Quantum Filtration Medium (Quantum) realizó una serie de visitas al sitio para evaluar las opciones para mejorar la planta de tratamiento de agua (WTP) que abastecía a la central eléctrica de Kuala Langat (KLPP) en Malasia. El objetivo era destacar las opciones de bajo costo con un bajo impacto en la capacidad de servicio de la planta, al tiempo que aumentaba el rendimiento, la eficiencia, la fiabilidad y la capacidad del WTP para hacer frente a los cambios de carga estacionales experimentados en el suministro de agua cruda.
CASO PRÁCTICO: MEJORA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA KLPP
KLPP ha estado en funcionamiento desde 1996, utilizando turbina de gas de ciclo combinado, y la planta está contribuyendo actualmente con 675MW de capacidad de generación de electricidad a la red.
La capacidad de la planta para suministrar electricidad a la red de acuerdo con su obligación en virtud del Acuerdo de Compra de Energía depende de una serie de factores, incluido un suministro confiable de agua limpia con el fin de enfriar.
En promedio, KLPP extrae 20.000 metros cúbicos de agua tratada para su funcionamiento diario. Para un funcionamiento óptimo y la vida útil de la planta, el agua debe estar lo más limpia posible con bajo contenido de sustancia orgánica o inorgánica.
Se identificó la posibilidad de mejoras considerables en el WTP como:
- Clarificación del agua cruda, antes de la filtración de medios
- Optimización del programa de dosificación de polímeros
- Cambio de los medios en los filtros de arena rápidos a DMI-65®
- Actualización de la planta de tratamiento de agua para una calidad óptima utilizando DMI-65® medios de filtración
Aclaración y optimización de polímeros
Se identificó que los altos niveles de turbidez y sólidos suspendidos en el agua cruda podrían reducirse considerablemente mediante aclaraciones antes de que el agua entrara en el WTP. Una etapa de pre-clarificación reduciría drásticamente la carga en la planta actual.
Un sistema tradicional de dosificación de polímeros ascendentes y clarificadores para manejar 1ML/hr no era práctico, ya que costaría más de 1 millón de dólares EE.UU. y ocuparía una considerable superficie de tierra para instalar.
Con un tiempo de retención muy bajo, este tipo de sistema también requeriría un uso químico muy alto. Sin embargo, Quantum reconoció que las presas de agua cruda existentes podrían modificarse potencialmente para actuar como clarificadoras.
Debido a la ubicación de la tubería de entrada y el tubo de equilibrio, se podría crear una pared para desviar el agua entrante alrededor de la laguna para evitar cortocircuitos, lo que reduciría en gran medida el tiempo de sedimentación en la laguna.
Esto también reduciría el requisito de eliminación de lodos, ya que un gran porcentaje de los sólidos se asentarían dentro de la zona amurallada más pequeña de la laguna.
Se utilizaría una bomba de vacío con válvulas automáticas para seleccionar qué línea se bombearía periódicamente.
Idealmente, el polímero se dosificaría en la entrada de agua del río para permitir la mezcla en la línea de transferencia a la laguna.
En este caso, como la entrada del río se encuentra a unos 1km de la planta, el polímero se añadió a la tubería antes de que el agua cruda entrara en la laguna para permitir la máxima mezcla a medida que el agua entraba en la laguna. Esto requirió preparación y dosificación adicional de polímeros cerca de la entrada de la laguna.
En lugar de construir otro sistema de polímero líquido similar a la unidad existente en el WTP, Quantum sugirió que se instalara un sistema de procesamiento por lotes de polímeros en polvo para reducir en gran medida los costos de polímero.
Durante la visita al sitio se suministraron una serie de muestras de polímeros y se llevaron a cabo pruebas de frascos para ver qué polímero en particular era el más adecuado para este agua cruda.
Una empresa local de suministro de polímeros fue capaz de suministrar un producto muy similar en forma de polvo y a un precio muy razonable que se adapte al sistema de procesamiento por lotes mencionado anteriormente.
Reemplazo de los medios filtrantes de arena rápida
Durante una visita al sitio, uno de los filtros de arena rápidos fue drenado para su inspección. La arena en los filtros nunca había sido cambiado, y estaba muy duro y en necesidad de reemplazo. Como el filtro se llenó de agua, la tasa de infiltración del agua entrante era muy pobre.
La mayor parte del agua fluía a través y sobre la parte superior de la arena. El agua también drenaba a través de grietas en la arena dura en lugar de filtrarse uniformemente. Quantum propuso reemplazar los medios por medios de filtración DMI-65®.
El DMI-65® elimina los niveles de hierro y manganeso que se pueden encontrar en la fuente de agua cruda con una calidad variable. El DMI-65® requiere un bajo nivel de cloro libre (0,1 – 0,3mg/L) para activar el medio.
El DMI-65® también proporciona el coeficiente de filtración perfecto, lo que resulta en una excelente filtración mecánica, y la reducción de los sólidos suspendidos y los niveles de turbidez.
Mientras se sometía al cambio de medios, se recomendó que se reemplazaran todas las boquillas de filtración. La inspección y las reparaciones también eran necesarias para los filtros de hormigón reales, ya que algunas boquillas habían salido libres y había daños en los pisos del filtro.
La adición del DMI-65® y la sustitución de las boquillas de filtración mejoraría no sólo la calidad del agua de los filtros de medios, sino también la cantidad de agua a través de los filtros.
El WTP ahora puede funcionar a su capacidad actual utilizando sólo tres de los cuatro filtros de arena rápidos, siempre que los tres filtros «en servicio» sean completamente funcionales.
El siguiente trabajo se llevó a cabo en los cuatro filtros de medios, con cada filtro tardando alrededor de seis semanas en renovarse, encargarse y volver a poner en servicio.
Debido al mal estado de los medios de arena existentes y a la dificultad para acceder a los filtros de medios, los medios antiguos se eliminaron manualmente.
Las paredes, el suelo y el trabajo de la tubería del filtro se limpiaron a alta presión para eliminar las muchas capas de suciedad acumulada en todo el filtro.
Una vez que los filtros se limpiaron a fondo, se retiraron las boquillas de filtro antiguas. Con las boquillas retiradas, se repitieron varios ciclos de llenado y vertido del agua del filtro en un esfuerzo por limpiar cualquier arena de la cavidad de flujo debajo del suelo del filtro.
Cuando se detectó una acumulación de arena (debido a que las boquillas de filtro soplaban), la manguera de alta presión se insertó a través de los anclajes de la boquilla para romper la arena y permitir el lavado.
Garantizar un rendimiento superior del filtro
La investigación de los pisos de filtro llevada a cabo al principio del proceso puso de relieve la necesidad de renovación y mantenimiento preventivo. Las reparaciones en el suelo del filtro, donde las boquillas del filtro habían sido sopladas y dañadas, requerían re-lechación y todos los anclajes de la boquilla reemplazados.
Todos los anclajes de la boquilla del filtro fueron intervenidos para limpiar el hilo y evaluar el estado del hormigón circundante. Los pernos BSP de media pulgada se atornillaron en el anclaje de la boquilla para asegurarse de que permanecieran limpios durante los procesos de re-lechada y recubrimiento de suelo epoxi.
En las áreas donde se requería trabajo correctivo, los anclajes fueron reemplazados y se volvió a colocar alrededor del tallo del ancla. Una vez que la lechada se había establecido, todo el suelo del filtro estaba recubierto de epoxi doble para evitar daños similares al filtro en el futuro.
Cuando el recubrimiento epoxi estaba seco, se llevó a cabo una inspección adicional para evaluar el estado del suelo del filtro y las reparaciones antes de instalar las nuevas boquillas de filtro.
En el transcurso de la actualización, se reemplazaron todas las 11.250 boquillas de filtro. Las boquillas de reemplazo eran de un espaciado de ranura más fino para satisfacer los medios DMI-65® más finos.
Antes de añadir la grava del filtro de cuarzo de apoyo y los medios DMI-65®,se completó una prueba de aireación en cada filtro para garantizar la seguridad de las boquillas y comprobar si hay un flujo uniforme de aire a través del área del filtro.
Se añadió una capa de 100 mm de grava filtrante de cuarzo grueso a los filtros para proteger las boquillas de filtro de posibles obstrucciones debidas a medios finos. A continuación, se añadió una capa de 600 mm del DMI-65® para proporcionar suficiente profundidad de lecho de filtración, lo que permite un freeboard de 400 mm para evitar la pérdida de medios durante el ciclo de retrolavado.
Los filtros se llenaron con agua y se dosificaron con 200L de cloro líquido (12,5 por ciento) para activar el DMI-65® medios. Se requerían cinco o seis ciclos de retrolavado para vaciar la solución de cloro hasta que el agua que se desmayara sobre el desbordamiento se despejó. Al completar el retrolavado, el nuevo DMI-65® medios se podía ver claramente.
Después de la sustitución de los medios de arena antiguos con DMI-65®, los resultados de rendimiento han sido consistentemente excelentes. Los resultados esperados de los filtros de medios después de la actualización fueron: TSS < 5mg/L y Turbidity < 2 NTU.
La salida de los filtros de medios ha visto una turbidez promediando por debajo de 1 NTU y un TSS consistentemente por debajo de 1mg/L. No ha habido lecturas superiores a 2 NTU, con turbidez y TSS generalmente indetectables y registrados como cero.
Alcanzar los objetivos del proyecto mediante la mejora de la planta de tratamiento de agua
En general, la actualización al WTP fue un éxito, abordando los principales objetivos de la actualización con excelentes resultados.
«La actualización del WTP de KLPP ha aumentado la eficiencia y la fiabilidad, y su capacidad para hacer frente mejor a los cambios de carga estacionales experimentados en el suministro de agua cruda», dijo Clive Hawkes, director general de Quantum.
«Los altos niveles de turbidez y sólidos suspendidos en el agua cruda se han reducido considerablemente mediante aclaraciones antes de entrar en la planta. La planta existente se fija en tamaño y capacidad, por lo que una etapa de pre-clarificación ha reducido drásticamente la carga en el WTP.
«Los efectos combinados de la clarificación adicional, la optimización de polímeros, las nuevas boquillas de filtro y la adición de medios filtrantes DMI-65®, permitirán a la planta lograr una alta calidad del agua durante todo el año y permitirán una mayor capacidad en tiempos de alta carga.
«El principal resultado de la actualización fue proporcionar opciones de bajo costo, utilizando la planta y el equipo existentes para aumentar la calidad y la cantidad de agua, al tiempo que se redunciaron los costos de mantenimiento y operación en curso.
«Quantum ha logrado ofrecer ahorros de costos y un mantenimiento reducido, al tiempo que ha mejorado la calidad del agua producida por la planta en una amplia gama de diferentes calidades de agua cruda.»
Artículo original de ‘Actualización de una planta de tratamiento de agua para garantizar una calidad óptima del agua’ – https://utilitymagazine.com.au/
