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Curso Especialista Universitario en Depuración de Aguas Residuales en Pequeños Núcleos: Modalidad online, 6 de abril -19 de julio de 2015 Universidad de Almería

TEMA 10: PROBLEMÁTICA EN LA EXPLOTACIÓN DE PEQUEÑAS EDAR. SOLUCIÓN DESDE EL PROYECTO. Fco. Javier García Martínez Ingeniero de Caminos, C. y P. - Ldo. en Ciencias Ambientales

 

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TEMA 10: PROBLEMÁTICA EN LA EXPLOTACIÓN DE PEQUEÑAS EDAR. SOLUCIÓN DESDE EL PROYECTO. 1.

INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................3

2.

PROBLEMÁTICA GENERAL...............................................................................................5 2.1.

MODELO DE GESTIÓN ..............................................................................................................5

2.2.

ESTUDIOS DE ALTERNATIVAS DE UBICACIÓN ...........................................................................5

2.3.

AUTORIZACIONES ....................................................................................................................7

2.4.

VERTIDOS INCONTROLADOS A LA RED DE SANEAMIENTO ........................................................7

2.5.

FALTA DE DOCUMENTACIÓN EN LA RECEPCIÓN DE LAS OBRAS................................................9

2.6.

DEFICIENCIAS EN MEDIDAS DE SEGURIDAD Y SALUD .............................................................10

2.7.

FORMACIÓN DEL PERSONAL OPERARIO ..................................................................................12

3.

PRETRATAMIENTO ............................................................................................................14 3.1.

BOMBEO DE ENTRADA ...........................................................................................................14

3.2.

ALIVIADEROS ........................................................................................................................19

3.3.

AUTOMATIZACIÓN DE PRETRATAMIENTOS ............................................................................20

3.4.

ELEMENTOS DE TRANSPORTE DE RESIDUOS ...........................................................................23

3.5.

DESARENADOR Y DESENGRASADOR ......................................................................................23

3.6.

CLASIFICADOR DE ARENAS ....................................................................................................26

3.7.

CONCENTRADOR DE GRASAS .................................................................................................26

3.8.

EDIFICIO DE PRETRATAMIENTO .............................................................................................27

3.9.

AUSENCIAS DE BY-PASS ........................................................................................................28

3.10.

MEDICIÓN DE CAUDAL ......................................................................................................30

3.11.

REPARTO DE CAUDALES ....................................................................................................33

4.

TRATAMIENTO PRIMARIO ..............................................................................................34 4.1.

DECANTADOR PRIMARIO .......................................................................................................34

4.2.

DECANTADOR-DIGESTOR ......................................................................................................41

5.

6.

TRATAMIENTO SECUNDARIO ........................................................................................44 5.1.

LECHOS BACTERIANOS ..........................................................................................................44

5.2.

BIODISCOS .............................................................................................................................46

5.3.

FANGOS ACTIVOS ..................................................................................................................47

5.4.

DECANTADORES SECUNDARIOS .............................................................................................53 ARQUETA DE SALIDA ........................................................................................................55

Tema 10: Problemática en la explotación de pequeñas edar. Solución desde el proyecto. Página 1

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TRATAMIENTO TERCIARIO ............................................................................................57

7. 7.1.

FILTROS DE ARENA ................................................................................................................57

7.2.

DECANTADORES LAMELARES ................................................................................................58

7.3.

DESINFECCIÓN CON RAYOS ULTRAVIOLETAS ........................................................................59

7.4.

CLORACIÓN ...........................................................................................................................60

8.

LÍNEA DE FANGOS..............................................................................................................63

9.

ASPECTOS GENERALES A TENER EN CUENTA DESDE EL PUNTO DE VISTA DE

LA CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO ....................................................................................65 9.1.

EXTRACCIÓN DE EQUIPOS SUMERGIDOS ................................................................................65

9.2.

ELEMENTOS METÁLICOS ........................................................................................................67

9.3.

CUADROS ELÉCTRICOS ..........................................................................................................70

9.4.

JARDINERÍA ...........................................................................................................................71

9.5.

PINTURA ................................................................................................................................71

9.6.

PLAN DE DESRATIZACIÓN ......................................................................................................71

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1.

INTRODUCCIÓN

Empecemos este tema haciendo referencia a una frase del II plan Nacional de Calidad de las Aguas: Saneamiento y Depuración 2007-2015 que dice: “se insiste en la necesidad imperiosa de asegurar la gestión de las instalaciones, ya que de nada sirve construir infraestructuras si no se explotan y mantienen adecuadamente”. Efectivamente, para asegurar un buen estado de las masas de aguas no basta con hacer inversiones en materia de depuración si después no se gestionan adecuadamente. A esta idea hay que añadir que las inversiones han de ser inteligentes, pensando en que luego hay que gestionarlas y por tanto a la hora de diseñar una EDAR no sólo hay que pensar en que lo proyectado hay que construirlo si no que además el explotador debe tener facilidades para ello. De este modo, se puede afirmar que desde que se planifica una obra y se comienza su proyecto se está haciendo gestión y explotación de la misma.

Las siguientes imágenes explican lo que sucede cuando no se diseña con la filosofía indicada anteriormente.

En la izquierda vemos dos estaciones de pequeñas poblaciones construidas en los años 80-90 y que fueron abandonadas porque sus altos costes energéticos no podían ser

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asumidos por las administraciones locales encargadas de su explotación. A la derecha vemos una edar construida sobre una de las anteriores, 15 años después; pero diseñada pensando en las características de la entidad encargada de su explotación.

En los siguientes apartados se presentan los problemas más habituales que surgen en la explotación de una EDAR como consecuencia de un diseño no afortunado de la misma; aunque alguno de ellos ya se han adelantado en temas anteriores, se vuelven a tratar de manera más profunda para destacarlos. Para ello, en un primer apartado se tratará la problemática general que puede rodear a cualquier tipo de instalación y los siguientes se centrarán en describir los problemas que podemos encontrarnos en cada una de las etapas de tratamiento y se terminará con algunos criterios que simplifican el mantenimiento.

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2.

PROBLEMÁTICA GENERAL

2.1. Modelo de gestión

Como ya se dejado indicado en la introducción y en el tema 2, a la hora de diseñar se ha de tener muy presente quién y cómo va a explotar la edar. No es lo mismo que la entidad responsable del funcionamiento tenga sobrados medios tanto técnicos como económicos, que se una entidad con limitaciones. Se ha de tener presente si tiene personal cualificado y con dedicación exclusiva al servicio de depuración o si por el contrario el personal con el que cuenta no es especialista en esta materia y además ha de atender a otros servicios, tal y como ocurre en pequeños municipios. Además se ha de tener en cuenta si la gestión va a ser mancomunada o individual (en el tema de la línea de fangos ya se ha visto como este último aspecto puede influir en la configuración ésta).

2.2. Estudios de alternativas de ubicación

Uno de los primeros puntos a definir cuando se está diseñando una estación depuradora es la ubicación de la misma. Se han de tener en cuenta varios aspectos: requerimiento de superficie, afección a masas de aguas subterráneas, afección a otros servicios (carreteras, ferrocarriles, playas, etc.), compatibilidad urbanística con otras actividades, otro tipo de afecciones ambientales, condiciones geotécnicas de los terrenos, topografía, inundabilidad de terrenos, afecciones a patrimonio cultural (restos arqueológicos), etc. En las siguientes imágenes se pueden ver dos depuradoras afectadas por la aparición de restos arqueológicos y por inundaciones.

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Figura 10.1 Restos arqueológicos aparecidos en la obra de una EDAR

Figura 10.2 Lagunas de maduración inundadas

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Además de considerar los puntos anteriormente relacionados, se ha de procurar que el agua llegue hasta la EDAR por gravedad sin necesidad de recurrir a un bombeo, ya que, además de mayores costes energéticos, se aumenta los requerimientos de mantenimiento.

2.3. Autorizaciones

Algo muy frecuente y que “teóricamente” no puede suceder, es que una vez recepcionada la estación depuradora, el explotador se encuentra con que las instalaciones no cuentan con algunas autorizaciones necesarias para su funcionamiento. Un listado de posibles autorizaciones que puede requerir una EDAR son:

-

Autorización de construcción en zona de policía de dominio público hidráulico o marítimo-terrestre.

-

Autorización de vertidos.

-

Autorización de construcción en zona de influencia de vías de transporte.

-

Tramitación ambiental.

-

Autorización de construcción en Zona Bien de Interés Cultural (BIC).

-

Legalización en industria.

-

Etc.

2.4. Vertidos incontrolados a la red de saneamiento

Puede que, una vez puesta en marcha una EDAR, se realicen vertidos incontrolados que alteren los parámetros de funcionamiento de la planta y derive en un vertido de la EDAR que no cumpla con el condicionado de la autorización de vertido. Algunas veces ello ocurre porque no se ha hecho una campaña analítica y de caudales exhaustiva. Pero también, puede ocurrir que se produzcan este tipo de vertidos y que no se hayan identificados en las campañas porque procedan de actividades que se han implantado en el tiempo trascurrido entre la redacción del proyecto y la construcción.

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Independientemente del caso, ante esta situación se he de investigar si el núcleo tiene ordenanza de vertidos que regule las condiciones de éstos (actualmente no se conceden autorizaciones de vertido si el municipio no tiene aprobada esta ordenanza). En caso de que no sea así, se ha de solicitar que el ayuntamiento apruebe unas. Con ellas se puede hacer que las actividades que viertan a la red de saneamiento lo hagan dentro de los unos rangos que no afecten a la EDAR.

Como última solución se puede solicitar ante el organismo de cuenca bypasear la planta en aquellos momento en los que vega un vertido incontrolado. Esta medida se puede justificar alegando que más vale sacar mala calidad de agua 1 o 2 horas que quedarse sin proceso biológico 1 o 2 semanas. De todas maneras, no deja de ser un tema delicado que debe estar siempre consensuado con el organismo de cuenca.

Figura 10.3 Vertidos de mataderos, almazaras y pulido de mármol que aumentan la carga contaminante de una EDAR

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Pero tan malo es que el agua que entra a la EDAR esté muy cargada, como que esté muy diluida por infiltraciones en la red de saneamiento. Por ello, si en la caracterización del vertido realizada en la fase de proyecto detecta esta situación, en el mismo proyecto de la edar se ha de contemplar las inversiones necesarias para eliminar las infiltraciones.

Figura 10.4 Entrada de agua bruta muy diluida por infiltraciones de agua de río en la red de colectores.

2.5. Falta de documentación en la recepción de las obras.

En la explotación de una estación depuradora de aguas residuales resulta de gran utilidad tener la mayor cantidad de información escrita posible, nos referimos al proyecto de construcción, manuales de los equipos y toda aquella que nos de una idea del funcionamiento y los requerimientos de cada una de las parte de la instalación.

En la práctica, cuando se acomete la explotación de una EDAR es frecuente encontrarse casos en los que la obra realmente ejecutada difiere de lo contemplado en el proyecto o que en éste no se tuvieron en cuenta aspectos decisivos para una buena explotación.

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Como ya se ha comentado, es fundamental disponer del proyecto de construcción usbuilt así como todas las fichas técnicas de todos los equipos para tener un conocimiento profundo del funcionamiento de la planta así como para implantar un plan de mantenimiento preventivo eficaz.

Si embargo, son varias las ocasiones en las que la planta se entrega sin esta documentación o en caso de ser así no está completa. Para evitar esto es conveniente que se exija desde la redacción del Pliego de Prescripciones Técnicas.

Por ello, es muy recomendable especificar en los pliegos de contratación la obligación del contratista de entregar a la finalización de las obras la siguiente documentación:

-

Proyecto de construcción, donde se refleje los planos de lo realmente construido.

-

Reportaje fotográfico de la obras en sus distintas fases.

-

Fichas de los equipos instalados.

-

Esquemas unificares de los cuadros eléctricos.

-

Manual de operación y mantenimiento de las instalaciones.

2.6. Deficiencias en medidas de seguridad y salud

Son muchas las ocasiones que a la hora de diseñar las instalaciones no se tienen en cuenta las medidas de prevención de riesgos laborales. Muchos de ellas están relacionados con caídas a distinto nivel que con la colocación de barandillas o elevación de muros se solucionan.

Además se ha de contemplar la señalización de los riesgos que no se han podido eliminar.

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Figura 10.5 Ejemplo de señalización de riesgos laborales

Figura 10.6 Riesgo de caída en el pozo de entrada de una edar, se ha de colocar una barandilla

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Figura 10.7 Riesgo de caída al interior de un decantador secundario minimizado por la elevación de muro perimetral del mismo.

2.7. Formación del personal operario

Un aspecto muy importante es la formación del personal que se va encargar de la explotación de las instalaciones, una falta de la misma puede ocasionar:

-

Baja la productividad

-

Desaprovechamiento de materiales (polielectrolito, por ejemplo).

-

Averías

-

Falta de entendimiento entre operarios y técnicos

-

Accidentes, que incluso puede terminar en muerte.

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Lo que se puede hacer desde el proyecto para evitar estas circunstancias es contemplar dentro de las partidas presupuestarias, la formación específica del personal designado por la propia entidad encargada de la explotación de las instalaciones. Dicha formación además de incluir conceptos generales de depuración ha de tratar los aspectos específicos de la edar diseñada y construida. También es conveniente que no se quede en aspectos teóricos sino que se incluya la enseñanza práctica durante la puesta en marcha de la instalación en los primeros seis meses.

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3.

PRETRATAMIENTO

3.1.

Bombeo de entrada

En muchas ocasiones no es viable evitar el bombeo de las aguas residuales en la cabecera de la estación depuradora de agua residuales. Es frecuente encontrarse bombeos en los que las bombas no están lo suficientemente protegidas de elementos sólidos que puedan atrancarlas y dañarlas. Por ello, es fundamental colocar algún elemento (reja, pozo de gruesos, cestón de gruesos) que retengan los sólidos con un tamaño superior al paso de sólidos de las bombas seleccionadas. Si no se hiciera así, en explotación serán muchas las órdenes de trabajo correctivo que se deberán atender.

Figura 10.8 Extracción de una bomba atrancada en un bombeo de entrada (obsérvese la cantidad de sólidos acumulados en las guías)

Figura 10.9 Cestones de gruesos instalados en la entrada de agua al pozo de bombeo

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Figura 10.10 Tamiz automático para estaciones de bombeo

Figura 10.11 Sección de una estación de bombeo con un canal de desbaste previo

Otra casuística que se puede presentar, aunque con menos frecuencia, es encontrar válvulas de doble clapeta para hacer las funciones de válvulas de retención en lugar de

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válvulas de bola. El resultado es que los residuos presentes en el agua quedan retenidos en la propia clapeta bloqueándola con lo que la válvula deja de hacer sus funciones y además se aumentan las pérdidas de carga del bombeo.

Válvulas de doble clapeta

Válvulas de bola Figura 10.12 Válvulas de doble clapeta sustituidas por válvulas de bola. (observe los residuos retenidos en la válvula de doble clapeta sustituida)

Lo mismo es de aplicación a las válvulas de corte. En muchas estaciones depuradoras construidas se ven válvulas de mariposa que se quedan bloqueadas por los residuos presentas en el agua residual, teniendo que proceder a sus sustitución por válvulas de compuerta de asiento elástico

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Válvulas de mariposa

Válvulas compuertas de asiento elástico Figura 10.13 Válvulas de mariposa sustituidas por válvulas de corte de asiento elástico... (observe los residuos retenidos en las válvulas de mariposas sustituidas)

Los pozos de bombeo, se suelen limpiar con cierta frecuencia ya que a pesar de diseñarse para evitar zonas muertas, la realidad es que siempre se producen sedimentaciones. Una manera de disminuir estros trabajos en colocar una válvula de limpieza en la tubería de impulsión.

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Figura 10.14 Trabajos de limpieza de varios pozos de bombeo.

Figura 10.15 Funcionamiento de una válvula de limpieza automática de un bombeo

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3.2. Aliviaderos

Es frecuente encontrara by-pass con aliviaderos laterales que no han sido calculados y que o bien dejan pasar un caudal excesivo o que por el contrario generan alivios a caudales bajos sin tenerlo que hacer. Por ello, se hace hincapié en que hay que calcular estas estructuras hidráulicas según los criterios indicados en el tema de pretratamiento.

Figura 10.16 Aliviadero lateral a la entrada de una EDAR que alivia sin tenerlo que hacer por ser muy bajo.

Figura 10.17 Recrecido del aliviadero lateral anterior con una chapa de acero inoxidables. Se aprovechó para sustituir el forjado que lo tapaba por un tramex de manera que se facilitara su inspección.

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3.3. Automatización de pretratamientos

Ya en el tema de pretratamiento se indicó que tradicionalmente se ha recomendado instalar rejas manuales en pequeñas poblaciones, pero la práctica ha demostrado que es mejor instalar rejas automáticas (en caso de haber acometida eléctrica o posibilidad de ejecutar una instalación solar) debido a la escasa presencia de personal. Una reja manual apenas tiene mantenimiento, pero se puede atascar en pocos segundos si en el agua residual trae bolsas de plástico o trapos, la reja no se desatascará hasta que no haya una visita del operario con lo que se corre el riesgo de aliviar agua sin tratar. En cambio, una reja automática evita esa problemática compensando las necesidades de mantenimiento del equipo.

Figura 10.18 Reja manual con un gran índice de atascamiento que origina alivio incontrolados por el aliviadero del by-pass general

Acometida eléctrica

Figura 10.19 Instalación de reja automática en una edar con acometida eléctrica

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Energía solar

Figura 10.20 Instalación de reja automática en una edar sin acometida eléctrica en la que se ejecutó una instalación fotovoltaica sobre la caseta de explotación

En cuanto al funcionamiento de las rejas automáticas puede estar controlado de distintas maneras:

- Regulado por el nivel de aguas arriba (a demanda): cuando el agua (aguas arriba de la reja) alcanza un nivel determinado debido al colmatamiento de la reja, ésta se activa. En estos casos el nivel del agua se ha de controlar con boyas aptas para aguas residuales, con sensores de presión o con sensores de ultrasonidos, pero nunca con sensores de nivel por conductividad ya que suelen dar problemas al quedarse residuos en el interior de los mismo falseando las señales.

Sensor por conductividad, problemas con AARR

Boyas de nivel o sensores de nivel por presión

Figura 10.21 Regulación de rejas en función del nivel de aguas arriba.

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- Regulado por el funcionamiento de un bombeo previo: suele darse en la instalación de rototamices que son alimentados desde un bombeo. El rototamiz se activa con el bombeo de cabecera.

Figura 10.22 Rototamiz que funciona enclavado al funcionamiento de las bombas que lo alimentan

•

Regulado por tiempo (relé temporizador, reloj): La temporización la marcará la experiencia.

Figura 10.23 Regulación de rejas con relé temporizador.

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3.4. Elementos de transporte de residuos

Aunque supongan mayor inversión inicial se recomienda la instalación de tornillos transportadores en lugar de cintas ya que éstas

Cintas: problemas de mantenimiento y suciedad

Tornillos transportadores: más fiables y limpios

Figura 10.24 Medios de transporte de residuos en el pretratamiento

3.5. Desarenador y desengrasador

Son varias las recomendaciones en estos elementos

En caso de tener equipos de aireación, éstos se han de instalar sobre bancadas para evitar el contacto con el agua de baldeo y aislar las vibraciones que generan

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Figura 10.25 Soplantes de desarenadotes-desengrasadores aireados sobre bancadas

Hay que evitar los flujos preferenciales como los que se pueden ver en la siguiente figura, para ello se pueden instalar chapas deflectoras.

Figura 10.26 Flujo preferencial que evita que emerjan las grasas y flotante en un desengrasador estático

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Figura 10.27 Instalación de una chapa deflectora que eliminó el flujo preferencial

En caso de haber dos puentes desarenadotes-desengrasadores (poco frecuente en pequeñas instalaciones) y ser automáticos puede resultar interesante que cuando uno esté extrayendo arenas el otro esté en descanso para evitar que el canal de las arenas se desborde. Además es conveniente que la tobera que saca las arenas tenga cierta inclinación para que ayude a desplazar las arenas y éstas no se acumulen en el canal.

Siguiendo con los puentes desareanadores es conveniente que sus cuadros eléctricos no estén colocados sobre ellos ya que las paradas bruscas pueden dañarlos.

Es preferible que las barandillas sean de acero inoxidable a galvanizadas, si son de este último tipo no hay que lijarlo en caso de querer pintarlo ya que se perdería su revestimiento protector. Hay que tener en cuenta que si se pintan una vez se deben pintar cada año.

En lo que a seguridad se refiere suele faltar un flotador que habrá que colocar de manera que sea accesible.

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3.6. Clasificador de arenas

Si en este elemento la entrada de agua está cerca de la salida puede que no de tiempo a que las arenas se depositen. Se puede disminuir el caudal estrangulando un poco la bomba de arenas.

3.7. Concentrador de grasas

Para alargar la vida de la lengüeta que arrastra la grasa hasta el contenedor se debe reducir su fricción con el hormigón pintándolo con pintura plástica o instando chapas de metacrilato o de acero inoxidable.

Figura 10.28 Lengüetas del concentrador de grasas deformadas

Hay que prestar atención a la retirada de la grasa concentrada, en ocasiones es complicada su extracción debido a que se depositan en espacios reducidos

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Figura 10.29 Poco espacio para retirar las grasas concentradas

3.8. Edificio de pretratamiento

Este punto de las estaciones depuradoras se caracteriza por su mal olor. Los sistemas de desodorización suelen tener una red de toberas colocadas en el techo, cuando los mercaptanos y otros gases al ser más densos que el aire están en la parte baja del edificio, donde no llega la aspiración. Para conseguir mayor efectividad de la desodorización se pueden encapsular los elementos de mayor generación de olores de manera que el pozo de gruesos y las rejas se pueden cubrir con un toldo de plástico y aluminio, los contendores con una campana de fibra de y lengüetas de plástico rígido.

Es importante que los contenedores estén sobre guías metálicas, para facilitar su movimiento y evitar que estén en contacto con el agua y se corrompan. Es aconsejable hacerles algunos orificios para facilitar el drenaje de agua.

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Figura 10.30 Pozo de gruesos cubierto con un toldo

En las plantas pequeñas donde no hay equipos compactadores de residuos y en donde los rechazos de las rejas están muy húmedos es aconsejable orearlos en una pequeña era para no tener problemas con la recogida por el servicio de basuras.

En lo que se refiere a seguridad se ha de señalizar los riesgos de atropamiento en cintas, tornillos; caídas a distinto nivel en arquetas; cargas suspendidas en la cuchara; riesgo biológico, agua no potable en la red de servicio…también es conveniente que el suelo sea antideslizante.

3.9. Ausencias de by-pass

Este es un caso que se puede dar tanto en el pretratamiento como en el resto de la línea de agua. Es recomendable que antes de cada etapa de tratamiento se ejecute un by-pass para poder acometer las labores de mantenimiento pertinentes sin tener que pone en by-pass toda la edar. Por ejemplo, si hay una avería en el tratamiento secundario y no hubiera más by-pass que el de la entrada de la EDAR, se tendría que by-pasear toda el agua que llega a

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la instalación sin tratamiento alguno. Sin embargo, si existe un by-pass entre el tratamiento primario y el secundario, se puede llegar a dar un tratamiento primario antes de su vertido. La ejecución de estos by-pass en una edar en funcionamiento es compleja, mientras que si se prevé en el proyecto su construcción apenas supone un incremento en la inversión inicial.

Figura 10.31 Ejecución de un by-pass en entre el pretratamiento y el tratamiento primario en una EDAR en funcionamiento

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By-pass de entrada By-pass a tratamiento primario By-pass a tratamiento biológico

Figura 10.32 Ejemplo de cómo en el plano de canalizaciones se prevé una línea de by-pass en el proyecto de una edar de 2.500 h-e.

3.10. Medición de caudal

En la medición de caudal de agua a la salida del pretratamiento normalmente la ejecución no es la adecuada y no se respeta los condicionantes que indican los fabricantes de los medidores de nivel por ultrasonidos. Es muy frecuente que la medición de la altura de la lámina de agua no se realiza en el punto adecuado, tal y como se indican en la figura siguiente.

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Figura 10.33 Indicaciones del fabricante de un medidor de ultrasonido en un canal Parshall

Figura 10.34 Sensor de nivel correctamente colocado en un canal Parshall

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Figura 10.35 Indicaciones del fabricante de un medidor de ultrasonido en un vertedero de sección en “V”

Figura 10.36 Sensor de nivel correctamente colocado en un vertedero de sección en “V”.

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3.11. Reparto de caudales

Una vez que el agua ha sido pretratada puede que el caudal entrante en la edar se divida en varias líneas de tratamientos posteriores. Es conveniente que la distribución entre las distintas líneas sea homogénea, luego en caso de que la llegada de agua a la arquete de reparto esté embocada hacia una de las salidas se puede poner una chapa deflectora que regule el reparto.

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4.

TRATAMIENTO PRIMARIO

4.1. Decantador primario

En estos elementos es habitual que la superficie del camino de rodadura del puente barredor sea muy áspera e incluso presente muchas irregularidades lo que puede conducir a un desgaste prematuro de la rueda del puente. Para evitarlo se puede pintar con una resina epoxi especial para suelos.

Figura 10.37 Irregularidades en camino de rodadura de un decantador con puente de rasquetas

En los decantadores circulares, es muy importante que el vertedero perimetral esté muy bien nivelado y que el agua clarificada salga de manera uniforme. En caso contrario se crean caminos preferenciales y la carga hidráulica real de operación aumenta con la consiguiente disminución del rendimiento de eliminación de sólidos. Por ello es tan importante cuidar la instalación de estos vertederos en obra.

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Figura 10.38 Trabajos de regularización de camino de rodadura

Figura 10.39 Buen reparto de agua en el vertedero perimetral de un decantador secundario

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La tolva que recoge los flotante se suele atascar al secarse éstas, para evitarlo se puede programar entre las tareas del operario el introducir agua a diario o hacer unas pequeñas perforaciones en la tolva de manera que caiga agua del decantador que arrastre las grasas. Para facilitar esta operación se puede prever en el proyecto la ejecución de tolvas de flotantes regulables en altura.

Figura 10.40 Tolva de flotantes regulable en altura (Debe tener una altura de manera que no se introduzca mucho agua en ella ya que estaríamos recirculando agua a cabecera)

Siguiendo con la tolva de flotantes, se ha de comprobar que su salida no está obstruida ya que si la tubería que da salida a los flotantes no tiene una pendiente pronunciada puede ocurrir que se llegue a taponar. Se ha de diseñar con una pendiente de más de 30 º con respecto a la horizontal.

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Figura 10.41 Tolva obstruida por escasa pendiente en la tubería de salida de sobrenadantes

Para evitar la formación de algas o sedimentación de residuos en el vertedero y en canal de recogida perimetral se pueden adosar al puente unos cepillos o unas cadenas de manera que con su movimiento los mantenga limpios. Si no se prevé así en el proyecto, durante la explotación se deberán realizar limpiezas periódicas con una hidrolimpiadora a presión con hipoclorito muy diluido.

Figura 10.42 Vertedero con residuos en decantación primaria

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Figura 10.43 Ejemplo de puentes decantadores que incorporan cepillos que limpian el vertedero y el canal perimetral del decantador

Un fallo que aún se encuentran en las EDAR es que la conducción que comunica el decantador con el pozo de bombeo de purga sea muy pequeña o no tenga la pendiente adecuada y se obstruya con facilidad. En caso de que se presenten estas circunstancias es conveniente instalar una válvula en dicha conducción de manera que cerrándola, vaciando el pozo de purga y abriéndola se cree una diferencia de carga hidráulica que la limpie. Esta adecuación en una edar en funcionamiento es muy costosa pero en una edar en proyecto apenas supone incremento de la inversión.

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SECCIÓN B - B' PUENTE MÓVIL DE RASQUETAS TOLVA RECOGIDA DE ESPUMAS Y FLOTANTES

PANTALLA DISTRIBUIDORA DE AGUA RASQUETAS

Entrada conexión electrica

PURGA DE FANGOS

BOMBA SUMERGIBLE

SALIDA DE FLOTANTES Y ESPUMAS

ENTRADA DE AGUA A DECANTAR

Colocación de válvula de corte

BOMBEO DE FANGOS

B

B'

PLANTA

Figura 10.44 Instalación de un válvula de corte en la conducción que comunica el decantador con el bombeo de fangos secundarios

Otra opción en lugar de colocar la válvula en la conducción es instalar una compuerta mural estanca a los cuatro lados en la llegada de dicha conducción al bombeo de fangos tal y como se muestra en la siguiente figura.

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SECCIÓN B - B' PUENTE MÓVIL DE RASQUETAS TOLVA RECOGIDA DE ESPUMAS Y FLOTANTES

PANTALLA DISTRIBUIDORA DE AGUA RASQUETAS

Entrada conexión electrica

PURGA DE FANGOS

BOMBA SUMERGIBLE

SALIDA DE FLOTANTES Y ESPUMAS

ENTRADA DE AGUA A DECANTAR

Colocación de compuerta mural estanca a cuatro lados

BOMBEO DE FANGOS

B

B'

PLANTA

Figura 10.45 Instalación de una compuerta mural estanca a los cuatro lados en la llegada de conducción desde el decantador al bombeo de fangos.

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4.2. Decantador-digestor

Debido a la digestión por vía anaerobia de los fangos en estos elementos el ambiente es corrosivo por lo que si es necesario instalar algún elemento metálico, tal y como barandillas, es mejor emplear materiales no metálicos como PRFV o aluminio. De lo contrario habrá que prever entre los trabajos de conservación su pintado.

Figura 10.46 Barandilla oxidada en un decantador-digestor y trabajos de pintado tanto de la barandilla como de la obra civil.

En el caso de decantadores-digestores rectangulares, se ha de asegurar que la extracción de fango se hace de manera distribuida de manera que el sistema de extracción llegue a todas las zonas. En algunas ocasiones sólo se prevé un punto de extracción cuando lo más adecuado es prever varios, por ejemplo, uno por cada boca de acceso.

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Figura 10.47 Planta, sección de un decantador-digestor de PRFV y fotos de dos sistemas distintos de extracción de fango: el primero (izquierda) por las bocas de acceso de un decantador-digestor enterrado completamente y el segundo (derecha) con accesos practicados expresamente en el decantador-digestor que no está enterrado totalmente

Como ya se comentó en el tema de la línea de fangos, en la digestión anaerobia cuanto mayor sea el mezclado del fango en digestión mejor será la estabilización. Habitualmente los desatadores digestores se diseñan sin este mezclado. Una buena práctica de proyecto es prever que la propia bomba que extrae el fango de la zona de digestión pueda volverlo a introducir en otro punto distinto del que lo toma (dentro de la zona de digestión). Además de una mayor estabilización, se evita que el fango se apelmace, lo que complicaría su extracción. Para ello basta con prever una “T” y dos válvulas que nos permitan extraer definitivamente el fango o volverlo a introducir en el decantador-digestor.

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Figura 10.48 Esquema de la extracción hacia deshidratación o recirculación del fango de un decantador-digestor

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5.

TRATAMIENTO SECUNDARIO

5.1. Lechos bacterianos

En el tema de lechos bacterianos, se hizo hincapié en la importancia de mantener un riego continuo del material soporte. Se ha de evitar periodos superiores a 2 horas sin riego. En pequeñas edar, esto suele pasar sobre todo por las noches. Para ello se puede controlar la recirculación en función de si no hay caudal entrante al lecho. Sin nos fijamos en la siguiente figura, se puede colocar una compuerta motorizada en la arqueta de recirculación en la salida que va al decantador secundario. Esta compuerta se automatizará de manera que se cierre cuando en el bombeo a lechos se mantenga un nivel bajo de agua por un tiempo prolongado. Con esta medida se corre el riesgo de bajar mucho la temperatura en el interior del lecho durante los meses de invierno, lo que habrá que observa mediante el control del rendimiento de depuración.

Compuerta automatizada Nivel bajo prolongado

Otro aspecto muy relacionado con el anterior, es asegurar que el distribuidor no tenga ningún orificio obstruido, para lo que el pretratamiento ha de funcionar adecuadamente de manera que no lleguen sólidos al lecho, tal y como se aprecia en la figura siguiente.

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Figura 10.49 Resto de sólidos en el interior de un brazo distribuidos de lecho bacteriano

Para facilitar la limpieza del distribuidor se pueden prever codos en sus extremos con una tapa roscada, de manera que se pueda quitar esta última para que la propia agua que entra en el lecho arrastre los residuos retenidos.

Limpieza

Figura 10.50 Codo con tapa roscada en el extremo del brazo distribuidor para limpieza periódica.

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5.2.

Biodiscos

En estos elementos es fundamental seleccionar un equipo robusto mecánicamente. En los comienzos de esta tecnología era frecuente el colapso mecánico del eje de los biodiscos por los esfuerzos tangenciales y de flexión al que se ven sometidos los ejes. Actualmente todas las casas comerciales ya tienen superado este aspecto; pero es conveniente pedir certificados de ensayos mecánicos.

Figura 10.51 Colapso mecánico del eje de un biodisco

En los sistemas de biodiscos no es habitual la recirculación de fangos; pero en los casos en los que entre poca carga orgánica a la edar o en la fase de puesta en marcha es bueno poder recircular parte del fango purgado del decantador secundario. Como prever esta recirculación en fase de proyecto no supone un gran incremento de la inversión se recomienda esta práctica. En la fase de explotación, en caso de no disponer de esta recirculación, se puede traer fango de otra edar próxima e introducirlo en los biodiscos.

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Figura 10.52 Punto donde prever la recirculación de fango al propio biodisco desde la purga del decantador secundario

5.3. Fangos activos

Simplificado, en los procesos de fangos activos, los factores a controlar se pueden reducir a tres:

-

Cantidad de microorganismos presentes en el reactor biológico.

-

Cantidad de oxígeno a suministrar: oxígeno disuelto

-

Separación sólido-líquido.

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Son en los dos últimos donde, desde el proyecto, se pueden prever un diseño que facilite la explotación. •

Control de la aireación

En cuanto al control de oxígeno a suministrar, lo ideal es mantener una concentración de oxígeno disuelto en el reactor entre 0,5 y 2 mg O2/l en caso de querer eliminar materia orgánica y superior a 2 mg O2/l en caso de querer nitrificar. En plantas de mayor tamaño el sistema de aireación está automatizado en función del oxígeno que mide una sonda de oxígeno, de manera que en función de las consignas que se le de a un autómata éste hace parar la aireación cuando el la concentración de 02 medido por la sonda en el reactor biológico superar un valor superior (2 mg O2/l en caso de eliminar sólo materia orgánica y 3 mg O2/ en caso de querer nitrificar) y arranca cuando baja de un valor inferior ( 0,75 mg O2/l en caso de eliminar sólo materia orgánica y 2,25 mg O2/ l en caso de querer nitrificar). Además si se dispone de variadores de frecuencia se regulará el caudal de aire suministrado.

En pequeñas instalaciones, buscando la mayor simplicidad (menos equipos tecnológicos y menos mantenimientos de las sondas de oxígeno) lo habitual es encontrar que los equipos de aireación funcionan mediante una programación horaria. En los cuadros eléctricos se instala un reloj horario que indica a qué horas funcionan los equipos de aireación y a qué hora deben estar parados. Será la experiencia en la explotación la que irá ajustando los horarios de funcionamiento (normalmente cuando llega más caudal al reactor, mayor será la necesidad de aireación). Lo que no hay que olvidar es que en las pequeñas depuradoras, donde no suele haber agitadores que mantengan en suspensión los sólidos en el reactor, la aireación hace las veces de agitador, por ello la aireación no ha de estar mucho tiempo parada para así evitar que los organismos decanten en el reactor. Se ha de definir correctamente el tiempo máximo de parada, entorno a los 30 minutos.

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En la actualidad, se está extendiendo el control de la aireación mediante la medición del potencial redox en el reactor. Las sondas de potencial redox son más fiables y requieren menos mantenimiento que las sondas de oxígeno. Además mediante este parámetro de control se consigue una nitrificación y desnitrificación en el propio reactor a la vez que se optimiza la aireación. Por ello se recomienda instalar este tipo de automatización en los fangos activos de pequeñas instalaciones.

En la mayor parte de los casos de fangos activos de pequeñas poblaciones nos encontramos con plantas compactas fabricadas en PRF y el equipo de aireación sueles ser aireadores sumergidos. Estos equipos pueden dañar el fondo del compacto ocasionando fisuras y por lo tanto pérdida de la estanqueidad. Por ello es necesario reforzar la base del tanque de PRF donde vaya a ir ubicados estos equipos de aireación

Figura 10.53 Reparación de roturas en el interior de un reactor biológico de PRF con aireadores sumergidos previa a su refuerzo

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Figura 10.54 Refuerzo previsto en la base del compacto para apoyo de aireador sumergido en la fabricación de un reactor biológico de PRF (REMOSA)

En otras ocasiones el sistema de aireación se realiza mediante una soplante exterior y difusores de burbuja fina. El problema de esta solución es que la altura de lámina de agua no suele superar los 2 a 2,5 m y la transferencia del oxígeno es muy baja.

Figura 10.55 Aireación en un reactor biológico de PRF mediante difusores

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•

Control de la separación sólido-líquido

A este respecto, en pequeñas instalaciones es muy frecuente encontrar plantas compactas prefabricadas en las que el reactor biológico y el decantador secundario están en un mismo elemento separados por un deflector, tal y como se muestra en la siguiente figura:

Aireadores sumergidos en el reactor biológico

Bomba de recirculación y purga en decantador 2º

Figura 10.56 Equipo compacto de aireación prolongada

Lo cierto es que en estos equipos se puede conseguir un fango activo en el reactor correcto, pero al llegar al decantador se escapan muchos sólidos porque hidráulicamente no funciona correctamente. Lo que se propone en caso de optar por equipos prefabricados es instalar el reactor biológico independiente del decantador secundario circular, tal y como se muestra en la siguiente figura:

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Figura 10.57 Instalación de reactores biológicos y decantadores circulares independiente, ambos prefabricados

En instalaciones ya existente se puede recurrir a eliminar el panel que separa el reactor de la decantación secundaria. El compacto pasará a ser exclusivamente reactor biológico por lo que habrá que ejecutar una decantación secundaria externa

Figura 10.58 Fotografía 7. Corte de panel de separación del biológico con la zona de decantación en un compacto de PRFV

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Otras recomendaciones a tener en cuenta en el diseño de fangos activos son:

- En caso de diseñar una zona anóxica para la desnitrificación, se ha de cuidar que la alimentación de dicha zona no tenga ningún salto que introduzca oxígeno, tal y como se muestra la siguiente figura.

Figura 10.59 Aireación fortuita en zona anóxica

- Es interesante disponer de una línea de aspersores alrededor del biológico e incluso de los decantadores para apagar los episodios de espumas que puedan aparecer.

5.4. Decantadores secundarios

Son de aplicación las mismas consideraciones indicadas para los decantadores primarios, salvo la referente a la limpieza de los vertederos y canales perimetrales. En este caso no es adecuado mantener completamente limpios los vertederos y dejar parte del

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biofilm que se suele generar. Este biofilm nos puede servir de bioindicador, ya que mientras exista quiere decir que el agua está depurada, de manera que si desparece es indicativo de un mal funcionamiento o de un vertido tóxico.

Figura 10.60 En este vertedero de un decantador secundario se ve cómo ha desaparecido el bifilm, causado por el vertido de una industria de pinturas.

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6.

ARQUETA DE SALIDA

La arqueta de salida debe estar siempre lo más limpia posible y poder ver a simple vista el aspecto del agua de salida. Con frecuencia se diseñan estar arquetas para ser un punto desde el que bombear agua ya tratada para reutilizar en el proceso de deshidratación o en el lavado de algunos elementos. Ello implica que se sedimente fango en los momentos de mal funcionamiento de la planta. Hay que diseñar estas arquetas de manera que se evite la sedimentación de fangos y además tengan una terminación con un material que facilite su limpieza.

Figura 10.61 Modificación de una arqueta de salida en la que se instaló una media caña de tubería para evitar la sedimentación de fango. Cuando se quiere bombear agua tratrada se elimina.

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Arqueta de salida recubierta con gresite en la que se ha disminuido la profundidad antes del vertedero. Aspecto antes y después de una limpieza.

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7.

TRATAMIENTO TERCIARIO

7.1. Filtros de arena

En los filtros abiertos de arena en los que las placas del falso fondo son prefabricadas, si estas no están bien instaladas, se levantan en el lavado, se producen aberturas en el falso fondo con la consecuente perdida de arena y generación de caminos preferenciales.

Figura 10.62 Instalación y reparación de las placas prefabricadas de un filtro de arena abierto

Por ello se recomienda que le falso fondo sea hormigonado insitu.

Otra problemática en este tipo de filtros es que los equipos de lavado (bombas de agua y soplantes) estén sobredimensionados lo que ocasiona el levantamiento de plaquetas y lavados heterogéneos, hay que cuidar su dimensionamiento.

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Figura 10.63 Soplantes, bomba de lavado y filtro en fase de lavado con aire y agua

7.2. Decantadores lamelares

En este tipo de decantadores, se suelen acumular mucho fango en el fondo, por lo que se recomienda la instalación de decantadores con rasquetas de fondo o equipos que puedan automatizar la retirada de este fango.

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Figura 10.64 Trabajos periódicos de extracción del fago acumulado en el fondo de un decantador lamelar sin rasqueta de fondo.

7.3. Desinfección con rayos ultravioletas

La efectividad de este sistema de desinfección está condicionada en gran medida a la transmitancia, en muchas ocasiones no se hace un estudio del agua que se ha de desinfectar y en el proyecto se adoptan transmitancias mayores que las reales, en la mayoría de las ocasiones debido a que el agua tiene más dureza que el agua considerada en el proyecto. Como resultado, no se obtienen los rendimientos de desinfección requeridos y se ha de ampliar la instalación, labor que resulta a veces muy complicada.

En otras ocasiones, el bombeo que suele preceder a la desinfección no está bien dimensionado y el funcionamiento no es continuo lo que implica muchos arranques y paradas de las lámparas disminuyendo la vida últil de éstas.

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Figura 10.65 Caudal de entrada a las lámparas de UV antes (izquierda) y después (derecha) de optimizar y regular el bombeo para que fuera lo más estable posible

7.4. Cloración

Otro sistema de desinfección frecuente en pequeñas instalaciones es el uso de hipoclorito mediante una bomba dosificadora. Si la bomba dosificadora no está regulada por un analizador de cloro en continuo, unido a la variación de caudal a lo largo del día puede darse un modo de funcionamiento inadecuado de manera que haya una veces que se clore en exceso y otras en defecto. Se recomienda una cloración controlada por un analizador de cloro en continuo que determine la dosificación de hipoclorito más adecuada en cada momento.

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Figura 10.66 Instalación de dosificación de hipoclorito manual (izquierda) y automática (derecha)

En ocasiones se diseña una dosificación de cloro que en la práctica no se emplea. En estos casos, en el laberinto de cloración se acumula fango que empeora la calidad del agua, por ello se recomienda prever un by-pass al laberinto que entre en funcionamiento cuando no se clore.

Figura 10.67 Acumulación de fango en un laberinto de cloración en una época que no se clora.

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Figura 10.68 Ejecución de un by-pass al laberinto de cloración (obsérvese el óxido de los tramex como consecuencia de la digestión anaerobia de lo fangos acumulados durante un gran periodo de tiempo)

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8.

LÍNEA DE FANGOS

La problemática más frecuente que se encuentra en la línea de fangos de pequeñas edars se da cuando el sistema de depuración es de fangos activos de aireación prolongada donde el fango ya sale estabilizado de la línea de agua y no se prevé ningún elemento de la línea de fangos. Esta situación obliga a hacer purgas de fangos muy espaciadas en el tiempo lo que da edades del fango muy elevadas y se complica la fase de decantación además de comprometer la capacidad de aireación (cuanto más sólidos en suspensión en el licor mezcla, menor es el coeficiente de transferencia).

Figura 10.69 Problemas de flotabilidad del fango como consecuencia de una alta edad del fango en una edar de aireación prolongada

Para facilitar la explotación se recomienda o bien instalar un espesador seguido de unas eras de secado o simplemente un depósito de almacenamiento de fangos que puede hacer las veces de espesador. Con estas medidas se puede hacer purgas frecuentes de la línea de agua y espaciar la retirada de fangos de la edar.

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Figura 10.70 Espesador y era de secado ejecutados en una edar de aireación prolongada en la que se carecía de estos elementos en la línea de fangos.

Figura 10.71 Depósito prefabricado enterrado de almacenamiento de fango.

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9.

ASPECTOS GENERALES A TENER EN CUENTA DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA CONSERVACIÓN Y MANTENIMIENTO

9.1. Extracción de equipos sumergidos

Es frecuente el tener equipos sumergidos en el agua que requieren mantenimiento, para facilitar los trabajos tanto de mantenimiento correctivo como preventivo, es recomendable prever en el proyecto sistemas de extracción que pueden consistir en pórticos metálicos con polipasto o trípodes con polipasto para equipos de poco peso.

Figura 10.72 Sendos pórticos ejecutados en una estación de bombeo (uno para la extracción de bombas y otro para la extracción de una reja automática previa al bombeo) en los que se ha dejado una parte en voladizo para poderlos cargar sobre un camión.

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Figura 10.73 Estructura metálica ejecutada para poder extraer equipos de aireación

Figura 10.74 Pórtico con polipasto para la extracción de las bombas de agua bruta de una EDAR en el que no se ha dejado una parte en voladizo para facilitar su carga en un medio de transporte

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Figura 10.75 Trípode portátil con polipasto para la extracción de equipos de poco peso

9.2. Elementos metálicos

En la medida de lo posible hay que evitar los elementos metálicos ya que en la mayor parte de los casos los ambientes son corrosivos, en caso de no poder recurrir a otros materiales se recomienda emplear el acero inoxidable, polietileno, el poliéster reforzado con fibra de vidrio o como última opción el acero galvanizado.

Figura 10.76 Sustitución de cadenas de acero galvanizado que sostenían a aireadores sumergidos y que se habían oxidado por cadenas de acero inoxidable.

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Figura 10.77 Sustitución de deflector en acero galvanizado de una laguna anaerobia por otro de acero inoxidable

Figura 10.78 Sustitución de guías de bombas sumergibles de acero galvanizado por otras de acero inoxidable

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Figura 10.79 Sustitución de barandilla metálica pintada por barandilla en acero galvanizado

Figura 10.80 Sustitución de tapa metálica de una arqueta por tramex de acero galvanizado

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Figura 10.81 Empleo de tramex de PRFV en lugar de tramex de acero galvanizado.

9.3. Cuadros eléctricos

Estos elementos deben estar siempre con las puertas cerradas y situados lejos de humedad, polvo y el SH2, en situaciones con atmósfera corrosiva se pueden disponer los ventiladores de refrigeración con la aspiración dirigida a una zona limpia que provoque una sobrepresión de aire limpio impidiendo la entra de SH2. Se han de conservar los diagramas eléctricos definitivos en el propio cuadro y copia en el edificio de control.

Si hay instalados variadores de frecuencia, aprovechar sus características para evitar el desgaste de los motores por los arranques y paros, además de para ahorra energía. Y conseguir un proceso más eficiente

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9.4. Jardinería

Es interesante sustituir las especies vegetales caducifolias por especies de hoja perenne que reduzca las labores de jardinería y evite la presencia de suciedad por la instalación. También son interesantes las especies aromáticas.

9.5. Pintura

La pintura a emplear en edificios y obra civil no tiene porque ser blanca, se pueden emplear colores más sufridos sin estar reñidos con la estética y requieran menos mantenimiento. 9.6. Plan de desratización

En muchas ocasiones las ratas ocasionan averías eléctricas, por lo que es fundamental tener un plan de desratización de la instalación desde que se comience a ejecutar la instalación eléctrica.

Figura 10.82 Nido de rata en cuadro eléctrico y cable roído por rata

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Figura 10.83 Instalación de elementos con cebo para ratas

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Bibliografía: •

Manual para Operadores de Operación y Mantenimiento de Edars en Pequeñas Poblaciones. Fco. Javier García Martínez, Paula Pérez Sánchez y Amador Rancaño Pérez. Granada Febrero 2012. ISBN 978-84-615-7343-1.

•

Curso Depuración de Aguas Residuales en Pequeños Núcleos. Diseño y Explotación. Documento de ponencias. Instituto Didactia. Sevilla. Marzo de 2012

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