Informe de aplicación de Schwing Bioset 7, Detroit, MN
Escrito por Larry Trojak, Trojak Communications
Versión también publicada en Revista WaterWorld
Al igual que una cadena, el proceso de tratamiento de aguas residuales se compone de segmentos individuales, cada uno vinculado al siguiente, cada uno vital para su eficacia general. Ninguna faceta del proceso, ni una sola pieza de equipo importante, es más importante que otra; si uno falla, todo sufre. De vez en cuando, sin embargo, un equipo tiene exigencias tan desafiantes que cuando se demuestra a sí mismo, y continúa haciéndolo durante años, vale la pena mencionarlo.
En la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Detroit (PTAR), un par de bombas de servicio pesado se utiliza para llevar la torta con alto contenido de sólidos de la operación de deshidratación a la incineración o al área de carga de camiones. Eso, en sí mismo, no es digno de mención. El hecho de que logre esto al empujar la torta, deshidratada a más de 20% con un contenido de sólidos secos a más de 500 pies lineales, y llevándola a cinco pisos, sí lo es. Hoy en día, esas bombas, un par de Schwing Bioset KSP 110V (HD) L, mueven mejor que 100 toneladas húmedas de material deshidratado por hora, han mejorado la eficiencia de las operaciones de incineración y extracción, y han demostrado ser una parte clave del sistema. .
El tratamiento de Motor City
Lo primero que sorprende a los visitantes al llegar a la PTAR de Detroit es su enorme tamaño. La planta, que cubre varias cuadras de la ciudad, es la instalación de tratamiento de aguas residuales de un solo sitio más grande de los Estados Unidos, con una capacidad para procesar aproximadamente 845 millones de galones por día (MGD) a través de un tratamiento secundario. La instalación ha experimentado una serie de ampliaciones importantes desde que se construyó por primera vez en 1940. En ese momento, servía a Detroit y 11 comunidades vecinas; hoy maneja aguas residuales del 35 por ciento de la población total del estado, un área de servicio que cubre 946 millas cuadradas.
La más reciente de las mejoras importantes tuvo lugar en 2004 cuando, según Kenneth Paylor, capataz de mantenimiento senior (sólidos) de la PTAR de Detroit, se incluyeron modificaciones en el procesamiento de sólidos en el plan general.
“Uno de los mayores cambios que afectó a esta área de la planta fue la incorporación de una Instalación de Descarga Central (COF). Hasta ese momento, la torta deshidratada se llevaba mediante un transportador a una plataforma de cal que se usaba para apoyar la aplicación de los biosólidos en la tierra. Sin embargo, cuando se suspendió ese uso de la tierra, se necesitaba una alternativa. El COF, esencialmente un área de carga de camiones para transferir biosólidos a los rellenos sanitarios del área para su eliminación, es ahora esa alternativa
Dewater es diferente
Para procesar sus enormes volúmenes de lodos, la PTAR de Detroit se basa en 14 incineradores ubicados en dos edificios de sólidos separados, identificados como Complejo 1 y Complejo 2 (C1 y C2). El contenido de sólidos antes de la deshidratación varía de 1.2 a 7%, generalmente en el rango de 4.5%. Paylor dice que el esfuerzo de deshidratación de la planta también experimentó cambios importantes en la actualización de 2004.
“Para mejorar la operación de deshidratación, en 2004 se reemplazaron por completo varias prensas de banda y se agregaron centrifugadoras”, dice. “Ahora deshidratamos lodos con diez centrifugadoras y 22 prensas de cinta: diez en C1, doce en C2. El material que sale de las prensas tiene un contenido de sólidos de aproximadamente 23-27%; fuera de las centrífugas puede estar en el rango 27-32% ".
La necesidad de COF
En un mundo ideal, todo el lodo deshidratado de Detroit se enviaría directamente a la incineración, por lo que la necesidad de esfuerzos alternativos de eliminación sería un punto discutible. Pero este no es un mundo perfecto y, para lidiar mejor con situaciones que ocasionalmente son fuera de lo común, se incluyó el COF en el diseño.
“Hay ocasiones en las que podríamos tener uno o dos incineradores que están inactivos por mantenimiento y el material necesita ser redirigido”, dice Paylor. “Otro ejemplo es si nuestros volúmenes entrantes aumentan rápidamente, como pueden hacerlo después de una fuerte lluvia, y estamos excediendo lo que normalmente podemos manejar. No había forma de evitarlo; necesitábamos una forma de llevar el material de C1 a un punto en el que pudiera transportarse fuera del sitio para su eliminación ”.
Tales sucesos son más comunes de lo que uno sospecharía. Incluso dada la gran cantidad de incineradores en uso y la preferencia obvia de mantener esas unidades alimentadas con material para minimizar los costos de combustible, Paylor dice que aproximadamente 40% de su torta aún se dirige al COF. “Ahí es cuando entran en juego las bombas Schwing Bioset: llevar la torta de las prensas de cinta en C1 al COF, donde se puede tratar con cal para controlar los olores y cargar en camiones”.
El largo recorrido
El uso de bombas para mover la torta en plantas de tratamiento de aguas residuales no es un concepto nuevo. Decenas de plantas en todo el país, y también a nivel internacional, han visto los beneficios que puede brindar el bombeo sobre el material en movimiento por medio de una cinta transportadora. Producción mejorada, mayor eficiencia, mejoras en la limpieza del sitio y reducciones en el olor son solo algunas de las ganancias que se pueden lograr con el bombeo.
“Para llevar material a las bombas Schwing Bioset, que están ubicadas en el nivel más bajo de la instalación, una cinta transportadora primero recolecta la torta de las diez prensas de banda en C1”, dice Paylor. "Esa correa alimenta un piso de empuje Schwing, que, a su vez, alimenta las dos bombas KSP 110V (HD) L".
Con una presión operativa máxima de 1500 psi, la torta se bombea en una tubería de alta presión hacia el COF. Eso sí, hay una distancia bastante decente hasta allí ".
Esa evaluación parecería ser un eufemismo. Según Keith McWilliams, supervisor de planta de Detroit, la distancia entre las bombas C1 y el COF supera los 500 pies. “El material primero tiene que subir cinco pisos, eso es solo de 60 a 70 pies”, dice. "Luego tiene que llegar a la instalación, por lo que 500 pies lineales es probablemente una suposición conservadora".
El mejor enfoque
McWilliams dice que hay alternativas para bombear el pastel a una distancia tan larga. Uno de ellos, dice, lo está bombeando al C2, donde se puede dejar caer en los cinturones y llevarlo al COF.
“Si bien eso es factible, es mucho mejor hacerlo de esta manera”, dice. “Una vez que hayamos puesto el pastel en la bomba, es mejor que lo llevemos tan lejos como podamos. No hay ninguna ventaja en dejarlo caer en un cinturón, de hecho, es mucho más complicado, y las bombas han demostrado que pueden hacer frente al desafío ".
Tanto Paylor como McWilliams dicen que desde la instalación, las bombas Schwing Bioset, algunas de las más grandes que fabrica la compañía, han tenido un desempeño sólido. Se seleccionaron bombas modelo XL para la PTAR de Detroit en función de los desafíos anticipados que se colocarán en las unidades. Esos modelos en particular cuentan con vástagos de alta resistencia que reducen la velocidad del material a través de la carcasa del vástago. Hacerlo puede resultar en una variedad de beneficios que incluyen: una reducción en la caída de presión a través de la carcasa de la válvula, una mayor eficiencia de llenado de los cilindros de bombeo y una reducción en el desgaste de los discos de asiento, los asientos y los cilindros de bombeo.
“En los cinco años que han estado instaladas las bombas, hemos tenido muy pocos problemas con ellas, y los que hemos tenido, todos han sido menores”, dice Paylor. “Eso es extraordinario, dado lo que se les pide que hagan durante aproximadamente 30 horas a la semana, durante todo el año. Proporcionar un caudal continuo en el rango de 150 a 200 gpm y tomar esa distancia es realmente impresionante ".
Cambios en curso
Como se mencionó anteriormente, la PTAR de Detroit ha experimentado muchos cambios a lo largo de los años, y siempre se están considerando nuevos enfoques para lidiar con los biosólidos.
"Incluso tenemos planes de contingencia ya establecidos para manejar las cosas antes de que ocurra alguno de esos cambios importantes", dice McWilliams. “Colocamos diferentes puntos de acceso, por ejemplo, donde las bombas Schwing Bioset podrían alimentar los transportadores en C2.
Independientemente de la dirección que tome la PTAR de Detroit, tanto McWilliams como Paylor dicen que están seguros de que el par de bombas Schwing Bioset figurará en esos planes. “Pase lo que pase, lo más probable es que implique un mayor movimiento del pastel, dice Paylor. “Y, dado lo que hemos visto hasta ahora en las bombas, estoy seguro de que pueden afrontar ese desafío. Han sido verdaderos caballos de batalla para nosotros ".
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