Tornillos deshidratadores como tecnología ALTERNATIVA para la deshidratación de fangos de EDAR - Ernesto Herrera Díaz

Tornillos deshidratadores como tecnología ALTERNATIVA para la deshidratación de fangos de EDAR

27/10/2016

Tornillos deshidratadores como tecnología ALTERNATIVA para la deshidratación de fangos de EDAR


Ernesto Herrera Díaz

Ernesto Herrera Díaz

  • Director Comercial de SERPROAGUA
  • Ingeniero Técnico Químico por la Universidad del País Vasco

 



La deshidratación de fangos provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales se realiza hoy en día con diferentes tecnologías dependiendo de las características del fango producido. Las tecnologías más conocidas son los filtros banda, filtros prensa, centrífugas, y más recientemente, los tornillos deshidratadores.

Dado que en la toma de decisiones en las plantas se presta cada vez más atención al aspecto económico, los tornillos saltan a la palestra cada vez con más auge.

Los tornillos deshidratadores alcanzan los más altos niveles de sequedad con fangos estabilizados aeróbicamente así como con fangos digeridos y fangos de flotación. 
 
Debido a la simplicidad de su tecnología y flexibilidad de operación, el tornillo deshidratador es una alternativa que merece un análisis en detalle.
 


Descripción Técnica

 
En el dibujo descriptivo se muestra un tornillo deshidratador con sus componentes principales. El tamiz que contiene al tornillo está situado entre las dos cajas de rodamientos que se encuentran a ambos lados del bastidor principal.
 
 
Estructura de un tornillo deshidratador
 
El fango entra por el extremo derecho, entre el tornillo y el tamiz cilíndrico. El diámetro del tornillo crece en dirección al extremo de descarga del fango. El agua filtrada se separa del material sólido en el interior del tamiz, y sale a través del filtro del mismo, recogiéndose en un tanque ubicado al efecto, mientras que el lodo deshidratado se descarga por el extremo opuesto al de entrada. En este extremo se ubica un anillo de sección cónica, actuado mediante cilindros neumáticos por ejemplo, que ejerce una cotrapresión constante contra el fango.
 
El tornillo se acciona mediante un motorreductor. El equipo está cubierto en toda su longitud para evitar salpicaduras de agua filtrada o agua de lavado, y al mismo tiempo minimizar la salida de olores.
 
El dispositivo de lavado, que incluye varias boquillas, realiza un lavado del tamiz filtrante en ciclos. Este lavado se lleva a cabo durante el proceso de deshidratación sin necesidad de interrupción del mismo, requiriéndose para ello únicamente agua limpia.
 


Funcionamiento del equipo

 
El fango y los floculantes ya preparados se alimentan de forma continua al tanque de mezcla situado inmediatamente aguas arriba del equipo. Este tanque cuenta con un agitador de velocidad variable, pudiéndose ajustar la velocidad de giro para conseguir un mejor acondicionamiento del fango, y por tanto un flóculo óptimo. El tanque se diseña como un sistema cerrado para presiones de hasta 0,5 bar.
 
Con una ligera sobrepresión se alimenta el fango al tornillo deshidratador. Es posible ajustar el nivel de deshidratación en la primera parte del tornillo variando la presión a la entrada. El fango se va comprimiendo progresivamente debido a la reducción de espacio entre el tornillo y el tamiz, produciéndose así su deshidratación.
 
El elemento filtrante se divide en tres zonas diferentes: Zona de drenaje, espesado, y de prensa. Cada una de estas zonas se encuentra perforada con agujeros de diferente tamaño, siendo ésta una característica necesaria a fin de alcanzar el máximo drenaje de agua filtrada. La baja velocidad de giro del tornillo garantiza una operación de deshidratación suave y apacible. La “torta” se va expulsando de manera continua.
 
El grado de deshidratación del fango se puede controlar mediante la velocidad de giro del tornillo, y por la contrapresión del anillo cónico de cierre situado a la salida del fango.
 
El agua filtrada se recoge por gravedad en un depósito colocado en la parte inferior.
 
 

Esquema general de la instalación
 
Debido a la baja velocidad de giro del tornillo y al alto par resultante, el equipo puede parar en cualquier momento. Tras una parada el sistema puede volver a arrancar sin necesidad de ningún cuidado especial, como por ejemplo un lavado de la zona de prensado.
 
Los tornillos deshidratadores son aptos para un amplio rango de aplicaciones, y están disponibles en diferentes tamaños, para caudales desde 0,5 hasta 50 m3/h (10-1.500 kg. MS/h).
 
Gracias a su coste de inversion y los bajos costes operativos que suponen y su funcionamiento sencillo, los tornillos deshidratadores se están utilizando progresivamente cada vez más, especialmente en plantas pequeñas de tratamiento de aguas residuales.

Las velocidades van desde 0,1 hasta 1,0 rpm, produciendo un nivel de ruido por debajo de los 65 dB (A) y un funcionamiento sin vibraciones. Además, pueden operar de manera totalmente automática, sin necesidad alguna de supervisión.
 
Por otra parte, estos equipos son extremadamente eficientes desde el punto de vista energético, ya que su consumo eléctrico es aproximadamente una décima parte del de una centrífuga.
 
Una ventaja adicional de los tornillos deshidratadores es que se trata de una tecnología fácilmente capaz de deshidratar fangos con bajo contenido en materia seca. Por tanto, no require un espesamiento previo, estático o dinámico. El dimensionado de estos equipos se realiza pricipalmente en base a la cantidad de materia seca, y en consecuencia en algunos casos puede ser necesario elegir un equipo de un tamaño superior si la carga hidráulica puede incrementarse por un bajo contenido de materia seca, pero aún así resulta rentable si lo comparamos con otros sistemas de espesamiento de fangos.
 
Puesto que el sistema se diseña para un trabajo ininterrumpido durante 24 horas/día, el filtrado se lleva a cabo de manera uniforme. De esta manera se evita que existan puntas en la carga biológica de la planta.
 
Los tornillos deshidratadores ofrecen una gran ventaja comparados con otras tecnologías en términos de mantenimiento y costes operativos. En la mayor parte de las marcas, el único consumible es la junta situada entre el tornillo y el tamiz cilíndrico. Dicha junta puede reemplazarse de manera muy sencilla en unas pocas horas por cualquier personal de planta formado sin herramientas especiales. Algunos fabricantes ofrecen un tamiz dividido horizontalmente, característica que simplifica enormemente el mantenimiento ya que se evita el desmontaje del tornillo.
 
La deshidratación del fango se produce fácilmente. Tan solo hay unos pocos parámetros decisivos que hay que controlar de cara a optimizar el funcionamiento del equipo.
 
Estos parámetros son:
 
  • Dosificación de polielectrolito
  • Velocidad del agitador en el tanque de mezcla
  • Presión del sistema en el equipo
  • Presión del anillo cónico situado en la descarga
  • Velocidad de giro del tornillo
 
 
En cuanto a los rendimientos alcanzados, estos dependerán de cada fabricante, y de los diferentes tipos de lodos, pero de manera genérica se puede decir que los grados de sequedad alcanzados pueden ser:
 
  • De un 25 a un 35% para fangos digeridos
  • De un 17 a un 25% para fangos estabilizados aerobios
 
 

Ventajas de los tornillos deshidratadores

 
Operativas:
 
  • Operación continua, segura y totalmente automática, con el mínimo estrés de operación
  • Alto grado de deshidratación del  fango, y consecuentemente una reducción de los gastos de eliminación o gestión de residuos
  • Bajo nivel de ruido, inferior a 65 dB
  • Ausencia de vibraciones
  • La potencia requerida para su accionamiento es muy baja
  • Requiere muy poca agua de lavado
  • Larga vida útil
 
De mantenimiento y servicio:
 
  • Todas las partes en contacto con el medio son de acero inoxidable
  • Baja exigencia de mantenimiento
  • Apenas existe desgaste dada la baja velocidad de trabajo
  • Costes de recambio normalmente bajos
  • Fácil recambio de la junta sin necesidad de desmontar el equipo (depende de fabricantes)
  • Tamiz divisible, con apertura horizontal a mitad del diámetro para facilidad de mantenimiento (depende de fabricantes)
 

Más información sobre tornillos deshidratadores en www.serproagua.com
 
 
Ernesto Herrera Díaz
 
 

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Comentarios Publicar comentario
27/07/2017
Ernesto Herrera escribió:
Buenos días Dixon,
En primer lugar muchas gracias por estas consultas, así como a Antonio Matos Matos y a Federico López por sus comentarios realizados en su día.
En relación a las preguntas formuladas, lo cierto es que estas variables no son fijas, y dependen de cada aplicación, en función de las características de cada fango, por lo que conviene determinar cuáles son los valores idóneos para una aplicación particular.
La velocidad del tornillo puede variar entre 0,1 y 1,0 rpm. La presión en el anillo cónico suele oscilar normalmente entre 1 y 3 bar. La concentración recomendada de floculante es de 0,5% de polielectrolito líquido, aunque lo adecuado será consultar a cada fabricante concreto.
En cuanto a la velocidad para el correcto acondicionamiento del floculante con el fango, ésta dependerá de las condiciones de operación, aunque lo recomendable es regularla para fijar una ligera presión positiva a la entrada del fango en el tornillo deshidratador.
En todo caso, atenderé con mucho gusto las consultas que desee realizar, para lo cual puede dirigirse si es tan amable a la siguiente dirección de correo, que es la mía personal:
eh@serproagua.com
Un cordial saludo,
Ernesto
26/07/2017
DIxon Gómez escribió:
Ingeniero ernesto buenas noches.
Con que valores típicos opera este equipo? presión del anillo cónico, velocidad del tornillo, velocidad del tanque de mezcla y dosificación de polímero.
Agradezco su pronta respuesta ya que estoy teniendo inconvenientes con esta parte del proceso.
Saludos desde Colombia.
Gracias
21/01/2017
Federico López escribió:
Esta claro que a la larga, estos equipos son mucho mas eficientes que cualquier otro de los 'clasicos'. Creo que los explotadores debemos de empezar a implementar estos equipos, al menos para comprobar sus características. Muy interesante y descriptivo el artículo. Gracias
28/10/2016
Antonio Matos Matos escribió:
Ernesto, muchas gracias por el artículo, muy claro y conciso que nos ayuda a conocer mejor este tipo de tecnologías.

Un saludo.

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