Agua y depuración

17 diciembre, 2013
por Mikel Aguirre
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Igual hemos corrido mucho en las últimas entradas. Vamos a recapitular y definir primero las partes principales de una EDAR.

Los nombres de las partes de una EDAR son un derroche de imaginación. Pretratamiento, primario, secundario y terciario. Un alarde de originalidad. Propia de cabezas cuadradas. Bueno además se debe incluir el tratamiento de fangos pero no vamos a hablar de ello en este post.

No todas las EDAR tienen todas las fases. Generalmente todas las EDAR urbanas tienen al menos pretratamiento y secundario.Las EDARIs o EDAR Industriales pueden no tener secundario y casi siempre tienen primario.

¿Por qué? ¿qué es cada parte? El pretratamiento que como hemos dicho casi siempre tienen todas es una forma sencilla por medio físicos de eliminar una parte importante de la contaminación. En las EDAR urbanas consta de la reja y pozo de gruesos, la reja de finos, tamices y el desarenado y desengrasado. Es decir por medios físicos nos quitamos los sólidos grandes, medios y finos. También la arena que puede venir con el agua y las grasas. Es como digo algo físico, sencillo, no hace falta saber mucho para manejarlo. Genera contenedores de sólidos, de gruesos con papeles, rocas, todo lo superior al tamaño de los pasos (agujeros) de rejas y tamices. Los desarenadores se calculan para que toda partícula de arena de más de 0,2 mm quede retenida. Los desengrasadores eliminan en torno al 90% de la grasa de entrada.

Es fundamental en esta parte de la EDAR la gestión de los contenedores de los residuos extraidos. Los de sólidos se pueden juntar, los de arenas se extraen como áridos si no llevan parte orgánica y los aceites y grasas se consideran residuos peligrosos, no he entendido nunca muy bien por qué. Es un zona que huele muy mal y suele ir casi siempre dentro de un edificio.

El primario suele constar de una decantación que puede o no usar productos químicos para mejorar la precipitación. Elimina una gran parte de sólidos (60-75%) y una parte considerable de materia orgánica hasta un 35%. Es una forma sencilla y mecánica de eliminar contaminación y una buena solución para hacer una EDAR por partes si no se tienen datos suficientes o no se tiene claro y hay que hacer algo. Primero un buen primario y luego se hace el secundario en función de la contaminación que llegue. A veces es contraproducente si en la EDAR se van a eliminar nutrientes (nitrógeno N y fósforo P). ¿por qué ? porque para eliminar nutrientes tiene que haber una relación entre la cantidad de C y de N en el agua, en el primario eliminamos hasta un 35% de materia orgánica pero casi nada de N y P con lo que puede quedar descompensada a la baja la relación C/N. En ese caso no se puede eliminar el N y es necesario dosificar productos con carga de C como el glicol o el ácido acético. Es mejor lógicamente si ya lo sabemos, no poner primario o en caso de tenerlo baipasearlo.

El secundario es la parte fundamental de una EDAR urbana. Lo tienen todas porque es la forma más barata de eliminar la materia orgánica y el N. Consta de un reactor biológico y un decantador de nombre secundario (en otro alarde de imaginación). Los reactores biológicos eliminan la materia orgánica valiendose de las bacterias, haciendolas trabajar gratis para nosotros. Eso si a cambio hay que darles buena vida, es decir oxígeno para respirar y comida. En casos particulares como los reactores anaerobios ni siquiera se les da aire y aún así aguantan y depuran. Un chollo porque si tuviéramos que hacerlo de otra forma sería más caro. Del secundario se puede hablar muchísimo, hay gran variedad en función de lo que se quiera conseguir.

El terciario no suele ser habitual para tratar todo el caudal en EDAR convencionales. Es un tratamiento extra con el fin de conseguir una mejora de la calidad del agua. Es un tratamiento para poder usar el agua por ejemplo para riego o para verter en una zona de baño de personas (playas, estuarios) o donde se cultivan o crían animales para consumo. En función del uso final del agua se dispondrá uno u otro tratamiento. Generalmente consta de una filtración y un tratamiento ultravioleta para eliminar organismos vivos como bacterias. De todas formas casi siempre parte del agua de salida de una EDAR se reusa para realizar limpiezas, mangueos, riegos en la instalación, etc. Por ello aunque sea en una parte pequeña del caudal de la EDAR una planta mediana o grande suele tener un terciario porque es más barato que tomar agua de otro sitio. Para plantas pequeñas puede no ser interesante por el coste de la instalación del terciario frente al ahorro en agua de red.

Iremos en post sucesivos ampliando estos conceptos.

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Eliminar nitrógeno

Eliminar fósforo 

Sólidos en una EDAR

 

 

 

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)

 

 

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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