Es sorprendente que, en España, un país con mucha radiación solar, el uso de las eras de secado, especialmente para poblaciones de menos de 10.000 habitantes, no haya proliferado como era de espesar.
Personalmente, creo que hay una laguna sobre la metodología para el diseño de las mismas.
Con el fin de contribuir a proporcionar un diseño uniforme para cualquier tipo de fango generado en la línea de agua, a continuación, propongo una metodología para el diseño de eras de secado.
PASO 1: Determinación el caudal de fangos producidos en un día
El caudal de fangos producidos por día viene definida por la expresión:
Dónde:
- Qd: Caudal diario de fangos producidos (m3⁄d)
- MSd: Materia seca de fangos por día ((kg MS/d)
- C: Concentración en materia seca de los fangos (%)
PASO 2: Calcular el volumen de llenado
Calcular el volumen de llenado mediante la expresión:
Dónde:
- Vl : Volumen de fangos descargado por purga (m³)
- Qd : Caudal diario de fangos producidos (m³/d)
- tp : tiempo entre purgas de fangos a las eras (d)
Por razones de optimización, de superficie de eras, de estabilidad de los procesos de la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) y por operatividad, se recomienda adoptar un tiempo entre purgas (tp) de siete días. De esta forma se establece una dinámica en la operación que permite optimizar el uso de las eras de secado
PASO 3: Calcula la superficie necesaria por cada purga
La superficie necesaria por cada purga viene definida por la fórmula siguiente:
Dónde:
- S : Superficie de las eras de secado (m²)
- Vl : Volumen del fango descargado por purga (m³)
- e: espesor de la capa de lodo a secar (m)
Se recomienda trabajar con espesores de la capa de lodo de 0,25 m
PASO 4: Calcula el número de eras que se necesitan en cada purga
Con el volumen de lodo descargado y el espesor de la capa de lodo se calcula la superficie necesaria en cada purga y el número (n) de eras necesarios por cada purga mediante la expresión:
Dónde:
- n: número de eras por purga (Ud)
- S: Superficie de las Eras de Secado por purga (m²)
- S max: Superficie máxima de lecho(m²)
Se recomienda no superar los 250 m² de superficie por era para reducir los tiempos de retirada de fangos por debajo de los 2,5 días.
Se recomienda disponer de una era de secado adicional por seguridad
PASO 5: Determinación la superficie unitaria de cada era
Para la determinación de la Superficie unitaria mínima de cada era se hace uso de la expresión:
Dónde:
- Su : Superficie unitaria de la era (m²)
- S : Superficie de las eras de Secado por purga (m²)
- n: número de eras por purga (Ud)
PASO 6: Determinación de la duración del ciclo de secado de los fangos
Para la determinación de la duración del ciclo de secado se hace uso de la expresión:
Dónde:
- TCS : Tiempo de duración del ciclo de secado (d)
- tll : tiempo de llenado de una era (d)
- ts :tiempo de secado de los fangos (d)
- tr : tiempo empleado para la retirada de los fangos secos (d)
Se recomienda utilizar los siguientes tiempos:
- Tiempo de llenado: 1 día
- Tiempo de secado, por seguridad: Clima seco 20 días, Clima húmedo 30 días
- Tiempo de retirada: 0,01 * Superficie de la era. Con eras de 250 m², el tiempo de retirada será de 2,5 días.
PASO 6:Calcula la superficie requerida para cada ciclo
La superficie requerida para cada ciclo se obtiene mediante la siguiente expresión:
Dónde:
- Sc: Superficie requerida para cada ciclo (m²).
- Qd: Caudal diario de fangos producidos (m³/d)
- TCS : Tiempo de duración del ciclo de secado (d)
- e: espesor de la capa de lodo a secar (m)
PASO 7 Determinación del número de los eras de Secado por ciclo .
El número de eras de secado que se necesitan en total se obtiene de la expresión:
Donde:
- N: número de eras por ciclo (Ud)
- Sc: Superficie de las eras de secado por ciclo (m²)
- Su: Superficie unitaria de los eras de secado por purga (m²)
PASO 8: Recalcular la superficie unitaria de cada era
Para la determinación de la Superficie unitaria recalculada de cada era se hace uso de la expresión:
Dónde:
- Sur : Superficie unitaria recalculada de la era (m²)
- Sc : Superficie de las eras de secado por purga (m²)
- N: número de eras por ciclo (Ud)
En general Sur < Sc. En caso contrario adoptar, para Sur, el valor máximo de Sur y Sc
PASO 9: Determinación del número de ciclos de secado al año
El número de ciclos por año vendrá definido entonces por la expresión:
Dónde:
- Nc: Número de ciclos de secado anuales
- Qd:Caudal diario de fangos producidos (m³/d)
- e: espesor de la capa de lodo (m)
- N:número de eras adoptados (Ud)
- Sur: Superficie unitaria recalculada de la era (m²)
Se recomienda no superar 16 ciclos al año. En caso contrario incrementar el número de eras.
PASO 10: Revisión de la carga anual de sólidos resultante
Una vez definido el número de ciclos anuales la revisión de la carga de sólidos se lleva a cabo mediante la siguiente expresión:
Dónde:
- Cs :Carga de sólidos (kg M.S.)⁄(m²/⁄año)
- MSd :Materia seca de fangos por día ((kg m.s.)⁄d)
- N: Número de eras adoptado (Ud)
- Sur: Superficie unitaria recalculada de la era (m²/)
Se recomienda no superar una carga de sólidos mayor de 200 kg/m²/año. En caso contrario incrementar el número de eras.
Ejemplos:
