top of page
  • Foto del escritorÁngel Luis Conde Plaza

NUEVA EDAR DE LA AGLOMERACIÓN DE PUERTO REAL (CÁDIZ).

El pasado 28 de septiembre de 2020, presentamos a mi cliente, la documentación técnica de la licitación "NUEVA EDAR DE LA AGLOMERACIÓN DE PUERTO REAL (CÁDIZ). de la Junta de Andalucía por un importe de 15.136.362,30 €


DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS

Bombeo de agua bruta:

  • Ampliación y Mejora del Bombeo de Agua Bruta de EDAR.


Línea de agua:

  • Obra de llegada, by-pass general y pozo de gruesos.

  • Pretratamiento con rejas de gruesos, paso de sólidos de 50 mm; tamizado, paso de sólidos de 3 mm; y desarenador-desengrasador.

  • Medida de caudal.

  • Tratamiento biológico de fangos activados en Modalidad de Aireación Prolongada, con eliminación de nitrógeno y fósforo. Edad del fango: 16 días. Fango en Exceso Estabilizado. En 4 líneas.

  • Decantación secundaria. Decantadores secundarios convencionales. En 4 líneas.

  • Recirculación externa e interna.

  • Obra de evacuación; conexión con emisario existente.


Línea de fangos:

  • Bombeo de fangos biológicos a espesadores.

  • Espesadores por gravedad.

  • Deshidratación de fangos mediante centrífugas.

  • Almacenamiento de fangos deshidratados.


Línea de desodorización:

  • Desodorización en la zona de la obra de llegada, del pretratamiento y de la deshidratación de fangos mediante torres de carbón activo.


Bombeo de agua bruta.

El actual bombeo está constituido por:

  • 3 bombas Flygt CP 3201 MT 630 de 22 KW.

  • 1 bomba Flygt CP 3300 MT de 44 KW.


Normalmente funcionan las 3201 en alternancia, o simultáneamente no más de 2 Uds. En régimen de lluvias intensas entra en funcionamiento la CP 3300 MT en lugar de 2 Uds. de CP 3201 MT 630), y en caso de torrenciales(excepcionalmente) se suma 1 ud de CP 3201 MT 630 para alivio de la red del Rio San Pedro.

Este bombeo no tiene capacidad para suministras el caudal máximo de diseño de la EDAR, 3.750 m3/h.

Para su ampliación se proyecta una cámara adosada que se comunicará tras su ejecución. Se ha desarrollado esta solución por la imposibilidad de realizar una modificación de calado en cámara actual sin para el bombeo de forma continua durante varios días.

La ejecución de la nueva cámara implicará las sigientes fases:

  1. Demolición del rebose actual hacia el Río San Pedro dado que por ese lateral será necesario realizar la ampliación.

  2. Construcción de la nueva cámara y el edificio que quedará sobre rasante. Este edificio constará de 2 salas. Una sala para los equipos de bombeo con puente grúa. Y una sala con entrada independiente para el CCM de control de todo el bombeo; bombas actuales y nuevas.

  3. Montaje de equipos, incluyendo el colector de impulsión y su conexión con el actual.

  4. Montaje del nuevo equipamiento eléctrico,

  5. Finalmente, tras la finalización de estas fases comunicación de la obra existente con la nueva. Por un lado, las cámaras de bombeo con un rebose entre la cámara actual y la nueva. Y por otro lado la comunicación de las 2 salas de bombeo sobre rasante.

  6. Reconstrucción del rebose hacia el Río San Pedro.


La nueva cámara contará con 3 unidades de bombas NP 3301.180 LT 53-620, o similar. En la cámara de bombeo se ha previsto un espacio para la instalación de una cuarta unidad en futura ampliación.

Para el bombeo se prevé el uso del colector de impulsión actual prolongando este desde el pretratamiento actual hasta el nuevo pretratamiento.

La nueva estación de bombeo se alimentará en baja tensión desde el nuevo CT que se instalará en la EDAR. En el mismo trazado de la línea de Baja Tensión irá la fibra óptica que comunicará el CCM de la estación de bombeo con la EDAR.


Línea de tratamiento.

Línea de agua.

Medición de Agua de Entrada a la EDAR.

Sobre el nuevo tramo de impulsión de agua bruta a la EDAR, prolongación del del colector de impulsión actual hasta el nuevo pretratamiento, se proyecta la instalación de un caudalímetro de agua bruta que registre la totalidad del agua bombeada, y de entrada a la EDAR. Este caudalímetro será de 700 mm de diámetro, idéntico diámetro que el colector de impulsión y contará con by-pass para facilitar las labores de mantenimiento.


Entrada de Agua Bruta a la EDAR.

Tras la medición del agua bruta bombeada esta se incorporará a la EDAR descargándose a una cámara desde la cual por rebose podrá entrar al pozo de bombeo; o con la apertura de una compuerta mural pasará al by pass general.

Está compuerta mural será motorizada de apertura/cierre y su funcionamiento podrá automatizarse para evitar la entrada a la EDAR de agua cuyo pH u conductividad pueda superar los puntos de consigna definidos por los explotadores evitando de este modo la entrada de agua que pueda afectar a los procesos unitarios.


Pozo de Gruesos.

Tras la entrada a la línea de tratamiento de la EDAR el agua bruta pasará directamente al Pozo de Gruesos. Se ha dimensionado con un tiempo de retención de 60 segundos a caudal máximo, resultando un volumen útil de 100,50 m3, con unas medidas en superficie de 6 x 8 m2; y para la extracción de los sólidos gruesos depositados en el fondo se prevé una cuchara bivalva oleohidráulica de 100 litros de capacidad.

El fondo del pozo de gruesos se protegerá del desgaste que produce el arrastre de la cuchara mediante perfilaría metálica.

Desde el pozo de gruesos el agua pasará directamente al desbaste y tamizado. En caso de que por avería se colmaten las rejas de desbaste el pozo cuenta también con un rebose que conecta directamente con el by-pass general.


Desbaste de Gruesos y Tamizado.

La eliminación de sólidos gruesos del circuito del agua se efectuará por medio de 2 rejas automáticas de gruesos con un paso entre barrotes de 50 mm con un ancho de canal de 100 cm de ancho; y con un caudal de 1.875 m3/h cada uno.

Las rejas estás equipadas con un cuadro eléctrico incorporado al bastidor que permite el accionamiento manual de un ciclo por medio de pulsador o el automático por medio de un reloj temporizado.

Además, la reja de gruesos se la dota de una boya de máximo nivel, que pondrá en funcionamiento el sistema de limpieza automático en caso de que se colmate y el temporizador no de la señal de marca.

Los residuos descargados por el peine pasan por gravedad a los tornillos prensa por medio de tolvas de descarga, y del tornillo al contenedor.

La eliminación de aquellos sólidos se realizará por medio de dos tamices autolimpiantes instalados en canal para un caudal de 1.875 m3/h cada uno.

Van instalados en canales de 100 cm. y tienen una sección de peso de 3 mm, lo cual reduce el aporte de arenas al desarenador mejorando el rendimiento del proceso.

Los sólidos procedentes del tamizado se transportarán por medio de tornillo a un contenedor de basura, desde donde serán evacuados a vertedero controlado. El líquido escurrido pasará a la red de escurridos y vaciados para su posterior bombeo, junto con el resto de los escurridos y vaciados a cabecera.

Cada tamiz está maniobrado desde un cuadro eléctrico, que permite el accionamiento manual de un ciclo por medio de pulsador o el automático por medio de un reloj temporizado.

Además, cada tamiz va dotado de una boya de máxima nivel, que pondrá en funcionamiento el sistema de limpieza automático, en caso de que se colmate y el temporizador no de la señal de marcha.

La instalación de un tamizado de 30 mm. de paso, aparte de facilitar la función del desarenador. El tamiz impedirá junto con el desarenador, qué sólidos de tamaño superior puedan alcanzar la decantación primaria y entorpecer su funcionamiento.

La instalación se complementa ejecutando un canal de by-pass de 2 metros de ancho equipado con una reja manual de gruesos de 50 mm y una de fino de 20 mm de paso.

Se ha previsto además un cuarto canal de 100 cm de ancho donde se podrán ubicar una reja de gruesos y un tamiz idénticos a los actuales en una previsible futura ampliación.


Desarenado-Desengrasado.

El desarenado tiene por objeto extraer del agua bruta la grava, arena y partículas minerales más o menos finas, con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en las conducciones, protección de bombas y otros aparatos contra la abrasión, y para evitar conducciones de material inerte en las siguientes fases de tratamiento.

Las partículas que se eliminarán en esta fase del tratamiento serán superiores a 200 micras. Una granulometría inferior pertenece a procesos de decantación.

Se prevén dos líneas de desarenador-desengrasador aireados de tipo rectangular, de forma longitudinal, que a su vez se dividirán en el desarenador propiamente dicho y en el canal de recogida de grasas. Las medidas unitarias son 4,05 metros de ancho por 20,25 metros de largo.

Para la aireación se instalarán 3 soplantes tipo émbolos rotativos (1 en reserva) de 670 m3/h y una presión de 3,5 m.c.a. con lo cual sea cual fuere el número de desarenadores que esté en funcionamiento siempre obtienen el grado óptimo de aireación.

Las soplantes se alojarán en una sala independiente dentro del mismo edificio de pretratamiento, junto con las soplantes del tratamiento biológico y se dotarán de cabina de insonorización.

Cabe destacar que los dos canales desarenadores-desengrasadores tendrán entradas independientes comandadas por sendas compuertas de tal forma que cada uno de ellos pueda ser aislado individualmente.

Asimismo, cada vaso dispondrá de su correspondiente vaciado, necesario para su correcto mantenimiento o por causas relacionadas con eventuales averías.


Concentrador lavador de arenas

Para la extracción de las arenas de las arenas del fondo del desarenador al concentrador utilizamos 2 bombas especiales de arenas de 30,00 m3/h. Una vez que se ha conseguido extraer la arena con su agua correspondiente, es necesario dejarla lo más seca posible, se prevé la instalación de un clasificador de arenas diseñado para recoger la mezcla de aguas y arenas eliminada por el Desarenador-Desengrasador, lavar la arena de la contaminación orgánica que pueda arrastrar y reducir su contenido en humedad para permitir su eliminación a vertedero y reducir costos por disminución de volumen.

Dicho sistema consta esencialmente de una boca de admisión de la mezcla agua-arenas, de un depósito de tranquilización de forma troncopiramidal con aliviadero para el sobrante de agua y de un tornillo helicoidal, montado sobre un bastidor que hace funciones de soporte y protección, construido con plancha y perfiles de Acero Inox. Aisi 316, que gira alrededor de su eje por acción de un motorreductor que arranca al recibir una señal cuando la bomba extractora de arenas se pone en funcionamiento. La capacidad del Concentrado-Lavador de Arenas es de 60 m3/h.

El funcionamiento del Clasificador es temporizado a la señal de arranque por medio de un relé con diversas escalas de graduación de tiempos que deberán fijarse después de la puesta en marcha y en función de la situación más desfavorable.

El movimiento del tornillo helicoidal es ascendente, de modo que recoge la arena depositada en el concentrador troncopiramidal y al mismo tiempo que la agita y lava la va extrayendo hasta una boca de descarga que vierte directamente a un contenedor de PVC.

El clasificador de arena se ubica dentro del edificio denominado de Pretratamiento.


Desnatador-concentrador de grasas.

Las grasas acumuladas en la zona tranquila del desarenador-desengrasador se extraen mediante rasquetas de superficie montadas en el puente desarenador. El ancho del canal de desengrasado es de 1,00 m.

Las grasas son extraídas hasta una arqueta adosada al desarenador desengrasador y desde allí descargadas al desnatador- concentrador de grasas que se ubicará dentro del edificio de Pretratamiento.

El Concentrador-de Grasas y Flotantes está diseñado para recoger la mezcla de agua y grasas eliminada por el Desarenador-Desengrasador y reducir su contenido en humedad para permitir su eliminación a vertedero, reduciendo costos en el transporte por disminución de volumen.

Consta esencialmente de una zona de admisión de la mezcla agua-grasas, de un depósito de tranquilización de forma prismática con aliviadero para el sobrante de agua y de un mecanismo con varias rasquetas para recogida de las grasas y flotantes ,montado sobre un bastidor que hace funciones de soporte y protección, construido con plancha y perfiles de AºCº galvanizado, que gira por acción de un motorreductor que arranca al recibir una señal temporizada después que el puente Desarenador-Desengrasador se pone en marcha.

El funcionamiento del Concentrador de grasas es temporizado a la señal de arranque por medio de un relé con diversas escalas de graduación de tiempos que deberán fijarse después de la puesta en marcha y en función de la situación más desfavorable.

El movimiento de las rasquetas es de traslación longitudinal, de modo que va desplazando las grasas y flotantes acumuladas en la superficie hasta una rampa de descarga que vierte directamente en un contenedor de sección elíptica, de 1100 litros de capacidad especial para recogida de grasas, fabricado en acero al carbono, equipado con boca de hombre, tubuladuras de entrada y salida, acabado pintado con dos manos de alquitrán-epoxi previa preparación de la superficie a pintar por chorro de arena.


Salida desarenador-desengrasador.

En la salida del desarenado-desengrasado se dispondrán 2 vertederos en serie, el primero de salida propiamente dicho del desarenador. Tras este vertedero el agua pasa a una cámara desde la cual se trasiega por gravedad al tratamiento biológico, pasando previamente por la arqueta de medida y control de caudal. Y tras este vertedero se ubica otro que permite derivar los caudales excedentarios al caudal punta de tratamiento biológico, o la totalidad del caudal, al By-Pass General.


Medición y Control de Agua Bruta a Tratamiento Biológico.

La medición de caudal se lleva a cabo mediante medidor electromagnético instalado en tubería, siendo el diámetro del mismo de 500 mm. Esta medición de caudal contará con línea de by-pass para facilitar el mantenimiento de los equipos sin necesidad de realizar una parada total de la EDAR.

En la cámara de salida de agua pretratada hacia el tratamiento biológico se instalará una válvula de guillotina de 600 mm; Servomotorizada con entrada 4-20 mA que, ante la medida de medidor electromagnético de caudales superiores al Caudal punta de paso (1.000,94 m3/h), o al prefijado por el operador, se cerrará progresivamente con el fin de ajustar los caudales máximos de entrada al biológico a este caudal; y provocando aguas arriba el rebose de los caudales excedentarios al By-Pass general.

La lectura de medidas se realiza mediante indicación digital en el PLC. De igual forma, cerrando totalmente la válvula de guillotina podrá pasar todo el caudal pretratado al by-pass general.


Cámaras de reparto a reactores biológicos y conexiones generales.

Las arquetas de entrada y salida de los reactores biológico, consta de las siguientes cámaras:

  1. Cámara de Llegada de Agua Bruta. Desde está cámara y mediante vertederos de pared delgada se reparte el caudal de agua bruta entre los 4 reactores.

  2. Cámara de Llegada de Recirculación de Fangos. Desde está cámara y mediante vertederos de pared delgada se reparte el caudal de Recirculación de Fangos entre los 4 reactores.

  3. Cámara de Entrada a cada uno de los Reactores. En esta cámara se unifican y mezclan los caudales de Agua Bruta y de Recirculación de Fangos antes de la entrada a cada reactor. Esta cámara se aísla de cada uno de los rectores mediante una compuerta mural de 450 x 450 mm.

  4. Conexión Salida a Decantación Secundaria. Previo a las 4 salidas a la Decantación Secundaria se unirá todo el licor mezcla en un canal, y desde este mediante vertedero, reparto a las líneas de decantación secundaria. De esta forma cada reactor biológico, o reactores; podrá funcionar con cualquiera de los decantadores secundarios.

  5. Cámara de Salida de Licor Mezcla a cada uno de los Decantadores. Desde estas cámaras se aísla de cada uno de los 4 decantadores mediante una compuerta mural de 450 x 450 mm.

  6. By-Pass a Tratamiento Biológico. Desde Cámara de Llegada de Agua Bruta se puede derivar todo el caudal de Agua Pretratada a la decantación secundaria mediante la apertura de una compuerta mural de 600 x 600 mm.

  7. Vaciado de Reactores Biológicos.


Reactores biológicos.

El agua residual procedente del desarenador-desengrasador penetra en el reactor biológico, tras los repartos detallados en la arqueta de entrada. La entrada se realiza sobre la zona anaerobia proyectada para promover la eliminación biológica del fósforo; posteriormente pasar a la zona anóxica proyectada para promover la desnitrificación; y finalmente a la zona óxica. La tipología de reactor es de flujo pistón con recirculación interna desde la el final de la zona óxica a cualquiera de las zonas anaerobia o anóxica.

En las zonas de oxidación se producirán las reacciones bioquímicas entre los reactantes: agua, oxígeno y microorganismos.

El oxígeno necesario para la ejecución de las reacciones se tomará del aire atmosférico, realizándose la transferencia al agua residual por medio de soplantes que lo inyectan en difusores sumergidos de burbuja fina.

Las soplantes rotativas son de tipo embolo rotativo con cabinas de insonoración y se han previsto dos unidades más una de reserva por línea, con un variador de frecuencia para absorber las diversas necesidades del oxígeno.

Los difusores sumergidos son de burbuja fina. Tienen la función de realizar la transferencia de oxígeno del aire al agua residual, por medio de burbuja fina con el fin de realizar la máxima transferencia del O2 del aire al agua residual.

Las soplantes a instalar serán de 4+2R con un caudal unitario por soplante es de 2.150 Nm3/h a una presión relativa de impulsión de 9,20 m.c.a.

A las cubas de aireación se le dota de agitadores sumergidos, para la mezcla y homogeneización del agua bruta de entrada y la recirculación, y, por otra parte, aumenta el tiempo de estancia de las burbujas de aire en el reactor aumentando la transferencia del oxígeno y evita la decantación.

Para lograr el funcionamiento satisfactorio de la instalación, deben cumplirse:

  1. Existencia de una mezcla adecuada en la cuba de reacción.

  2. Suministro de oxígeno suficiente para conseguir que el oxígeno disuelto en el "licor mezcla" de la cuba no sea un factor limitador.

  3. Alimentación continua de agua residual.


El suministro de aire es suficiente y sobrado para mantener el nivel de oxigenación en el "licor mezcla" pudiendo variar el número de soplantes en funcionamiento (deberá ser suficiente para mantener un índice 1-2 mg/l de oxígeno disuelto).

El caudal variable de aportación de aire de las soplantes, permite ajustar la cantidad de oxígeno transferido de acuerdo con las características del agua residual, lo que supone un consumo exacto de energía eléctrica según las necesidades del sistema.

En el cálculo de las necesidades de oxígeno se han tenido en cuenta las correspondientes a la Nitrificación.

Dado que con Aireación Prolongada la Nitrificación está asegurada, y que si no llevamos a cabo la Desnitrificación se producirá posteriormente con liberalización de gases en los decantadores secundarios, perjudicando el correcto funcionamiento de los mismos, se ha previsto una zona anóxica en cabecera de forma que permite una retención superior a 3 horas a caudal medio y aprovechando la recirculación de licor mezcla que se lleva a cabo por los agitadores sumergidos instalados para la circulación, homogeneización, etc. de dicho licor, es previsible la Desnitrificación el efluente nitrificado, eliminando problemas en los elementos posteriores y cumpliendo con las exigencias impuestas por el Pliego de Bases en cuanto a la calidad del efluente.

En consecuencia, se diseña la instalación de 2 Uds. de reactor biológico, tipo carrusel con dos pasillos por reactor de 15 x 5 m2 de sección útil cada pasillo, y una longitud recta de 36,00 m.

El dimensionamiento del reactor biológico se ha efectuado de manera que con los caudales y contaminaciones de diseño pueda trabajar con una carga másica de 0,06; y con una edad de fango superior a los 16 días.


Control del Proceso Biológico.

Se ha previsto un sistema de control de la aireación basado en la lógica difusa, y desarrollado para instalaciones que disponen de un sistema de aireación con capacidad de regulación diferenciada entre las distintas zonas aerobias del proceso biológico (válvulas regulables, regulación de los equipos de aireación). El objetivo del control es mantener la concentración de oxígeno disuelto deseada en cada uno de los reactores aerobios y la presión mínima de descarga de los equipos de aireación necesaria para mantener esas concentraciones de oxígeno disuelto. El control de oxígeno se realiza de forma distribuida para las distintas líneas de tratamiento del proceso biológico. Así mismo, para cada línea de tratamiento se llevará a cabo el control de oxígeno de forma distribuida para cada parrilla de aireación. El control de oxígeno de cada zona aerobia vendrá determinado por el conjunto formado por parrilla de aireación, sonda de oxígeno disuelto y válvula de control.

Las consignas de oxígeno a mantener las fijará el controlador de nitrógeno y pueden ser diferentes en cada una de las zonas. De este modo se optimizará el proceso de eliminación biológica de nitrógeno con el fin de cumplir con los requisitos de vertido con el mínimo consumo energético derivado del sistema de aireación.

El control de oxígeno se realiza para cada conjunto formado por parrilla de aireación, sonda de oxígeno disuelto y válvula de control, disponiendo cada conjunto del correspondiente algoritmo de control para modificar la apertura de la válvula. En consecuencia, la aplicación de control incluirá los algoritmos independientes que mantendrán la concentración de oxígeno disuelto en cada una de las zonas aerobias en el valor deseado. Las consignas de oxígeno a mantener las fijará el sistema de control de nitrógeno desarrollado por el grupo de investigación o en su defecto las que desee mantener el operador de la EDAR. Los algoritmos de control que están basados en lógica difusa se calibrarán para mantener esas concentraciones.

Para evitar que la apertura y cierre de cada válvula afecte al funcionamiento de las demás válvulas es necesario modificar el caudal de aire suministrado por los equipos de aireación (actuando sobre un variador de frecuencia, apertura de los álabes…) para mantener una presión mínima de descarga constante. Por ello, el sistema de control de la aireación a implementar también incluye un algoritmo de control, basado en la lógica difusa, que mantendrá la presión en el valor deseado modificando la frecuencia de los variadores, y/o apertura de los álabes y/o la marcha/paro de los equipos de aireación según el criterio establecido por el operador de la EDAR.

La consigna del controlador de presión no la fijará el operador de la EDAR, porque mantener de forma continua el valor de la presión capaz de hacer frente a la punta de consumo sería excesivo durante la mayor parte del día y por tanto el consumo energético sería superior al estrictamente necesario. Por ello, con el fin de optimizar el consumo de energía, este sistema de control de la aireación también incluye un algoritmo de control supervisor, basado en lógica difusa, que fijará la consigna de presión a mantener por el controlador. Este algoritmo se basa en establecer la presión mínima de consigna en base a las concentraciones de oxígeno en las distintas zonas y el grado de apertura de las válvulas. El objetivo es mantener las concentraciones de oxígeno deseadas con al menos una válvula abierta al 100%. De esta forma la presión de descarga de los equipos de aireación será en todo momento la mínima necesaria, por lo que se optimizará el consumo energético.

Dicho sistema de control de la aireación está incorporado en el software genérico LoDif BioControl, o similar. Además, la arquitectura de este sistema de control también contempla el funcionamiento intermitente de los equipos de aireación, cuando así se desee o por limitaciones físicas de la EDAR no sea viable el funcionamiento en continuo. En este caso, la plataforma de control permite la configuración automática de tiempos de marcha y paro de los equipos de aireación configurables por el usuario, o bien, un control automático de estos tiempos a partir de un sistema de control supervisor de optimización de la eliminación biológica de nutrientes, que se describe en el epígrafe siguiente.

En el caso específico de la presente EDAR, para implementar el sistema de control de aireación descrito, se dispone de una sonda de oxígeno disuelto y una válvula motorizada por cada parrilla de difusores diferenciada, una sonda de presión en el sistema de distribución de aire y variadores de frecuencia en los equipos de aireación a regular.


Sistema de control del nitrógeno.

El nitrógeno presente en las aguas residuales se encuentra en su forma simple (reducida, como amonio NH4+, u oxidada, como nitrato NO3-) o en forma de nitrógeno orgánico que se transforma en amonio cuando la materia orgánica es hidrolizada y consumida por las bacterias heterótrofas. La eliminación del nitrógeno amoniacal y del nitrato se realiza mediante los procesos biológicos de nitrificación y desnitrificación, respectivamente.

El proceso de nitrificación consiste en la oxidación del amonio a nitrato (NO3-) y es realizado por bacterias autótrofas en condiciones aerobias. Generalmente este proceso se realiza en el mismo reactor que la eliminación de materia orgánica. Las bacterias autótrofas tienen una velocidad de crecimiento inferior a la de las bacterias heterótrofas. En consecuencia, para garantizar su proliferación es necesario mantener tiempos de retención celular y concentraciones de oxígeno disuelto más elevadas que los necesarios para asegurar la eliminación de materia orgánica. Cabe destacar que el proceso de nitrificación consume alcalinidad del medio, provocando un descenso importante del pH en este proceso.

El proceso de desnitrificación consiste en la reducción del nitrato a nitrógeno gaseoso que se desprende a la atmósfera. Este proceso lo llevan a cabo las bacterias heterótrofas facultativas que utilizan el nitrato como aceptor de electrones en la eliminación de materia orgánica en condiciones anóxicas (escasez de oxígeno, presencia de nitratos). Mediante este proceso se recupera la alcalinidad del sistema, lo que permite mantener el pH en valores adecuados para el proceso biológico.

El esquema más habitual para la eliminación de nitrógeno es conocido como Ludzack- Ettinger modificado. En este esquema la zona inicial del reactor se opera en condiciones anóxicas y la zona final en condiciones aerobias. De esta forma la materia orgánica fácilmente biodegradable del agua es eliminada sin aporte de oxígeno utilizando nitrato como aceptor de electrones. En este esquema se establece una corriente de recirculación desde el final de la zona aerobia hasta el principio de la zona anóxica con el fin de reducir la concentración de nitrato en el efluente del proceso biológico.

Los sistemas de control desarrollados por el grupo CALAGUA pretenden minimizar el consumo energético de los sistemas de aireación y bombeo manteniendo un elevado rendimiento de eliminación de nitrógeno. Los sistemas de control actúan sobre las principales variables de los procesos de nitrificación (concentración de oxígeno disuelto) y desnitrificación (caudal de recirculación interna y consignas de oxígeno disuelto). La plataforma LoDif BioControl incorpora los diferentes sistemas de control desarrollados por el grupo de investigación, divididos principalmente por el tipo de sensor utilizado, aquellos basados en sondas de nutrientes (amonio y nitrato) y los basados en sondas de bajo coste (pH, OD y potencial redox) y por el tipo de configuración del reactor biológico (flujo en pistón o mezcla completa). Es especialmente destacable el desarrollo de controladores basados en sensores de bajo coste. La singularidad de este sistema de control es la sustitución del uso general de analizadores/sondas de nutrientes por sondas de bajo coste, ORP (potencial redox), OD y pH. Esta alternativa supone las siguientes ventajas: una reducción en los costes de inversión inicial y mantenimiento, una mayor facilidad de operación y aportan una mayor información de los procesos de eliminación biológica de nitrógeno, dado que reflejan la capacidad de nitrificación/desnitrificación del proceso biológico. En el caso particular del proceso de nitrificación, si se dan puntas importantes en la concentración de amonio que el sistema no fuera capaz de eliminar por cualquier otra limitación distinta a la aireación, la consigna de oxígeno regulada por el controlador de nitrificación basado en sondas de bajo coste no aumentaría innecesariamente, siendo ésta una de las principales ventajas de no depender de la medición directa del amonio en el efluente. Además, este tipo de controladores es capaz de anticipar la acción de control, por información relativa a la carga de entrada aportada por la señal de las sondas de potencial redox.

Los sistemas de control de nitrógeno se componen de dos controladores independientes: el controlador del proceso de nitrificación (que modifica la consigna de oxígeno del reactor aerobio) y el del proceso de desnitrificación (que modifica el caudal de recirculación interna y/o la consigna de oxígeno disuelto de la zona facultativa). El control de desnitrificación minimiza la concentración de nitrato en la zona anóxica y de oxígeno en la zona facultativa por lo que maximiza la eliminación biológica de fósforo. En estas condiciones el rendimiento final de la eliminación biológica de fósforo depende del diseño de la planta y de las características del agua de entrada, por lo que, aunque el control del proceso de desnitrificación potencia la eliminación biológica de fósforo, la única forma de garantizar el cumplimiento del requisito de vertido consiste en la instalación de un sistema de control de adición de cloruro férrico.

Además, en la plataforma LoDif BioControl se integra un sistema de control supervisor de la eliminación biológica de nutrientes para aquellos sistemas con alimentación en discontinuo o con aireación intermitente, es decir, ciclos de parada/marcha de los equipos de aireación. La filosofía de control se basa en mantener el máximo tiempo de parada y mínimo tiempo de marcha de los equipos de aireación que garantice el cumplimiento de las condiciones de vertido en nitrógeno y fósforo.

A continuación, se realiza una breve descripción de los posibles controladores de eliminación biológica de nitrógeno a implementar en la presente EDAR.


Controlador de la eliminación biológica de nitrógeno en reactores de flujo en pistón.

Controlador del proceso de nitrificación.

Los sistemas de control del proceso de nitrificación actúan como control supervisor del sistema de control de aireación, estableciendo la mínima consigna de oxígeno disuelto que garantice el cumplimiento de las condiciones de vertido. De esta forma en periodos de baja carga es posible reducir el consumo energético del sistema de aireación sin afectar a la calidad del efluente al reducir la concentración de oxígeno disuelto en los reactores aerobios.

Para la configuración del reactor de flujo en pistón, la instrumentación necesaria serán dos sondas de pH y OD ubicadas en la última y penúltima zona aerobia de cada línea de tratamiento. En este tipo de controlador, una vez configurado, se puede seleccionar la zona que rige el comportamiento del sistema de control, es decir, la última o la penúltima zona aerobia. Si se selecciona la penúltima zona aerobia como zona principal de control, la filosofía del controlador será anticipativa. Si por el contrario se selecciona la última zona aerobia, la filosofía de control será retroalimentativa. En ambas configuraciones el sistema de control actúa sobre la consigna de oxígeno disuelto de la zona principal de control, a partir de la información aportada por las sondas de pH sobre el proceso de nitrificación y por las sondas de OD sobre la variación de la carga en el sistema. Adicionalmente, se podrá modificar automáticamente la consigna de oxígeno disuelto de la zona no seleccionada como zona principal de control. Dicha consigna se modificará de forma proporcional a la variación asignada por el sistema de control para la zona principal, acorde al intervalo de variación fijado por el usuario en dichas zonas (consigna máxima y mínima).


Controlador del proceso de desnitrificación.

Los sistemas de control del proceso de desnitrificación establecen la mínima recirculación interna de nitratos (de la zona aerobia a la zona anóxica del proceso biológico) y/o máximo ratio volumen anóxico/aerobio modificando la consigna de oxígeno disuelto de una de las primeras zonas aerobias (a seleccionar), con el fin de garantizar el cumplimiento de las condiciones de vertido con el mínimo coste de operación. Por ello se podrá seleccionar el tipo de control que se quiera realizar en función de la instrumentación disponible: regulación del caudal de recirculación interna o consigna de oxígeno disuelto de una zona facultativa o ambos.

El controlador de la consigna de oxígeno disuelto de la zona facultativa se basa en establecer aquella consigna que favorezca el proceso de nitrificación y desnitrificación simultánea en dicha zona, siempre y cuando no implique una bajada en el rendimiento del proceso de nitrificación. El controlador del caudal de recirculación interna se basa en regular dicho caudal con el fin de mantener el mínimo necesario que garantice el mayor grado de desnitrificación posible en la zona anóxica. Dado que la zona facultativa puede operar como anóxica o aerobia sería conveniente que la tubería de recirculación interna pudiera descargar la recirculación en la zona facultativa o en la zona anaerobia.


Descripción del sistema de control específico a instalar en la EDAR.

SISTEMA DE CONTROL DE LA AIREACIÓN.

El sistema de control de aireación incluirá 16 algoritmos basados en la lógica difusa (3 zonas aerobias + 1 zona facultativa x 4 líneas de tratamiento) que controlarán el oxígeno disuelto en cada una de las zonas aerobias, 1 algoritmo de control de la presión y 1 algoritmo de control supervisor de la presión de consigna, que garantizarán las consignas de oxígeno disuelto deseadas en cada una de las zonas con el mínimo consumo energético derivado del proceso de aireación. En esta primera fase se calibrará y optimizará el sistema de control de la aireación, fijando de forma manual las consignas de oxígeno disuelto en las zonas aerobias.

Para la implantación del sistema de control de la aireación será necesaria la siguiente instrumentación:

  • 16 válvulas regulables (1 por cada zona aerobia o facultativa): Aunque el sistema de control se adapta a distintos tipos de válvulas, lo ideal es que las válvulas presenten un comportamiento lineal.

  • 16 sondas de oxígeno (1 por cada zona aerobia o facultativa): Las sondas de oxígeno deben ser ópticas (LDO)

  • Al menos 1 variador de frecuencia en las soplantes (lo ideal es que todas las soplantes dispongan de variador de frecuencia).

  • Sonda de presión situada en el ramal común (antes de la bifurcación que abastece a las 4 líneas). La sonda de presión no debe estar colocada cerca de las soplantes para evitar interferencias en la medida.

  • PLC para la transmisión bidireccional de información entre las sondas y actuadores y el servidor OPC instalado en el PC de la EDAR. El PC debe disponer de Windows 7 o versión posterior.


SISTEMA DE CONTROL DE LA NITRIFICACIÓN.

Una vez ajustado el sistema de control de la aireación se implementará el sistema de control del proceso de nitrificación. Dadas las características de la EDAR, la instrumentación necesaria para implementar el controlador del proceso de nitrificación:

  • 8 sondas de pH (2 por cada línea de tratamiento) ubicadas en la última y en la penúltima zona aerobia de cada línea. Las sondas de pH deben ser sensibles a la segunda cifra decimal.

  • PLC para la transmisión bidireccional de información entre las sondas y actuadores y el servidor OPC instalado en el PC de la EDAR.


De este modo, para el sistema de control del proceso de nitrificación se implementarán 4 algoritmos de lógica difusa (1 por línea de tratamiento) que establecerán de forma automática las consignas de oxígeno disuelto que garanticen un proceso de eliminación biológica de nitrógeno adecuado.


SISTEMA DE CONTROL DE LA DESNITRIFICACIÓN.

En una última fase se implementará el sistema de control del proceso de desnitrificación. Dicho sistema de control se compone de dos controladores independientes, el controlador de la recirculación interna y el controlador de la consigna de oxígeno disuelto en la zona facultativa (primera zona aerobia). En primer lugar, se implementará el controlador de la recirculación interna, en este caso la instrumentación necesaria será:

  • 8 sondas de pH (2 por cada línea de tratamiento) ubicadas en la cámara anaerobia y la cámara anóxica de cada línea. Al igual que en el caso anterior las sondas de pH deben ser sensibles a la segunda cifra decimal.

  • 8 sondas de redox (2 por cada línea de tratamiento) ubicadas en la cámara anaerobia y la cámara anóxica de cada línea.

  • PLC para la transmisión bidireccional de información entre las sondas y actuadores y el servidor OPC instalado en el PC de la EDAR Finalmente, se implementará el controlador de la consigna de oxígeno disuelto de la zona facultativa (primera zona aerobia). En este caso, la instrumentación necesaria es común a la marcada en el control de la recirculación interna.


Bombeo de recirculación interna de fangos.

La finalidad de a recirculación interna de fangos es aportar nitratos a cabeceara de reactores biológicos. Para ello se prevé la instalación de 2 bombas sumergibles por línea de reactor biológico con un caudal unitario de 468,75 m3/h.

Para cada línea de reactor biológico se ha incluido un medidor de caudal de fangos recirculados con inclusión de un totalizador. El control de la recirculación se realiza de acuerdo con el caudal de entrada a la planta y según los parámetros a establecer en el tratamiento biológico, en el proceso de desnitrificación, actuado sobre el caudal de recirculación interna.


Decantadores secundarios.

La llegada del líquido mezcla del tratamiento de aireación de un sistema de fangos activados, está compuesto esencialmente por agua y materia en suspensión (fangos activados).

La separación de esta suspensión se realiza por sedimentación de los fangos activados mediante el sistema físico de sedimentación-decantación.

La decantación separa por la simple acción de la gravedad el agua de los fangos.

Es pues, un medio mecánico sencillo, cuyo funcionamiento precisa un aporte mínimo de energía.

En el caso que nos ocupa, la eliminación de la materia sedimentable presente en el agua se realiza por un sedimentador circular con flujo vertical de elevado rendimiento, equipado con rasquetas de fondo, rasquetas de superficie, equipo de purga de fangos mediante succión a puente radial de arrastre periférico.

Se prevén cuatro unidades de 20 metros de diámetro útil, con un calado de 4,9 en vertedero.


Dosificación de cloruro férrico.

La eliminación de Fósforo se hará vía química, mediante la dosificación de Cloruro Férrico comercial.

Esta dosificación se podrá realizar a la entrada del reactor biológico, o a la entrada del decantador secundario. En cualquier caso, la eliminación del Fósforo se hará junto con los fangos en exceso bombeados al espesador.

Para ello se prevé un equipo de dosificación compuesto por 4 bombas dosificadoras; más 1 unidad de reserva; de membrana de caudal variable (5 – 30 l/h), automática proporcional al caudal, y un depósito de almacenamiento del reactivo de 20.000 litros de capacidad. La instalación se completará con una bomba de trasiego para trasvasar el cloruro férrico líquido al 42 % hacia el depósito de almacenamiento.


Bombeo de recirculación externa de fangos.

La finalidad del retorno de fango (realizada desde la decantación secundaria), es mantener una concentración suficiente de fango activado en el tratamiento biológico, de modo que puede obtenerse el grado requerido de tratamiento en el intervalo de tiempo necesario.

El retorno del fango activado desde la decantación secundaria hasta la entrada del tanque de aireación es las características esenciales del proceso. Debemos tener en cuenta que el tiempo de retención de los fangos producidos en la decantación secundaria deberá de ser muy corto, con el fin de que no se produzca un estado anaerobio que reste actividad (oxigenación) a los lodos. Por esta razón, los fangos deberán extraerse de los tanques de la decantación secundaria tan pronto como se formen.

Se ha incluido un medidor de caudal de fangos recirculados con inclusión de un totalizador. El control de la recirculación se realiza de acuerdo con el caudal de entrada a la planta y según los parámetros a establecer en el tratamiento biológico, actuado sobre la extracción de fangos de la decantación secundaria.

La recirculación se hará a la entrada al tratamiento biológico mediante 5 (una de reserva) bombas sumergibles de caudal unitario de 312,50 m3/h.


Medición y Control de Agua Tratada. Arqueta de Salida de Agua Tratada.

La medición de caudal se lleva a cabo mediante medidor electromagnético instalado en tubería, siendo el diámetro del mismo de 500 mm. Esta medición de caudal contará con línea de by-pass para facilitar el mantenimiento de los equipos sin necesidad de realizar una parada total de la EDAR.

Tras la medición de caudal de agua tratada el agua se descargará en una cámara desde la cual el agua tratada podrá pasar a otras 2 cámaras.

Por un lado, la cámara de agua tratada para servicios auxiliares. A esta cámara el agua llegará mediante una válvula de flotador, de forma que solo entre agua tras la puesta en marcha del grupo de presión de servicios auxiliares. Esta cámara tambien podrá recibir agua potable para aquellos momentos en los que el agua tratada no tenga calidad suficiente para su reutilización. Y además será el punto de dosificación de hipoclorito sódico para garantizar la salubridad del agua de servicios auxiliares.

Y por otro lado, la camara de salida de agua de la EDAR y conexión con el emisario. A esta cámara, además del agua tratada llegará el agua bruta, o pretratada, de la red de by-pass. La salida desde esta ultima cámara a la arqueta desde la cual se conectará con la conducción al emisario será mediante vertedero. Esta ultima cámara permitirá cumplir con los requerimientos del Servicio de Calidad de las Aguas.


Línea de fangos.

Bombeo de Fangos en Exceso.

Como ya se comentó anteriormente los fangos en exceso no serán recirculados, sino que serán retirados de la línea de agua, bombeándose desde la arqueta de la recirculación de fangos al espesador.

Para el bombeo de los fangos en exceso se prevén 2 bombas sumergibles, junto con otra en reserva, de 98,70 m3/h.


Espesador de fangos por gravedad.

El espesamiento de los fangos en exceso producidos en el proceso de depuración tiene como objetivo la disminución del volumen de fangos a manejar en los procesos posteriores, con el fin de aumentar su eficacia y disminuir los costes de su tratamiento.


Bombeo de Flotantes de Decantador Secundario.

Se prevé el bombeo de los flotantes de la decantación secundaria; realmente fangos, hacia el desnatador; donde serán espesados junto con el resto de flotantes del desarenado-desengrasado.

Para esto se prevén 2 bombas; 1 operativa más 1 unidad de reserva; de 10 m3/h a 16 mca.


Acondicionamiento del fango. Dosificación de polielectrolito.

Un acondicionamiento adecuado del fango es la base para un correcto funcionamiento del sistema de deshidratación. El acondicionamiento químico tiene por finalidad conseguir una aglomeración de las partículas en forma de flóculos.

En nuestro caso particular, el acondicionamiento de fango se realizará mediante la adición de una serie de productos orgánicos de síntesis llamados polielectrolitos, mucho más eficaces que los inorgánicos, como podrían ser las sales de hierro y aluminio, con las cuales es necesario utilizar dosis mucho mayor.

Estos productos están constituidos por largas cadenas macromoleculares, y tienen por objeto:

  • Una floculación extremadamente diferenciada por formación de puentes entre partículas, gracias a las largas cadenas ramificadas, seguidas de una acción coagulante en el caso de polímeros catiónicos.

  • Una disminución de la resistencia específica del fango.

  • Una influencia pequeña o nula sobre la hidrofilia de las partículas: la compresibilidad del fango permanece estable.


Estos polielectrolitos se suministran en forma de polvo o líquido muy viscoso. Su empleo exige una dilución muy fuerte antes de su dosificación. En nuestro caso empleamos una solución madre al 0,4% y una dilución de 0,1% controlada por rota metro.

Para la preparación del Polielectrolito se prevén 1 módulo de preparación en continuo, más una unidad de reserva, con un caudal unitario de 1.750 l/h.

Las 3 bombas dosificadoras (una en reserva) son de desplazamiento positivo para un caudal variable de 300-1.500 l/h a 20 m.c.a

Todos los equipos de dosificación de polielectrolito irán alojados en el Edificio de Explotación.


Deshidratación con centrifugas.

Para la deshidratación del fango se instalará dos centrífugas con capacidad para extraer un fango con un 22% de sequedad.

Cada una de estas centrífugas tratará 18,42 m3/h.

El transporte de fangos deshidratados a almacenamiento se realiza mediante una bomba para cada centrifuga de desplazamiento positivo de caudal variable 1,0 – 3,0 m3/h hasta 2 tolvas de almacenamiento de 80 m3 de capacidad.


Otros residuos.

El resto de residuos generados en la EDAR, tal como se está haciendo en la EDAR actual serán retirados por gestores autorizados.

Estos residuos son:

  • Residuos de Desbaste y Tamizado.

  • Grasas

  • Arenas



29 visualizaciones0 comentarios

Entradas Recientes

Ver todo

Comments


bottom of page