O teor de umidade do lodo é um número de transporte antes de ser um número de processo
Uma torta desidratada é em sua maior parte água. Com 80 % de teor de umidade, quatro quintos da massa que sai pelo portão da estação é água que já foi tratada, bombeada, dosada e prensada, e que agora será levada até um local de destinação e paga de novo na chegada. O teor de umidade do lodo é citado como a parcela da massa da torta que é água, de modo que um valor mais baixo significa menos água e mais sólidos na mesma tonelada de material. Esse único valor fixa a massa da torta, e a massa da torta fixa quase tudo a jusante da unidade de desidratação.
A estação não pode escolher parar de produzir sólidos. Ela pode escolher quanta água viaja com eles, e a faixa de que pode escolher é definida pela rota de desidratação e pelo lodo, e não pelo desejo. A aritmética abaixo é a razão pela qual vale a pena discutir a escolha.
Tome uma estação produzindo uma tonelada de sólidos secos por dia, que é uma unidade conveniente porque não muda com o resultado da desidratação. Com 80 % de umidade a massa da torta é cinco toneladas; com 65 % é cerca de 2.9 toneladas. Cerca de 2.1 toneladas por dia, mais de 40 % da massa que de outro modo seria carregada e transportada, deixam de existir como algo a transportar. Ao longo de um ano de operação, isso é da ordem de 780 toneladas de material evitadas. O valor depende apenas dos sólidos secos e dos dois teores de umidade, de modo que se sustenta quaisquer que sejam os preços locais; leia-o como um método trabalhado, e não como uma especificação para a sua estação.
Os dois valores, e aquele sobre o qual se escreve uma garantia
O teor de umidade do lodo não é o mesmo que o teor de sólidos secos, e os dois são complementares: 80 % de umidade são 20 % de sólidos secos, e 65 % de umidade são 35 % de sólidos secos. O valor de sólidos secos é aquele sobre o qual uma garantia de desidratação costuma ser escrita, porque é a quantidade que a estação produz e não pode mudar, enquanto o valor de umidade é o que decide a massa e, portanto, o custo de transporte do lodo e a taxa de recepção.
Ambos os valores são médias, e isso importa mais do que parece. Uma torta com 80 % de umidade em média e uma torta que oscila entre 75 % e 85 % produzem a mesma massa anual e um contrato de transporte diferente: um caminhão-tanque é carregado até um limite de massa ou um limite de volume, o que primeiro se impuser, e uma carga úmida atinge o limite de massa com o tanque ainda parcialmente vazio. A consistência vale a pena ser paga separadamente da secura, e um contrato que não as distingue paga por ela duas vezes.
Como uma mudança no teor de umidade do lodo se torna um custo
O cálculo tem cinco etapas, e apenas a última delas precisa de um preço.
- Fixe a produção de sólidos secos em toneladas por dia. Ela vem da estação, e não do resultado da desidratação, de modo que é a mesma para as duas tortas.
- Converta cada teor de umidade em uma massa de torta: a massa da torta é igual aos sólidos secos divididos por um menos o teor de umidade, com o teor de umidade escrito como decimal.
- Subtraia uma massa de torta da outra para obter a massa evitada por dia e depois multiplique pelo número de dias que a estação opera no ano.
- Converta a massa em viagens. É aqui que o volume do contêiner, o limite de massa do veículo e as regras rodoviárias da jurisdição decidem, e a resposta difere entre países.
- Aplique os custos unitários que pertencem ao local: transporte por viagem ou por tonelada, mais a taxa de recepção, que na maioria das jurisdições é cobrada por tonelada de material recebido e, portanto, é cobrada de novo em cada quilograma de água ainda na torta.
Note o que não está na lista: um preço. Nada na aritmética é específico de um país, e os dois valores dos quais uma cotação depende, a tarifa de transporte e a taxa de recepção, são os dois que o local tem de fornecer. O que o cálculo fornece é o multiplicador, que é a massa de material evitada para cada quilograma de água retirado na prensa. O custo de destinação do lodo da rota mais seca é essa massa multiplicada pelas duas tarifas locais.
O que limita quão seca uma torta pode ser
Menor umidade não é de graça e não é ilimitada. A água no lodo fica em quatro lugares: como água livre entre os flocos, como água intersticial retida na estrutura do floco, como água ligada às superfícies das partículas e como água dentro das células. A desidratação mecânica remove as duas primeiras e parte da terceira. A fração intracelular não sai sob pressão de jeito nenhum, e nenhuma prensa ou centrífuga a alcançará sem uma etapa térmica.
- Tipo de lodo: um lodo primário mineral e granular desidrata mais que um lodo biológico leve e hidratado, e um lodo misto fica entre os dois.
- Condicionamento: o tipo e a dose de polímero decidem quanto da água livre e intersticial pode ser liberada, e a dose é definida sobre o lodo em questão, e não sobre a máquina.
- Tipo de máquina e pressão de operação: uma prensa parafuso, uma prensa de esteira, um filtro prensa de placas e quadros e uma centrífuga alcançam cada um uma faixa diferente no mesmo lodo.
- Consistência da alimentação: uma máquina alimentada com lodo fino produz uma torta mais úmida, de modo que a etapa de adensamento à frente dela define o teto que a etapa de desidratação pode alcançar.
- Rota de destinação: onde o local receptor cobra por tonelada e seca a torta de novo na chegada, o valor de umidade move o custo de uma parte para a outra em vez de removê-lo, e vale verificar qual.
Desidratação de lodo de esgoto: de onde vêm os últimos pontos
A lacuna entre 80 % e 65 % não é o mesmo trabalho que a lacuna entre 65 % e 60 %. A primeira é uma questão de condicionamento e seleção de máquina na maioria dos lodos; a segunda é comprada com dose, pressão e tempo de máquina e, em um lodo biológico mole, pode não ser alcançável por meios mecânicos. Na desidratação de lodo de esgoto, a sequência usual é retirar a água em duas etapas, e não em uma, porque removê-la antes da prensa é mais barato por quilograma do que removê-la na prensa.
Duas restrições limitam a escolha, e elas puxam em direções opostas com frequência suficiente para valer a pena enunciá-las. A primeira é comercial: onde o local de destinação cobra por massa, a secura compensa, e onde cobra uma taxa fixa por carga, o ganho está em viagens, e não em toneladas. A segunda é a própria estação, porque a água retirada na etapa de desidratação retorna à entrada da obra como filtrado ou centrado, carregando sólidos, amônia e fósforo. Uma torta mais seca concentra essas cargas em um volume menor de água de retorno, e o estágio biológico é onde elas têm de ser tratadas.
A torta de lodo desidratada é um produto com especificação
Uma vez que a torta sai da unidade de desidratação, ela deixa de ser água de processo e se torna um material com um contrato: uma massa, uma faixa de umidade, uma consistência e, onde é espalhada no solo, um conjunto de limites de qualidade. O frete e a taxa de recepção são cobrados contra essas propriedades, e não contra o tratamento que a estação realizou, e é por isso que alguns pontos de umidade pesam mais na conversa comercial do que no projeto de processo.
Isso também explica uma discordância comum. Uma estação mede sua torta e encontra um número; o local receptor mede a mesma carga e encontra outro. Ponto de amostragem, tamanho da amostra, método de secagem e o tempo entre a amostragem e a pesagem movem cada um o valor em alguns pontos, de modo que o contrato precisa dizer qual método é usado antes de precisar dizer qual é o número.
Erros comuns
- Comparar cotações pela tarifa de transporte e esquecer a taxa de recepção, que é a parte cobrada por tonelada e, portanto, escala com a água que resta na torta.
- Definir uma meta de secura sem verificar se o lodo consegue alcançá-la. Uma meta fora de alcance no lodo em questão é paga em polímero e tempo de máquina e ainda é perdida.
- Citar um valor de umidade sem dizer se é uma média diária, uma amostra pontual ou um valor contratual, e se é em base úmida ou seca.
- Esquecer a carga de retorno. Uma torta mais seca significa um filtrado mais concentrado voltando à entrada da obra.
- Dimensionar o transporte pela vazão da estação em vez de pela massa da torta, que muda sempre que o resultado da desidratação muda.
- Deixar a variação sazonal de fora. A qualidade do lodo e o desempenho da desidratação mudam ao longo do ano, e um contrato construído sobre o mês mais forte fica sem capacidade no mais fraco.
Autoverificação antes do próximo contrato de destinação
- A produção de sólidos secos é declarada em toneladas por dia, separadamente da massa da torta?
- Os dois valores de umidade na comparação são declarados na mesma base e medidos pelo mesmo método?
- A massa da torta foi calculada nos dois teores de umidade, e a massa anual evitada foi calculada a partir deles?
- O valor de transporte é expresso por viagem ou por tonelada, e o limite limitante do veículo e do contêiner foi identificado?
- A taxa de recepção é cobrada por tonelada, e foi aplicada aos dois casos, e não a um só?
- A possibilidade de alcançar a torta mais seca foi confirmada no lodo real, e não presumida de uma tabela de máquina?
- A carga extra na água de retorno foi contabilizada onde o estágio biológico tem de tratá-la?
De um valor de umidade a uma máquina que o alcança
A aritmética acima fixa quanto vale um ponto de secura neste local; ela não diz qual máquina entregará esse ponto neste lodo. As páginas de equipamento de desidratação de lodo apresentam o que uma prensa parafuso, um filtro prensa de esteira e um filtro prensa de placas e quadros alcançam cada um em uma dada alimentação, e o guia de seleção de equipamento de desidratação de lodo percorre tipo de lodo, volume e torta-alvo até uma máquina. O artigo sobre leitos de secagem de lodo e desidratação mecânica cobre a decisão de rota onde a terra e o clima fazem parte da resposta. A umidade da torta que o seu lodo alcançará, e a dose de polímero necessária para chegar lá, são confirmadas com a fábrica para o seu tipo de lodo e a sua secura-alvo, e não lidas de uma tabela geral.