Tanques de Tratamiento de Lixiviados a Través del Tren de Reacción de Ecualización
Creado 09.03
Tanques de tratamiento de lixiviados a través del tren de reacción de igualación
Los tanques de tratamiento de lixiviados cubren varias funciones en el mismo sitio: almacenamiento de lixiviado crudo, igualación, dosificación química o reacción de neutralización, y almacenamiento de efluente tratado o concentrado. Cada función tiene un tiempo de residencia diferente y una química diferente, por lo que cada una necesita su propia especificación en lugar de un tanque genérico. El vidrio fundido al acero maneja las funciones de lixiviado crudo e igualación porque el esmalte es inerte en un rango de pH de 1 a 14; los recipientes de reacción que necesitan agitación o control de pH aún deben verificarse contra el producto químico y la temperatura específicos. Los elementos de diseño que determinan la vida útil son el tratamiento del espacio de gas, la agitación que evita la sedimentación y el material de la junta en cada unión atornillada.
Una planta de tratamiento de lixiviados es una cadena, y los tanques que la componen se comportan de manera diferente. El lixiviado crudo llega a un caudal variable y con una composición variable, y tiene que ser retenido. La equalización mezcla la variación para que el proceso posterior reciba una alimentación que pueda tratar. La neutralización o la precipitación química ocurre en un tanque que se agita y se dosifica. Luego, el efluente tratado y cualquier concentrado de ósmosis inversa necesitan retención antes de la descarga o la evaporación. Comprar todos estos como el mismo recipiente porque todos son "tanques de lixiviados" es un error común y costoso. Este artículo separa las funciones, proporciona los elementos de diseño para cada uno y explica qué especificar para que la cadena funcione sin una falla del revestimiento en el tercer año.
Función por función: qué hace realmente cada tanque
El almacenamiento de lixiviado crudo es un problema de almacenamiento; la ecualización es un problema de mezcla. El tanque de almacenamiento simplemente debe cubrir la brecha entre la llegada y la capacidad de tratamiento en la peor tasa de generación, con suficiente bordo libre para superar un fin de semana cuando la línea de tratamiento está fuera de servicio. Sus variables de diseño son el volumen, una disposición de entrada que evite perturbar los sólidos sedimentados y una indicación de nivel que el sistema de control de la planta pueda ver. El tanque de ecualización hace algo más sutil: promedia la composición para que la dosis de neutralización y la carga biológica aguas abajo dejen de oscilar. Eso significa una retención más prolongada, a menudo una configuración bien mezclada o con deflectores suaves, y una salida que tome de una zona mezclada en lugar del fondo donde se asientan los sólidos.
Los tanques de reacción y dosificación son los que requieren mayor escrutinio, ya que contienen un químico adicional que el análisis original del lixiviado no incluía. El ácido o la base para la corrección del pH, el coagulante y el polímero para la precipitación, y el oxidante para la eliminación de hierro o color, cada uno plantea su propia cuestión de compatibilidad. El revestimiento de esmalte cubre todo el rango de pH 1–14 en ambos extremos, pero un oxidante fuerte o un ácido concentrado a temperatura elevada merece una verificación documentada de materiales en lugar de una suposición. La agitación en estos tanques no es una comodidad: sin ella, los precipitados se asientan formando una capa dura en el fondo y el volumen efectivo disminuye.
Elecciones de revestimiento y el problema del espacio de gas
El mayor riesgo de corrosión en un tanque de lixiviados no es el líquido, sino el espacio de cabeza. El lixiviado crudo libera dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y amoníaco al espacio de vapor por encima de la línea de líquido. Los recubrimientos de grado de inmersión a menudo tienen un mal desempeño en esa atmósfera húmeda que contiene sulfuros, y el acero desnudo en el curso superior falla rápidamente. El vidrio fundido al acero resuelve completamente el lado del líquido, y la solución práctica para el lado del gas es tratar el techo y el venteo como su propia especificación: un sistema de techo con el margen de corrosión o recubrimiento correctos, un venteo dimensionado para la generación de gas y, cuando el techo es una opción de membrana hermética a los gases, un alivio de presión y vacío ajustado a solo unos pocos kilopascales.
La ruta alternativa de recubrimiento es el epoxi fusionado, aplicado electrostáticamente y curado hasta formar una película de 180–280 µm con más de 4000 horas de resistencia a la niebla salina según AWWA C550, que es una película de polvo fusionado en lugar de una pintura y resiste bien en zonas de inmersión y salpicadura. La galvanización en caliente no es candidata aquí; el zinc no es adecuado en servicio ácido y con alto contenido de cloruros. Cuando el proyecto se inclina por una envolvente de acero inoxidable soldada, el 316L es el grado habitual para servicio con presencia de cloruros y las soldaduras de campo requieren examen no destructivo antes de la puesta en marcha del tanque, que es la razón por la que muchos proyectos de lixiviados eligen en su lugar una envolvente de esmalte atornillada.
Agitación, sedimentación y los sólidos sedimentables
Un tanque de lixiviados sin agitación se convierte en una trampa de sedimentos, y una trampa de sedimentos pierde volumen. Los sólidos del lixiviado crudo se sedimentan en cuestión de horas. En un tanque de retención esto es aceptable si la entrada está dispuesta de modo que la capa sedimentada no se altere y existe un dragado o una purga en el fondo. En un tanque de ecualización no es aceptable, porque el objetivo principal es homogeneizar mediante mezcla; la solución es una agitación suave por aire o mecánica dimensionada para mantener los sólidos en movimiento sin cizallar el manto hacia el efluente. Un clarificador o una unidad de flotación por aire disuelto aguas arriba cambia el cálculo por completo y normalmente permite reducir el tamaño de los tanques aguas abajo.
Para una ruta anaerobia sobre la fracción sedimentada —y muchas corrientes de lixiviado tienen un contenido de sólidos irregular que hace plausible la digestión—, la banda operativa es mesófila a 35–38 °C con una retención de 20–30 días, y el gas tiene un alto contenido de sulfuro de hidrógeno. El esmalte es inerte al sulfuro en el líquido, pero las calderas aguas abajo y el manejo del gas necesitan desulfuración con dosificación de FeCl₃ o un lecho seco de óxido de hierro. Esa es una decisión de proceso, no una decisión de tanque, pero pertenece a la misma reunión de diseño porque el espacio de gas del tanque y el tren de gas están conectados.
Especificación técnica
Parámetro | Valor típico / Rango | Nota |
Temperatura de fusión del esmalte | 820–930 °C | vidrio fusionado al acero en un solo ciclo |
Espesor de la capa de esmalte | 0,25–0,45 mm | Prueba de chispa de 1500 V CC después del ensamblaje |
Resistencia a la compresión de la capa de esmalte | superior a 3450 N/cm² | nominal para la capa de esmalte |
resistencia al pH del esmalte | 1–14 | cubre lixiviados ácidos crudos y alcalinos tratados |
Rugosidad de la superficie interior | Ra < 0,8 µm | reduce la adhesión de depósitos en la pared |
Vida útil de diseño | al menos 30 años | bajo el servicio químico especificado |
Ancho del panel | aproximadamente 1,2 m | panel atornillado, se envía plano al sitio |
Grado de perno | pernos de grado 8.8 | conexión con inhibidor de corrosión |
Junta | EPDM, verificar según pH y temperatura | elemento de envejecimiento en la lista de inspección |
Alternativa FBE | 180–280 µm, más de 4000 h de niebla salina | Ruta de recubrimiento AWWA C550 |
Clase de presión | de atmosférica a baja presión | el techo, la ventilación y el alivio establecen el límite |
Agitación | mecánico o gas, adaptado a la velocidad de sedimentación | previene la pérdida de volumen por sedimentos |
Especificar la cadena y qué entregar al contratista
Una especificación viable enumera cada tanque por separado con su función, volumen, tiempo de retención, requisito de agitación, disposición de entrada y salida, y el análisis del fluido con la variación esperada. Para cada tanque se especifica el revestimiento y la junta, el tipo de techo y venteo con el ajuste de alivio, la instrumentación de nivel y el acceso para inspección. Se establece el protocolo de prueba: la prueba de chispa de 1500 V CC sobre el casco ensamblado para esmalte, la detección de discontinuidades para epoxi, y la prueba hidrostática o de nivel acordada antes de la entrega. Y se indica la referencia de diseño aplicable, que es AWWA D103-09 o AWWA C550 para el lado del agua y el recubrimiento, y NFPA donde aplique manejo de fuego o gas.
Cuando un proyecto se encuentra en una clase de servicio sin una entrega directamente comparable en el expediente, describimos lo que se entrega en funciones vecinas para aguas residuales municipales e industriales, con el rango de capacidad verificado por la especificación del proyecto. Esa es una afirmación más útil que un proyecto que suena plausible pero que nunca ocurrió, y debe tratarse como tal al comparar licitantes.
Caso de proyecto
Proyecto | Ubicación | Producto | Capacidad | Alcance |
Tanques de lixiviados, dos unidades | China, Pekín | Tanques GFS | 9.682 m³ | φ16,23 × 23,4 m, suministro y supervisión |
Tanque de lixiviados soldado | China, Hebei | tanque de acero soldado | servicio de lixiviados | suministro y soldadura en campo |
Tanque de aguas residuales químicas | China, Zhejiang | Tanque GFS | 11.613 m³ | φ24,45 × 19,8 m, suministro |
Tanques de epoxi químico, 11 unidades | China, Guangxi | tanques de epoxi fusionado | 4.771 m³ en total | suministro y supervisión |
Capacidad de ingeniería de Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) ha diseñado y fabricado tanques de almacenamiento atornillados desde 2008. Como el primer fabricante de tanques de vidrio fundido al acero (GFS) en China, la empresa posee cerca de 200 patentes relacionadas con el esmalte, produce aproximadamente 300.000 placas de acero recubiertas de esmalte al año, ha completado más de 30.000 proyectos instalados y suministra sus tanques a más de 100 países. Se añadió la nueva base de producción de 150.000 m² para aumentar la capacidad de producción, y se suministran tanques individuales de hasta 60.000 m³. La fabricación se realiza bajo ISO 9001 e ISO 45001, con certificación de producto que incluye NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI y EUROCODE, y diseño referenciado a AWWA D103-09, AWWA C550 y NFPA donde la aplicación lo requiera.
Para el tratamiento de lixiviados, el alcance relevante son las envolventes de almacenamiento y homogeneización en vidrio fundido al acero, la configuración de techo y venteo para un espacio de cabeza con contenido de sulfuros, y la interfaz hacia un tren de digestión anaerobia o precipitación donde la química de reacción debe verificarse contra el revestimiento antes de pedir el recipiente.
Preguntas frecuentes
P1: ¿Qué servicio de lixiviado debería tener un tanque de acero vitrificado?
R1: Almacenamiento de crudo y ecualización, que es la mayor parte de la cadena, porque el esmalte es inerte en un rango de pH 1–14. Los recipientes de reacción necesitan una verificación documentada contra el producto químico específico añadido, y el almacenamiento de efluente tratado o concentrado normalmente está dentro del mismo envelope.
P2: ¿Necesita agitación un tanque de lixiviado?
A2: En un tanque de igualación sí, o el tanque se convierte en un clarificador y pierde volumen. En un tanque de retención de crudo, una capa sedimentada es aceptable si la entrada no la perturba y hay una salida de lavado en el fondo.
P3: ¿Cómo se maneja el sulfuro de hidrógeno en el espacio de cabeza?
A3: Tratando el techo y la ventilación como una especificación separada del revestimiento: margen de corrosión o recubrimiento en el acero del techo, una ventilación dimensionada para la generación de gas, y un techo de membrana hermético a los gases con alivio de presión y vacío donde el sitio requiera confinamiento.
P4: ¿Se pueden atornillar los tanques en lugar de soldarlos?
A4: Sí, y en un vertedero suele ser la mejor ruta porque los paneles viajan en transporte estándar a una parcela remota, no hay recubrimiento de campo del interior y las uniones atornilladas son inspeccionables en años posteriores.
P5: ¿Qué material de junta es adecuado para el lixiviado?
R5: El EPDM es común para servicio de agua y aguas residuales, pero la junta debe verificarse contra el pH específico, la temperatura y cualquier dosificación química, porque la junta envejece en servicio incluso donde el revestimiento no lo hace.
P6: ¿Es realista una ruta anaerobia para los sólidos del lixiviado?
R6: Donde la corriente lleva una fracción orgánica digerible, un digestor mesófilo a 35–38 °C con una retención de 20–30 días es el enfoque estándar, con desulfuración del gas antes de que llegue a cualquier caldera o grupo electrógeno.
P7: ¿Qué debería incluirse en el programa de inspección?
A7: Par de apriete de los pernos y estado de la junta en las uniones verticales, recubrimiento exterior, apariencia del esmalte en la línea de líquido, el indicador de nivel, el venteo y una nueva prueba de chispa después de cualquier panel que se haya abierto.
Los tanques de tratamiento de lixiviados solo se especifican correctamente para una función a la vez. Retener, igualar, reaccionar y retener el producto, cada uno con su propio volumen, química y requisito de agitación, y con el techo, la ventilación y la junta elegidos junto con el revestimiento en lugar de después. Haga eso y la cadena funciona; omítalo y la primera falla del revestimiento será en el tanque que nadie especificó en detalle.
Envíenos el tren de tratamiento, el análisis de lixiviados con su variación, el caudal y la retención que necesita en cada etapa, y le devolveremos una especificación tanque por tanque, la selección de revestimiento y junta, y el paquete de documentación técnica.
Hable con un ingeniero
Revisaremos el tren con usted antes de cotizar un solo recipiente. Comparta el caudal, la química en cada etapa y el plano de emplazamiento, y obtendrá una lista de tanques por función, la recomendación de material con su justificación y los planos. Primero la aportación de ingeniería, sin presión para hacer un pedido.
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