Informe de aplicación de Schwing Bioset 14, Columbus, Ohio
Escrito por Larry Trojak, Trojak Communications
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Las bombas y los bastidores deslizantes permiten opciones para la eliminación eficaz de la torta de la operación de Columbus, Ohio.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales se pueden distinguir de muchas maneras: por los volúmenes que pueden manejar, por la cantidad de premios de la industria que han ganado, por la forma en que manejan una interrupción en el “negocio habitual”, etc. . También pueden hacerlo demostrando un esfuerzo creativo, eficaz y exitoso para usar o eliminar los biosólidos que generan. Dados solo esos criterios, la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Sur probablemente podría verse como una de las principales plantas de tratamiento de aguas residuales en funcionamiento en la actualidad. Recién saliendo de una expansión de cinco años, $350 millones que casi triplicó su capacidad máxima de 114 mgd a aproximadamente 330 mgd (las contingencias incorporadas para una mayor expansión pueden llevar la planta a 550 mgd), la planta da servicio a la mayoría de los Gran área de Columbus. Con tecnología de punta en todos los aspectos, Southerly está preparada para construir sobre una reputación ya impresionante que le ha valido numerosos premios de la Asociación Nacional de Agencias de Agua Limpia (NACWA) por el desempeño de la planta y los empleados.
Pero también es su innovador programa de eliminación de lodos lo que distingue a Southerly de los aspirantes a superplantas. Utilizando un cuarteto de bombas de servicio pesado y varios componentes de bastidor deslizante (todos de Schwing Bioset, Inc. [SBI] Somerset, WI), la torta puede encaminarse directamente para incineración o enviarse a un par de silos de almacenamiento. Una vez en los silos, el material está disponible para la carga y el transporte de camiones, ya sea para una operación de compostaje que ya ha sido exitosa y dirigida por el departamento o directamente al vertedero. Las opciones, al parecer, son el sello distintivo de esta exitosa operación.
Cambio que pueden usar
Construida en 1967, la PTAR Southerly es una de las dos plantas que sirven al área metropolitana de Columbus (la otra es la cercana PTAR Jackson Pike). La actual expansión de la planta, que incrementó tan drásticamente la capacidad general, también incrementó los volúmenes en el área de manejo de sólidos. Las nuevas centrifugadoras, instaladas varios años antes de esa expansión, manejan bien ese aumento, según Jeff Hall, Subgerente de Planta.
“Esa actualización se implementó tanto para reemplazar equipos antiguos, como en el caso de las centrifugadoras, como para agregar funcionalidad a otras áreas como el transporte de sólidos”, dice. En el pasado, los sólidos primarios se espesaban por gravedad, mientras que las centrífugas más antiguas espesaban el lodo activado residual (WAS). Las nuevas unidades ahora espesan tanto los sólidos primarios como el WAS. Este nuevo enfoque aumenta el contenido de sólidos de la torta deshidratada resultante a aproximadamente 20-25%, una buena mejora con respecto al contenido de sólidos de 17-21% con el sistema anterior ".
Los cambios adicionales que se produjeron en esa actualización inicial incluyeron la instalación de nuevas bombas de torta, un par de silos de almacenamiento y marcos deslizantes en dos puntos del proceso de manipulación de sólidos.
La ruta hacia la eliminación
Llevar la torta al punto en que las opciones de eliminación están disponibles es una función de las bombas y los silos de Southerly. A medida que el material sale de las centrífugas, se dirige a cualquiera de las cuatro bombas Schwing KSP 45V (HD) L-SFMS que lo dirigen al área apropiada. Donde sea, varía mucho según la necesidad.
“A pesar de que la incineración es el método de eliminación más eficiente, todavía tratamos de mantener la operación de compost alimentada con todo lo que necesita, ya que ese es el mejor uso del producto”, dice Carmon “Skip” Allen, Supervisor de Sólidos 2. “Obviamente eso puede variar de un día a otro. El resto del material (podemos hacer desde 5,5 toneladas hasta 9 toneladas por hora) se envía luego para incineración. Pero sabemos en todo momento qué va a los silos para su almacenamiento y qué se está quemando ”.
Las bombas de lodo en Southerly están diseñadas para generar una fuerza suficiente para mover la torta las largas distancias necesarias para la incineración o el almacenamiento. Él dice que son fácilmente 300 pies hasta los incineradores de hogares múltiples (que tienen temperaturas de funcionamiento de 1400 ° F), y alrededor de 400 pies hasta los silos de almacenamiento. Equipadas con el sistema de medición de flujo de lodos de Schwing Bioset, las bombas pueden medir con una precisión de +/- 5% la cantidad de lodo que se bombea al incinerador. Esto simplifica sus requisitos de informes de la USEPA para sus operaciones de incineración.
“El material que se envía a los silos, sin embargo, tiene un desafío adicional que superar”, dice Allen. “Una vez allí, el pastel tiene que subir otros 30 metros para entrar en la parte superior de las estructuras, por lo que la fuerza necesaria para hacerlo es realmente impresionante. No creo que ningún equipo normal esté a la altura de una tarea como esa; estas son definitivamente las bombas adecuadas para el trabajo ".
Dándole el resbalón
A pesar de las presiones operativas máximas de 1,100 psi para cada bomba, esas distancias extendidas en el sur llevaron a Schwing Bioset a hacer arreglos para ayudar a mover el lodo. Para hacerlo, agregaron un "anillo deslizante" o sistema de lubricación de tuberías. El diseño único de Schwing Bioset incluye una ranura anular de 360 grados que inyecta uniformemente una fina película de agua alrededor de todo el anillo de la tubería que separa los materiales viscosos y pegajosos de la pared interior de la tubería. El resultado final es una reducción en la pérdida por fricción en la tubería y menores, en algunos casos mejor que 50% menos, presiones operativas de la tubería.
Los beneficios adicionales incluyen un ahorro de energía al reducir la demanda en cada bomba y unidad hidráulica y, debido a la reducción de la fricción de la tubería, un aumento en la vida útil de las piezas de desgaste. Mientras que otros sistemas intentan abordar el problema de la fricción mediante el uso de hasta cuatro puertos perforados que inyectan más fluido, esto compensa un porcentaje de las ganancias obtenidas por las centrífugas. Otros diseños mezclan el polímero con el agua para ayudar a reducir la presión que, si bien es efectiva, agrega costos iniciales y perpetuos a la operación.
Tom Thomas, supervisor de mantenimiento 2 en Southerly, dice que la reducción de la fricción también ha mostrado beneficios en la vida útil de las piezas de desgaste de las bombas, un hecho que se confirma en resultados similares en Jackson Pike. “Hacemos funcionar estas bombas las veinticuatro horas del día y, incluso con ese funcionamiento las veinticuatro horas del día, los siete días de la semana, las piezas como los cilindros de bombeo, los discos y los asientos de las válvulas de asiento están desgastadas durante seis meses. Eso equivale a unas 4.000 horas de vida útil de las piezas de desgaste, lo que es extraordinario teniendo en cuenta lo que se les pide que bombeen ”.
Eficiencia del silo
Como se mencionó, los silos de marco deslizante SBI ofrecen una opción de almacenamiento para la torta que se envía al vertedero para su eliminación o al sitio de compostaje. Antes de su instalación, Southerly confiaba en un recipiente de retención más pequeño conocido como "el pozo", un componente equipado con tolva y alimentado por correa que usaba una serie de tornillos para alimentar un camión que se encontraba debajo del conducto de descarga. Los funcionarios de la ciudad dicen que los nuevos silos son más grandes (proporcionando aproximadamente 75% más de capacidad) y mucho más eficientes, lo que reduce el tiempo de carga de los camiones de 45 minutos con “el foso” a solo cinco minutos. Este fue un criterio importante al seleccionar el equipo.
Debido a que la Ciudad le paga a un contratista para que transporte los biosólidos, la reducción de los tiempos de carga reduce los costos generales de transporte; los camiones ahora pasan más tiempo transportando y menos tiempo esperando ser cargados. El resultado neto es más camiones cargados por día (y un costo menor para hacerlo). Además, debido a esa capacidad de almacenamiento adicional, la operación de compostaje ahora tiene la opción de extraer material únicamente de Jackson Pike, si es necesario. “Cada vez que puede reutilizar algo en lugar de simplemente enterrarlo o quemarlo, está generando un impacto positivo”, dice el subdirector de planta Jeff Hall.
“Hoy, estamos reutilizando aproximadamente un tercio de los sólidos que manejamos a través de la operación de compostaje”, dice Hall. “Eso es obviamente bueno desde un punto de vista económico, ya que estamos generando ingresos a partir de un producto que alguna vez simplemente se descartó. Sin embargo, también es una ventaja desde una perspectiva medioambiental ”.
El concepto del silo de estructura deslizante es simple, pero muy efectivo. Los cilindros hidráulicos mueven un bastidor elíptico por el suelo del silo. La acción del bastidor no solo rompe cualquier puente que pueda ocurrir sobre el tornillo de extracción, sino que también empuja y tira del material hacia los tornillos de extracción del silo para descargarlo en camiones.
Allen dice que los silos de marco deslizante fueron una buena adición a la operación. “Cada silo tiene capacidad para más de 1,500 toneladas de torta, por lo que incluso si uno de los incineradores fallara y hubiera una interrupción en la operación de transporte, todavía tendríamos una buena opción de almacenamiento a corto plazo mientras las cosas vuelven a funcionar. Realmente se trata de flexibilidad y estos silos nos permiten eso ".
Debido al gran tamaño de los silos, cada uno está equipado con tres transportadores de tornillo de extracción en la parte inferior, lo que permite que los remolques se carguen de manera uniforme sin tener que moverse de un lado a otro.
Los silos también incluyen una cubierta de control de olores y salpicaduras que extrae los humos directamente del remolque, minimizando así la necesidad de control de olores en el edificio de carga del camión. Además, ayuda a reducir la posibilidad de salpicaduras de material durante la descarga y confina dichos casos al área inmediatamente adyacente al remolque, lo que hace que la limpieza periódica del área sea mucho más fácil.
Allen agrega que también usan marcos deslizantes SBI en tolvas antes de las bombas que alimentan el incinerador. Si lo hace, proporciona un espacio amplio en la línea de proceso que les permite mantener las operaciones de incineración constantes durante varias horas en caso de cualquier condición alterada con las centrifugadoras.
Crecimiento de hermanos
El crecimiento de la PTAR de Southerly se refleja en la expansión de su planta hermana, la PTAR de Jackson Pike, ubicada a solo siete millas de las instalaciones de Southerly. Esa planta también instaló equipos SBI para usos finales similares, pero debido a que sus capacidades son menores, redujo el tamaño de ese equipo. Así que hoy, Jackson Pike usa un cuarteto de bombas KSP 25 V (HD) L, en lugar de las 45 que se usan en Southerly y las alimenta con un paquete de energía de 100 hp en comparación con su contraparte de 150 hp. Los silos, aunque de menor altura, tienen el mismo diseño y ofrecen los mismos beneficios de rendimiento que los de Southerly. Una vez que se complete la expansión en Jackson Pike, las dos plantas cubrirán de manera efectiva todas las necesidades de tratamiento de aguas residuales de Columbus en las próximas décadas. Para Skip Allen, ver que la construcción en Southerly llega a su fin después de casi seis años es un alivio bienvenido.
“Estamos todos muy contentos con los cambios que se han producido aquí; no hay duda de eso. Pero parece que ahora finalmente podremos volver al negocio de las plantas de tratamiento. Con la construcción terminada, tenemos un gran dolor de cabeza detrás de nosotros, tenemos una gran operación en marcha y estamos haciendo cosas buenas para los residentes de Columbus. Ese no es un mal lugar para estar ".
Para descargar el informe completo de la solicitud #14 para Columbus, Ohio, haga clic aquí.
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