Agua y depuración

13 diciembre, 2013
por Mikel Aguirre
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Me piden que escriba de los reactores biológicos de las EDARS . Es una serie que puede ser infinita por eso 1 de n.

Hay miles de cosas para hablar de reactores biológicos, desde los tipos de reactores, para qué es mejor cada tipo de ellos, los problemas que cada uno tiene, cómo se deben manejar, qué debe saber el que los maneje, cuál es bueno en cada situación, las mejores concentraciones. No sé, miles de cosas.

Como estamos aún bajo el apartado de conceptos básicos, se puede empezar por lo más sencillo. Si alguien quiere algún monográfico o tema específico sobre algún tipo de reactor o cuestión de biológicos se puede ver si es interesante de manera general y se hace una serie de algo específico. De esa manera se centra más el tema.

En cuanto a los reactores biológicos y partiendo de la base indicar que hay dos tipos de reactores biológicos: aerobios y anaerobios. Son dos tipos puros que existen pero también hay combinaciones de anaerobio y aerobio como ya se ha visto.

Loas anaerobios son aquellos que tienen ausencia estricta de oxigeno, es decir que no solo no se les introduce oxígeno de manera exógena (por soplantes por ejemplo) si no que tampoco de manera indirecta como pueda ser recirculando corrientes que tienen alta oxigenación (en ese caso sería un reactor anóxico). No depuran tanto como el aerobio pero necesitan un coste de mantenimiento muy bajo y sacan muy pocos fangos y además producen metano que se puede usar para quemar (para calentar casas o comidas o como energía).

Se usan mucho en paises con clima cálido y constante porque la diferencia de temperatura le afectan mucho. Si la temperatura del agua es superior a 20ºC durante todo el año pueden ser una solución muy apropiada. El más comúnmente utilizado es el tipo UASB sobre todo en Latinoamérica. Sé que en algunas zonas rurales de China usan otro reactor donde mezclan las aguas residuales urbanas de personas y animales de la cuadra para obtener gas con que calentarse. Tienen el reactor en el suelo entre la cuadra y la casa. A primera vista parece peligroso por la generación de metano pero no he visto en bibliografía problemas graves destacados.

El mayor problema de estos reactores es que necesitan un tiempo alto para estar operativos (inversamente proporcional a la temperatura del agua, a mayor temperatura menos tiempo) y las reducciones de materia orgánica (80%) son menores de las exigidas en legislaciones como la europea por lo que necesitan un reactor posterior de afino.

Los reactores aerobios son más caros porque necesitan aporte constante de oxígeno, pero consiguen altas reducciones de materia orgánica. Hay muchas combinaciones y tipos MBR, MBBR, SBR, fangos activos convencionales, etc. Depuran más son más caros de mantener, muchas veces hay que interactuar con ellos luego hay que estar algo formado (puede ser que nada formado para operar lechos bacterianos a muy formado como en fangos activos con complicaciones de entrada). Son las soluciones comunes en Norteamérica y Europa. Son los más estudiados hay libros y libros sobre ellos.

Hace ya un tiempo  las legislaciones se hacen cada vez más estrictas y se pide reducción no solo de materia orgánica sino de N y P. A futuro se prevé que se pida la eliminación de micro contaminantes como antibióticos que vertemos con las excreciones u otras que necesitarán reactores y equipos más complicados.

Para cumplir con las actuales reglamentaciones hay nuevos tipos de reactores (algunos bajo patente) que generalmente implican la combinación de reactores anaerobios, anóxicos y aerobios o diferentes estructuras o cálculos.

Cada uno de los posibles reactores es mejor para una circunstancia concreta y es el trabajo del procesista ver cual es la mejor solución para cada caso. Uno puede ser mejor por usar menos espacio pero ser más caro de mantener otro ser muy barato de todo pero no permite tratar grandes caudales, etc, etc..

Cada problema tiene su propia solución. Lo mejor es aprender o ponerse en manos de un profesional independiente (no de una marca comercial) que pueda buscar la mejor solución en función de los requerimientos que se le pidan por parte del que tiene que solucionar el problema de vertidos.

Como veis diverso, complejo peor fascinante. Os dejo alguna otra entrada por si os interesa.

Ejemplo de recomendación de elección

Algo sobre UASB (Upflow anaerobic Sludge Blanket)

 

 

10 diciembre, 2013
por Mikel Aguirre
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La eliminación del fósforo en una EDAR o dicho de otra forma ¿qué pasa con el fósforo en una EDAR? y como va disminuyendo a lo largo del proceso.En un post anterior vimos el ciclo del nitrógeno.

El fósforo se elimina siempre asociado a los sólidos. Parte se elimina con el pretratamiento y el resto se elimina con los fangos. Los fangos o lodos de una instalación son en parte los sólidos que entran y la otra parte es la materia orgánica formada en la EDAR que se elimina en forma de lodo.

La materia orgánica está compuesta principalmente por carbono pero también tiene Nitrógeno y Fósforo. La eliminación convencional del fósforo por asimilación es muy baja al igual que la del nitrógeno.

En el caso del nitrógeno recirculando parte del agua de salida del reactor aerobio, anterior a la decantación, a un reactor previo anóxico se consigue que el nitrógeno se desnitrifique y salga de la EDAR en forma de N2 nitrógeno gas.  Esta eliminación no es infinita, tiene relación con la cantidad de carbono de entrada. Parte del N2 se esfuma, desaparece de la EDAR.

Cuando se quiere eliminar P también suele ser necesario eliminar N. Se parte por tanto de una eliminación de nitrógeno que suele consistir en un reactor anóxico seguido de uno aerobio.

El fósforo no se puede conseguir que se esfume y para eliminarlo hay que sacarlo en los fangos. La forma más sencilla es haciendo precipitar el fósforo con sales trivalentes de hierro o aluminio. Es un proceso relativamente caro de operación porque implica dosificar reactivos pero consigue resultados excelentes y se puede regular la dosis en función de la concentración esperada de salida. Lo normal en este caso es un reactor anóxico+aerobio y precipitación.

Hay procesos como el SBR (Sequencing Batch Reactor) o su variante ICEAS que realizan todas las fases (anoxia, aerobia) en un mismo reactor en momentos distintos y que necesariamente necesitan precipitar el fósforo con sales minerales.

La forma biológica de eliminar el fósforo es por extra asimilación. El método consiste en añadir un reactor anaerobio en cabecera del reactor biológico, como primer reactor, de alrededor de 1 a 2 horas de tiempo de retención. Hay varios métodos pero generalmente   al reactor anaerobio inicial se incorpora la recirculación de los lodos del decantador junto con la entrada de agua bruta pretratada (método A2O ó AAO). Otros procesos como el UCT incorporan una recirculación de agua anóxica en el reactor anaerobio mientras que los lodos se introducen en el reactor anóxico. El objeto de este reactor anaerobio inicial es utilizar el fósforo como fuente de energía convirtiendo P en ATP y PHB y preparando el P como PO4 para que el en los siguientes reactores se extra asimile por las bacterias. Este proceso no es evidente y puede que sea objeto de otra entrada.

A veces no se consigue la eliminación deseada solo con biología y es necesario ayudar con precipitación. La ventaja es que la cantidad a dosificar será menor si parte se elimina biológicamente.

 

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DQO siempre mayor que DBO

2 diciembre, 2013
por Mikel Aguirre
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Cada tipo de agua debe recibir su tratamiento adecuado.

Además del tipo de agua, las circunstancias de cada instalación o de la población o de la industria pueden hacer que un mismo agua reciba diferentes tratamientos.

¿Cómo?¿No hay tratamientos standard? Si, claro. Para cada agua hay un tratamiento recomendable standard pero no siempre es el mejor en cada circunstancia.

Os pongo dos ejemplos;

  1. Una persona me escribió un email pero en mi infinita torpeza informática lo he perdido y no le puedo responder personalmente y por eso hago este post. Me preguntaba en el email, más o menos y por lo que recuerdo, qué bacterias debía poner en una instalación para reducir unas grasas que tenia. El post era a partir de una entrada sobre la DBO. Desde aquí le contesto. No hagas una instalación biológica para  reducir unas grasas. Quítalas en el pretratamiento. Haz un buen pretratamiento, será más barato y más efectivo.
  2. El otro día estuve con unos técnicos de una ciudad de sudamérica y nos contaban su problemática. No tienen mucha agua, quieren tratarla pero la gente quiere el agua residual para regar y la toman directamente de los colectores previos a al EDAR. Después de la EDAR (un lagunaje) hay una alta concentración de sales (por la evaporación y los vertidos industriales) que hace que la tierra que se riega con ese agua se acabe estropeando. No tenían controlados ni los colectores ni los vertidos y andan con poco dinero. Se les propuso hacer una primera fase con pretratamiento y decantación primaria y con un coste muy bajo inicial empezar a tratar el agua, que conozcan lo que tienen y luego ya poner una segunda fase biológica cuando empiecen a cobrar. ¿pero cómo no poner todo? tenían asignado un dinero para un tratamiento anaerobio UASB, pero que no estaba claro que fuera a funcionar por la temperatura de entrada. Pues por qué no hacer las cosas poco a poco. Es mejor saber lo que tienes, controlarlo, elegir y ver cual es tu mejor opción. Déjalo todo dispuesto para en un futuro poder implementar lo que quieras pero no por hacer todo de golpe al final tengas algo que no te vale a ti en tu caso concreto. Si la temperatura varia y en esa zona variaba bastante, la instalación del anaerobio UASB puede ser una pérdida de dinero hecha con la mejor intención.

Ambos casos no son comparables. En el primero la solución es más obvia porque es más económica y funciona mejor, el pretratamiento podrá variar en función de las grasas (desengrasador/flotador, etc) pero intentar quitar grasas con bacterias le puede resultar caro y poco efectivo.

El segundo caso está menos claro, tenían el dinero, pero era un estudio que ellos no tenían claro. El UASB funciona, claro que sí y muy bien en Sudamérica, da pocos fangos, reduce bien la materia orgánica, el gas es utilizable (el estudio decía que se desaprovechase) pero ellos no lo veían claro. ¿qué iba a pasar con los sulfatos y la sosa que creían tener?¿hasta donde iban a inhibir? La temperatura del agua no es constante y no la conocen bien. Mucha redes rotas con gran entrada de arena. Vertidos industriales incontrolados. Estudia lo que tienes. Haz un buen pretratamiento elimina una gran parte con el primario (les funcionaría mejor que lo que tienen ahora y creían que cercano a lo mejor que les iba a dar el UASB) y empieza a cobrar el agua que se vierte y ya harás una segunda fase. No te lo juegues a una carta, date la posibilidad de ver tu mejor opción, no necesitas una solución ya porque al final es mucho más caro si no funciona. Haz algo bueno que dure y que sea ampliable y no dejes de trabajar, mejorar y empieza a cobrar.

Igual no estás de acuerdo. Me parece bien, cuentamelo, dime qué habrías hecho tú, cuál es tu mejor opción.

 

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