Estação de recuperação de água de Ohio melhora a eficiência e economiza custos de produção

Vivenciar um bolo sólido consistente é apenas um dos benefícios de mudar as tecnologias de separação para uma estação de tratamento de efluentes que atende quase 50.000 pessoas no noroeste de Ohio. O bônus adicional é uma economia de custos significativa quando menos produtos químicos são necessários durante o processo, que incluiu a atualização de uma prensa de banda para uma centrifuga decanter.

Nos dois primeiros anos de operação, a cidade de Middletown, estação de recuperação de água de Ohio, instalou um decanter altamente eficiente, que reduziu o tempo de produção em dois dias por semana, aumentou a eficiência e economizou milhares de galões de produtos químicos por ano, transformando-os em economias significativas de custos.

Histórico

A divisão de tratamento de efluentes da cidade de Middletown, Ohio, opera e mantém a planta de tratamento de 26 milhões de galões por dia (mgd) da cidade. A divisão protege a saúde da comunidade e do meio ambiente, recuperando em média 14,5 milhões de galões de efluentes todos os dias de todas as fontes residenciais, comerciais e industriais.

A partir desse processo, são fornecidos dois produtos reciclados: água limpa descarregada no Great Miami River e aproximadamente 1.500 toneladas secas por ano de biossólidos processados, que são aplicados à terra cultivável por seu valor de nutrientes e condicionamento do solo. O fluxo de projeto para a estação de recuperação de água é de 26 mgd.  O sistema combinado significa que os fluxos poderiam atingir o pico de 50 milhões mgd.

A cidade de Middletown usa a centrifuga Xelletor da Flottweg desde 2018 e experimentou economias significativas de custos desde então.

O desafio e a solução

A estação de recuperação de água anteriormente usava uma prensa de banda e uma centrifuga que não estavam funcionando bem. Em 2018, a prensa de banda foi removida porque era difícil para os técnicos operarem e estava produzindo apenas de 15 a 18% de sólidos. Apenas dois anos depois, a centrifuga estava produzindo aproximadamente 30% de sólido, e a eficiência continua.

“Queríamos mais consistência em nossos bolos de sólidos, resultando em um menor custo de transporte”, disse o gerente Gerry Burris. "Queríamos algo que fosse comparável com a máquina que já tínhamos, mas com menos problemas mecânicos e melhor serviço do fabricante."

Em 2018, a fábrica instalou uma centrífuga Xelletor da Flottweg e conseguiu reduzir o tempo de produção de cinco dias por semana para três dias por semana (de 8 a 10 horas por dia). A centrifuga mais antiga foi mantida como reserva e a prensa de banda foi eliminada.

“Com o cronograma reduzido, ainda poderíamos mover o produto sem os custos operacionais e os custos de produtos químicos de operação cinco dias por semana”, explicou Burris. “Agora, operamos com melhor consumo e eficiência do que uma operação de cinco dias por semana, como era no passado."

Burris conta que muito dinheiro foi economizado instalando a máquina eles mesmos, o que foi fácil. “Tivemos alguns problemas de inicialização, pois os operadores estavam tentando copiar a outra máquina”, disse ele. “Eles estavam acostumados com os controles da outra máquina, mas a Flottweg fez um grande trabalho de integrar as telas e de torná-las semelhantes às que os operadores já conheciam. Isso facilitou a transição.”

Além disso, a decanter mais eficiente ofereceu à estação a oportunidade de fazer múltiplos ajustes na operação geral e em seu uso de produtos químicos. “Era como a noite e o dia”, disse Burris. "Após a instalação da decanter Flottweg, ela apresentou economias significativas no uso de produtos químicos. Não usamos nem de longe a mesma quantidade de polímeros ou cloreto de ferro.”

O ajuste totalmente automático da velocidade da bacia e das velocidades diferenciais produz níveis ideais de matéria seca nos sólidos desidratados a qualquer momento, mesmo no caso de condições variadas na alimentação.

A estação de recuperação de água anteriormente usava uma prensa de banda e uma centrifuga que não estavam funcionando bem. Em 2018, a prensa de banda foi removida porque era difícil para os técnicos operarem e estava produzindo apenas de 15 a 18% de sólidos. Apenas dois anos depois, a centrifuga estava produzindo aproximadamente 30% de sólido, e a eficiência continua.

“Queríamos mais consistência em nossos bolos de sólidos, resultando em um menor custo de transporte”, disse o gerente Gerry Burris. "Queríamos algo que fosse comparável com a máquina que já tínhamos, mas com menos problemas mecânicos e melhor serviço do fabricante."

Em 2018, a fábrica instalou uma centrífuga Xelletor da Flottweg e conseguiu reduzir o tempo de produção de cinco dias por semana para três dias por semana (de 8 a 10 horas por dia). A centrifuga mais antiga foi mantida como reserva e a prensa de banda foi eliminada.

“Com o cronograma reduzido, ainda poderíamos mover o produto sem os custos operacionais e os custos de produtos químicos de operação cinco dias por semana”, explicou Burris. “Agora, operamos com melhor consumo e eficiência do que uma operação de cinco dias por semana, como era no passado."

Burris conta que muito dinheiro foi economizado instalando a máquina eles mesmos, o que foi fácil. “Tivemos alguns problemas de inicialização, pois os operadores estavam tentando copiar a outra máquina”, disse ele. “Eles estavam acostumados com os controles da outra máquina, mas a Flottweg fez um grande trabalho de integrar as telas e de torná-las semelhantes às que os operadores já conheciam. Isso facilitou a transição.”

Além disso, a decanter mais eficiente ofereceu à estação a oportunidade de fazer múltiplos ajustes na operação geral e em seu uso de produtos químicos. “Era como a noite e o dia”, disse Burris. "Após a instalação da decanter Flottweg, ela apresentou economias significativas no uso de produtos químicos. Não usamos nem de longe a mesma quantidade de polímeros ou cloreto de ferro.”

Como a tecnologia funciona

A secagem de lodos oferece enormes potenciais de economia para os operadores de estações de tratamento de água. Os custos de transporte e descarte do lodo de clarificação desidratado frequentemente compõem 80% dos custos de produção. Dependendo da capacidade da planta, 1% a mais de substância seca no lodo de clarificação desidratado pode representar uma economia de custos na faixa de cinco a seis dígitos. 

Em um design de centrifuga tradicional, a mistura líquida a ser separada é alimentada através de um tubo estacionário na máquina. A mistura entra na parte cilíndrica da bacia através dos furos no corpo do rolo e é então acelerada. Devido à força centrífuga, um anel líquido é formado dentro da máquina. A espessura do anel é chamada de profundidade do pool de líquidos. Os sólidos, ou a fase pesada, formam uma camada concêntrica na parede da bacia. Os sólidos são descarregados da máquina pelo rolo através da parte cônica. Os líquidos separados são descarregados através de uma barreira na extremidade oposta.

O ângulo do cone, o represamento e o corpo da rosca transportadora limitam a profundidade do “pool de líquidos". Um pool de líquidos raso é ideal para misturas de desumidificação contendo sólidos granulares, enquanto que um cone mais íngreme é melhor para materiais com flutuabilidade neutra e que precisam de mais tempo de permanência para se separarem. A maioria das aplicações de efluentes são adequadas para pools de líquidos profundos.

Os furos no corpo do rolo, onde a mistura líquida é descarregada na centrífuga, têm revestimentos duros para aumentar a resistência ao desgaste. A geometria dos furos é adaptada para assegurar uma entrada suave para o líquido, mas a força de cisalhamento ainda é exercida sobre a mistura, o que diminui a eficácia do polímero e, portanto, também a eficiência de separação.

No caso de centrífugas decanter convencionais, o corpo do rolo limita a profundidade do pool de líquidos. Graças à construção do Xelletor, esses limites não existem mais. Pela primeira vez, um pool de líquidos super profundo é possível, o que tem um impacto positivo na compressão, na zona de clarificação e, portanto, na eficiência da separação.

Um conceito exclusivo de centrifuga foi desenvolvido especificamente para a desumidificação de alto grau de lodo de clarificação. O núcleo do novo design, o rotor e a rosca transportadora do decanter, foram redesenhados do zero. O resultado é uma rosca transportadora sem corpo da rosca transportadora. Neste sistema, o líquido é descarregado diretamente no pool de líquidos da bacia da centrífuga. O líquido é acelerado com muito menos cisalhamento, o que resulta em um consumo reduzido de floculantes. O ajuste totalmente automático da velocidade da bacia e das velocidades diferenciais produz níveis ideais de matéria seca nos sólidos desidratados a qualquer momento, mesmo no caso de condições variadas na alimentação.

Dependendo da capacidade da planta, 1% a mais de substância seca no lodo de clarificação desidratado pode representar uma economia de custos na faixa de cinco a seis dígitos.

Resultados

A cidade de Middletown usa uma centrífuga Xelletor da Flottweg desde 2018 e teve economia de custos significativas, além de um bolo de sólidos favorável de 28 a 30%.

“Tivemos alguns obstáculos, mas a equipe da Flottweg tem sido muito responsiva”, disse Burris, fazendo referência a um caso quando uma peça especial foi necessária. “Nós chamamos a Flottweg de manhã e o técnico chegou dentro de uma hora. Eles instalaram a nova peça e a máquina já entrou em funcionamento antes do final do dia. Ficamos muito impressionados com isso.”

Embora a outra máquina tenha fornecido um bolo de sólidos ligeiramente melhor, ela exigia significativamente mais produtos químicos para alcançar uma melhoria de aproximadamente 1,5% de sólidos. 

“Tivemos que nos perguntar se realmente precisávamos dos 30% - 31% de sólidos”, disse Burris. "Agora estamos fazendo uma média de 28 a 30% de sólidos de forma consistente com a Flottweg, ao mesmo tempo em que usamos produtos químicos a uma taxa de consumo significativamente menor. Foi uma boa decisão mudar para a Flottweg. Eles são muito responsivos às nossas necessidades. Temos um técnico à disposição sempre que precisamos, e eles ficam aqui até estar tudo resolvido. Este foi e ainda é um grande argumento de venda para nós.”

Com relação à manutenção, a Xelletor não requer muito. “Após cada processamento, os operadores dão dois esguichos de graxa na extremidade do rolamento. É isso ", disse ele. “Estamos muito satisfeitos. Temos bons sólidos usando menos produtos químicos e processando durante menos dias. O que mais poderíamos querer?”

Sobre o autor

Robert Rhea é gerente de vendas da Flottweg Separation Technology, Inc. Seu endereço para contato é rrhea@flottweg.net.