Tanques de acero atornillado rentables como reactor EGSB y tanques de aguas residuales

• Excelencia anaeróbica de alto índice:Los reactores de lecho de lodo granular expandido (EGSB) son la principal opción para el tratamiento de aguas residuales orgánicas de alta resistencia, y exigen recipientes altos en forma de torre con parámetros hidráulicos precisos.

• La ventaja del acero atornillado:Los tanques de acero prefabricados atornillados, principalmente vidrio fundido con acero (GFS), brindan una alternativa rentable al concreto y al acero soldado, reduciendo el CAPEX hasta entre un 30 % y un 40 % y reduciendo los plazos de construcción en el sitio a días en lugar de meses.

• Optimización estructural:Diseñado para soportar fácilmente las altas presiones hidrostáticas asociadas con las altas relaciones de aspecto de las torres EGSB, utilizando espesores de placa variables que coinciden con el gradiente de presión.

• Estándares clave:Totalmente compatible con los estándares municipales e industriales globales, incluidos AWWA D103-09, ISO 28765 y códigos sísmicos regionales.

ElLecho de lodos granulares expandidos (EGSB)El reactor representa un paso evolutivo importante en el tratamiento anaeróbico de aguas residuales de alta velocidad. Se utiliza ampliamente en industrias con flujos orgánicos de alta carga, como cervecerías, fábricas de papel y pulpa, fábricas de almidón y plantas de procesamiento químico.

A diferencia de su predecesor, el reactor UASB (manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente), un reactor EGSB presenta una relación de aspecto mucho más alta (relación altura-diámetro normalmente > 3:1 o incluso 5:1) y utiliza una alta recirculación hidráulica. Este diseño permite una velocidad de flujo ascendente significativamente mayor, expandiendo el lecho de lodo granular y manteniendo la biomasa en un estado fluidizado. Esta fluidización maximiza el contacto entre las aguas residuales y la biomasa, lo que permite que el sistema maneje tasas de carga orgánica (OLR) de hasta20 a 35 kg DQO/m³·día.

La velocidad del flujo hidráulico ascendente se define matemáticamente como:

Para mantener el alto $v_{up}$ requerido para fluidizar el lecho (normalmente4 a 10 m/h), la vasija del reactor debe optimizarse estructuralmente como una torre alta y vertical.

El diseño de un reactor EGSB alto presenta desafíos estructurales únicos. A medida que aumenta la altura de la torre, la presión hidrostática que actúa sobre las paredes del fondo aumenta linealmente.

La presión hidrostática a cualquier altura dada $z$ desde el fondo del tanque se expresa como:

Debido a este gradiente de presión lineal, el fondo del reactor requiere un soporte estructural pesado, mientras que los anillos superiores pueden utilizar materiales más delgados.

• Grosor de la placa graduada:La fabricación de acero atornillado permite a los ingenieros variar el grosor de los anillos individuales. Los anillos inferiores pueden estar hechos de placas de acero gruesas de alta resistencia para soportar la presión máxima $P(0)$, mientras que las placas superiores son progresivamente más delgadas. Esto minimiza el desperdicio de material y reduce el peso total del tanque.

• Sin soldadura en el sitio:Las torres de acero soldadas tradicionales requieren soldadores de campo capacitados, pruebas de soldadura radiográficas (rayos X) y pulido y revestimiento con chorro de arena en el sitio. Los tanques atornillados se fabrican completamente, se recubren previamente y se prueban en un entorno de fábrica controlado y luego se atornillan en el sitio utilizando gatos especializados.

• Huella mínima del sitio:Debido a que las plantas de EGSB a menudo se integran en instalaciones industriales existentes donde el espacio es reducido, el método de elevación de arriba hacia abajo utilizado para instalar tanques de acero atornillados es muy ventajoso. Elimina la necesidad de andamios masivos, grúas pesadas y grandes áreas de preparación para la construcción.

Seleccionar el material correcto para la pared del reactor es fundamental. El ambiente interno de un reactor EGSB es altamente corrosivo y se caracteriza por ácidos orgánicos, dióxido de carbono disuelto y gas de sulfuro de hidrógeno en el espacio de cabeza.

Para funcionar de manera confiable como un reactor EGSB de alta velocidad, un tanque de acero atornillado debe integrar varios componentes de ingeniería especializados:

El separador trifásico está ubicado en la parte superior de la torre EGSB. Separa el efluente tratado, el biogás y el lodo granular, lo que permite que la biomasa vuelva a asentarse en la zona de digestión mientras se captura el gas. Los tanques de acero atornillados están diseñados con bridas y soportes internos personalizados para soportar el peso de este complejo conjunto separador de acero inoxidable o FRP.

Debido a que la digestión anaeróbica produce H_2S corrosivo, el vidrio fundido con acero (GFS) es la opción de tanque atornillado preferida. El revestimiento de esmalte de vidrio es completamente no poroso y químicamente inerte, lo que significa que no se ve afectado por la condensación de ácido sulfúrico en la zona de gas ni por ácidos orgánicos en la zona de líquido.

Para el almacenamiento de biogás y el control de la presión, los tanques EGSB atornillados se pueden equipar fácilmente conTechos de doble membrana. Estos techos están diseñados para soportar fluctuaciones de presión y se integran perfectamente con el borde superior de las placas de acero atornilladas.

El concreto es poroso y altamente susceptible al ataque químico de ácidos orgánicos y a la corrosión inducida por microbios (MIC) del gas H_2S. Además, las torres de hormigón requieren una extensa preparación de los cimientos, encofrado estructural y largos tiempos de curado. Los tanques de acero atornillados, específicamente los de vidrio fundido con acero, son químicamente inertes, están completamente prefabricados y pueden instalarse en una fracción del tiempo a un costo mucho menor.

Sí. Los tanques de acero atornillados se diseñan a medida para cada proyecto. Al utilizar placas de acero más gruesas y de mayor calidad para los anillos inferiores de la torre y placas más delgadas para las secciones superiores, los ingenieros estructurales pueden optimizar el tanque para soportar altas presiones hidrostáticas y al mismo tiempo mantener los costos de material al mínimo. Todos los diseños cumplen estrictamente con lasAWWA D103-09estándar.

Las uniones de los tanques de acero atornillados se sellan utilizando selladores elastoméricos de grado industrial de alta durabilidad (a base de poliuretano o silicona) combinados con pernos autoblocantes. Estos selladores son altamente resistentes a los compuestos químicos, temperaturas y presiones que se encuentran en el tratamiento de aguas residuales industriales, lo que garantiza un rendimiento a prueba de fugas a largo plazo.

Sí. Los procesos de digestión anaeróbica se basan en mesófilos estables (35°C a 38°C) o termófilo (50°C a 55°C) temperaturas. Los tanques de acero atornillados se aíslan fácilmente instalando paneles aislantes externos de poliuretano cubiertos por paneles protectores de revestimiento de aluminio o acero, que se pueden completar durante el montaje de elevación estándar.