Proyecto diseño-construcción en la PTAR Blue Plains de DC Water
Buscando reducir los costos de operación, reducir su huella de carbono y mejorar la eficiencia energética, DC Water implementó una serie de proyectos innovadores, incluyendo la tecnología de hidrólisis térmica.
CDM Smith, en una asociación igualitaria con PC Construction, se asoció con DC Water en el proyecto de diseño y construcción del proyecto del tren principal de procesamiento de biosólidos (MPT, por sus siglas en inglés), el cual incorpora el proceso de hidrólisis térmica (THP, por sus siglas en inglés) tipo Cambi - la primera instalación en los Estados Unidos que utiliza esta tecnología, y la planta más grande de Cambi en el mundo.
La planta de tratamiento de aguas residuales avanzada de Blue Plains (AWWTP, por sus siglas en inglés) sirve a más de 2 millones de residentes en Washington D.C., ciudad densamente poblada, y en comunidades circundantes en Maryland y Virginia. La planta de 153 hectáreas tiene una capacidad promedio de 16,2 m3/s y una capacidad máxima de más de 43,8 m3/s, una operación cara y de uso intensivo de energía.
Incorporando Hidrólisis Térmica (THP) usando Cambi
Mientras que DC Water ya había desarrollado un programa exitoso de reutilización de biosólidos, la modernización de la instalación proporcionó considerables beneficios económicos y ambientales adicionales. Originalmente, la empresa utilizaba un diseño que usaba digestión anaeróbica - un proceso que requeriría 10 digestores grandes en forma de huevo -, pero la construcción de los digestores resultó costosa, y la empresa consideró enfoques alternativos.
Obtener un precio fijo para el proyecto de $ 210 millones de dólares le dio a DC Water la certeza de seguir adelante con el diseño detallado y la construcción. Otra de las ventajas de seleccionar el equipo de CDM Smith / PC fue un enfoque alternativo para el diseño y construcción del edificio de digestión, que redujo varios meses el cronograma de entrega. "DC Water quedó impresionado por nuestro compromiso de realizar el diseño utilizando la tecnología VDC, y demostramos el valor de estas herramientas a través de una mejor visualización del proyecto en las reuniones de revisión de diseño y operaciones", dice David Schwartz, vicepresidente de CDM Smith. Después de una evaluación exhaustiva, DC Water se decidió por un enfoque de diseño y construcción para reducir la probabilidad de costos inesperados. El uso de Cambi THP también redujo el tamaño de los digestores necesarios en un 50 por ciento, disminuyendo los costos de construcción y haciendo el proyecto más asequible. El desarrollo del proyecto a través de un enfoque de diseño-construcción ayudó a añadir innovación a lo largo del proyecto. "El enfoque diseño-construcción puede proporcionar la creatividad y flexibilidad para hacer frente a los desafíos que surgen, y mayor certeza de los costos del proyecto mucho antes del día de la oferta", señala Schwartz.
Construyendo mejores biosólidos
La PTAR Avanzada de Blue Plains previamente estabilizó la cal para tratar el lodo, produciendo biosólidos clase B usados para fertilizantes agrícolas. Sin embargo, el transporte de estos biosólidos hasta donde se podían usar era costoso; la planta produjo 1.200 toneladas húmedas de biosólidos cada día, o alrededor de 65 cargas de camión.
Implementar Cambi THP en la PTAR Avanzada de Blue Plains resultó en un biosólido Clase A mejorado, que DC Water ahora está proporcionando a mezcladores de suelo, empresas paisajistas, grupos comunitarios y gobiernos en DC y Maryland como Bloom. "THP es un paso de preprocesamiento de la digestión que utiliza calor y presión para matar a los patógenos en los biosólidos y también descompone los biosólidos para que sean digeridos más fácilmente", dice Peter Loomis, gerente de proyecto de CDM Smith. "THP permite una mayor carga en los digestores, reduciendo el tiempo de retención requerido y el volumen de digestión correspondiente. También mejora la reducción de sólidos volátiles en los digestores, lo que resulta en una mayor producción de gas en comparación con la digestión convencional" afirma Loomis.
El proceso reduce el volumen de biosólidos, produce más biogás para generar más energía y reduce los problemas de olores asociados con el transporte y la eliminación de los biosólidos de clase B. Se espera que estos cambios reduzcan el transporte por carretera en un 50 por ciento, lo que resulta en menos congestión del tráfico y emisiones de carbono significativamente más bajas.
THP permite una carga más alta a los digestores, reduciendo el tiempo de retención y dando como resultado una mayor producción de gas en comparación con la digestión convencional.
Ahorro en Combustibles de biogás
A través de un proyecto separado, DC Water está introduciendo un componente combinado de calor y electricidad (CHP, por sus siglas en inglés), que proporcionará a la planta energía renovable. Capturar y utilizar el biogás creado mediante la digestión anaeróbica generará entre 8 y 10 megavatios de energía, aproximadamente un tercio de la energía necesaria para operar la planta de Blue Plains. Al reducir la demanda de la red eléctrica, la planta reducirá el impacto de los calurosos días de verano en la costa centro - atlántica, lo que puede afectar la red y contribuir a situaciones difíciles. La compensación del uso de electricidad de la planta ahora también ayudará a prevenir futuros aumentos de tarifas, a pesar del aumento del precio del poder.
Se espera que el transporte combinado y reducido de biosólidos y la producción de electricidad en el sitio reduzca las emisiones de gases de efecto invernadero en un 40 por ciento. Además de reducir los desechos, generar energía y mejorar la calidad del aire, el proyecto ahorrará a los residentes del distrito ya las áreas metropolitanas alrededor de $ 20 millones de dólares anualmente - $ 10 millones en ahorro de energía y $ 10 millones en costos reducidos en la eliminación de lodos.
La inversión en el nuevo MPT ha permitido a DC Water expandir su capacidad si es necesario y operar de manera sostenible en el futuro. "Este proyecto trae un nuevo enfoque en la recuperación de recursos", dice George S. Hawkins, gerente general de DC Water. "Los digestores nos permiten extraer valiosos nutrientes, energía y carbono de las aguas residuales y hacer uso de estos recursos dentro de nuestras áreas de servicio."
El enfoque Diseño-Construcción puede dar creatividad y flexibilidad para enfrentar retos, y más certeza sobre los costos del proyecto.