Escrito por Larry Trojak, Trojak Communications
Versión también publicada en Revista TPO, febrero de 2019
Demasiado valioso para desperdiciar
Un proceso de estabilización con cal ayuda a una ciudad de Arkansas a cumplir su objetivo de producir biosólidos de Clase A para permitir la reanudación del uso beneficioso.
La fuerza y la resistencia de la industria del tratamiento de aguas residuales a menudo se pueden encontrar en las soluciones innovadoras que se implementan para abordar los desafíos que enfrenta. Y esas soluciones no están siendo empleadas únicamente por las plantas de tratamiento de aguas residuales en las grandes ciudades o incluso en municipios más grandes, sino a menudo por operaciones pequeñas o medianas, entidades como la Instalación de Obras de Control de la Contaminación de Russellville (Arkansas), por ejemplo. Ante una situación en la que ya no podían aplicar en tierra sus biosólidos de Clase B, los funcionarios de la planta buscaron alternativas y optaron por mejorar su operación para crear un producto de Clase A. Al hacerlo, están encontrando valor en su subproducto y han eliminado la necesidad de simplemente desperdiciarlo o, como lo hicieron a regañadientes en el pasado, tirarlo a los vertederos. ¿Una gran solución para una operación más pequeña? No es de extrañar en absoluto.
Instantánea: Russellville
Ubicada a medio camino entre Little Rock y Fort Smith, Ark., La ciudad de Russellville alberga varias instalaciones de fabricación importantes, así como la única planta de energía nuclear del estado. La instalación de obras de control de la contaminación (PCWF) de la ciudad, propiedad de Russellville City Corporation y operada por ella, atiende a una población de 30.000 habitantes, incluida toda Russellville y la cercana ciudad de Dover. El sistema de recolección de aguas residuales consta de aproximadamente 170 millas de alcantarillado por gravedad, 18 estaciones de bombeo de varias capacidades de bombeo y 14.1 millas de tubería principal. Aproximadamente 9,000 hogares y negocios, y las líneas de servicio que conectan estos hogares y negocios constituyen 129 millas adicionales de alcantarillas, todas las cuales terminan en la PCWF.
Según Randy Bradley, gerente de operaciones de aguas residuales de la instalación, la planta ha experimentado actualizaciones periódicas en sus 55 años de historia, pero realmente hizo un cambio radical en su enfoque hace un par de años.
“Hasta ese momento, y todavía en gran parte hoy, éramos una operación bastante típica”, dijo. “La planta está diseñada para 7,3 mgd, y una vez que llegan las aguas residuales, primero pasan por algunas pantallas de barras Duperon para eliminar los plásticos y otros productos que no se pueden descomponer con el tratamiento normal. Después de las pantallas, se somete a eliminación de arenilla y se bombea de regreso a la planta donde pasa por los clarificadores primarios, luego a uno de los tres tanques de aireación (dos tanques de 450,000 galones y un tanque de 850,000 galones) y a los clarificadores finales. Una parada final en una cámara de contacto con cloro nos permite inyectar algo de dióxido de azufre para cumplir con el límite de no detección de cloro justo antes de que se descargue ".
Cambio de planes
En el pasado, el lodo primario de la instalación y el lodo activado por desechos de los tanques de aireación se bombeaba a un digestor, luego a través de una prensa de banda para deshidratarlo y se depositaba en camiones que lo llevaban para su aplicación en tierra en varias parcelas de propiedad permitida.
“Sin embargo, en 2014, la propiedad de la tierra cambió en una de esas parcelas y los nuevos propietarios ya no querían lodo en sus tierras. Entonces, perdimos esa propiedad, que fue una pérdida sustancial en el área disponible, y estábamos restringidos únicamente a la parcela que teníamos. En ese momento, estábamos generando alrededor de 2400 libras. por día de biosólidos de clase B. Por lo general, podríamos haber podido hacer que eso funcionara, pero, en ese momento, acabábamos de agregar otro depósito de aireación y un clarificador al frente del proceso, por lo que sabíamos que íbamos a generar más sólidos. Había que hacer algo ".
Buscando alternativas
Ante esa situación, la instalación llevó a cabo un estudio intensivo para ver las opciones disponibles para ellos. Entre ellos se encuentran: aumento de los volúmenes de digestor o mejora de los existentes, compostaje y uso de secadores de lodos.
"Lo que nos desanimó para secar el lodo fue la importante inversión inicial", dijo Bradley. “Y, mientras hablaba con gente de otras instalaciones, descubrí que hay un costo bastante alto para el mantenimiento de ese equipo; ese es un golpe doble que no necesitábamos. Y cuando fuimos a una instalación de compostaje en el noroeste de Arkansas, descubrimos que esa solución requería mucha mano de obra y requeriría mucha más superficie de la que teníamos disponible. Combine eso con el hecho de que no estábamos seguros de que pudiéramos garantizar una disponibilidad confiable del material orgánico necesario para el proceso y ya no era una elección seria. Necesitábamos otra opción viable y la aprendimos casi en nuestro patio trasero ".
Un buen consejo
Aproximadamente al mismo tiempo, la instalación de Russellville estaba encontrando problemas que les impedían mantener el tiempo de retención necesario en su digestor para cumplir con las especificaciones de Clase B, lo que los obligaba a transportar sus biosólidos a un vertedero cercano. Era una situación que iba en contra de todo lo que Bradley y su equipo defendían.
“Odiamos absolutamente tener que enviar algo al vertedero, y no solo por los costos involucrados en hacerlo, aunque esos costos son sustanciales”, dijo. “Los vertederos tienen sus propios problemas de espacio y este es un material que, en última instancia, puede ofrecer un mejor beneficio. Sin embargo, estábamos en un punto en el que no teníamos otra opción, por lo que contratamos a Denali Water Solutions (Russellville, Ark.) Para extraer nuestro lodo. Dio la casualidad de que habían estado trabajando en algunos proyectos potenciales con Tom Welch, un gerente regional de Schwing Bioset, Inc. y nos habló sobre el proceso de Schwing Bioset para crear un biosólido de Clase A. Después de comunicarnos con SBI, estábamos lo suficientemente intrigados como para que yo, junto con Lance Bartlett, nuestro ingeniero de servicios públicos, y Chesley Jackson, mi operador principal, hiciéramos un viaje a St. Petersburg, Florida, para ver su proceso en funcionamiento y ver las posibilidades que tenía para nosotros. . "
En el contexto de cómo se ve la solución actual de PCWF, el proceso de Schwing Bioset al que se refiere Bradley, comienza tomando biosólidos que han sido deshidratados en una prensa de tres bandas BDP modelo 3DP de 1,5 metros y espesador por gravedad (en PCWF, deshidratado a aproximadamente 18% sólidos secos) y dejándolos caer en una tolva con un mezclador de doble tornillo en el que se agregan y mezclan cal viva y ácido sulfámico. El esfuerzo de mezcla ayuda a aliviar problemas como la cal sin reaccionar en el producto final y los costos asociados con ella. Una bomba de pistón Schwing KSP-25 envía el material mezclado al reactor de 35 pies de largo donde las temperaturas en el rango de 140 ° F de la mezcla de ácido / cal viva elevan el nivel de pH, estabilizan la mezcla de biosólidos y producen el producto Clase A PCWF necesidades.
Construido para la expansión
Llegar al punto en el que el proceso de Schwing Bioset era completamente suyo y completamente en línea fue algo así como un punto de partida para todas las partes involucradas. Según Tom Welch de SBI, en un acuerdo que involucró a los propietarios de la planta, SBI y Denali Water Solutions, se llevó un sistema Bioset móvil a Russellville para iniciar un programa piloto con el fin de probar el proceso allí.
“El acuerdo final implicó que arrendáramos nuestro sistema Bioset móvil a Denali, que, a su vez, operaron para la instalación, desechando el material en un patio de tierra en el sitio. Denali cobró a City Corporation, los propietarios y operadores de PCWF, una tarifa mensual para cubrir la mano de obra, la operación y el arrendamiento del equipo Bioset. Sin embargo, después de que se compró el equipo final y la instalación estaba a punto de completarse, la administración de la instalación determinó que tenían el nivel de comodidad para operar el sistema y administrar la eliminación del producto por sí mismos. Eso tenía sentido, ya que llevar ese proceso internamente les ahorraría un gran costo operativo ".
Bradley agregó que el proceso de instalación en sí fue relativamente rápido y eficiente. "En gran parte debido a la ayuda que brindó SBI, los técnicos pasaron las dos primeras semanas con nosotros, la instalación fue muy sencilla", dijo. “Durante la fase de diseño, dimos Ft. Hawkins-Weir Engineering, con sede en Smith, una proyección de dónde podríamos estar en 10-20 años y diseñaron la instalación para el desarrollo futuro del área. Como resultado, el reactor Bioset está dimensionado para manejar dos prensas de banda, por lo que, si el crecimiento lo justifica, podemos mover otra prensa de banda sin perder el ritmo ".
Genial para el suelo
PCWF se puso en línea con el nuevo sistema en 2016 y ha estado procesando, en promedio, 81,000 libras. de biosólidos de clase A por mes desde entonces. Una vez que el material sale del proceso Bioset, se carga en camiones volquete de doble eje y se lleva a un área adyacente a la planta, se extiende con un cargador frontal y se deja secar. Una vez seco, se mueve en pilas y, después de pruebas periódicas de salmonella, se regala a los agricultores de la zona.
“Tenemos varios agricultores compitiendo por él a veces, lo cual es genial para nosotros”, dijo Bradley. “Si bien el material tiene cierto valor nutritivo, su capacidad para aumentar el pH del suelo es su verdadero punto de venta. Casi todo el suelo en Arkansas es bastante ácido, por lo que agradece ese aumento de pH.
La próxima primavera estamos considerando la posibilidad de hacer algún tipo de oferta por él. Simplemente recuperar algunos de nuestros costos, incluso lo suficiente para pagar el combustible del cargador, por ejemplo, sería una buena ventaja. Pero en este momento, el hecho de que alguien nos lo lleve y haga un buen uso de él es una gran mejora con respecto a lo que hicimos en el pasado. Todo este proyecto no podría haber ido mejor ni tener mejores resultados ".
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