Qué es un lecho de secado de lodos y qué le pide al sitio
Un lecho de secado de lodos funciona por drenaje y evaporación y no necesita ni químico ni máquina. Es un tanque poco profundo con drenaje inferior, relleno de arena graduada sobre grava, dividido en lechos y alimentado con una capa de lodo líquido. El agua sale por dos rutas al mismo tiempo: drena hacia abajo a través de la arena hasta el dren inferior y se evapora desde la superficie expuesta. Lo que queda se retira después de un periodo medido en semanas. No hay polímero, ni prensa, ni centrífuga, ni energía más allá de la bomba que entrega el lodo sobre el lecho.
La consecuencia es que el lecho se paga con una moneda que la mayoría de los sitios tiene en alguna cantidad y pocos tienen en cantidad ilimitada: el área de terreno. Un lecho tiene que contener los sólidos que la planta produce entre una cosecha y la siguiente, y el número de cosechas al año que el clima permite. Ambas cosas son propiedades del lugar y no del equipo, y por eso dos lechos que cumplen el mismo servicio de sólidos en dos sitios pueden diferir en área por un amplio margen.
El diseño de un lecho de secado de lodos —las eras de secado de lodos, en la denominación de algunas regiones— parte, por lo tanto, del registro local y no de un catálogo: producción anual de sólidos secos, evaporación y lluvia del sitio, número de semanas al año en que el lecho es trabajable y profundidad de lodo que puede aplicarse antes de que la superficie se selle y deje de drenar. Esos datos producen un área, y el área es lo que el sitio tiene que poder reservar durante la vida de la planta.
Las cifras de dotación publicadas para el área de lecho por persona, o por kilogramo de sólidos secos al año, provienen de un clima concreto y un lodo concreto. Son útiles para una verificación de orden de magnitud y deben leerse como un método de partida y no como una especificación, porque las cifras que mandan son el registro de evaporación y lluvia del sitio y el comportamiento del lodo que se tiene en mano.
Los lechos de secado de lodos en el tratamiento de aguas residuales: las condiciones que les convienen
Los lechos no llegaron a la práctica moderna por casualidad. En algunos sitios siguen siendo la ruta más económica por tonelada de sólidos secos a lo largo de la vida de la planta, porque el costo de operación es un levantamiento mecánico y un relleno ocasional de arena, en lugar de polímero, energía y mantenimiento. Esos sitios comparten un conjunto reconocible de condiciones, y un sitio que no las cumpla lamentará la decisión en la segunda temporada de lluvias.
- Un clima cálido, seco y ventoso con poca lluvia durante la temporada de secado: el ciclo es corto y el área requerida es menor.
- Terreno realmente disponible durante la vida de la planta, a un costo que no tenga que competir con una futura ampliación de la planta de tratamiento.
- Una planta pequeña, o una planta con población estacional, donde la cantidad de sólidos no justifica una máquina ni su rutina de mantenimiento.
- Un sitio que pueda usar directamente una torta seca y desmenuzable, sin un paso de secado o almacenamiento en el lado receptor.
- Mano de obra disponible para una cosecha periódica, ya que vaciar los lechos es una campaña que ocurre unas pocas veces al año y no un servicio continuo.
- Un sitio remoto con energía poco confiable, donde una máquina que necesita una bomba, una unidad de preparación de polímero y un tablero de control es una carga y no un activo.
La lluvia durante el periodo de secado es la más dañina de las dos variables climáticas. La lluvia vuelve a mojar la torta y puede retrasar el ciclo días enteros, y por eso muchos lechos están cubiertos; un lecho cubierto tiene un ciclo más largo que uno abierto, pero mucho más predecible. El olor es el segundo límite: un lecho de lodo abierto es una superficie abierta, y un sitio cercano a viviendas puede no poder usar uno en absoluto sin cubierta y control de olores.
Qué cambia la deshidratación mecánica de lodos
La deshidratación mecánica de lodos extrae la misma agua con equipo en lugar de con el clima. Una prensa de banda drena el lodo y luego lo prensa entre bandas, una prensa de tornillo lo transporta y lo comprime a lo largo de un eje giratorio, una prensa de placas y marcos llena cámaras y las comprime hidráulicamente, y una centrífuga separa por fuerza centrífuga. Las cuatro hacen el trabajo en minutos en lugar de semanas, en una huella medida en metros cuadrados y no en cientos de ellos, e independientemente del clima.
El precio está escrito en la máquina. Cada una de estas unidades necesita polímero de acondicionamiento, electricidad para sus accionamientos, un suministro de agua de lavado donde se rocían las bandas o los paños, y una rutina de mantenimiento. A cambio, la torta es más seca y mucho más constante de lo que un lecho puede ofrecer, y la operación es continua y puede automatizarse, lo que importa cuando la planta trabaja por turnos o cuando la cantidad de sólidos es demasiado grande para que un lecho siga el ritmo.
La consecuencia es que las dos rutas rara vez compiten por el mismo servicio con el mismo tamaño. Un lecho está limitado por el área y por el calendario; una máquina está limitada por su capacidad de proceso, su consumo de polímero y la destreza disponible para operarla. Por debajo de cierta producción de sólidos la máquina no se justifica, y por encima de cierto requerimiento de área el lecho no se puede construir.
Los dos métodos de deshidratación de lodos, comparados donde importa
- Huella: un lecho ocupa cientos de metros cuadrados para un servicio que una máquina cubre en decenas, así que el sitio o tiene el área o no la tiene.
- Dependencia del clima: el lecho trabaja según el clima y la máquina no, así que un clima húmedo convierte el lecho de una cuestión de área en una cuestión de calendario.
- Sólidos de la torta: la máquina alcanza una sequedad más alta y mucho más constante, lo que acorta el paso de transporte y disposición posterior a cualquiera de las dos rutas.
- Consumibles: polímero y energía para la máquina, frente a arena, mano de obra y una cosecha periódica para el lecho.
- Tiempo de respuesta: la máquina arranca, opera y se detiene con la planta, mientras el lecho sigue un ciclo de semanas y no puede elevar su capacidad de proceso a demanda.
- Licor de retorno: ambas rutas devuelven agua a la cabeza de la planta, con sólidos y amoniaco, y en ambas rutas esa carga corresponde a la etapa biológica.
- Comportamiento con mal tiempo: un lecho al que le llueve encima retiene su inventario durante semanas, y una máquina que se detiene vuelve a arrancar cuando se resuelve la falla.
- Automatización: una planta que debe operar sin supervisión o por turnos es atendida por la máquina, y una planta que debe ser barata de operar y puede esperar es atendida por el lecho.
Errores comunes
- Dimensionar un lecho con el caudal de la planta en lugar de con los sólidos secos que la planta produce, y con un clima genérico en lugar del clima del sitio.
- Dejar fuera del diseño la lluvia de la temporada de secado y luego descubrir que los lechos son trabajables menos semanas al año de las que se supusieron.
- Comparar las dos rutas solo por el costo de capital. El lecho es más barato de construir y a menudo más barato por tonelada a lo largo de la vida de la planta; la máquina es más barata en la moneda que un sitio restringido no tiene, que es el terreno.
- Suponer que una máquina elimina el problema posterior. Una torta más seca es más fácil y más barata de mover, pero sigue siendo lodo y todavía hay que disponer de él.
- Descartar el licor de retorno, cuando el agua que sale de cualquiera de las dos rutas lleva sólidos y amoniaco de vuelta a la cabeza de la planta.
- Olvidar que un lecho necesita un segundo lecho. El secado es una operación por lotes, así que una planta que produce lodo todos los días necesita suficientes lechos y suficiente almacenamiento para cubrir todo el ciclo.
- Comprar una máquina que el sitio no puede operar: polímero que hay que comprar, almacenar y preparar, energía que tiene que ser confiable y una rutina de mantenimiento que tiene que existir.
Autoverificación antes de decidirse por una ruta
- ¿El servicio se declara en kilogramos de sólidos secos por día, además de en metros cúbicos de lodo?
- ¿Se conoce la producción anual de sólidos y, con ella, la masa que la ruta tiene que retener entre dos cosechas o dos viajes de disposición?
- ¿Se ha leído el clima del sitio para la temporada de secado, incluida la lluvia de esa temporada, en lugar de tomarse de un promedio anual?
- ¿Hay terreno disponible durante la vida de la planta a un costo que no tenga que competir con la ampliación?
- ¿Está disponible la mano de obra para una campaña de cosecha y hay un almacén para el material secado entre campañas?
- ¿El polímero, la energía y el mantenimiento que necesita una máquina están disponibles en el sitio con la confiabilidad que la planta requiere?
- ¿Se ha sumado el licor de retorno de la ruta elegida a la carga que verá la etapa biológica?
- ¿Se ha definido la ruta de disposición de la torta, dado que la sequedad que entrega la ruta decide cuánto de ella hay que mover?
De una ruta a una unidad dimensionada
La decisión de ruta reduce el campo; la máquina todavía tiene que dimensionarse sobre un lodo que se ha medido, y el lecho todavía tiene que dimensionarse sobre un clima que se ha leído. Las páginas de equipos de deshidratación de lodos describen qué hace cada máquina con la alimentación y qué torta deja, y la guía para seleccionar equipos de deshidratación de lodos recorre en orden el tipo de lodo, el volumen y la torta objetivo. El artículo sobre el contenido de humedad del lodo sigue la torta aguas abajo y muestra lo que cuesta mover su sequedad. El área del lecho, el modelo de máquina y el consumo de polímero que convienen a su sitio se confirman con la fábrica para su tipo de lodo y su clima local, en lugar de leerse de una tabla general.