depuradora

DEPURADORA
Una empresa de
Bayer y LANXESS
DEPURADORA: introducción
Introducción
Las depuradoras del área de Medio Ambiente de
CURRENTA están especializadas en la depuración
de aguas residuales con componentes orgánicos.
El agua limpia es nuestro alimento más vital. Por eso
nes de metros cúbicos de agua anuales. El 95% de esa
somos especialmente cuidadosos con el agua. Minimiza-
cantidad se extrae directa o indirectamente del Rin. En los
mos constantemente su uso optimizando los procesos; evi-
últimos 10 años, el consumo de agua se ha reducido signifi-
tamos siempre que sea posible la contaminación del agua
cativamente, manteniéndose la producción prácticamente
que utilizamos y aplicamos métodos altamente eficaces
igual.
–en parte desarrollados por nosotros mismos– para depurar las aguas contaminadas.
La gestión responsable de los recursos hídricos cuenta
con una larga tradición en el CHEMPARK. Ya en 1901, una
«Comisión de Aguas Residuales» se ocupaba de este
elemento tan importante para la producción. Aunque en la
actualidad utilizamos los sistemas de depuración más eficaces del mundo, no nos damos por satisfechos, sino que
seguimos investigando para optimizar la preservación de
este preciado líquido.
El agua: imprescindible para la química
En la química, el agua es imprescindible: como ingrediente
de productos, disolvente, limpiador y refrigerante, portador
de energía en forma de vapor y, naturalmente, para el uso
cotidiano de las personas que trabajan con nosotros.
El CHEMPARK de Leverkusen consume unos 240 millo02
Depuración moderna de aguas en el área de Medio
Ambiente de CURRENTA
Tres cuartas partes de esa agua se utiliza con fines de
El proceso de depuración de aguas residuales
refrigeración en nuestras instalaciones de producción.
El agua de refrigeración no entra en contacto con ningún
Las aguas residuales industriales y las procedentes del al-
producto. Por eso estamos autorizados a verterla direc-
cantarillado público pueden depurarse conjuntamente de
tamente al Rin después de su uso a través de un sistema
forma óptima. La depuración de aguas moderna se realiza
de canalización separado, tras el correspondiente control
en varias etapas, orientadas a las diferentes sustancias
independiente. También se derivan directamente al Rin las
presentes en el agua:
aguas residuales que contengan sustancias inorgánicas
•E
liminación mecánica de sustancias macroscópicas y
con pocas o ninguna impureza orgánica y que no deban ser
tratadas, así como las aguas pluviales no contaminadas.
arena (reja, filtro de arena)
•N
eutralización (las aguas residuales ácidas y alcalinas se
neutralizan para no alterar el posterior proceso de depu-
Sólo en torno al 10% del agua empleada entra en contacto
con productos y debe ser depurada. Este volumen incluye
ración biológica)
•S
edimentación previa para separar al mismo tiempo las
las aguas residuales ácidas, alcalinas y con sustancias
sustancias no disueltas y las precipitadas durante la
orgánicas procedentes de las instalaciones de producción,
neutralización
laboratorios y plantas piloto, así como también las aguas
•H
omogeneización de las calidades de las aguas residuales
residuales de las instalaciones sanitarias y las cocinas.
•D
epuración biológica, en la que las sustancias biodegradables son «devoradas» por bacterias. En este proceso
Esta aguas residuales se depuran exhaustivamente en la
depuradora biológica propia de Leverkusen-Bürrig. Antes
se genera una masa adicional de bacterias.
•S
edimentación final para separar los lodos biológicos del
se efectúan tratamientos fisicoquímicos previos en el
agua depurada. Una parte de estos lodos se devuelve a
punto de generación. Ya en la misma planta se eliminan las
la etapa biológica para mantener una concentración de
sustancias que no puedan eliminarse biológicamente o en-
lodo constante. El resto se deriva a las instalaciones de
torpezcan el proceso de depuración biológica. Finalmente,
tratamiento de lodos.
las aguas depuradas se emiten al Rin.
03
Historia de la depuración de aguas residuales
Cifras y hechos
Los primeros principios mecánicos y biológicos para la depuración de las aguas del alcantarillado público se establecieron ya
a finales del siglo XIX. El tratamiento mecánico, biológico y químico de las aguas residuales industriales comenzó aproximadamente a mediados de la década de 1950. Anteriormente se partía
en general de la base de que las aguas residuales químicas no
podían depurarse biológicamente.
1901
Bayer crea una «Comisión de Aguas Residuales» en el
centro de producción de Leverkusen.
Puesta en marcha
1971 Estanque biológico
1980 Biocolumna
1909
Las aguas residuales emitidas por la fábrica se regis-
1928
Se analizan periódicamente determinados parámetros
1954
Se crea un laboratorio para el análisis de aguas residuales
1958
Se construye la primera depuradora de Bayer AG en
la factoría de Dormagen de forma conjunta con EC
2005–2010: Nueva construcción del estanque biológico
tran mensualmente.
Función
componentes orgánicos
(29 componentes) de las aguas residuales.
Módulos
principales
Neutralización, sedimentación previa,
depuración biológica, sedimentación final
y emisiones de gases (conocido como laboratorio AWALU).
Capacidad
Una depuradora mecánico-biológica en la zona de Flittard
de la factoría de Leverkusen sucede al proyecto precursor
del año 1958. La experiencia obtenida con esta planta se
utiliza posteriormente en la construcción de la depuradora
común de Leverkusen. En esta depuradora común se depuran las aguas residuales del CHEMPARK y de la cuenca
Equivalente a 1,7 millones de habitantes, con la
siguiente distribución: CHEMPARK: 1,4 mill. hab.
Confederación del Wupper: 0,3 mill. hab.
(Erdölchemie GmbH).
1966
Depuración de aguas residuales con
Volúmenes de
aguas residuales
CHEMPARK: 40.000 m3/d
Confederación del Wupper: 60.000 m3/d
con lluvia hasta 195.000 m3/d
Bürrig: (instalaciones sanitarias, prensado de lodos,
aguas de lavado de la incineradora, aguas de
filtración): ca. 10.000 m3/d aprox.
inferior del Wupper (Confederación del Wupper).
1971
Se pone en marcha la primera fase de ampliación (ac-
1975
Comienza a funcionar la depuradora biológica del
Rendimiento de
degradación
95 % (del restante 5% se encarga la
capacidad de depuración natural del Rin)
tualmente segunda etapa de depuración).
Eliminación de
nitrógeno
CHEMPARK de Uerdingen.
Mediante la desnitrificación y nitrificación, desde
1995 se eliminan 800 t/a más de nitrógeno de las
aguas residuales que antes. Reducción adicional de
compuestos nitrogenados orgánicos en > 40%
1978
Creación de la segunda depuradora mecánico-biológica
1980
Segunda fase de la planta de Leverkusen, con incorpo-
2002
El acuerdo de cooperación existente entre Bayer Industry Services (actualmente CURRENTA) y la Confederación del Wupper para la depuración de las aguas del
(véase nueva construcción del estanque biológico)
en el CHEMPARK de Dormagen.
Eliminación de
fosfatos
Concentración de salida asegurada < 0,6 mg/l gracias
a la precipitación simultánea
ración de una biocolumna de Bayer.
alcantarillado público se prorroga hasta el año 2011.
Tiempos de
permanencia
Entrada (conducción Gisela): 1,5 h aprox.
Neutralización: 0,5 h aprox.
Sedimentación previa: de 3 a 5 h aprox.
Acumulación: de 15 a 20 h aprox.
Biocolumna: de 18 a 22 h aprox.
Estanque biológico I y II: de 5 a 8 h aprox.
2007
Concluye con éxito la primera fase de construcción de
la nueva biocolumna. El proyecto «Biología de cascada»
deberá concluir en 2010 y reducir el contenido de nitrógeno de las aguas residuales en más del 40%.
Estanques de sedimentación final: de 6 a 8 h aprox.
Pozos de Dortmund: de 8 a 10 h aprox.
Permanencia total de las aguas residuales en la
depuradora: de 2 a 3 días aprox.
DEPURADORA: la depuradora de Leverkusen-Bürrig
LA DEPURADORA DE
LEVERKUSEN-BÜRRIG
Paso a paso:
Vista general de los
componentes de la
instalación y procesos
del ciclo de las aguas
residuales
Filtración mecánica gruesa
con lodos procedentes de las otras etapas de depuración
(véase más adelante) y se envían a las instalaciones de
Las aguas residuales biodegradables del CHEMPARK de
tratamiento de lodos de depuradora.
Leverkusen fluyen a través de una conducción de doce
metros de profundidad y dos kilómetros de longitud hasta
la depuradora de Bürrig. Este recorrido les lleva dos horas.
Acumulación
En la depuradora, una reja retiene los componentes de
mayor tamaño.
Las aguas residuales neutralizadas y sometidas a una
limpieza mecánica previa se acumulan provisionalmente
Neutralización
en depósitos intermedios donde se homogeneizan las
concentraciones y volúmenes del flujo de aguas residuales. Esto mejora la biodegradación en la etapa posterior de
Generalmente, debido a los procesos de producción el
tratamiento biológico.
agua es fuertemente ácida (pH 1,5 aprox.). A fin de proteger
a las bacterias de la depuradora se añade al agua lechada
de cal. Esto provoca la precipitación de sustancias inorgá-
Depuración en la biocolumna
nicas (entre otros, compuestos de calcio, aluminio y hierro)
y también algunas sustancias orgánicas.
Estructura. Los procesos de la depuración biológica de
aguas residuales son comparables con la depuración na-
Sedimentación previa
tural que tiene lugar en ríos y lagos: las bacterias metabolizan los componentes de las aguas residuales y, utilizando
el oxígeno disuelto en el agua, los transforman en dióxido
En la siguiente etapa, la sedimentación previa, los pro-
de carbono, agua y biomasa.
ductos de precipitación del proceso de neutralización, así
como otros sólidos, descienden al fondo y son separados
En las depuradoras biológicas, este proceso tiene lugar en muy
mecánicamente. Los lodos generados se recogen junto
poco espacio y de forma mucho más rápida que en la naturaleza.
04
Silo de
cal
Estanques de sedimentación previa
Depósito de
acumulación
Aguas residuales
de la fábrica
Neutralización
Tratamiento de los lodos de depuradora
Reja
Incineración de gases residuales
Flotación
Desnitrificación
Pozos de
Dortmund
Salida
Estanque
biológico abierto
Biocolumna
Estanques de sedimentación final
Aguas del alcantarillado público
Aire
El ciclo de las aguas residuales de la depuradora de Leverkusen-Bürrig.
La capacidad de biodegradación de las bacterias depende
de su especialización, que desarrollan al cabo de algún
Sedimentación intermedia. Las aguas residuales tratadas
en las biocolumnas pasan a través de ciclones que elimi-
tiempo en función de los componentes del agua. Ade-
nan los gases de la mezcla de agua y lodo para llegar a la
más, las bacterias deben recibir un suministro óptimo de
zona elevada suspendida de sedimentación intermedia,
oxígeno. Esto tiene lugar de modo especialmente eficaz en
donde se separa el lodo biológico del agua. La mayor parte
la biocolumna. Los expertos en tecnología de procesos del
del lodo biológico se devuelve a las biocolumnas mediante
área de Medio Ambiente de CURRENTA han conseguido in-
bombas centrífugas; el pequeño exceso de lodo adicional
yectar en la mezcla de aguas residuales y lodo bacteriano
generado se retira y se lleva a la planta de tratamiento de
el oxígeno del aire necesario para la biodegradación con
lodos de depuradora.
un consumo de energía especialmente bajo. Los inyectores, que funcionan según el principio de las bombas de
chorro de agua, inyectan aire a presión en las columnas de
depuración.
Nitrificación, desnitrificación. Para la degradación de
moléculas nitrogenadas, p.ej. compuestos de amonio, se
necesitan cepas de bacterias adicionales además de las
bacterias ya existentes que degradan los enlaces de car-
Estos inyectores son un componente importante de las
bono. En un primer paso, las bacterias nitrificantes trans-
biocolumnas. Los estanques de depuración abiertos habi-
forman los compuestos de amonio y el oxígeno del aire en
tuales, de gran superficie y tres a siete metros de profun-
nitratos, a temperaturas superiores a los 10 grados. Estos
didad, con diferentes sistemas de aireación, se sustituyen
nitratos se transforman en un proceso previo en nitrógeno
por columnas cubiertas de 30 metros de altura.
molecular, que se libera al aire circundante.
Como, gracias a la elevada columna de líquido, el oxígeno
Como este proceso sólo tiene lugar en ausencia de oxí-
del aire puede aprovecharse mucho mejor, se despren-
geno y en presencia de compuestos de carbono, el 80%
den muchos menos gases. Los gases desprendidos, que
de las aguas residuales que salen de las columnas se bom-
también contienen sustancias orgánicas expulsadas, se
bean a un depósito aparte. Dicho depósito contiene muy
acumulan y se incineran en una planta de tratamiento
poco oxígeno y una cantidad suficiente de compuestos de
térmico de gases residuales. Esto hace que no se liberen
carbono procedentes de las aguas residuales de produc-
malos olores al entorno.
ción que atraviesan dicho depósito antes de ser llevadas
05
a las columnas. Este proceso se conoce como desnitrifica-
público de Leverkusen y los municipios circundantes. Esto
ción previa.
sucede en estanques biológicos abiertos, como segunda
etapa biológica. Aquí, la inyección de oxígeno y el mezcla-
De este modo, anualmente se eliminan de las aguas resi-
do corre a cargo de aireadores de superficie. Las aguas
duales más de 800 toneladas de emisiones de nitrógeno,
del alcantarillado público son depuradas mecánicamente
a las que se añaden importantes cantidades que se retiran
antes de llegar a los estanques en una planta propia de
con los lodos sobrantes.
limpieza previa de la Confederación del Wupper, mediante
reja, filtro de arena y estanque de sedimentación.
Eliminación de fosfatos. La neutralización con lechada
de cal provoca la precipitación de una gran parte de los
fosfatos, que se separan junto con los lodos de la sedi-
Sedimentación final
mentación previa. Además, en las etapas de tratamiento
biológico se precipitan fosfatos mediante la adición de
Finalmente, en los tres estanques de sedimentación final y
aluminio y sales de hierro.
los diez pozos de Dortmund se separan los lodos biológicos y se derivan al Rin las aguas depuradas, con vigilancia
Ventajas de la biocolumna. La biocolumna ofrece una se-
en tiempo real de los parámetros. El lodo sobrante de la
rie de ventajas frente a los estanques biológicos abiertos
sedimentación final se lleva a la planta de tratamiento de
de tipo plano:
lodos de depuradora.
• El inyector permite aprovechar de forma óptima el oxígeno del aire introducido.
• La menor cantidad de gases generada disminuye los
Tratamiento de los lodos de depuradora
costos de incineración de gases residuales.
• La construcción cerrada y el tratamiento de los gases
residuales evitan malos olores en las proximidades.
Los lodos generados en la depuradora de Bürrig (lodos de
sedimentación previa de las aguas residuales industria-
• El sistema de inyectores ahorra hasta un 70% de energía.
les y de alcantarillado público, así como lodos biológicos
• La mezcla total de las aguas residuales y el lodo biológico
sobrantes) se concentran, homogeneizan y deshidratan
está garantizada sin necesidad de mezcladores mecáni-
mediante filtros de presión de membrana. A continuación,
cos adicionales.
las tortas de filtración se eliminan en la incineradora propia
• En la biocolumna no existen piezas móviles, por lo que la
instalación resulta fácil de mantener y presenta una gran
de residuos de depuradora. Las cenizas resultantes de la
incineración se depositan en el vertedero propio.
seguridad operativa.
• La construcción en altura permite una comprobación
segura y sencilla de posibles fugas. No es posible que se
produzcan filtraciones no detectadas de aguas residuales
al subsuelo.
• Las biocolumnas necesitan entre un 50 y un 70% menos
de espacio que las depuradoras biológicas convencionales.
Flotación
La flotación es una etapa de tratamiento adicional de las
aguas residuales. En este proceso se depositan burbujas
de gas sobre los copos de lodo situados en las aguas
residuales. Debido a su menor densidad con respecto al
medio circundante, ascienden a la superficie del líquido y
forman una capa de espuma que posteriormente se retira.
Depuración en el estanque biológico
El agua que sale de las instalaciones de sedimentación
intermedia de los depósitos de la biocolumna sigue tratándose junto con las aguas residuales del alcantarillado
La galería transitable «Gisela», por la que pasan las aguas residuales
del CHEMPARK hasta Leverkusen-Bürrig.
DEPURADORA: control y vigilancia
CONTROL Y VIGILANCIA
Mediante amplios estudios el área de Medio
Ambiente de CURRENTA garantiza permanentemente que se cumplan las complejas exigencias
de una eliminación de desechos sostenible.
06
Periódicamente, las aguas residuales sin tratar, el agua
procedente de las distintas etapas de depuración y el agua
depurada de la última etapa de tratamiento se someten
a análisis biológicos y químicos para garantizar el correcto funcionamiento de la depuradora. El agua depurada
se controla continuamente para asegurarse de que se
respetan los valores autorizados. Además, el rendimiento
de depuración se comprueba de forma continua mediante
otros parámetros.
Los datos analíticos del agua de entrada y de salida, junto
con el volumen de agua tratado, permite conocer las cantidades y composición de las impurezas presentes en el
agua y el rendimiento de la depuradora. Entre otras cosas
se miden las materias sedimentables, parámetros globales
como la demanda química y bioquímica de oxígeno, componentes inorgánicos y orgánicos importantes y contenido
en sales. Además, se comprueba constantemente si las
aguas residuales contienen sustancias que puedan perjudicar la actividad de degradación del lodo bacteriano.
Para las autoridades de supervisión se ha establecido
un punto de control accesible en todo momento para las
aguas tratadas biológicamente que salen de la depuradora. En el marco del deber de vigilancia de las autoridades, periódicamente se extraen muestras a la salida de
la depuradora y se comprueba que cumplan los límites
establecidos en la autorización. La toma de muestras por
representantes oficiales se realiza en cualquier momento
(también en fines de semana y en horario nocturno) sin
previo aviso.
La calidad de las aguas residuales tratadas se controla continuamente.
07
Editado por
Currenta GmbH & Co. OHG
51368 Leverkusen
Alemania
www.currenta.de
Fecha: marzo de 2010