[CONTROL DEL PROCESO DE DEPURACIÓN EN LA EDAR

VII edición del Máster en
Gestión Sostenible y Tecnologías del Agua
.
TRABAJO FIN
DE MÁSTER:
[CONTROL DEL PROCESO DE DEPURACIÓN EN
LA EDAR VALLE DEL VINALOPÓ.
DETERMINACIÓN DE LAS EMISIONES
ATMOSFÉRICAS.]
Autor: Ana Rodríguez Paniagua
Tutor: Jose María Lopez Cabanes
09/2013
Ana Rodríguez Paniagua
ÍNDICE
1
6
1-. RESUMEN ......................................................... 2
6-. ANÁLISIS REALIZADOS ............................. 32
6.1-. Muestreo....................................................... 32
6.2 -Análisis línea de agua.................................. 33
6.3-. Análisis línea de fangos ............................. 39
6.4-. Composición de las aguas residuales ...... 39
2
2-. INTRODUCCIÓN .............................................. 3
3
7
3-. OBJETO Y ALCANCE .................................... 4
7. ESTUDIO DE GASES ..................................... 41
7.1-. Introducción.................................................. 41
7.2-. Concentraciones de gases en EDAR ....... 43
7.3-. Datos obtenidos y resultados .................... 46
4
4-. LA EMPRESA................................................... 4
8
5
8. CONCLUSIONES ............................................ 68
5-. PROCEDIMIENTO ........................................... 5
5.1-. Localización ................................................... 5
5.2-. Papel que desempeña la EDAR ................. 5
5.3-. Descripción de instalaciones ....................... 7
5.4- Métodos empleados en el análisis de las
aguas residuales.............................................. 25
9
9. BIBLIOGRAFíA ............................................... 69
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Ana Rodríguez Paniagua
1-. RESUMEN
Este Proyecto Fin de Máster se ha realizado mediante un convenio de prácticas
a través del Gabinete de Empleo de la Universidad de Alicante (GIPE) con la
unión temporal de empresas (U.T.E) Depuración Valle del Vinalopó. Estas
prácticas se han desarrollado desde el 25 de mayo hasta el 31 de julio de 2013.
En el presente documento se describen las actividades realizadas durante el
periodo de prácticas en dicha empresa. Estas actividades han consistido en el
desarrollo del trabajo propio del laboratorio así como el apoyo a las labores
técnico-administrativas necesarias para la explotación de la planta. Por tanto,
en este Trabajo de Fin del Máster en Gestión Sostenible y Tecnologías del
Agua se muestran los conocimientos adquiridos o ampliados durante el periodo
de prácticas, así como dos trabajos que pretenden ser de complemento y con
un perfil cercano al investigador.
Los principales trabajos complementarios son, por una parte, la realización de
un mapa de gases en toda la planta y, por otra parte, la implantación de las
normas ISO 14001, 9001 y 18001.
La implantación de los sistemas de calidad ha requerido de la recopilación y
elaboración de gran cantidad de documentación con el fin de organizar y
catalogar todos los procesos y actividades que se desarrollan en la planta. Se
realizaron las tareas necesarias para garantizar que esta documentación:
- Es fácilmente localizable, está conservada de manera ordenada y
archivada por un periodo especificado.
- Los documentos deben ser útiles y fácilmente comprensibles.
- Debe estar fechada (sin olvidar las fechas de revisión).
- Debe incluir el nombre de la empresa, el departamento o área, la
función, la actividad y la persona de contacto adecuada.
- Se revisa regularmente, se actualiza y es aprobada por personal
autorizado antes de su publicación.
- Las versiones actualizadas están disponibles en cualquier punto en el
que se realicen operaciones esenciales para el funcionamiento del
sistema.
- Los documentos obsoletos se retiran rápidamente de los puntos de
utilización y/o son identificados claramente.
Además, se ha realizado otro trabajo paralelo en tiempo al anterior: el estudio
de la concentración de diferentes gases en la planta. En esta ocasión se ha
realizado una toma de datos de campo con un detector de gases y con ellos
una representación de la concentración de gases en las diferentes zonas e
instalaciones de la planta. Así, se han generado dos mapas que permiten
visualizar de una manera rápida las mayores concentraciones.
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Ana Rodríguez Paniagua
2-. INTRODUCCIÓN
El presente trabajo se realiza como complemento al Máster en Gestión
Sostenible y Tecnologías del Agua. Se decide realizar las prácticas en la
empresa UTE Depuración Valle del Vinalopó con la finalidad de conocer el
funcionamiento de depuración de las aguas residuales así como el control del
proceso y además, para servir de base a la elaboración del presente
documento.
Durante el periodo de prácticas, se desempeña la labor de un Técnico de
Laboratorio, así como el apoyo en la toma de decisiones al personal de la
planta. Con ello, se pretende adquirir un conocimiento de los métodos
analíticos que controlan el proceso de la EDAR, así como una valiosa
experiencia de cómo se explota día a día la planta a pie de campo.
Además de las analíticas del laboratorio y demás labores técnicoadministrativas se procede a realizar un trabajo de investigación o experimento
que complete la experiencia. Se decide realizar, tras un estudio de las
posibilidades, un estudio de gases en la planta y la elaboración de parte de la
documentación necesaria para la implantación de las normas ISO.
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Ana Rodríguez Paniagua
3-. OBJETO Y ALCANCE
El objetivo principal del presente texto es el desarrollo y aplicación del
conocimiento obtenido durante las prácticas formativas realizadas en la EDAR
Valle del Vinalopó de Elda, como complemento al Máster en Gestión Sostenible
y Tecnologías del Agua.
El siguiente objetivo es que el presente documento pueda servir de memoria de
prácticas, así como representar una muestra de aplicación de los
conocimientos obtenidos durante el curso. De este objetivo salen dos
subordinados, que son la descripción del papel desempeñado en la empresa y
el desarrollo de un pequeño trabajo de investigación.
El presente documento contempla las instalaciones de las que consta la EDAR
donde se realizaron las prácticas, así como los pertinentes procedimientos a
seguir en el laboratorio. Los trabajos realizados tienen la finalidad de ser útiles
para el aprendizaje personal y, por supuesto, para la empresa explotadora y
sus responsables.
4-. LA EMPRESA
La empresa es U.T.E. Depuradora Valle Vinalopó es una unión temporal de
empresas compuesta por Aqualogy Medio Ambiente S.A. e Ingeniería
Verificaciones Electromecánicas y Mantenimientos.
-AQUALOGY AQUA AMBIENTE S.A es una empresa dedicada principalmente
a la explotación, diseño y control de estaciones depuradoras de aguas
residuales urbanas e industriales Pertenece al grupo Agbar, cabecera de un
gran “holding” constituido por más de 200 empresas y con más de 140 años de
historia, que opera en distintos ámbitos relacionados con los servicios a la
colectividad, destacándose en el campo del ciclo integral del agua.
-INGENIERÍA
VERIFICACIONES
ELECTROMECÁNICAS
Y
MANTENIMIENTOS, SL (IVEM) es una empresa constituida el 16/01/2003 en
Sollana, Valencia. Su actividad CNAE es Servicios técnicos de arquitectura.
Tiene como objeto social la realización mediante los oportunos profesionales
de actividades como entidad de inspecciones verificaciones industriales y
acreditaciones por organismos públicos y privados según norma une-en 45004
para instalaciones.
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Ana Rodríguez Paniagua
5-. PROCEDIMIENTO
5.1-. Localización
La estación depuradora de aguas residuales del Valle del Vinalopó se
encuentra ubicada en el término municipal de Elda, En la figura 5.1 se observa
una fotografía aérea de la planta en la ribera del Río Vinalopó.
La EDAR pertenece a la Mancomunidad Intermunicipal del Valle del Vinalopó,
de la que forman parte los municipios de Elda, Petrel, Monóvar y Sax, todos de
la provincia de Alicante.
Figura 5.1. Vista aérea de la planta
Esta mancomunidad es una entidad supramunicipal de carácter representativo,
que incluye en sus estatutos la estación depuradora de aguas residuales,
alcantarillado y aguas potables.
5.2-. Papel que desempeña la EDAR
Una herramienta básica de la protección medioambiental es la adecuada
gestión de los residuos y vertidos. Un ejemplo de ésta última es el tratamiento
de las aguas residuales.
Antiguamente, cuando la densidad de población era muy baja, las aguas
residuales eran devueltas directamente a sus cauces. Por entonces no existía
la amplia gama de productos químicos que nos acompañan actualmente, como
detergentes, disolventes, pinturas y medicamentos, y el río podía depurar de
manera natural los vertidos que le llegaban. Actualmente tanto la calidad como
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la cantidad de las aguas residuales que generamos hacen imposible que el
propio río las depure, por lo que debemos tratarlas previamente para reducir su
carga contaminante.
Los contaminantes que transportan las aguas residuales pueden ser de tipo
químico (iones metálicos, compuestos de azufre, compuestos nitrogenados,
aldehídos, acetonas y ácidos) y de tipo biológico (microorganismos), y hallarse
en forma sólida, líquida o gaseosa.
Cuando un vertido de agua residual sin tratar llega a un cauce produce varios
efectos sobre él:
 Tapiza la vegetación de las riberas con residuos sólidos gruesos que
lleva el agua residual, tales como plásticos, restos de alimentos, etc.
 Acumulación de sólidos en suspensión sedimentables en fondo y orillas
del cauce, tales como arenas y materia orgánica.
 Consumo de oxigeno disuelto que tiene el cauce por descomposición de
la materia orgánica y compuestos amoniacales del agua residual.
 Formación de malos olores por agotamiento del oxígeno disuelto en el
agua que no es capaz de recuperarse.
 Entrada en el cauce de gran cantidad de microorganismos entre los que
puede haber elevado número de patógenos.
 Contaminación por compuestos químicos tóxicos o inhibidores de otros
seres vivos (dependiendo de los vertidos industriales).
 Aumenta la eutrofización al portar grandes cantidades de fósforo y
nitrógeno.
Una estación depuradora comprende varias etapas de tratamiento.
Paralelamente a este tratamiento, un laboratorio de análisis, se encarga de
controlar la calidad de los efluentes entrantes y salientes de la estación, así
como los parámetros de funcionamiento del procedimiento.
El objetivo de estos tratamientos es reducir la carga de contaminantes del
vertido y convertirlo en inocuo para el medio ambiente. Para cumplir estos fines
se usan distintos tipos de tratamientos dependiendo de los contaminantes que
arrastre el agua y de otros factores más generales, como localización de la
planta depuradora, clima, ecosistemas afectados, etc.
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Ana Rodríguez Paniagua
5.3-. Descripción de instalaciones
En la EDAR Valle del Vinalopó el caudal tratado es de tipo industrial y urbano.
La planta fue diseñada para tratar 24.000 m 3 después de la ampliación. Este
caudal está pensado para una población equivalente de 110.000 habitantes.
Normalmente se trata un caudal medio de 15.000 m 3. Este caudal medio
disminuye en verano a una media de 10.000 m 3. El motivo de esta disminución
se debe al cese de la actividad industrial durante los meses estivales, a
diferencia de una EDAR de costa.
El agua depurada se destina al uso agrícola o ambiental. En el caso del uso
agrícola, se emplea única y exclusivamente para cultivos cuyos frutos no entren
en contacto directo con el agua. Las aguas de la Edar del Valle del Vinalopó
riegan principalmente los viñedos para uva de mesa embolsada con
denominación de origen de la zona del Medio Vinalopó.
Cuando el agua no se destina a este fin, bien porque no hay necesidad o bien
porque no se cumplen los parámetros de calidad exigidos, se conduce
directamente al río Vinalopó, realizando una función de caudal ecológico.
Además, el agua procedente del tratamiento terciario, se vierte de forma
íntegra al río, por lo que supone un aporte constante para el caudal ecológico.
El control de la planta está cedido a la Entidad Pública de Saneamiento de
Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana (EPSAR) que se encarga de
sacar a concurso público la explotación cada 6 años. En este momento, la
explotación pertenece a la empresa U.T.E Depuración Valle del Vinalopó. Por
otro lado, la EPSAR tiene contratada una empresa controladora que se
encarga de comprobar que la explotación cumple los requisitos legales. Para el
caso de esta planta, es CAASA y las medidas de control que realizan consisten
en la toma de muestras de agua de entrada y de salida, así como de fango
deshidratado. Además controlan el funcionamiento de los equipos y estado
general de conservación de las instalaciones.
En el funcionamiento de la EDAR se distinguen dos grandes líneas:
a) Línea de agua.
b) Línea de fangos.
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Ana Rodríguez Paniagua
5.3.1-. Línea de agua
La constituyen todos aquellos procesos encaminados a eliminar la
contaminación que lleva el agua. En este apartado se describe el
pretratamiento, el tratamiento primario, el secundario y el tratamiento terciario.
Para ello se ha utilizado fuentes diversas, como apuntes del máster y el pliego
de prescripciones técnicas EDAR Valle del Vinalopó, entre otras que se citan
explícitamente.
- Obra de llegada
La obra de entrada es donde se recibe el caudal a tratar por la planta, tanto de
la red de de alcantarillado de Elda, Petrer, Monóvar y Sax, como de los
colectores industriales en otras ubicaciones. Existen trece polígonos
industriales que vierten a la Edar.
El agua que entra a la planta llega por gravedad, a excepción de la que
procede de Monóvar, que es bombeada. Por la arqueta de entrada se recibe el
agua procedente de los municipios que conforman la mancomunidad. Así
mismo, existe un aliviadero de seguridad que evacua el caudal sobrante que
aporten los colectores mediante un “bypass” que conduce el agua al cauce del
río Vinalopó, en el caso de una venida excepcional. Este dispositivo de
seguridad se puede observar en la figura 5.2, el cual sólo entra en
funcionamiento cuando el caudal de entrada sobrepasa los 24.000 m 3/día y se
emplea para evitar la inundación de la planta.
Figura 5.2. Obra de llegada
Hay otros baipases instalados en la entrada de varias unidades, como son el
desarenador-desengrasador, el físico-químico y los reactores biológicos, así,
en el supuesto caso de avería de en algunas de estas unidades, se podría
desviar el agua.
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Ana Rodríguez Paniagua
- Pretratamiento
El objetivo de esta etapa es separar los sólidos grandes del agua residual, que
por su naturaleza o tamaño pueden causar problemas de operación y/o
mantenimiento en las instalaciones y en etapas de depuración posteriores. En
el edificio de pretratamiento se eliminan los grandes sólidos, flotantes de
pequeño y gran tamaño, gravas, arenas y sólidos de pequeño tamaño. El canal
de entrada al edificio de pretratamiento se puede ver en la figura 5.3.
Las operaciones que se realizan aquí consisten en desbaste, desarenado,
desengrasado y tamizado. Además, la cabecera de la planta también recibe los
caudales recirculados que provienen del rebose del espesador, centrífugas,
pozo de flotantes, etc.
Figura 5.3. Canal de entrada al edificio de pretratamiento
-Pozo de gruesos
Previo al proceso de desbaste hay dispuesto en la planta un pozo de gruesos,
que recoge los elementos de mayor volumen que pueden llegar desde los
colectores y que son evacuados directamente mediante una cuchara bivalva
(figura 5.4). Esta operación se puede considerar como un pre-desbaste. Esta
cuchara bivalva, es operada por el personal de la planta y los residuos
extraídos van a un contenedor. En las figuras 5.5 y 5.6 se observan detalles de
dicho contenedor.
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Ana Rodríguez Paniagua
Figura 5.4. Cuchara bivalva
Figura.5.5. Etiquetado del contenedor para
residuos de cuchara bivalva
Figura 5.6. Contenedor para residuos de
cuchara bivalva
-Desbaste
Se hace pasar el agua por dos tipos de rejas que aparecen en la figura 5.7. Las
primeras son las llamadas de gruesos con una luz libre entre pletinas de 20
mm, y posteriormente se sitúan las de finos, con una luz libre entre pletinas de
3 mm. Los sólidos que se extraen en este paso conducen mediante un tornillo
sin fin hasta el respectivo contenedor, que periódicamente se evacua a un
vertedero de residuos sólidos urbanos.
Posteriormente el agua pasa por dos tamices cuyo funcionamiento es
automático mediante sondas de nivel y programadores cíclicos. Estos sólidos
también se recogen en un canal cerrado por medio de un tornillo sin fin que los
transporta a un contenedor. En las figuras 8 y 9 se observa su disposición.
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Figura 5.7. Rejas de gruesos
Figura 5.8. Tamices
Figura 5.9. Transporte de residuos de rejas y tamices al
contenedor mediante tornillo sin fin
-Desarenador-desengrasador
En esta etapa el desarenado y desengrasado se lleva a cabo conjuntamente
como se observa en la figura 5.10. El desarenado-desengrasado se realiza en
dos desarenadores-desengrasadores rectangulares aireados. Cada una de las
unidades consta de dos canales paralelos de 12 metros de longitud, uno de
1,35 metros de anchura que actúa como desarenador y otro de 2,65 metros de
anchura, que actúa como desengrasador, separado por un tabique de 0,2
metros de espesor. Las arenas son extraídas mediante dos bombas (una para
cada línea) que se desplazan gracias a dos puentes motorizados. Las arenas
depositadas en la canaleta del desarenador van siendo aspiradas por las
bombas situadas en el puente móvil y se separan mediante un sistema
clasificador-lavador. Estos puentes también desplazan las respectivas
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Ana Rodríguez Paniagua
rasquetas de flotantes en el otro sentido de avance arrastrando grasas,
espumas y demás materiales más ligeros que el agua. Mediante un mecanismo
de control se dirige la posición de las rasquetas superficiales de forma que
permanecen levantadas cuando el puente avanza en el sentido contrario al flujo
de agua y quedan abatidos cuando la dirección del movimiento es la misma
que la corriente.
Figura 5.10. Puente móvil del desarenador-desengrasador
Tanto las arenas como las grasas concentradas son descargadas y
almacenadas en sendos contenedores para su posterior retirada por un gestor
autorizado. Las grasas deberán ser tratadas de acuerdo a su caracterización
como residuo peligroso. Las figuras 5.11 y 5.12 muestran el almacenamiento
para arenas y grasas respectivamente.
De este modo, se pretende proteger los equipos mecánicos contra la abrasión
y el desgaste, además de evitar o reducir la acumulación de materias pesadas
en las conducciones, especialmente en codos y cambios de dirección.
El caudal a la salida del pretratamiento se mide mediante un sistema
ultrasónico. Consiste en un canal aforador tipo Parshall, cuyo rango de medida
está entre 7,25 y 700 l/s. Este parámetro es muy importante ya que en función
del mismo se establecen algunos puntos de consigna como, por ejemplo, la
dosificación de reactivos o el porcentaje de recirculación.
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Figura 5.11. Contenedor para residuos de
desarenado
Figura 5.12. Saco para la recogida de grasas
-Tratamiento primario
Las dos líneas de agua procedentes del pretratamiento se juntan; primero
pasan por un tratamiento físico-químico y después por los decantadores
primarios. Con ello se pretende reducir los sólidos en suspensión por la
actividad industrial y que resultan inhibidores de la metabolización biológica,
además de una cierta reducción de la DBO5. Esta fase de tratamiento consiste
en un proceso físico-químico y una decantación primaria.
-Físico-químico
Consiste, de forma simplificada, en la agrupación de las partículas más
pequeñas mediante la adicción de productos químicos. Se añade al tratamiento
primario cuando hay vertidos industriales, como es el caso. Se lleva a cabo
mediante dos líneas de físico-químico, que consisten en dos cámaras de
mezcla rápida y dos cámaras de mezcla lenta. La entrada del agua bruta al
tratamiento físico-químico se muestra en la figura 5.13. El agua pasa a una
cámara de agitación rápida donde previamente se le adiciona la sal férrica,
sulfato férrico concretamente (podría utilizarse cloruro férrico, pero el sulfato es
menos corrosivo), que actuará como coagulante, y, posteriormente, antes de la
mezcla lenta, un polielectrolito. La función del coagulante es favorecer la unión
de los coloides, para formar un flóculo que pueda ser decantado fácilmente, ya
que la adición de éste implica un aumento de la concentración de contraiones,
provocando la disminución de la doble capa eléctrica de la que está constituida
un coloide y, por tanto, las partículas pueden acercarse más unas a otras
consiguiendo que floculen.
Las cámaras de mezcla rápida tienen un volumen total de 33,6 m 3,
proporcionando un tiempo de retención alrededor de 2 minutos a caudal medio.
Tienen dos agitadores mecánicos. Las cámaras de mezcla lenta, tienen un
volumen de 350 m3 y un tiempo de retención de 21 minutos aproximadamente
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Ana Rodríguez Paniagua
a caudal medio. Tienen cuatro agitadores-floculadores instalados, regulados
con un variador de frecuencia. La figura 5.14 muestra una fotografía de la
cámara de mezcla lenta.
Tanto el sulfato férrico como el polielectrolito, se dosifican proporcionalmente al
caudal de entrada (figuras 5.15 y 5.16). Para ambos se ha diseñado un espacio
de almacenamiento para quince días. La sal férrica se almacena en un
depósito y el polielectrolito en sacos. Este último se diluye para su preparación
al 0,5% en la mezcladora de poli.
Figura 5.13. Entrada a cámara de mezcla y
floculación
Figura 5.15. Dosificación de sulfato férrico
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Figura 5.14. Cámara lenta
Figura 5.16. Dosificación de polielectrolito
Ana Rodríguez Paniagua
-Decantación primaria
Las dos líneas de aguas que salen del tratamiento físico-químico, se unen y se
vuelven a dividir en esta ocasión, en tres líneas, ya que van dirigidas a los tres
decantadores primarios. La figura 5.17 muestra los decantadores primarios.
En ellos se consigue la reducción de los sólidos en suspensión por acción de la
gravedad. Después de conseguir partículas de tamaño más grande en la etapa
anterior, las aguas se remansan para hacer efectiva su retirada. Las
dimensiones de los tres decantadores son: dos de 16 metros de diámetro y uno
de 26 metros de diámetro, correspondiente a la ampliación. El reparto de
caudal es proporcional a la superficie de decantación (43,1% en las dos líneas
originales y 56,9% en el de la última ampliación). El tiempo de retención en los
decantadores es de 2 horas para los más pequeños y de 3 horas para el más
grande. El agua bruta entra al decantador tangencialmente, a través de una
campana, diseñada para que la velocidad de salida no produzca alteraciones
notables en la superficie del agua y no remueva las partículas ya
sedimentadas. Los fangos acumulados en el fondo se derivan al pozo de
concentración mediante una rasqueta. El fango es aspirado desde el pozo de
concentración y conducido a una arqueta de bombeo, que los lleva al
espesador.
Cada decantador dispone de un puente radial móvil. El puente impulsa un
sistema de barredores superficiales que arrastran las espumas flotantes hacia
la caja de espumas que hay en la periferia del decantador. Una bomba
sumergible impulsa las espumas al pozo de flotantes, que a su vez los
impulsan al concentrador de grasas en el pretratamiento. Los flotantes de los
decantadores secundarios son bombeados al pozo de los primarios y de aquí al
pretratamiento. El agua sobrenadante escapa a través de los dientes
Thompson, situados en la periferia del decantador y las tres líneas se unen en
una cámara a partir de la cual se produce el reparto a los dos reactores
biológicos.
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Ana Rodríguez Paniagua
Figura 5.17. Decantadores primarios
-Tratamiento secundario
El tratamiento secundario o biológico tiene como objeto eliminar la mayor parte
de la materia orgánica coloidal. Se trata principalmente de procesos de tipo
biológico, en el caso de la EDAR Valle del Vinalopó, consiste en un proceso
biológico de fangos activados y una clarificación secundaria. La decantación
sirve para eliminar los flóculos producidos en el proceso biológico (llamados
comúnmente fangos en exceso).
Fangos activados del reactor biológico
El tratamiento biológico se realiza con la ayuda de microorganismos
(fundamentalmente bacterias) que en condiciones aerobias actúan sobre la
materia orgánica presente en las aguas residuales. Una parte de la materia
orgánica se oxida por la flora bacteriana, que obtiene de esta forma la energía
necesaria para el mantenimiento celular. De forma simultánea, otra fracción de
materia orgánica se convierte en tejido celular nuevo (síntesis celular),
empleándose para ello la energía liberada en la fase de oxidación.
Oxidación:
COHNS + O2 + Bacterias  CO2 + H2O + NH3 + Otros productos finales + Energía
Síntesis:
COHNS + O2 + Energía + Bacterias  C5H7 N O2
Donde COHNS representa los elementos predominantes en la materia orgánica
presente en las aguas residuales y C5H7O2N representa la composición media
de los microorganismos encargados de la biodegradación de la materia
orgánica (Hoover y Porges, 1952). Finalmente, cuando se consume la materia
orgánica disponible, las nuevas células empiezan a consumir su propio tejido
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Ana Rodríguez Paniagua
celular con el fin de obtener energía para el mantenimiento celular. Este tercer
proceso se conoce como respiración endógena y ocurre cuando las
condiciones en el reactor no son las deseadas.
Respiración endógena:
C5H7O2N + 5O2 + Bacterias  5O2 + 2H2O + NH3 + Energía
Para mantener las reacciones de oxidación y síntesis, se introduce aire en los
reactores biológicos o cubas de aireación por medio de difusores. Las nuevas
bacterias que van apareciendo en los reactores, como consecuencia de las
reacciones de síntesis, tienden a unirse (floculación), formando agregados de
mayor densidad que el líquido circundante, y en cuya superficie se va
adsorbiendo la materia en forma coloidal.
El sistema se divide en dos líneas y en cada una de ellas hay una cámara
anóxica y tres cámaras óxicas. La figura 5.18 presenta una fotografía de los
reactores. Son reactores tipo flujo pistón y, por tanto, a lo largo de la longitud
del reactor irá disminuyendo la concentración de la materia orgánica. En la
cámara anóxica, se mezcla el agua procedente del tratamiento primario y el
fango activo que proviene de la recirculación del decantador secundario, por
recirculación. De esta manera, se tiene una mezcla homogénea gracias a dos
agitadores sumergidos que giran a velocidad baja para que no se produzca
aireación. A continuación, hay tres cámaras consecutivas aireadas mediante
soplantes que distribuyen el aire. En la primera cámara el número de difusores
existente por metro cuadrado es mayor que en la segunda, y en ésta a su vez
es mayor que en la tercera. Esto es porque el modelo de flujo pistón se supone
que disminuye la carga conforme avanza el agua por el tratamiento, luego las
necesidades de oxígeno disminuyen también.
Figura 5.18. Reactor biológico
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Ana Rodríguez Paniagua
Decantación secundaria
La última etapa del tratamiento secundario es una nueva decantación. El agua
y flóculos que se han producido en los dos reactores biológicos se conducen a
tres decantadores secundarios. Se muestra uno de los tres decantadores
existentes en la figura 5.19. El agua clarificada constituye ya un efluente
depurado. Los fangos sedimentados se extraen del decantador: una parte se
recircula al reactor biológico como fango activo (caudal de recirculación) y el
resto es retirado del sistema para su estabilización. Los fangos se separan por
gravedad y el agua decantada rebosa por la parte superior, como en los
decantadores primarios. Un decantador recibe el agua del primer reactor y
tiene un volumen de 2.815 m3.Los otros dos decantadores de 795 m3 cada uno,
se reparten el agua que procede del segundo reactor.
Al igual que en los decantadores primarios, los fangos se depositan en el fondo
y son arrastrados por rasquetas del puente radial móvil hasta un canal
concentrador donde se aspiran y son llevados a un pozo de bombeo común
para los tres decantadores. En el pozo de bombeo hay instaladas tres bombas
horizontales para recircular al biológico y dos bombas para purga de fangos en
exceso, que llevan los fangos al espesador por flotación. La parte del fango se
recircula al reactor biológico para mantener el nivel de depuración necesario,
mientras que otra parte se dirige al espesador para evitar que aumente y
envejezca excesivamente la biomasa que hay en el sistema. De igual manera,
como en el caso de los decantadores primarios, los barredores superficiales se
encargan de arrastrar las grasas y flotantes que son recogidas en una caja de
espumas y conducidas hacia al concentrador de grasas.
El agua clarificada de los decantadores secundarios se dirige al tratamiento
terciario o a la arqueta de vertido, según el uso final del agua.
Actualmente el laberinto de cloración de la planta se encuentra fuera de
servicio, debido a que el agua una vez depurada, se utiliza para el riego de
explotaciones agrícolas, y la adición de hipoclorito al agua tan solo conlleva a
un gasto económico y ningún beneficio para el regadío.
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Ana Rodríguez Paniagua
Figura 5.19. Decantador secundario
-Tratamiento terciario
En esta planta el tratamiento terciario consiste en un semicírculo de 55 metros
de diámetro donde tiene lugar la filtración y percolación en lecho de arena. Su
profundidad es de 1,5 metros y trata como máximo 750 m 3/día. En 2007 se
aprobó el RD 1620/2007, por el que se establece el régimen jurídico de la
reutilización de las aguas depuradas. En este Real Decreto se establecen las
condiciones básicas para la reutilización, los procedimientos necesarios para
obtener las concesiones y autorizaciones, así como los usos autorizados y las
calidades de agua requeridas (Prats, 2012 ). De acuerdo con este Real
Decreto, el agua regenerada podrá utilizarse para determinados usos: urbano,
agrícola, industrial, recreativo y ambiental.
Figura 5.20. Tratamiento Terciario
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5.3.2-. Línea de fangos
Está formada por el conjunto de procesos a los que se someten los fangos
(lodos) que se han producido en la línea de agua. Los lodos contienen todos
aquellos contaminantes orgánicos e inorgánicos que en origen contenía el agua
residual, microorganismos patógenos y una gran cantidad de agua en su
composición. Son, por tanto, putrescibles y generadores de olores
desagradables. Los tratamientos a los que se somete el fango tienen por
finalidad una reducción de su materia orgánica y también a reducir su volumen
mediante su concentración o eliminación del agua que contienen.
Los fangos primarios se concentran por gravedad, debido a que las partículas
son de mayor tamaño y sedimentan fácilmente. Al no sufrir ningún tratamiento
biológico son muy inestables, putrescibles y presentan un color oscuro. Su
contenido de humedad varía del 95 al 99 %.
Los fangos procedentes del físico-químico dependerán del tipo de reactivo
utilizado y de la cantidad empleada. Al utilizar sulfato de hierro, presentan un
color negro debido a los sulfuros formados. Su olor no es tan desagradable
como el de los fangos primarios. Su velocidad de descomposición es menor
que la de los fangos primarios.
Por último, el fango que proviene de los decantadores secundarios (fangos
biológicos) se concentra en el depósito por flotación, debido a su baja
densidad, aunque también se pueden enviar a decantación primaria para que
sedimenten junto a los fangos primarios, dando lugar a los fangos mixtos.
La cantidad producida depende de distintos factores, tales como la edad del
fango, la carga másica, cantidad de sólidos suspendidos en el agua, procesos
de nitrificación, temperatura, etc. A menores cargas másicas, menores
producciones de fangos. Presentan un color marrón y un olor que no es
desagradable, en principio. Su porcentaje de agua también es muy elevado.
La línea de fangos consta de los siguientes procesos:
1) Espesamiento de fangos por gravedad y flotación.
2) Mezcla y estabilización.
3) Deshidratación y almacenamiento.
1.1 Espesador por gravedad
Los fangos primarios espesan bien por gravedad, por ello se utiliza un tanque
de estas características para concentrar fangos primarios y para los mixtos, e
incluso para los procedentes del tratamiento físico-químico. El espesador se
puede ver en la figura 5.21, es circular con un diámetro de 12 metros y se
alimenta mediante una tubería hasta la campana central que sirve como
20
Ana Rodríguez Paniagua
reparto radial y tiene unas rasquetas de accionamiento mecánico. El barrido de
fangos los traslada hasta la poceta central desde donde son extraídos. El
sistema de rasquetas facilita la generación de canales preferenciales facilitando
la evacuación del agua intersticial y de los gases ocluidos que se puedan
generar por fenómenos de fermentación. El agua es evacuada por la parte
superior, por el vertedero perimetral. El agua sobrenadante se recircula a la
cabecera de la planta y se mezcla con el agua de entrada.
Figura 5.21. Espesador de fangos por gravedad
Para evitar la generación de olores desagradables, el espesador está cubierto
con una cúpula de poliéster reforzado con fibra de vidrio. De este modo se
conecta el aire al sistema de desodorización, que aspira los gases con
ventiladores e impulsándolos a los tanques de lavado correspondientes.
1.2 Espesador por flotación
La flotación está indicada para la concentración de fangos biológicos, ya que
estos sedimentan con dificultad y tienen tendencia a flotar, debido al bajo peso
específico de los flóculos y, por tanto, debido a su baja capacidad de
compactación. El sistema se basa en la introducción de aire a presión en un
líquido con un alto contenido en sólidos. Parte de las burbujas de aire se fijan
en los sólidos, y debido a la menor densidad del agregado, tienden a flotar.
Los fangos concentrados en la parte superior del tanque de flotación son
recogidos por un puente móvil que se observa en la figura 5.22. Existe,
además, un mecanismo de barrido superficial que arrastra los flotantes hasta
una caja colectora (que se muestra en la figura 5.23) y acciona el mecanismo
de barrido de fondo mediante rasquetas. El líquido clarificado pasa por debajo
de una pantalla metálica deflectora, recogiéndose en un canal periférico de
21
Ana Rodríguez Paniagua
descarga para su reincorporación a la línea de agua mediante un drenaje que
se dirige a la cabecera de la planta.
Figura 5.22. Espesador de fangos por flotación
Figura 5.23. Detalle de la recogida de fangos por
flotación
2 Mezcla y estabilización
Los fangos espesados y flotados se mezclan en una cámara donde se lleva a
cabo el proceso de estabilización con cal. Esta cámara está situada bajo suelo
entre el flotador y el edificio de centrífugas. La adición de cal al fango eleva su
pH por encima de 12, al menos durante dos horas, creando un entorno que no
permite la supervivencia de los microorganismos. De este modo, el fango no se
pudre ni genera olores. Su volumen es de 49 m 3. El sistema de
homogeneización es un electroagitador. En la planta se daría un consumo
máximo diario de 1200 kg/día de cal a pleno rendimiento. La cal necesaria para
estabilizar el fango se almacena en el silo metálico que se observa en la figura
5.24 y se dosifica mediante un transportador de tornillo sin fin. La dosificación
es automática, en función del pH de los fangos. Después de la estabilización
los fangos se bombean al depósito tampón.
22
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 5.24. Tolvas de cal
3.1 Deshidratación mecánica
Desde el depósito tampón se bombea el fango a la sala de deshidratación
mecánica (figura 5.25). La centrifugación se efectúa durante cinco días a la
semana, durante doce horas al día. Antes de la entrada a las centrifugas, se le
añade un polielectrolito catiónico para facilitar la floculación.
Figura 5.25. Edificio de centrífugas
3.2 Almacenamiento
Los fangos se almacenan en dos tolvas (una de ellas representada en la figura
5.26) de capacidad unitaria de 30 m3. El tiempo de retención es de dos días,
siendo recogido y evacuado por los camiones. Las tolvas se alimentan
mediante una bomba de tornillo helicoidal de alta presión. Para el vaciado
23
Ana Rodríguez Paniagua
disponen de una compuerta motorizada y los goteos que se puedan producir se
conducen a la red de drenajes y vaciados. El fango de la depuradora se utiliza
en aplicación a la agricultura, pasando el análisis químico obligado por ley.
Figura 5.26. Edificio de tolvas de fango
3.3 Control de desodorización
En lo que se refiere al control de gases olorosos se utilizarán los procesos de
desodorización por lavado húmedo, concretamente las torres de circulación a
contracorriente. El objetivo básico es promover el contacto entre el aire, el agua
y los productos químicos para provocar la oxidación o el arrastre de los
compuestos olorosos. Las zonas desodorizadas son: el edificio de
pretratamiento, el edificio de deshidratación, la sala de tolvas, el espesador por
gravedad, el depósito tampón y sala de centrífugas en la que se colocaron
sistemas que aspiran el aire en los focos emisores.
El lavado por oxidación con líquidos se realizará con hipoclorito de sodio, ácido
sulfúrico e hidróxido de sodio. En la figura 5.27 se observan las tres torres de
que dispone la planta.
24
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 5.27. Torre de desodorización
5.4- Métodos empleados en el análisis de las aguas residuales
5.4.1- Características del agua residual
En este apartado se informará sobre las características físicas, químicas y
biológicas del agua residual, sobre la composición de las aguas residuales, así
como sobre los contaminantes de interés en el tratamiento del agua residual.
5.4.1.1. Características físicas
Las características físicas más importantes del agua residual son el contenido
total de sólidos, término que engloba la materia en suspensión, la materia
sedimentable, la materia coloidal y la materia disuelta. Otras características
físicas importantes son el olor, la temperatura, la densidad, el color y la
turbidez.
Sólidos totales
Analíticamente, se define el contenido de sólidos totales como la materia que
se obtiene como residuo después de someter al agua a un proceso de
evaporación de entre 103 y 105 °C. No se define como sólida aquella materia
que se pierde durante la evaporación debido a su alta presión de vapor.
Los sólidos sedimentables se definen como aquellos que sedimentan en el
fondo de un recipiente de forma cónica (cono de Imhoff) en el transcurso de un
periodo de 60 minutos. Los sólidos sedimentables, expresados en unidades de
mL/L, constituyen una medida aproximada de la cantidad de fango que se
obtendrá en la decantación primaria del agua residual.
Los sólidos totales, o residuo de la evaporación, pueden clasificarse en
filtrables o no filtrables (sólidos en suspensión) haciendo pasar un volumen
25
Ana Rodríguez Paniagua
conocido de líquido por un filtro. La fracción filtrable de los sólidos corresponde
a sólidos coloidales y disueltos. La fracción coloidal está compuesta por las
partículas de materia de tamaños entre 0,001 y 1 µm. Los sólidos disueltos
están compuestos de moléculas orgánicas e inorgánicas e iones en disolución
en el agua. No es posible eliminar la fracción coloidal por sedimentación.
Normalmente, para eliminar la fracción coloidal es necesaria la oxidación
biológica o la coagulación complementadas con la sedimentación.
Cada una de las categorías de sólidos comentadas hasta ahora puede ser, a
su vez, dividida en función de su volatilidad a 550 ± 50 °C. A esta temperatura,
la fracción orgánica se oxidará y desaparecerá en forma de gas, quedando la
fracción inorgánica en forma de cenizas. De ahí que se empleen los términos
«Sólidos volátiles» y «Sólidos fijos» para hacer referencia, respectivamente, a
los componentes orgánicos e inorgánicos (o minerales) de los sólidos en
suspensión.
Olor
El olor se produce por desprendimiento de gases de la masa del agua residual.
Una característica del olor es que cantidades muy pequeñas de determinados
compuestos pueden producir niveles elevados de olor. Generalmente el olor es
producido por compuestos orgánicos.
El agua residual reciente tiene un olor peculiar, algo desagradable, que resulta
más tolerable que el del agua residual séptica. El olor más característico del
agua residual séptica es el debido a la presencia del sulfuro de hidrógeno que
se produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción de microorganismos
anaerobios. Las aguas residuales industriales pueden contener compuestos
olorosos en sí mismos, o compuestos con tendencia a producir olores durante
los diferentes procesos de tratamiento.
La problemática de los olores está considerada como la principal causa de
rechazo a la implantación de instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
Temperatura
La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada que la del
agua de suministro, hecho principalmente debido a la incorporación de agua
caliente procedente de las casas y los diferentes usos industriales. En función
de la situación geográfica, la temperatura media anual del agua residual urbana
varía entre 10 y 21 °C, pudiéndose tomar 15,6 °C como valor representativo. La
temperatura de las aguas residuales industriales dependerá del tipo de
procesos utilizados (fríos–calientes).
La temperatura del agua es un parámetro muy importante dada su influencia,
tanto sobre el desarrollo de la vida acuática como sobre las reacciones
26
Ana Rodríguez Paniagua
químicas y velocidades de reacción, así como sobre la aptitud del agua para
ciertos usos útiles.
Por otro lado, el oxígeno es menos soluble en agua caliente que en agua fría.
El aumento en las velocidades de las reacciones químicas que produce un
aumento de la temperatura, combinado con la reducción del oxígeno presente
en las aguas superficiales, es causa frecuente de agotamiento de las
concentraciones de oxígeno disuelto durante los meses de verano. Estos
efectos se ven amplificados cuando se vierten cantidades considerables de
agua caliente a las aguas naturales receptoras. Es preciso tener en cuenta que
un cambio brusco de temperatura puede conducir a un fuerte aumento en la
mortalidad de la vida acuática. Además, las temperaturas anormalmente
elevadas pueden dar lugar a una indeseada proliferación de plantas acuáticas y
hongos.
La temperatura óptima para el desarrollo de la actividad bacteriana se sitúa
entre los 25 y los 35 °C. Los procesos de digestión aerobia y de nitrificación se
detienen cuando se alcanzan los 50 °C. A temperaturas de alrededor de 15 °C,
las bacterias productoras de metano cesan su actividad, mientras que las
bacterias nitrificantes autótrofas dejan de actuar cuando la temperatura alcanza
valores cercanos a los 5 °C.
Color
El agua residual reciente suele tener un color marrón-grisáceo. Sin embargo, al
aumentar el tiempo de transporte en las redes de alcantarillado y al
desarrollarse condiciones más próximas a las anaerobias, el color del agua
residual cambia gradualmente de gris a gris oscuro.
En la mayoría de los casos, el color gris, gris oscuro o negro del agua residual
es debido a la formación de sulfuros metálicos por reacción del sulfuro liberado
con los metales presentes en el agua residual.
Turbidez
La turbidez, como medida de las propiedades de transmisión de la luz de un
agua, es otro parámetro que se emplea para indicar la calidad de las aguas
vertidas o de las aguas naturales en relación con la materia coloidal y residual
en suspensión.
5.4.1.2-. Características químicas
Las características químicas de las aguas residuales son la materia orgánica, la
materia inorgánica y los gases presentes en estas aguas. La medición del
contenido de la materia orgánica se realiza por separado por su importancia en
la gestión de la calidad del agua y en el diseño de las instalaciones de
tratamiento de aguas.
27
Ana Rodríguez Paniagua
Materia orgánica: medida del contenido orgánico
Demanda bioquímica de oxígeno
El parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado, aplicable
tanto a aguas residuales como a aguas superficiales, es la Demanda
Bioquímica de Oxígeno a 5 días (DBO5). La determinación del mismo está
relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los
microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica.
Demanda química de oxígeno
El ensayo de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) se emplea para medir el
contenido de materia orgánica tanto de las aguas naturales como de las
residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oxidante
en medio ácido para la determinación del equivalente de oxígeno de la materia
orgánica que puede oxidarse.
Carbono orgánico total
Otro método para medir la materia orgánica presente en el agua es el método
Carbono Orgánico Total (COT), especialmente indicado para pequeñas
concentraciones de materia orgánica. La determinación de este parámetro no
se incluye en el control analítico de las aguas residuales de la EDAR de
estudio.
 Materia inorgánica
Las aguas residuales, salvo el caso de determinados residuos industriales, no
se suelen tratar con el objetivo específico de eliminar los constituyentes
inorgánicos que se incorporan durante el ciclo del uso.
Las concentraciones de constituyentes inorgánicos aumentan, igualmente,
debido al proceso natural de evaporación que elimina parte del agua superficial
y deja las sustancias inorgánicas en el agua. Puesto que las concentraciones
de los diferentes compuestos inorgánicos pueden afectar mucho a los usos del
agua, conviene examinar la naturaleza de algunos de ellos, especialmente
aquellos que han sido incorporados al agua superficial durante su ciclo de uso.
 pH
La concentración de ion hidrógeno es un parámetro de calidad de gran
importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales. El intervalo
de concentraciones adecuado para la adecuada proliferación y desarrollo de la
mayor parte de la vida biológica es bastante estrecho y crítico (5,5–9,5), no
existiendo vida en valores fuera del mismo por desnaturalización de las
proteínas, aunque determinados microorganismos pueden vivir a valores más
extremos de los indicados.
28
Ana Rodríguez Paniagua
Las aguas residuales urbanas, generalmente son ligeramente alcalinas 7,5–8,0
siendo un rango óptimo para el desarrollo de los procesos biológicos. El pH de
las aguas naturales se encuentra entre 7,2 y 7,6. En las aguas de procedencia
industrial, el pH depende de los productos fabricados, materias primas, etc.
 Cloruros
Otro parámetro de calidad importante es la concentración de cloruros. La
concentración de cloruros es mayor en las aguas residuales que en las
naturales, debido a que el cloruro de sodio (NaCl) es común en la dieta y pasa
inalterado a través del aparato digestivo. Los cloruros que se encuentran en el
agua natural proceden de la disolución de suelos y rocas que los contengan y
que están en contacto con el agua. En el caso de aguas costeras, su presencia
también es debida al paso del agua del mar a los sistemas de alcantarillado.
Otra fuente de cloruros es la descarga de aguas procedente de lugares
agrícolas e industriales.
 Alcalinidad
La alcalinidad de un agua residual está provocada por la presencia de
hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de elementos como el calcio, el
magnesio, el sodio, el potasio o el amoníaco. De entre todos ellos, los más
comunes son el bicarbonato de calcio y el bicarbonato de magnesio. La
alcalinidad ayuda a regular los cambios de pH producidos por la adición de
ácidos. Normalmente, el agua residual es alcalina, propiedad que adquiere de
las aguas de tratamiento, el agua subterránea, y los materiales añadidos en los
usos domésticos.
 Nitrógeno
El nitrógeno en el agua residual puede encontrarse en diferentes grados de
oxidación. Principalmente encontramos nitrógeno orgánico (urea, aminoácidos,
péptidos, proteínas, ácidos nucléicos u otros compuestos sintéticos) que se
pueden encontrar aproximadamente en un 40–50% y nitrógeno amoniacal que
representaría casi el 50% restante. Otras formas que pueden aparecer son el
nitrato y el nitrito, difícilmente presentes en el agua residual urbana bruta a no
ser por vertidos concretos.
La edad de un agua residual puede medirse en función de la proporción de
amoníaco presente. En medio aerobio, la acción de las bacterias puede oxidar
el nitrógeno amoniacal a nitratos y nitritos. El predominio de nitrógeno en forma
de nitratos en un agua residual es un fiel indicador de que el residuo se ha
estabilizado con respecto a la demanda de oxígeno.
 Fósforo
29
Ana Rodríguez Paniagua
El fósforo también es esencial para el crecimiento de algas y otros organismos
biológicos. Debido a que en aguas superficiales tienen lugar nocivas
proliferaciones incontroladas de algas, es de mucho interés limitar la cantidad
de compuestos de fósforo que alcanzan las aguas superficiales por medio de
vertidos de aguas residuales domésticas, industriales, y a través de las
escorrentías naturales.
Las formas más frecuentes en las que se presenta el fósforo en soluciones
acuosas incluyen el ortofosfato, el polifosfato y los fosfatos orgánicos.
Los ortofosfatos incluyen las moléculas con dos o más átomos de fósforo,
átomos de oxígeno y, en determinados casos, átomos de hidrógeno
combinados en moléculas complejas. La hidrólisis de los polifosfatos, proceso
en el que recuperan sus formas como ortofosfatos, tiene lugar en soluciones
acuosas. No obstante, esta hidrólisis suele ser un proceso bastante lento. El
fósforo orgánico es de poca importancia en la mayor parte de los residuos
domésticos, pero puede ser un constituyente importante en los vertidos
industriales y fangos de aguas residuales domésticas.
 Azufre
El ion sulfato se encuentra, de forma natural, tanto en la mayoría de las aguas
de abastecimiento como en el agua residual. Para la síntesis de proteínas, es
necesario disponer de azufre, elemento que posteriormente será liberado en el
proceso de degradación de las mismas. Los sulfatos se reducen químicamente
a sulfuros y a sulfuros de hidrógeno (H2S) bajo la acción bacteriana en
condiciones anaerobias. Los sulfatos se reducen a sulfuros en los digestores
de fangos, y pueden alterar el normal desarrollo de los procesos de tratamiento
biológicos si la concentración de sulfuro excede los 200 mg/L.
Afortunadamente, estas concentraciones raramente se alcanzan.
 Gases
Los gases que con mayor frecuencia se encuentran en aguas residuales brutas
son el nitrógeno (N2), el oxígeno (O2), el dióxido de carbono (CO2), el sulfuro de
hidrógeno (H2S), el amoníaco (NH3), y el metano (CH4). Los tres primeros son
gases de común presencia en la atmósfera, y se encuentran en todas las
aguas en contacto con la misma. Los tres últimos proceden de la
descomposición de la materia orgánica presente en las aguas residuales. El
amoníaco se encontrará como ion amonio en la mayoría de los casos.
5.4.1.3-. Características biológicas
Las características biológicas del agua residual son la presencia de los
principales grupos de microorganismos y la presencia de organismos
patógenos. En el control analítico de las aguas residuales que se realiza en
30
Ana Rodríguez Paniagua
este estudio, no se lleva a cabo ningún análisis de carácter microbiológico. A
continuación se informa sobre los grupos de microorganismos y organismos
patógenos que puede presentar un agua residual.
Microorganismos
Los principales grupos de microorganismos presentes tanto en aguas
residuales como superficiales se clasifican en organismos eucariotas,
eubacterias y arqueobacterias. La mayoría de los organismos pertenecen al
grupo de las eubacterias. La categoría protista, dentro de los organismos
eucariotas, incluye las algas, los hongos y los protozoos. Las plantas tales
como los helechos, los musgos, las plantas hepáticas y las plantas de semilla
están clasificadas como eucariotas multicelulares. Los vertebrados y los
invertebrados están clasificados como animales eucariotas multicelulares. Los
virus, también presentes en el agua residual, se clasifican en función del sujeto
infectado. Las bacterias se pueden clasificar como eubacterias procariotas
unicelulares.
Organismos patógenos
Los organismos patógenos que se encuentran en las aguas residuales pueden
proceder de desechos humanos que estén infectados o que sean portadores
de una determinada enfermedad. Las principales clases de organismos
patógenos presentes en las aguas residuales son: bacterias, virus y
protozoarios. El tracto intestinal humano contiene innumerables bacterias con
forma de bastoncillos, conocidas como organismos coliformes. La presencia de
coliformes en un agua puede ser un indicador de la posible presencia de
organismos patógenos, y la ausencia de aquéllos es un indicador de que las
aguas están libres de organismos que puedan causar enfermedades.
31
Ana Rodríguez Paniagua
6-. ANÁLISIS REALIZADOS
En esta planta se realiza una analítica diaria del influente, efluente y de agua
decantada. Semanalmente una empresa contratada por la entidad de
saneamiento coloca una toma muestre en el agua de entrada y de salida para
controlar el proceso y comprobar que los métodos empleados en el laboratorio
funcionan correctamente. Igualmente, una vez por semana se analiza el agua
procedente del terciario y varias veces al mes el influente y efluente de unas
instalaciones de depuración a cargo de esta EDAR.
Normalmente se inicia un recorrido por las instalaciones para observar el
estado del agua (color, espumas, etc), de esta forma se puede intuir los
resultados de las analíticas del día siguiente.
6.1-. Muestreo
Por lo que respecta al tipo de muestreo, se pueden distinguir principalmente
dos tipos:
 Muestra simple: muestra discreta tomada en un momento y lugar
determinado. Estas muestras representan la composición del agua
residual en ese momento.
 Muestra compuesta: dos o más muestras o submuestras mezcladas en
proporciones conocidas (de manera continua o discreta) recogidas en el
mismo punto en momentos distintos.
Para evaluar las características del agua de entrada y salida de esta EDAR es
habitual que se realice un muestreo compuesto ya que durante la jornada diaria
se pueden realizar vertidos de distintas características. La toma de muestras se
realiza cada 4 horas. Un operario recoge las distintas muestras y las mezcla
para obtener así una muestra representativa.
Figura 6.1. Muestras compuestas de agua bruta, agua decantada y agua tratada
32
Ana Rodríguez Paniagua
A continuación se describen los análisis realizados en el laboratorio para el
control de la línea de aguas.
6.2 -Análisis línea de agua
I.
Conductividad
El procedimiento de medición consiste en sumergir el conductímetro y observar
en el display el valor obtenido. Valores típicos obtenidos están comprendidos
entre los 1.900 y los 2.800 μS/cm. Esta medición se realiza diariamente al
afluente, efluente y a las muestras procedentes de decantadores. Normalmente
la conductividad de las muestras es muy alta en la entrada reduciéndose en la
salida.
II.
pH
El agua debe encontrarse entre 6,5 y 8,5.
La medición se realiza mediante un peachímetro. Se introduce el electrodo en
la muestra a medir y el display marca el valor de pH. Esta medida se realiza al
afluente, efluente, agua decantada, muestra del reactor biológico y la
recirculación. En todos los casos, suele estar comprendida entre los valores
anteriormente mencionados y se realiza a diario. En la figura 6.2 se observa el
conductímetro y el peachímetro utilizados en las analíticas.
Figura 6.2 A la izquierda, conductímetro y a la derecha, peachímetro
III.
Sólidos en suspensión (SS)
El proceso consiste en pesar los filtros, previamente desecados en la estufa; la
agitación de la muestra es importante para evitar coger muestra clarificada con
una cantidad irreal de sólidos. A continuación, se filtra a vacío un volumen
conocido de muestra, dato importante para determinar los sólidos y evitar una
33
Ana Rodríguez Paniagua
colmatación del filtro si el agua está muy sucia. Después se vuelven a introducir
en la estufa varias horas. Pasado este tiempo, se sacan de la estufa y se dejan
enfriar en el desecador. Finalmente se pesan en la báscula.
Se utilizan mayores volúmenes de filtrado para analizar los sólidos en
suspensión del efluente de la planta, afluente y terciario, ya que el efluente y el
terciario son aguas mucho más clarificadas.
IV.
Turbidez
La turbidez se mide en Unidades Nefelométricas de Turbidez, o Nefelometric
Turbidity Unit (NTU).
Para su medida se utiliza el nefelómetro o turbidímetro, que mide la intensidad
de la luz dispersada a 90 grados cuando un rayo de luz pasa a través de una
muestra de agua. En el laboratorio se trabaja con un turbidímetro portátil.
El procedimiento es muy sencillo y la medida, inmediata. Consiste en el llenado
de una cubeta con la muestra deseada. La turbidez se mide al agua de
entrada, de salida y decantada. Las paredes de la cubeta han de estar bien
limpia para que pueda ser atravesada por el haz de luz.
Los resultados obtenidos se encuentran alrededor de 200-400 NTU para las
aguas brutas y de 2-10 NTU para las aguas tratadas.
V.
V30
La V30 pretende determinar la mayor o menor facilidad de los flóculos que se
tienen en el licor mezcla para sedimentar. Se muestra en la figura 6.3 una
fotografía del ensayo V30, en cuyo ensayo se toma como licor mezcla dos
muestras, una de cada reactor, para que se pueda observar en laboratorio
cómo se está produciendo la sedimentación de la decantación secundaria. Por
tanto, una buena sedimentación de los flóculos es una señal de que dicha
decantación se produce adecuadamente y, en cambio, observar que los
flóculos se parten o flotan, es síntoma de que algo no ocurre adecuadamente
en el proceso.
34
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 6.3. Ensayo V30 para muestras de reactores biológicos y recirculación
El proceso de sedimentación se realiza en una probeta de un litro, en la cual se
introduce exactamente esa cantidad de mezcla. Una vez se ha vertido la
muestra, se deja que sedimente y se anota la altura a la que están los flóculos
tras 30 minutos de sedimentación.
Si se produce “bulking”1, el material decantado en el sedimentador secundario
va a estar cercano en la interfase, por lo que puede ser arrastrado por el
líquido. Por lo tanto, la calidad del efluente tratado será relativamente baja.
Para evitar el bulking, se debe mantener la concentración de oxígeno disuelto
entre 1,5 y 2 mg/l, aumentar la aireación y procurar que el pH no esté muy
ácido.
En verano, con el aumento de las temperaturas puede producirse flotación del
fango por la desnitrificación incontrolada en los decantadores secundarios. Esto
ocurre cuando existen nitratos en el agua intersticial de los fangos y tiene lugar
cuando se da un periodo de anoxia. Este hecho dificulta la decantación y
empeora la calidad del agua tratada.
VI.
Demanda química de oxígeno (DQO)
El valor de la DQO se determina en las muestras de agua de la entrada, de la
salida y agua decantada utilizando unos kit preparados para ello. El proceso a
seguir es muy sencillo y los reactivos son facilitados por el fabricante.
Según el intervalo de concentración en la muestra existen diferentes modelos
de kit.
1
Fango con pobres características de sedimentabilidad. Existen dos tipos de problemas:
1-Crecimiento de filamentosas, organismos que crecen bajo condiciones adversas, es lo más común. 2-Agua embebida
en el floculo, las células que están en él se hinchan disminuyen su densidad y no sedimentan.
35
Ana Rodríguez Paniagua
El tubo para realizar el test contiene un líquido en el cual hay ácido sulfúrico y
dicromato potásico y un polvo sedimentado que es sulfato de mercurio. En este
tubo se introduce un determinado volumen de muestra, 2 ml, que se añade con
una micropipeta. Se cierra el tubo con un tapón y se agita para que mezcle bien
la muestra con el contenido del tubo. Tras ello, se introduce durante dos horas
a 150ºC en un digestor (ver figura 6.4).
Figura 6.4. Calentador para tubos de ensayo HI 839800 Hanna
Se sacan los tubos del digestor y, tras enfriarse se realiza la medición en el
espectrofotómetro, ya que la reacción que se produce hace que cambie de
color el contenido del tubo. La reacción que se produce es tal, que la materia
oxidable en el agua es oxidada por el Cr2O7-2, y éste se reduce a Cr6+ y a Cr3+ y
forma el sulfato de cromo (III) de color verdoso.
VII.
Demanda biológica de oxígeno (DBO5)
El valor de la DBO5 se ha determinado sobre el agua de entrada, el agua de
salida y decantada, utilizando un método electrónico mediante un aparato
denominado Oxitop. Este método de determinación es un método
manométrico, muy fácil de llevar a cabo.
La medición de este parámetro con Oxitop consiste en una medición de presión
en un sistema cerrado: los microorganismos que se encuentran en la muestra
consumen oxígeno y generan CO2.
El oxígeno es proporcionado a la muestra a partir del aire.
En el tapón de goma se encuentra NaOH que retiene el CO 2 generado y lo
elimina del volumen de aire, creándose una presión negativa que puede leerse
directamente como valor de medición en forma de DBO en unidades de
mgO2/L.
36
Ana Rodríguez Paniagua
Procedimiento: se introduce un volumen definido de la muestra en una botella
opaca (figura 6.5), que evita que la luz provoque reacciones fotosintéticas en el
interior (lo que originaría oxígeno, dando un resultado erróneo). Se introduce,
junto a la muestra, un agitador magnético (mosca) unas gotas de inhibidor de
nitrificación y se tapa la boca de la botella con el tapón de goma en el que se
ponen tres o cuatro lentejas de NaOH. Transcurridos cinco días se toma la
medida del Oxitop y, tras multiplicarlo por el factor de conversión asociado al
volumen para cada muestra se obtiene el valor de DBO.
Figura 6.5. Botellas para la determinación de DBO5
Para evitar la saturación del sensor se escogen volúmenes bajos de muestra,
43 ml, para la muestra del influente, ya que en dichas muestras se producirá
una elevada oxidación de materia orgánica. Para las aguas decantadas se
toman 97 ml. Por el contrario, en las aguas tratadas, el volumen de muestra
empleado es mucho mayor, 365 ml.
VIII.
Determinación de nitratos (NO3-)
La medida directa de nitratos se realiza mediante un kit comercial. Para el
procedimiento se siguen los pasos dados en el manual: se adiciona una
cantidad de 1 ml de muestra a una cubeta, en la que ya viene preparada una
solución. Tras ello, se añade 1 ml de un reactivo, NO 3-1K, y se produce la
reacción entre la solución, la muestra y el reactivo, obteniéndose una variación
de color en la misma, que va desde ligeramente rosado hasta violeta. Esta
variación de color da la medida de la cantidad de nitratos en la muestra gracias
al espectrofotómetro.
Como es de suponer, la medida de nitratos se realiza principalmente a los
biológicos como medida de control y dos veces al mes al afluente y efluente,
según el Plan de Análisis.
37
Ana Rodríguez Paniagua
IX.
Nitrógeno Total (NT)
El test para el nitrógeno total engloba al nitrógeno orgánico, al nitrógeno
amoniacal, los nitritos y los nitratos. Este parámetro se mide dos veces al mes
en el influente y efluente.
Se realiza con un kit comercial (ver figura 6.6) y se sigue el procedimiento
descrito en el manual. Necesita digestión a 105ºC durante una hora. Tras ello,
se deja enfriar y se toma 1 ml del producto obtenido y se introduce en otro vial
con reactivo. Se agita esta vial y se mide en el espectrofotómetro, obteniendo
el resultado de nitrógeno total.
X.
Amonio (NH4+)
Esta medición se hace mediante un kit comercial en el cual hay una solución
sobre en la que se introduce la muestra, concretamente 2 ml y cuatro gotas del
reactivo NH4+-1K. Se agita, se deja enfriar y se realiza la medición en el
espectrofotómetro. Esta medición es semanal para el agua del tratamiento
terciario y bimensual para el efluente e influente.
XI.
Fósforo (P)
La principal fuente de fósforo son los residuos agrícolas procedentes
mayoritariamente de fertilizantes y el uso de detergentes, así como los
desechos humanos. La medida de los fosfatos, por tanto, se convierte en un
elemento fundamental en la depuración.
La medida se realiza mediante un kit comercial y el procedimiento según los
pasos descritos en el manual.
El proceso en sí consiste en la introducción de la mezcla de 1 ml de muestra y
una dosis del reactivo en un digestor durante 30 minutos a 120ºC y, tras
enfriarse, se introduce una dosis de otro reactivo. Se agita y se mide en el
espectrofotómetro.
Figura 6.6. Kit comerciales
38
Ana Rodríguez Paniagua
6.3-. Análisis línea de fangos
El fango que analizamos en la estación depuradora es el fango deshidratado,
fango filtros y fango flotado. Las determinaciones que se llevan a cabo en las
muestras son la cantidad de residuo seco o sólidos totales, y la determinación
de la materia volátil.
MÉTODOS DE ANÁLISIS
1) Determinación del residuo seco.
La determinación del residuo seco de las muestras de fango deshidratado nos
permitirá establecer la capacidad en reducción de volumen o concentración del
fango.
El proceso realizado para las muestras de fangos, consiste básicamente en la
eliminación del agua mediante secado a 105 °C ± 2 °C, y comparación del peso
inicial y final.
2) Determinación de materia volátil.
Este parámetro nos permite conocer el rendimiento de los procesos biológicos
de estabilización de fangos, ya que nos puede orientar sobre el contenido de
materia orgánica, aunque este parámetro se considera meramente estimativo
porque algunos compuestos orgánicos (sustancias órgano–calcáreas u
órgano–metálicas) pueden no incinerarse a 550 °C. Igualmente ciertas
sustancias consideradas inorgánicas pueden volatilizarse a dichas
temperaturas.
Esta determinación puede realizarse de forma continuada a la determinación
del residuo seco, debido a la necesidad de eliminar el contenido en aguas de
los fangos, previo a su realización. Así pues, partiendo del residuo seco se
procederá a su calcinación a 550 °C.
6.4-. Composición de las aguas residuales
La composición de las aguas residuales se refiere a las cantidades de
constituyentes físicos, químicos y biológicos presentes en las aguas residuales.
A continuación se presenta en la tabla 6.1 la media de los datos obtenidos para
el agua residual de la EDAR y en la Tabla 6.2 los valores medios obtenidos
para fangos.
39
Ana Rodríguez Paniagua
Tabla 6.1. Datos correspondientes al análisis de agua durante los meses de
prácticas en la EDAR
JUNIO
JULIO
Entrada
Salida
Entrada
Salida
SS (mg/L)
368
16
370
20
DBO (mg O2/L)
677
12
665
14
DQO (mg O2/L)
1092
48
1071
49
N (mg/L)
113
59
119,01
59,92
P (mg/L
18
0,98
17,53
1,62
Tabla 6.2. Datos correspondientes al análisis de fangos durante los meses de
prácticas en la EDAR
JUNIO
JULIO
Materia volátil (%)
69,7
66,8
Sequedad (%)
22,9
23,1
40
Ana Rodríguez Paniagua
7. ESTUDIO DE GASES
7.1-. Introducción
Las EDARs se ocupan del tratamiento de residuos líquidos, pero durante este
proceso se generan residuos sólidos y gaseosos que han de ser
adecuadamente gestionados. En el caso de las emisiones a la atmósfera, el
principal problema es la formación o liberación de compuestos causantes de
malos olores, que además pueden ser tóxicos y/o corrosivos.
Trataremos en este estudio los gases que se consideran peligrosos o
perjudiciales para las personas o el medioambiente.
Los gases que debemos tener en cuenta, por su peligrosidad son el dióxido de
carbono (CO), el sulfuro de hidrógeno (H2S), el amoníaco (NH3) y el metano
(CH4). En concreto, es especialmente preocupante el H2S, abundantemente
generado y cuyos Valores Límite Ambientales de Exposición Diaria (VLA-ED) y
de Exposición de Corta Duración (VLA-EC) son 10 y 15 ppm respectivamente,
debido a su alta toxicidad. Además puede dañar gravemente tanto el acero
como el hormigón y deteriorar muy rápidamente los equipos electrónicos
expuestos a su ataque.
7.1.1-. Sulfuro de hidrógeno
El sulfuro de hidrógeno (H2S) se forma durante el proceso de descomposición
de la materia orgánica que contiene azufre, o en la reducción de sulfitos y
sulfatos minerales, mientras que su formación queda inhibida en presencia de
grandes cantidades de oxígeno. Es un gas incoloro, con un olor típicamente
característico que recuerda al olor a huevos podridos. La percepción del olor
del H2S varía dentro de la población humana, en un rango de 0,008–0,2 ppm
(Amoore, 1983; Beauchamp, 1984). El ennegrecimiento del agua residual y del
fango se debe, generalmente, a la formación de sulfuro ferroso (FeS) u otros
sulfuros metálicos. El H2S es un gas altamente tóxico. Reacciona con las
enzimas presentes en el flujo sanguíneo que evitan la transferencia de oxígeno
a las células. En otras palabras, una concentración elevada de sulfuro de
hidrógeno puede hacer colapsar los pulmones. La exposición a una
concentración baja del gas puede quemar el tracto respiratorio y causar
hinchazón alrededor de los ojos. Ataca directa e indirectamente a los metales y
ha producido corrosiones graves en las conducciones de cemento por oxidarse
biológicamente a H2SO4 en las paredes de las tuberías. Este gas es inflamable
en el aire cuando se encuentra en concentraciones entre 4–46% (Sax y Lewis,
1989) y enciende con una llama color azul pálido.
Niveles de sulfuro de hidrógeno (en ppm) y resultados en humanos:
 0,13  Olor mínimo perceptible.
41
Ana Rodríguez Paniagua
 4,60  Se detecta fácilmente, olor moderado.
 10  Comienzan a irritarse los ojos.
 27  Olor intenso y desagradable, pero tolerable.
 100  Tos, irritación ocular, pérdida del sentido del olfato después de 2
a 5 minutos.
 200-300  Conjuntivitis aguda (inflamación en los ojos) e irritación del
tracto respiratorio tras una hora de exposición.
 500-700  Pérdida de la conciencia, cese (interrupción o pausa) de la
respiración y muerte.
 1000-2000  Pérdida inmediata de la conciencia, cese rápido de la
respiración y muerte en pocos minutos. La persona puede fallecer
incluso si se la aleja inmediatamente del lugar hacia el aire fresco.
7.1.2-. Metano
El principal subproducto de la descomposición anaerobia de la materia
orgánica del agua residual es el gas metano (CH4). El metano es un gas
hidrocarburo combustible de alto valor energético, incoloro e inodoro.
Normalmente no se encuentra en grandes cantidades en el agua residual,
puesto que incluso pequeñas cantidades de oxígeno tienden a ser tóxicas para
los organismos responsables de la producción de metano, no obstante, en
ocasiones se produce metano como resultado de un proceso de
descomposición anaerobia que puede darse en depósitos acumulados en el
fondo.
En las plantas de tratamiento, el metano se genera en los procesos de
tratamiento anaeróbicos empleados para la estabilización de los fangos de
aguas residuales.
Por lo tanto, en el caso de la EDAR Valle del Vinalopó los valores más
probables para el gas metano serán 0 ppm.
7.1.3-. Amoníaco
El amoníaco (NH3) es un producto químico que se utiliza ampliamente en
muchos tipos de industrias. Es un gas incoloro con un intenso olor
desagradable. Si bien se incluye en la categoría de los productos inflamables,
es un producto químico que no se inflama fácilmente. Cuando se expone a
altas temperaturas, la solución de amoníaco se descompone y forma gas de
amoníaco y óxidos de nitrógeno (NOx). El amoníaco es un producto irritante
cuyo efecto se intensifica extremadamente a medida aumenta la concentración.
Niveles de amoníaco (en ppm) y resultados en humanos:
42
Ana Rodríguez Paniagua
0-25  Irritación leve en los ojos y en el tracto respiratorio.
25  Límite permisible de exposición (OSHA).
50-100  Hinchazón de los párpados, conjuntivitis, vómitos, irritación de la
garganta.
100-500  En concentraciones peligrosamente altas, la irritación se intensifica.
La exposición prolongada a concentraciones altas de amoníaco puede
provocar la muerte.
7.1.4-.Monóxido de carbono
El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro, inoloro, no irritante pero
sumamente tóxico. Se produce naturalmente por una serie de procesos, sobre
todo por la oxidación parcial del CH4 que se forma en la descomposición de la
materia orgánica por fermentación. En una atmósfera no contaminada la
concentración de monóxido de carbono es muy baja y estable.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha fijado en 9 ppm como límite de
tolerancia de concentración de monóxido de carbono.
En esta planta no encontraremos monóxido de carbono, ya que no se produce
metano y no hay sistemas de combustión asociados al biogás.
7.2-. Concentraciones de gases en EDAR
7.2.1-. Mapa de mediciones
Es necesario realizar un mapa en el que se reflejen los resultados de
mediciones periódicas efectuadas durante un tiempo que se estime oportuno
(30-60 días, etc.), para establecer los puntos de la estación depuradora donde
los niveles de gases (sulfhídrico, metano) son más elevados.
Hay puntos donde los niveles alcanzarán cotas más elevadas (sala de tolvas,
sala de centrifugadoras…), pero también en el exterior de las naves o casetas
de la instalación se pueden alcanzar niveles peligrosos. Sabiendo los lugares
donde las emisiones de gases son más frecuentes y elevadas se puede
señalizar y restringir el acceso a determinadas áreas de la estación (y poder
definir las zonas donde es necesario establecer un permiso de trabajo y/o un
permiso de entrada).
7.2.2-. Instrumentación utilizada para la toma de datos
Utilizamos un sistema portátil de detección de gases. Los detectores portátiles
individuales (figura 7.1) se utilizan en gran diversidad de sectores industriales y
es imprescindible entorno a las redes de saneamiento o plantas de tratamiento
según las regulaciones en materia de prevención de riesgos laborales.
43
Ana Rodríguez Paniagua
Para la recogida de datos se ha utilizado un detector de gases Custodian. Los
detectores de gases, como todo equipo, para garantizar una correcta medida
es necesaria su calibración y comprobación de funcionamiento siguiendo
estrictamente el método y la frecuencia señalados por el fabricante en su
manual de instrucciones.
La fecha de la última calibración del detector utilizado es 8 de julio de 2013.
Especificaciones técnicas del detector de gas Custodian Crowcon:
Peso: 500 g
Dimensiones: 155mm x 102mm x 52mm (6,1 "x 4" x 2 ")
La medida típica oscila: 0-100% del límite inferior de explosividad, LEL, gas
inflamable, 0 a 25% de oxígeno, 0-50 ppm sulfuro de hidrógeno, 0-500 ppm
monóxido de carbono, 0-10 ppm dióxido de azufre, 0-5 ppm de cloro, 0-25 ppm
cianuro de hidrógeno, 0-10 ppm dióxido de nitrógeno, 0-5 ppm fosfina
(combinación normal de gas inflamable, oxígeno y dos gases tóxicos).
Los niveles típicos de alarma (3 por canal): 20% LEL, 19% y 23% de oxígeno,
10 ppm sulfuro de hidrógeno, monóxido de carbono 50 ppm, instantáneo y
alarmas TWA2 (STEL3 y LTEL4).
Tiempos de respuesta T90: metano: 20 segundos; oxígeno: 10 segundos,
típicas de gases tóxicos: 20 segundos.
Indicadores visuales de alarma ultra brillante: LED rojo parpadea en PELIGRO
DE GAS. LED verde intermitente muestra que el instrumento está funcionando.
2
3
4
Promedio ponderado en el tiempo.
Límite de exposición a corto plazo (15 min.).
Límite de exposición a largo plazo (8 horas).
44
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.1. Detectores utilizados para la medición de concentración de gases en la
planta. A la izquierda, Custodian, a la derecha, M40
Detector de gas M40:
Además del mencionado anteriormente, la planta dispone un detector M40
asignado al jefe de planta. Las especificaciones del M40 se muestran en la
Tabla 7.1.
Tabla 7.1. Especificaciones M40
Peso: 243 gramos
Tamaño: 109 mm x 62 mm x 35 mm
Rango
Gas
Monóxido de
0-999 ppm
Carbono (CO)
Ácido
Sulfhídrico
0-500 ppm
(H2S)
0-30%
Oxígeno (O2)
Combustible
(LEL)
Resolución
1 ppm
0-100%
T90
48 seg
1 ppm
30 seg
0.1%
10 seg
1%
35 seg
Detector de gas T40:
Todo el personal de la planta lleva consigo un detector como este. Es un
monitor de un solo gas, de bajo costo, libre de mantenimiento, diseñado para
proteger al personal contra la exposición peligrosa de gases de sulfuro de
hidrógeno y de monóxido de carbono. Las especificaciones se indican en la
tabla 7.2.
45
Ana Rodríguez Paniagua
Tabla 7.2. Especificaciones T40
Peso: 98 gramos
Tamaño: 86 mm x 58 mm x 19 mm
Gas
Rango
Monóxido de
0-999 ppm
Carbono (CO)
Ácido Sulfhídrico
0-500 ppm
(H2S)
Resolución
1 ppm
1 ppm
7.3-. Datos obtenidos y resultados
Se han tomado datos en diferentes zonas de la planta, que permiten conocer
las concentraciones de H2S a lo largo del tiempo. Las mediciones
corresponden a 7 días durante el periodo de prácticas, una vez a la semana
durante los meses de junio y julio.
Los resultados obtenidos muestran, tal y como era de esperar, que las
concentraciones de CH4 son 0 ppm en cualquier zona de la planta ya que no se
dispone de digestor anaerobio y en ningún caso se mantienen los lodos o
residuos en depósitos cerrados durante el tiempo suficiente para que éste se
genere. Igualmente el valor de CO en toda la planta es de 0 ppm.
Para el caso del amoníaco los valores registrados también son de 0 ppm.
Por tanto, el estudio se centra en las medidas obtenidas para el sulfuro de
hidrógeno.
Se elaboran dos planos diferentes, el primero para las zonas abiertas o
exteriores que nos da una visión más general de la planta. El segundo tiene en
cuenta los espacios confinados y se ha elaborado tomando datos en las
distintas etapas del tratamiento de depuración.
7.3.1-. Zonas exteriores
A continuación se exponen los datos obtenidos para elaborar el plano de
general de la planta. Los puntos de toma de datos en zonas exteriores se
indican en la figura 7.2.
46
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.2. Mapa con la localización de los puntos de medición
Descripción de los puntos del mapa:
1. Puerta de entrada a la planta
2. Báscula para camiones
3. Parte posterior del edificio de reactivos
4. Vertido al río
5. Edificio de control
6. Zona central de la planta
7. Tratamiento terciario
8. Espesador de fangos por flotación
9. Espesador de fangos por gravedad
10. Depósito de fangos
11. Cámara de estabilización
12. Edificio de soplantes
13. Zona afectada por la salida de aire de las torres de desodorización
Para los puntos 1, 2, 3, 5, 6, 7 y 12 los valores dados por el detector han sido
de cero ppm, y por tanto son zonas que no conllevan ningún riesgo. En la tabla
47
Ana Rodríguez Paniagua
7.3 aparecen reflejados las concentraciones de H2S para todos los días de
medición.
Tabla 7.3. Valores de H2S detectados para cada uno de los puntos indicados en la
figura 7.2
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
DIA 1
0
0
0
0
0
0
0
DIA 2
0
0
0
1
0
0
0
DIA 3
0
0
0
0
0
0
0
DIA 4
0
0
0
0
0
0
0
DIA 5
0
0
0
0
0
0
0
DIA 6
0
0
0
0
0
0
0
DIA 7
0
0
0
0
0
0
0
MEDIA
0,0
0,0
0,0
0,1
0,0
0,0
0,0
DIA 1
DIA 2
DIA 3
DIA 4
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
P8
1
1
0
1
0
0
1
0,6
P9
2
2
0
0
0
0
2
0,9
P10
0
0
0
0
3
0
1
0,6
Figura 7.3. Concentración de H2S para el
punto 4
P11
0
0
0
0
3
0
0
0,4
P 12
0
0
0
0
0
0
0
0,0
P13
1
1
1
1
1
0
1
0,9
Figura 7.4. Concentración de H2S para el
punto 8
48
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.5. Concentración de H2S para el
punto 9
Figura 7.6 Concentración de H2S para el punto
10
Figura 7.7. Concentración de H2S para el
punto 11
Figura 7.8 Concentración de H2S para el
punto 13
Las dos concentraciones más significativas se han obtenido en el punto 13 que
coincide con la salida de aire de las torres de desodorización y el punto 9,
espesador de fangos por gravedad.
La figura 7.9 corresponde con el mapa general de la planta. En cada uno de los
puntos exteriores se indica la media obtenida para los valores de cada punto.
49
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.9. Mapa de concentración de H2S para las zonas exteriores
50
Ana Rodríguez Paniagua
7.3.2-. Edificios y etapas de depuración
Pretratamiento:
Se muestra la posición de los puntos donde se ha tomado la lectura del
detector en la figura 7.10.
Figura 7.10. Edificio de pretratamiento
1→ Recirculación que provienen del rebose del espesador, centrífugas, pozo
de flotantes.
2→Entrada al edificio, próxima a los tamices
3→Prensa
4→Arqueta
5→Entre contenedores
Tabla 7.4 Valores de H2S detectados para cada uno de los puntos indicados en la
figura 7.10
P1
P2
P3
P4
P5
DIA 1
DIA 2
DIA 3
DIA 4
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
1
1
5
6
5
5
4
3,9
1
0
1
1
1
1
1
0,9
3
0
2
2
1
2
1
1,6
MEDIA global para
pretratamiento
3,1
51
6
2
3
3
4
3
4
3,6
8
1
4
7
7
4
7
5,4
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.11 Concentración de H2S para el punto
1
Figura 7.13. Concentración de H2S para el
punto 3
Figura 7.15. Concentración de H2S para el
punto 5
52
Figura 7.12. Concentración de H2S para el
punto 2
Figura 7.14 .Concentración de H2S para el
punto 4
Ana Rodríguez Paniagua
Las dos concentraciones más significativas se han obtenido en el punto 1 que
corresponde al pozo de gruesos y al punto 5, situado entre los contenedores de
la cuchara bivalva y el de productos de desbaste. Se entiende que en el punto
1 se produce una desgasificación por la descarga del vertido procedente de los
pozos de drenaje al pozo de gruesos y, en el punto 2, la acumulación de
residuos y su adecuación al contenedor, es lo que provoca esa mayor
concentración.
La media para el edificio de pretratamiento es 3,1 ppm de H2S.
Desarenador
Se muestra la posición de los puntos en la figura 7.16 y los datos obtenidos en
la Tabla 7.5.
Figura 7.16. Desarenador
1→Entrada de agua
2→Vertedero de grasas
Tabla 7.5. Valores de H2S detectados para cada uno de los puntos indicados en la
figura 7.16
P1
P2
DIA 1
DIA 2
DIA 3
DIA 4
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
1
1
1
1
0
1
0
0,7
53
1
0
1
3
2
0
2
1,3
Ana Rodríguez Paniagua
MEDIA global
desarenador
1,0
Figura 7.17. Concentración de H2S para el
punto 1
Figura 7.18. Concentración de H2S para el
punto 1
La concentración media de H2S para el desarenador es de 1 ppm.
Decantación primaria
Se muestra la posición de los puntos en la figura 7.19.
Figura 7.19. Decantación primaria
54
Ana Rodríguez Paniagua
Tabla 7.6 Valores de H2S detectados para cada uno de los puntos indicados en la
figura 7.19
P1
P2
P3
P4
DIA 1
0
0
DIA 2
0
0
DIA 3
0
0
DIA 4
0
0
DIA 5
0
0
DIA 6
0
0
DIA 7
0
0
MEDIA
0,0
0,0
Media decantadores
MEDIA global decantación
primaria
1
1
0
1
0
1
0
0,6
1
1
0
0
0
1
0
0,4
0,2
0,3
Las concentraciones de H2S en los puntos 1 y 2 correspondientes a los
decantadores pequeños, es 0 ppm.
Figura 7.20. Concentración de H2S para el
punto 3
Figura 7.21. Concentración de H2S para el
punto 4
Tratamiento Físico-Químico
Se muestra en la figura 7.22 la situación de los puntos donde se han tomado
las mediciones de H2S.
55
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.22. Tratamiento físico-químico
1→Entrada de agua
2→Salida
Tabla 7.7. Valores de H2S detectados para cada uno de los puntos indicados en la
figura 7.22
P1
P2
DIA 1
DIA 2
DIA 3
DIA 4
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
1
0
1
3
1
1
1
1,1
2
1
2
2
1
2
1
1,6
MEDIA global físico-químico
56
1,4
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.23. Concentración de H2S para el
punto 1
Figura 7.24. Concentración de H2S para el
punto 2
El valor medio de H2S para el tratamiento físico-químico es de 1,4 ppm.
Reactores biológicos
Se muestra la posición de los puntos en la figura 7.25
Figura 7.25 Reactores biológicos
1→Zona centro
2→Salida de agua en reactor 2
3→Salida de agua en reactor 1
4→Entrada de agua
Tabla 7.8 Valores de H2S detectados para cada uno de los puntos indicados en la
figura 7.25
P1
P2
P3
P4
DIA 1
DIA 2
DIA 3
DIA 4
0
0
0
0
0
0
0
0
57
0
0
0
0
1
0
0
1
Ana Rodríguez Paniagua
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
0
0
0
0,0
0
0
0
0,0
0
0
0
0,0
1
1
1
0,7
MEDIA global reactores
biológicos
0,2
En este caso sólo se ha detectado H2S en la entrada del reactor.
Figura 7.26. Concentración de H2S para el punto 1
El valor medio de H2S para reactor biológico es de 0,2 ppm.
Decantación secundaria
En la figura 7.27 se muestra la situación de los puntos donde se ha tomado
lectura del detector de gas.
58
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.27. Decantación secundaria
Tabla 7.9 Valores de H2S detectados para cada uno de los cuatro puntos indicados en
la figura 7.27.
P1
P2
P3
P4
DIA 1
3
0
DIA 2
2
0
DIA 3
2
0
DIA 4
2
0
DIA 5
3
1
DIA 6
2
0
DIA 7
2
0
MEDIA
2,3
0,1
MEDIA global decantadores
MEDIA global decantación
secundaria
0
0
0
0
0
0
0
0,0
1
1
1
0
0
0
1
0,6
0,8
Para el punto 3 todos los valores detectados son 0 ppm.
59
0,8
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.28. Concentración de H2S para el
punto 1
Figura 7.29. Concentración de H2S para el
punto 2
Figura 7.30. Concentración de H2S para el
punto 4
Una situación similar se produce en la decantación primaria y es que la mayor
concentración se dio en la arqueta del mayor decantador.
El valor medio de H2S para la decantación secundaria es de 0,8 ppm.
Edificio de centrífugas
Se muestra en la figura 7.31 la posición de los puntos donde se han tomado las
mediciones de H2S.
60
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.31 Edificio de centrífugas
Tabla 7.10 Valores de H2S detectados para cada uno de los puntos indicados en la
figura 7.31.
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
DIA 1
DIA 2
DIA 3
DIA 4
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
0
0
0
1
1
0
0
0,3
0
0
0
1
0
1
0
0,3
0
0
0
0
0
0
0
0,0
1
1
0
1
1
1
1
0,9
0
0
0
1
0
0
0
0,1
0
0
0
0
0
0
0
0,0
MEDIA global edificio de centrífugas
0
0
0
1
1
0
0
0,3
0
0
0
1
1
0
1
0,4
0,3
En los puntos 3 y 6 las concentraciones de H2S son 0 ppm.
61
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Figura 7.32. Concentración de H2S para el
punto 1
Figura 7.33. Concentración de H2S para el
punto 2
Figura 7.34. Concentración de H2S para el
punto 4
Figura 7.35. Concentración de H2S para el
punto 5
Figura 7.36. Concentración de H2S para el
punto 7
Figura 7.37. Concentración de H2S para el
punto 8
En el edificio de centrífugas el valor medio de H2S es de 0,3 ppm.
62
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Edificio de reactivos
Se muestra la posición de los puntos en la figura 7.38.
Figura 7.38 Edificio de reactivos
Tabla 7.11 Valores de H2S detectados para cada uno de los dos puntos indicados en
la figura 7.38
P1
P2
DIA 1
DIA 2
DIA 3
DIA 4
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
0
0
0
0
0
0
0
0,0
MEDIA global edificio de
reactivos
63
0
0
0
1
0
0
0
0,1
0,1
Ana Rodríguez Paniagua
Figura 7.39, Concentración de H2S para el punto 2
Solamente se detectó H2S en una ocasión, el día 4 en el punto 2, con una
concentración de 1 ppm. Por tanto, la concentración media para la sala de
reactivos es 0,1 ppm.
Sótano Bombas Flotador
Se muestra la posición de los puntos en la figura 7.40
Figura 7.40 Sótano bombas del flotador
Tabla 7.12 Valores de H2S detectados para cada uno de los dos puntos indicados en
la figura 7.40
P1
P2
DIA 1
0
0
DIA 2
0
0
64
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DIA 3
DIA 4
DIA 5
DIA 6
DIA 7
MEDIA
0
0
0
0
0
0,0
0
0
0
0
0
0,0
Todas las mediciones en el sótano de bombas han dado como resultado 0.
Este sótano dispone de una ventana para su ventilación.
Sala de Tolvas
Se muestra la posición de los puntos en la figura 7.41
Figura 7.41. Sala de tolvas
Tabla 7.1 Valores de H2S detectados para el punto indicado en la figura 7.41
P1
DIA 1
8
DIA 2
8
DIA 3
8
DIA 4
7
DIA 5
9
DIA 6
9
DIA 7
8
MEDIA
8,1
65
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Figura 7.42. Concentración de H2S para el punto 1
En esta sala se observa el registro de concentraciones más elevado de toda la
planta. La limpieza de la nave se lleva a cabo mediante agua presión, lo que
reduce la cantidad de fango pero no elimina salpicaduras. En la sala de tolvas
el valor medio de H2S es de 8,1 ppm.
El mapa general de la planta se muestra en la figura 7.43 e indica la media
obtenida en los diferentes edificios y zonas estudiadas.
66
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Figura 7.43. Mapa de concentración de H2S para edificios y etapas de depuración
67
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8. CONCLUSIONES
Al representar espacialmente las concentraciones de sulfuro de hidrógeno
(figura 7.43) tomadas con el detector de gases se advierte que los principales
focos de emisión se encuentran en la zona de tratamiento de fangos,
especialmente en la sala de tolvas. Seguidamente, la etapa de pretratamiento y
tratamiento físico-químico.
Teniendo en cuenta la figura 7.9 también se observa una elevada dilución de
las concentraciones del contaminante, exportadas desde el interior de la EDAR
(foco de emisión) hasta puntos cercanos. Cerca del foco de emisión se
registran valores más elevados, mientras que a pocos metros (200 m) éstos
disminuyen sustancialmente, alcanzando niveles inferiores al umbral de
percepción olfativo (principalmente en la zona Sureste de la estación).
Cuando los vientos poseen una dirección de procedencia Este existe un mayor
impacto de los niveles de sulfuro de hidrógeno en las zonas contiguas a la
depuradora (Polígono Industrial Finca Lacy I y II) ya que se trata de la zona
más poblada de los alrededores de la planta.
La disminución de la concentración viene influida por las circulaciones de brisa,
por ello los edificios se mantienen abiertos para su ventilación.
El sistema de eliminación de olores de la planta es un sistema adecuado que
permite mantener los niveles de H2S por debajo del Valor Límite Ambiental de
Exposición Diaria (VLA-ED), aunque genere un efecto negativo sobre el
bienestar de las zonas pobladas cercanas.
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Ana Rodríguez Paniagua
9. BIBLIOGRAFíA.
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