Diseño del sistema DAF | Paquete de placas vs. Tanque abierto

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FRC tiene dos diseños principales de sistemas DAF: el sistema DAF de alta tasa PCL y el sistema DAF de estilo abierto PWL. ¿Cómo es que decidimos utilizar un diseño de sistema DAF sobre el otro para una aplicación de aguas residuales determinada? Esa es una buena pregunta.

Los sistemas DAF se diseñan a partir de dos cálculos clave: la tasa de carga de sólidos y la tasa de carga hidráulica. La tasa de carga de sólidos determina cuánta superficie libre debe proporcionar un sistema DAF para separar los sólidos. La tasa de carga hidráulica determina cuánta superficie efectiva se necesita para mantener el flujo laminar.

En general, una unidad DAF de paquete de placas es adecuada para altas tasas de carga hidráulica y de sólidos. Los tanques DAF de estilo abierto son más adecuados para altas tasas de carga de sólidos.

Pero antes de que vayamos a situar los DAF de paquete de placas y los DAF de tanque abierto en aplicaciones o industrias específicas, entendamos un concepto: en cualquier lugar donde se pueda utilizar una unidad DAF de paquete de placas, también se puede utilizar una unidad DAF de tanque abierto, pero lo contrario no es cierto. Algo parecido a la regla que dice: "un cuadrado es un rectángulo, pero un rectángulo no es un cuadrado". La contrapartida de optar siempre por un tanque de estilo abierto es la cantidad de espacio que ocupan en el suelo y su coste global, especialmente cuando los caudales se elevan por encima de unos cientos de galones por minuto.

En primer lugar, hablemos de las tasas de carga de sólidos e hidráulica, y explorémoslas con algunos ejemplos sencillos.

1. Tasa de carga de sólidos

Al hablar de la tasa de carga de sólidos, lo que realmente estamos preguntando es cuántas libras de sólidos podemos separar en un pie cuadrado de área libre. 2 libras/pie cuadrado es una tasa de carga de sólidos baja, mientras que 15 libras/pie cuadrado es bastante alta.

Digamos que hemos calculado que una corriente de agua residual entrante lleva 1000 libras de sólidos por hora. Si utilizamos una tasa de carga de sólidos de 5 libras/pie cuadrado/hora, eso significa que nuestro sistema DAF necesita proporcionar 200 pies cuadrados de área libre. Si utilizamos una tasa de carga de sólidos de 10 libras/pie cuadrado, entonces nuestro DAF sólo necesita 100 pies cuadrados de superficie libre.

El momento de utilizar una tasa de carga de sólidos específica depende en gran medida de la experiencia del proceso. La mayoría de los diseñadores de sistemas DAF saben que las aguas residuales avícolas contienen sólidos que se separan muy rápida y fácilmente, por lo que pueden utilizar tasas de carga de sólidos más altas. La separación de la biomasa, por el contrario, se produce mucho más lentamente y el diseñador del DAF debe utilizar una tasa de carga de sólidos más baja.

2. Tasa de carga hidráulica

La tasa de carga hidráulica responde a la pregunta: durante una hora, ¿cuántos galones de aguas residuales fluyen sobre un pie cuadrado de área de separación efectiva? En otras palabras, es la cantidad de agua que puede aplicarse por unidad de área con el tiempo, y no causar turbulencia o reentrada de sólidos en el agua en movimiento. Mientras que 0,5 gpm/pie cuadrado/hora es una tasa de carga hidráulica baja, 2 gpm/pie cuadrado/hora es bastante alta. Veamos un ejemplo.

Un tanque DAF de estilo abierto tiene 48 pies cuadrados de superficie efectiva. Si usted alimenta 65 gpm en la unidad DAF y considera un flujo de reciclaje de 22 gpm, nuestro cálculo sería:
(65 gpm + 22 gpm)/48 pies cuadrados = 1.81 gpm/pie cuadrado

Si el mismo volumen de agua se introduce en una unidad DAF de paquete de placas con 65 pies cuadrados de área efectiva, nuestra tasa de carga hidráulica sería:

(65 gpm + 22 gpm) / 65 sqft = 1,34 gpm/sqft

La diferencia en las tasas de carga hidráulica parece pequeña, y lo es, pero cuando consideramos el tamaño de la unidad DAF, empezamos a ver por qué las configuraciones de paquete de placas suelen tener sentido. El DAF de tanque abierto mide aproximadamente 13'L x 8'W x 8'H, mientras que la unidad de paquete de placas sólo mide 7'L x 4'W x 8'H. Es decir, una cuarta parte del tamaño de la unidad de tanque abierto.

Comparación del tamaño del DAF de paquete de placas frente al de tanque abierto

Al conocer la tasa de carga de sólidos y la tasa de carga hidráulica, tenemos casi todo lo que necesitamos para diseñar y dimensionar adecuadamente un sistema DAF. Sólo hay una pregunta final.

3. ¿De qué espacio disponemos para los equipos de tratamiento de aguas residuales?

Un factor aparentemente obvio que hay que tener en cuenta en el diseño del sistema DAF es el espacio disponible para el equipo. Si disponemos de un espacio prácticamente ilimitado, la huella de la unidad DAF apenas influye en el diseño del sistema.
Pero cuando se trata de un espacio limitado, tener la posibilidad de construir tanques DAF altos (estilo paquete de placas), en lugar de tanques DAF anchos y largos (estilo abierto), puede marcar la diferencia. Consideremos otro problema práctico:

Un procesador de carne de cerdo produce 250.000 gpd de aguas residuales, cargadas con 3.500 lbs/día de sólidos. Dimensiona un DAF de tanque abierto y un DAF de paquete de placas para eliminar el 100% de los sólidos.

Si asumimos una tasa de carga de sólidos de 7,5 libras/pie cuadrado basada en la aplicación - procesamiento de carne de cerdo, la cantidad de área de separación requerida se calcula como:

(3,500 lbs / ? área ) = 7.5 lbs/sqft => 467 sqft.

Sabiendo que necesitamos 467 pies cuadrados de superficie de separación, una unidad DAF de tanque abierto tendría que tener aproximadamente 47'L x 10'W x 8'H. Una configuración de paquete de placas podría proporcionar la misma superficie en una unidad de sólo 13' de largo x 8' de ancho x 10' de alto.

Al final, lo que se quiere es que un sistema DAF cumpla su función, incurriendo en los menores costes de capital y operativos posibles. Ese es el enfoque de diseño de FRC. A veces esto se consigue con un DAF de tanque abierto y otras con un DAF de paquete de placas. Si está considerando un sistema de flotación por aire disuelto en su proceso de tratamiento de aguas residuales, póngase en contacto con nosotros y encontraremos la mejor solución para usted.