La planta para la recuperación del agua de Ohio mejora la eficiencia y ahorra costes de explotación.

La obtención de una torta sólida de forma consistente es solo una de las ventajas que tiene cambiar las tecnologías de separación en una planta de tratamiento de aguas residuales que da servicio a casi 50 000 personas en el noroeste de Ohio. La ventaja adicional radica en un ahorro en costes significativo cuando se requieren menos productos químicos durante el proceso, que incluye el paso de una prensa banda a una centrífuga decanter.

Tras tan solo dos años de funcionamiento, en la ciudad de Middletown, la planta de recuperación de agua de Ohio instaló una centrífuga decanter que reducía el tiempo de producción en dos días a la semana, aumentaba la eficiencia y ahorraba miles de litros de productos químicos al año, lo que se tradujo en un importante ahorro de costes.

Antecedentes

La división de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Middletown (Ohio) gestiona y realiza el mantenimiento de la planta de tratamiento de la ciudad, con sus más de 98 millones de litros al día (mld). Dicha división protege la salud de la comunidad y el medioambiente recuperando una media de casi 19 millones de litros de aguas residuales al día de origen residencial, comercial e industrial.

A partir de este proceso, se obtienen dos productos reciclados: agua limpia, que se vierte al río Great Miami, y aproximadamente 1500 toneladas secas al año de biosólidos procesados, que se añaden a las tierras de cultivo por su valor nutritivo y de acondicionamiento del suelo. El caudal de diseño de la planta de recuperación de agua es de casi 98 mld.  El sistema combinado implica que el caudal podría alcanzar un máximo de casi 190 mld.

La ciudad de Middletown lleva utilizando la centrífuga Flottweg Xelletor desde 2018 y ha experimentado un ahorro en costes significativo.

El reto y la solución

La planta de recuperación de agua utilizaba anteriormente una prensa banda y una centrífuga que no tenía el rendimiento deseado. En 2018 se eliminó la prensa banda porque era difícil de manejar para los técnicos y solo producía entre un 15 % y un 18 % de sólidos. Tan solo dos años después, la centrífuga ya producía aproximadamente un 30 % de sólidos, y continúa siendo eficiente.

«Queríamos más consistencia en nuestras tortas sólidas, lo que se traduciría en unos menores costes de transporte», afirma Gerry Burris, responsable de gestionar las aguas residuales. «Queríamos algo parecido a la máquina que ya teníamos pero que no presentase tantos problemas mecánicos, y con un mejor servicio técnico del fabricante».

En 2018, la planta instaló una centrífuga Xelletor de Flottweg y pudo reducir el tiempo de producción de cinco días a la semana a tres (de 8 a 10 horas al día). Se conservó la centrífuga más antigua como reserva y se eliminó la prensa banda.

«Con el horario reducido, podíamos seguir transportando el producto sin los costes de explotación ni los costes químicos de estar en funcionamiento cinco días a la semana», explica Burris. Ahora consumimos menos y somos más eficientes que en el pasado, cuando la planta funcionaba cinco días a la semana».

Burris afirma que la ciudad ha ahorrado una cantidad considerable de dinero instalando la máquina, cosa que se llevó a cabo sin problemas. «Tuvimos algunos problemas de puesta en marcha, ya que los operarios intentaban hacer lo mismo que con la otra máquina», afirma. «Estaban acostumbrados a los controles de la otra máquina, pero Flottweg hizo un gran trabajo integrando las pantallas y dándoles un aspecto similar al de las máquinas anteriores con las que estaban familiarizados los operarios. Eso facilitó la transición».

Además, la mayor eficiencia del decanter permitió a la planta realizar múltiples ajustes en el funcionamiento general y en el consumo de productos químicos. «Fue como pasar de la noche al día», explica Burris. «Después de la instalación del decanter Flottweg, se obtuvo un ahorro significativo en el consumo de productos químicos. Usamos muchos menos polímeros y cloruro férrico».

El ajuste totalmente automático de la velocidad del tambor y las velocidades diferenciales producen niveles óptimos de materia seca en los sólidos deshidratados en todo momento, incluso con condiciones variables de alimentación.

La planta de recuperación de agua utilizaba anteriormente una prensa banda y una centrífuga que no tenía el rendimiento deseado. En 2018 se eliminó la prensa banda porque era difícil de manejar para los técnicos y solo producía entre un 15 % y un 18 % de sólidos. Tan solo dos años después, la centrífuga ya producía aproximadamente un 30 % de sólidos, y continúa siendo eficiente.

«Queríamos más consistencia en nuestras tortas sólidas, lo que se traduciría en unos menores costes de transporte», afirma Gerry Burris, responsable de gestionar las aguas residuales. «Queríamos algo parecido a la máquina que ya teníamos pero que no presentase tantos problemas mecánicos, y con un mejor servicio técnico del fabricante».

En 2018, la planta instaló una centrífuga Xelletor de Flottweg y pudo reducir el tiempo de producción de cinco días a la semana a tres (de 8 a 10 horas al día). Se conservó la centrífuga más antigua como reserva y se eliminó la prensa banda.

«Con el horario reducido, podíamos seguir transportando el producto sin los costes de explotación ni los costes químicos de estar en funcionamiento cinco días a la semana», explica Burris. Ahora consumimos menos y somos más eficientes que en el pasado, cuando la planta funcionaba cinco días a la semana».

Burris afirma que la ciudad ha ahorrado una cantidad considerable de dinero instalando la máquina, cosa que se llevó a cabo sin problemas. «Tuvimos algunos problemas de puesta en marcha, ya que los operarios intentaban hacer lo mismo que con la otra máquina», afirma. «Estaban acostumbrados a los controles de la otra máquina, pero Flottweg hizo un gran trabajo integrando las pantallas y dándoles un aspecto similar al de las máquinas anteriores con las que estaban familiarizados los operarios. Eso facilitó la transición».

Además, la mayor eficiencia del decanter permitió a la planta realizar múltiples ajustes en el funcionamiento general y en el consumo de productos químicos. «Fue como pasar de la noche al día», explica Burris. «Después de la instalación del decanter Flottweg, se obtuvo un ahorro significativo en el consumo de productos químicos. Usamos muchos menos polímeros y cloruro férrico».

Cómo funciona la tecnología

La deshidratación de lodos de depuración ofrece un enorme potencial de ahorro para los operarios de plantas de tratamiento de aguas residuales. Los costes de transporte y eliminación de lodos de aguas residuales deshidratados suelen representar el 80 % de los costes de explotación. Dependiendo de la capacidad de la planta, un 1 % más de sustancia seca en los lodos de aguas residuales deshidratados puede representar un ahorro en costes del orden de cinco a seis dígitos. 

Según el diseño de las centrífugas tradicionales, la mezcla líquida que se va a separar se introduce en la máquina a través de una tubería fija. La mezcla entra en la parte cilíndrica de la cubeta a través de los orificios del cuerpo del tornillo sinfín y a continuación se le aplica aceleración. Debido a la fuerza centrífuga, se forma un anillo de líquido en el interior de la máquina. El grosor del anillo se denomina profundidad del estanque. Los sólidos o fase pesada forman una capa concéntrica en la pared de la cubeta. Los sólidos se descargan de la máquina mediante el tornillo sinfín a través de la parte cónica. Los líquidos separados se descargan a través de una represa en el extremo opuesto.

El ángulo del cono, la presa y el cuerpo del tornillo sinfín limitan la profundidad del «estanque de líquido». Un estanque poco profundo es óptimo para la deshidratación de mezclas que contienen sólidos granulares, mientras que un cono más curvo es mejor para materiales de flotabilidad neutra que necesitan más tiempo de permanencia para separarse. La mayoría de aplicaciones de aguas residuales es adecuada para estanques profundos.

Los orificios del cuerpo del tornillo sinfín, donde se descarga la mezcla líquida en la centrífuga, tienen revestimientos duros para aumentar la resistencia al desgaste. La geometría de los orificios se adapta para garantizar una entrada suave del líquido, pero la fuerza de cizallamiento sigue ejerciendo sobre la mezcla, lo que disminuye la eficacia del polímero y, por lo tanto, también la eficacia de la separación.

En el caso de las centrífugas decanter convencionales, el cuerpo del tornillo sinfín limita la profundidad del estanque. Gracias al diseño de Xelletor, estas limitaciones ya no existen. Por primera vez, es posible contar con un estanque de gran profundidad, con un impacto positivo en la compresión, la zona de clarificación y, en última instancia, en la eficacia de la separación.

Para la deshidratación de alto grado de lodos de aguas residuales se ha desarrollado un concepto exclusivo de centrífuga. El núcleo del nuevo diseño, el rotor y el tornillo del decanter, se han rediseñado desde cero. El resultado es un tornillo sinfín sin cuerpo del tornillo sinfín. En este sistema, el líquido se descarga directamente al estanque del tambor de la centrífuga. El líquido se acelera con muchas menos fuerzas de cizallamiento, lo que reduce el consumo de floculantes. El ajuste totalmente automático de la velocidad del tambor y las velocidades diferenciales producen niveles óptimos de materia seca en los sólidos deshidratados en todo momento, incluso con condiciones variables de alimentación.

Dependiendo de la capacidad de la planta, un 1 % más de sustancia seca en los lodos de aguas residuales deshidratados puede representar un ahorro en costes del orden de cinco a seis dígitos.

Resultados

La ciudad de Middletown lleva utilizando una centrífuga Xelletor desde 2018 y ha experimentado un ahorro en costes, además de obtener una pasta con un 28-30 % de sólidos.

«Hemos tenido algunos contratiempos, pero el equipo de Flottweg siempre se ha mostrado muy receptivo», afirmó Burris, refiriéndose a un caso en el que la empresa necesitaba una pieza especial. «Esa misma mañana llamamos a Flottweg y en menos de una hora ya teníamos a un técnico aquí. Instalaron la pieza nueva y la máquina se puso en marcha antes de que acabara el día. Fue una gratísima sorpresa para nosotros».

Aunque la otra máquina proporcionaba una torta sólida ligeramente mejor, requería más productos químicos para lograr aproximadamente un 1,5 % más de sólidos. 

«Tuvimos que preguntarnos si realmente necesitábamos un 30-31 % de sólidos», comenta Burris. «Ahora estamos promediando entre el 28 y el 30 % de sólidos de forma constante con el equipo de Flottweg, utilizando productos químicos con una tasa de consumo significativamente menor. Fue una buena idea pasarnos a Flottweg. Están siempre atentos a nuestras necesidades. Envían a un técnico siempre que es necesario, y se queda hasta solucionar el problema. Es y ha sido siempre un fantástico motivo para confiar en ellos».

Con respecto al mantenimiento, el Xelletor no requiere mucho trabajo. «Después de cada funcionamiento, los operarios aplican dos chorros de grasa en el extremo del rodamiento. Eso es todo», asegura. «Estamos muy satisfechos. Obtenemos buenos sólidos utilizando menos productos químicos y en menos días de funcionamiento. ¿Qué más se puede pedir?»

Acerca del autor

Robert Rhea es director de ventas de Flottweg Separation Technology, Inc. Puede ponerse en contacto con él en rrhea@flottweg.net.