GLOBAL Una planta municipal de tratamiento de aguas residuales en Estados Unidos se enfrentó a un desafío común pero técnicamente exigente: procesar 54.000 libras diarias de lodo activado residual (WAS, por sus siglas en inglés) de naturaleza aerobia, con una concentración de sólidos en la alimentación de apenas el 0,8 %.
Con concentraciones de sólidos tan bajas, las instalaciones de tratamiento deben gestionar volúmenes de lodo considerablemente mayores para procesar la misma carga de sólidos secos. Esto incrementa la exigencia sobre los procesos de espesamiento previos, requiere equipos e infraestructura de mayor tamaño y puede elevar significativamente tanto los costos de capital como los operativos.
Los sistemas convencionales de deshidratación de lodos suelen depender del espesamiento por gravedad para aumentar la concentración de sólidos antes de la deshidratación mecánica. Si bien es eficaz, esta etapa adicional del proceso incrementa los costos de capital, amplía la superficie ocupada por la instalación y añade complejidad operativa y requisitos de mantenimiento.
Para esta empresa de servicios públicos de EE. UU., el diseño original incluía un espesador por gravedad de 75 pies de diámetro para aumentar el contenido de sólidos del lodo del 0,8 % a aproximadamente el 2,0 %, seguido de cuatro prensas de filtro de banda de 2,0 metros. Al operar a una tasa aproximada de 300 lb/h por metro de ancho de banda, el sistema era capaz de cumplir con la capacidad de producción requerida. Sin embargo, alcanzar dicho rendimiento dependía de un equipo de espesamiento de gran tamaño situado aguas arriba, lo que conllevaba una inversión de capital significativa, una huella de instalación considerable y múltiples equipos que operar y mantener.
La mejora definitiva en prensas de banda
Alfa Laval ofreció un sistema de prensa de banda que incorpora una sección de gravedad independiente e integrada, lo que permite procesar lodos activados en exceso (WAS) con una concentración del 0,8 % directamente, sin necesidad de un espesador por gravedad independiente. Al eliminar esta etapa previa del proceso, se simplificó considerablemente la línea de tratamiento, reduciendo tanto los requisitos de equipamiento como la complejidad operativa general.
Esta capacidad permitió sustituir la configuración original de cuatro prensas de banda por solo tres prensas de banda ASH, aumentando al mismo tiempo la capacidad de procesamiento de aproximadamente 300 a 450 lb/h por metro de ancho de banda. En esta aplicación, cada prensa de banda de tres etapas y 2,5 metros de ancho procesaba un caudal de lodos de aproximadamente 278 gpm (galones por minuto) con 1.124 lb/h de sólidos secos, produciendo de forma constante una torta con un contenido de sólidos de hasta el 19,5 % y una tasa de recuperación de sólidos superior al 95 %. A pesar de procesar directamente una alimentación con bajo contenido de sólidos, el sistema mantuvo un excelente rendimiento de deshidratación sin requerir un espesamiento previo por gravedad.
¿Por qué es importante obtener un mayor contenido de sólidos en la torta durante la deshidratación de lodos?
Aumentar el contenido de sólidos en la torta tiene implicaciones que van más allá del simple rendimiento de la deshidratación. Cada punto porcentual adicional de sequedad reduce la masa y el volumen de material que requiere transporte, manipulación y eliminación. En esta aplicación, la prensa de banda redujo el caudal de entrada de lodos de 278 gpm a un caudal de torta de solo 12,1 gpm, recuperando más del 95 % de los sólidos entrantes. Dado que el agua representa una parte importante de los costes de transporte de los biosólidos, una mejor deshidratación reduce directamente los gastos de transporte y las tasas de eliminación.
Una mayor concentración de sólidos también puede mejorar la eficiencia de los procesos posteriores de secado térmico al reducir la cantidad de agua que debe evaporarse. Esto se traduce en un menor consumo de energía y una reducción de los costes operativos en toda la cadena de gestión de lodos.
Las etapas optimizadas de drenaje por gravedad y deshidratación por presión también permitieron un acondicionamiento eficiente de los lodos con una dosificación de polímero activo de solo 18–22 lb por tonelada de sólidos secos. Puesto que el polímero es uno de los principales costes operativos recurrentes en la deshidratación de lodos, mantener una alta recuperación de sólidos y un buen nivel de sequedad de la torta con esta dosificación contribuye directamente a reducir los gastos operativos anuales, al tiempo que disminuye la huella ambiental asociada a la producción, el transporte y la manipulación de productos químicos.
AR