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Nebula® oferece desempenho sem preocupações em acampamentos infantis
Em 2011, o Roundup River Ranch necessitava de um sistema de tratamento de águas residuais que pudesse acomodar grandes variações de vazão e carga, fornecer efluentes com a qualidade permitida para descarte no rio Colorado, exigir manutenção mínima e oferecer baixos custos operacionais.
A empresa de consultoria de engenharia do rancho, JVA Incorporated, trabalhou com a Aquarius Technologies para fornecer uma solução simples. O sistema de biofilme multiestágio Nebula®, com configuração de fluxo contínuo, foi projetado para facilitar uma cadeia alimentar microbiana para o tratamento de águas residuais e provou ser notavelmente eficiente.
Localizado perto de Gypsum, no Colorado, o Roundup River Ranch oferece experiências de acampamento tradicionais e pura diversão para crianças com doenças graves e suas famílias. Faz parte da SeriousFun Children's Network, do ator Paul Newman.
A equipe do acampamento está presente durante todo o ano, enquanto os campistas permanecem no local por cinco meses. Consequentemente, o acampamento necessitava de um sistema de tratamento de efluentes robusto, capaz de lidar com grandes variações nos fluxos e cargas de entrada, com baixa produção de lodo biológico. Como o acampamento está localizado em uma área remota, a facilidade de manutenção era um requisito fundamental tanto para o engenheiro consultor quanto para a fazenda.
A JVA Incorporated, de Winter Park, Colorado, trabalhou com o rancho para projetar sua estação de tratamento de águas residuais. Durante a avaliação, eles consideraram sistemas de crescimento em suspensão, bem como a tecnologia de biofilme.
Para esta aplicação, os sistemas de crescimento em suspensão, por sua própria natureza, produzem mais lodo, são menos tolerantes a variações de vazão e carga e exigem maior atenção do operador para atingir consistentemente os objetivos de tratamento permitidos. O Sistema de Biofilme Multiestágios Nebula foi selecionado por atender a todos os requisitos de desempenho do acampamento. Além disso, representou o menor custo total de propriedade.
Projeto do sistema de tratamento
A estação de tratamento de esgoto inclui dois tanques de retenção de 9.463 litros (2.500 galões) feitos de materiais impermeáveis e não corrosivos. Neles, o esgoto bruto se separa em três zonas distintas: camada de escuma, camada de lodo e camada clara. Orifícios nas paredes divisórias dos tanques permitem que o efluente da camada clara flua para os compartimentos subsequentes. Um filtro para fossa séptica foi instalado no tubo de saída do tanque de retenção para capturar aproximadamente dois terços do total de sólidos em suspensão, que são armazenados na fossa séptica. O cartucho do filtro e os sólidos biológicos do Sistema Nebula são removidos anualmente desses tanques.
From the septic tank filter, trash tank effluent enters the first stage of the Nebula MultiStage Biofilm System and passes through suspended media to the next stage and onward to the last treatment stages. The ultimate plant design is 16,000 gpd, which includes twelve stages with a hydraulic residence time (HRT) of 24 hours.
The first three stages provide a high food-to-microorganism ratio (FM), encouraging rapid growth of lower life forms. As treatment progresses a lower FM is established, which favors higher life forms. Minimization of biological sludge is a function of shearing and/or sloughing of microorganisms from the media, which are consumed by higher life forms in the subsequent stages. The process produces minimal biological waste-activated sludge since the majority of biomass is consumed by higher-level micro-organisms.
The operational design for the current capacity of the plant is 8,000 gpd and 12 stages with a total HRT of 34 hours. The space for the remaining three cells required in the 16,000 gpd design is currently being used for settling. No aeration, media or baffles are installed in the empty stages.
Once the effluent is discharged from the basin, it passes through a drum filter, which removes suspended solids and BOD associated with the effluent solids. The final effluent flows through a UV disinfection system prior to discharge.
“The effluent quality is very high, well beyond what the state of Colorado requires,” explains Ryan Pendergast, Roundup River Ranch’s facilities director. He said the system produces so little sludge that the trash tank only needs to be pumped out once a year. He also cites the durability of its biofilm media. He says he has never had to replace it since the system was installed in 2011.
“It’s a simple system that requires only minimal maintenance. That makes my job easier,” he adds.
Around May of each year, the number of people at the ranch steadily increases, as staff prepares for campers to arrive, starting in July. “I wouldn’t say it’s a big spike of people, but certainly steady growth,” he says. “The system accommodates these seasonal changes very well. It also does a good job of handling our weather, which can vary widely here in the mountains of southwestern Colorado.”
Full-Scale Pilot Plant
In 2011, the Nebula MultiStage Biofilm was considered alternative technology by the Colorado Department of Public Health and Environment (CDPHE). CDPHE permitted the Nebula Biofilm System for the Roundup River Ranch treatment facility as a Full-Scale Pilot Plant for evaluation from 2011 to 2013.
Over the past nine years, the facility has operated in compliance with surface water discharge standards and all current statutory and regulatory requirements related to the Clean Water Act.
O sistema manteve-se consistentemente dentro das médias mensais e dos máximos mensais de DBO5 durante o período de testes piloto. A remoção de DBO5 em todo o sistema de biofilme manteve-se em torno de 99%, com concentrações de DBO5 no efluente de 2 mg/L ou menos, independentemente da carga de entrada. O limite médio de DBO5 no efluente, para um período de 30 dias, especificado na licença estadual para a planta, é de 30 mg/L. O valor máximo de DBO5 no efluente medido durante o período de monitoramento foi de 8 mg/L – menos de um terço do valor permitido.
Os dados operacionais mostram que a estação de tratamento de efluentes continuou operando com um nível de eficiência muito alto desde então. Os Relatórios de Monitoramento de Descarga (RMD) de 2012 a 2017 mostraram que a DBO5 foi inferior a 4,5 mg/L, ou 15% do limite permitido de 30 mg/L. As médias mensais de sólidos totais em suspensão ficaram consistentemente bem abaixo dos limites de 30 mg/L e 45 mg/L, tipicamente inferiores a 5 mg/L, com apenas dois meses acima de 10 mg/L. Os dados de amônia total para as concentrações de amônia no efluente raramente excederam 1 mg/L, o que está bem abaixo do limite permitido de 50 mg/L.
O consumo de energia do Sistema de Biofilme Multiestágios tem sido mínimo e continua atendendo às expectativas de Pendergast. “As únicas partes da planta que utilizam eletricidade são os sopradores do sistema de aeração, um aquecedor e um filtro de tambor. Poderíamos reduzir ainda mais o custo operacional instalando inversores de frequência nos motores dos sopradores, mas ainda não fizemos isso”, destaca ele.
De modo geral, o sistema continuou a operar com um nível de eficiência notável. "Isso comprova que o Sistema de Biofilme Multiestágios Nebula foi aprovado pelo estado. Eles são muito rigorosos quanto à qualidade da água, especialmente em relação a tudo o que é despejado no Rio Colorado", conclui Pendergast.
Saiba mais lendo o estudo de caso completo do Roundup River Ranch.
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