuro.

“Para nosotros, la compra de la segunda prensa fue definitivamente impulsada por la necesidad de una copia de seguridad”, dijo Sanderfield. "Nosotros
estamos en una situación aquí donde una falla de la prensa o, más probablemente, una de las bombas que tenemos alimentando cada prensa, sería
catastrófico para el proceso. Eso ya no nos preocupa. Además, a medida que esta área continúa creciendo, estamos mejor preparados para cumplir con ese crecimiento sin la necesidad de una revisión importante ”.

En Sugar Creek, el lodo ingresa a la prensa con aproximadamente 1.3% de sólidos, se mezcla con un polímero y sale de 25 a 30%
sólidos secos. Si bien están extremadamente satisfechos con esos números, Sanderfield se apresura a señalar que, como con cualquier
sistema de prensado, tienen que tomar medidas adicionales para lidiar con el filtrado. "El filtrado tiende a tener un alto contenido de amoníaco
y fósforo, por lo que se considera una corriente secundaria ”, dijo. “Cuando lo devolvemos a la planta, tenemos que estar seguros de hacerlo lentamente. Entonces, cuando las prensas funcionan, el filtrado que se exprime se bombea de regreso a un ritmo lento y es controlado por el nivel del tanque. Entonces, si lo programamos para que comience a bombear cuando esté a cinco pies y se detenga cuando esté a tres pies, eso es lo que hará ".

 

Presionar un botón

La alusión de Sanderfield a la autonomía de los equipos es reveladora. La automatización de las prensas también fue una gran consideración.
para Sugar Creek al tomar su decisión de compra, y Sanderfield dijo que están muy satisfechos con el nivel
de autooperación que pueden mantener los 1102.

“Lo iniciamos y lo paramos, lo monitoreamos y ejecutamos pruebas en los sólidos a medida que sale”, dijo. "Pero, en su mayor parte, estamos
capaz de presionar 'inicio' y la bomba de lodos controlará la velocidad de alimentación que establezcamos, las prensas harán lo suyo, la
El polímero se activará: esencialmente se ejecuta solo y encaja perfectamente con el resto del proceso, que también es muy
autooperativo ".

Desde la prensa de tornillo, los biosólidos aún necesitaban ser tratados según los niveles de EPA 503 a Clase B. El proyecto
ya había comenzado el camino para utilizar otra tecnología, pero después de probar el sistema alcalino Schwing Bioset
tecnología de estabilización con la prensa de tornillo, el proyecto cambió de marcha. Los biosólidos ahora se dirigen desde el
prensas de tornillo al sistema de cal de Clase B (también suministrado por Schwing Bioset) donde se introduce la cal viva
estabilizar los biosólidos deshidratados elevando el pH.

“Al igual que con la aplicación líquida, de acuerdo con EPA 503 no podemos aplicar el material en el campo hasta que hayamos cumplido con las 24 horas
Criterios de pH ”, dijo Sanderfield. “Hacerlo elimina el riesgo de que roedores, pájaros, animales, etc., entren en contacto con
el lodo y posiblemente la transmisión de enfermedades a otros animales o personas. Una vez que lo hayamos estabilizado en la cal
sistema que ya no es un problema ".

Y, con miras al futuro, el sistema de cal Clase B de Sugar Creek también está diseñado para facilitar la expansión a un proceso de estabilización alcalina Clase A Bioset, si así lo desean. Después del tratamiento en el sistema de cal, el lodo, ahora con la consistencia de una arcilla de modelar ligeramente húmeda, se transporta a una plataforma de secado donde se gira regularmente utilizando un cargador de dirección deslizante con un accesorio de giro de hileras Brown Bear; una vez que esté completamente seco, estará listo para aterrizar
solicitud.

 

Simplemente se pone mejor

Si las cosas parecen ir muy bien para el equipo de Sugar Creek, es porque lo están. Acaban de envolver un
Casa abierta bien atendida para los residentes del área y los funcionarios locales, están cumpliendo con todos los requisitos biológicos y
umbrales de fósforo sin el uso de productos químicos, y recientemente fueron nominados como Planta del año en
Illinois.

“Ese último hecho, una nominación a Planta del año, es alucinante, dado que solo hemos estado en línea durante más de un
año ”, dijo Sanderfield. “Las cosas estuvieron locas aquí durante bastante tiempo, pero ahora nos estamos adaptando a una buena rutina y las prensas Schwing Bioset y el sistema alcalino nos han ayudado a proporcionar mucha de esa tranquilidad. Seguiremos haciendo aplicaciones terrestres sólidas y líquidas del lodo; ese siempre ha sido el plan. Pero, dado que podemos presionar en cinco días lo que probablemente nos llevaría tres semanas hacer de otra manera, el proceso es mucho más eficiente que nunca ”.

 

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