Proyecto: La Depuradora · 2012. 6. 5. · Debido a que en la zona no hay ninguna estación...
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Proyecto: La Depuradora
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Proyecto:
La Depuradora
Trabajo realizado por:
Consultoría Ambiental Integrada
Para el Proyecto:
“Complejo Residencial El Autillo”
INDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 4
Descripción ................................................................................................................................ 4
Aguas residuales ........................................................................................................................ 4
Criterios sanitarios para el riego ............................................................................................... 8
LEGISLACIÓN ............................................................................................................................... 10
Legislación Comunitaria .......................................................................................................... 10
Legislación Estatal ................................................................................................................... 10
Legislación Autonómica .......................................................................................................... 12
Legislación Local ...................................................................................................................... 12
Condiciones legales de la EDAR............................................................................................... 13
DISEÑO ........................................................................................................................................ 15
Esquema general de la depuradora ........................................................................................ 15
Canalizaciones del agua residual a tratar hasta la EDAR......................................................... 15
Pozo ..................................................................................................................................... 16
Pretratamiento .................................................................................................................... 17
Tratamiento primario .......................................................................................................... 20
Tratamiento secundario ...................................................................................................... 22
Tratamiento terciario .......................................................................................................... 23
Cogeneración ...................................................................................................................... 31
Línea de lodos...................................................................................................................... 44
Planta de Compostaje ......................................................................................................... 52
Parámetros del diseño ............................................................................................................ 59
Dimensionamiento de equipos ........................................................................................... 60
Plan de seguimiento y vigilancia de la EDAR ........................................................................... 63
Matriz de impactos de Leopold de la fase de construcción: .................................................. 66
Fase de Construcción .............................................................................................................. 68
Fase de Funcionamiento ......................................................................................................... 69
Fase de Abandono ................................................................................................................... 71
Medidas protectoras y correctoras ......................................................................................... 72
Fase de Construcción .......................................................................................................... 72
Fase de Funcionamiento ..................................................................................................... 74
Medidas Compensatorias ........................................................................................................ 75
PLAN DE VIGILANCIA AMBIENTAL ............................................................................................... 75
Plan de seguimiento y control durante la ejecución de las obras .......................................... 76
Seguimiento de medidas protectoras ................................................................................. 76
Plan de seguimiento y control durante la explotación de las obras ....................................... 78
Eficacia de las medidas correctoras .................................................................................... 78
Informes .................................................................................................................................. 79
Informes ordinarios: ............................................................................................................ 79
Informes extraordinarios: ................................................................................................... 79
Plan de emergencia ................................................................................................................. 79
CONSUMO ENERGÉTICO ............................................................................................................. 81
Cálculo de las necesidades de energía eléctrica de la E.D.A.R. ............................................... 81
Cálculo de las necesidades de energía térmica de la E.D.A.R. ................................................ 81
PRESUPUESTO ............................................................................................................................. 83
INTRODUCCIÓN
Descripción
El agua es un bien escaso y necesario por lo que se debe hacer un uso responsable a la hora de
utilizarla.
En la zona del Palmar, con la próxima construcción del complejo turístico “El Autillo”,
tendremos una demanda de agua por parte del complejo hotelero, como del residencial y los
usos públicos.
Debido a que en la zona no hay ninguna estación depuradora de aguas residuales y para hacer
frente a la gran demanda de tratamiento de aguas, se ha propuesto la construcción de una
estación depuradora en las proximidades del complejo.
Esta nueva instalación no solo depura las aguas procedentes del complejo turístico, sino que
recibirá las aguas residuales de las viviendas de las zonas más próximas a esta, como son las
casas de las zonas colindantes.
El agua tratada servirá para cubrir las necesidades del campo de golf, para limpieza de calles,
riego del huerto ecológico y fuentes repartidas por el residencial, a partir de un tratamiento
terciario.
Aguas residuales
Con la construcción de la estación depuradora se intenta tratar las aguas residuales para su
reutilización o para que cause un menor impacto en su vuelta al medio natural.
A continuación se detallan los contaminantes primordiales que se deben tratar:
Material decantable
Partículas en suspensión.
Materia orgánica
Lodos
Compuestos amoniacales y fosforados
Las aguas que llegan a la estación depuradora pueden ser tanto aguas industriales, y
domesticas como aguas de lluvia ó procedentes de otros usos.
Para lograr una calidad de las aguas óptima para su reutilización, existe una serie de criterios
establecidos por el anteriormente denominado Ministerio de Medio Ambiente, dichos criterios
los podemos encontrar en el Real Decreto (RD 1620/2007).
En este Real Decreto se establecen los criterios necesarios para cumplir con lo establecido
para la reutilización de aguas urbanas. De este modo el uso de las aguas regeneradas para usos
urbanos, agrícolas, industriales, recreativos y ambientales, quedan recogidas en los criterios
citados en el Real Decreto.
El objetivo principal y más importante del sistema de depuración es limpiar las aguas
residuales que, posteriormente servirán para abastecer al complejo. Para ello es necesario
mantener la calidad de las aguas, ya que se reutilizarán para el regadío del huerto ecológico
que posteriormente abastecerá al hotel. Es necesario evitar todo tipo de contaminación o
posibles contagios de enfermedades derivado del mal tratamiento de las aguas residuales.
Las características establecidas para un Agua Residual Urbana débil, deben de seguir unos
parámetros; los cuales se detallan a continuación:
Carga unitaria Concentración
Dotación 150 ± 50l / hab·día
DQO 70 – 80 gr / hab·día 700 ± 100 mg / l
DBO5. 30 – 35 gr / hab·día 300 ± 65 mg / l
SS 25 – 30 gr / hab·día 250 ± 30 mg / l
Nt 8 – 9 gr / hab·día 80 ± 20 mg / l
Pt 3,5 – 4 gr / hab·día 35 mg / l
Los límites de emisión de aguas depuradas y regeneradas, se definen en la Directiva 91/271. En
el anexo I se nos proporciona los límites que debe cumplir el agua de salida:
Parámetros Concentración Porcentaje mínimo de reducción
DBO (5˚ a 20˚C) sin nitrificación
25 mg/l O2 70-90
DQO 125 mg/l O2 75
Total de sólidos en suspensión
35 mg/l 35 de conformidad con el
apartado 2 del artículo 4 (más de 10.000 e-h)
60 de conformidad con el apartado 2 del artículo 4 (de
2.000 a 10.000 e-h)
90 90 de conformidad con el apartado 4 (más de 10.000 e-h) 70 de conformidad con el
apartado 2 del artículo 4 (de 2.000 a 10.000 e-h)
Para los nutrientes:
Parámetros Concentración Porcentaje mínimo de
reducción
Fósforo total 2 mg/l P (de 10.000 a 100.000 e-h). 1 mg/l (más
de 100.00 e-h). 80
Nitrógeno total
15 mg/l (de 10.000 a 100.000 e-h) 10 mg/l (más de 100.000 e-h)
70-80
El agua, una vez depurada, se puede clasificar en varios tipos según el proceso que se le ha
aplicado, de este modo el Real Decreto 1620/2007 diferencia entre aguas depuradas y aguas
regeneradas:
Aguas depuradas: aguas residuales que han sido sometidas a un tratamiento que permita
adecuar su calidad a la normativa de vertidos aplicable.
Aguas regeneradas: aguas residuales depuradas que, en su caso, han sido sometidas a un
proceso de tratamiento adicional o complementario que permita adecuar su calidad al uso al
que se destinan.
Asimismo se define la reutilización de las aguas como “aplicación, antes de su devolución al
dominio público hidráulico y al marítimo terrestre para un nuevo uso privativo de las aguas
que, habiendo sido utilizadas por quien las derivó, se han sometido al proceso o procesos de
depuración establecidos en la correspondiente autorización de vertido y a los necesarios para
alcanzar la calidad requerida en función de los usos a que se van a destinar.”
Los diferentes usos para el agua regenerada serían aquellos en los que la calidad y las
propiedades del agua no requieren un control tan estricto como el agua para consumo, esto se
recoge en el Real Decreto 1620/2007 sobre reutilización de agua que se cita en su anexo I. Se
dividen en cinco grandes bloques de consumos posibles, aunque cada uno de los usos
previstos lleva implícito unas exigencias de calidad, y también existen usos prohibidos para el
agua reutilizada. Los cuales se citan a continuación:
1. Uso urbano 1.1. Residencial: riego jardines privados, descarga de aparatos sanitarios 1.2. Servicios: riego zonas verdes, limpieza de calles, incendios, lavado industrial de vehículos
2. Uso agrícola
2.1. Riego de cultivos de productos comestibles en fresco para alimentación humana 2.2. Productos de consumo humano no fresco, pastos para consumo de animales, acuicultura 2.3. Cultivos leñosos, flores ornamentales, viveros, cultivos industriales no alimentarios
3. Uso industrial 3.1. Aguas de proceso y limpieza, otros usos industriales 3.2. Torres de refrigeración y condensadores evaporativos
4. Uso recreativo
4.1. Riego campos de golf 4.2. Estanques, caudales circulantes con acceso al público prohibido
5. Uso ambiental
5.1. Recarga de acuíferos por percolación 5.2. Recarga de acuíferos por inyección directa 5.3. Riego de bosques, zonas verdes no accesibles al público, silvicultura 5.4. Otros usos: mantenimiento de humedales, caudales mínimos
Prohibiciones de uso del agua reutilizada
i. Para el consumo humano, salvo situaciones de declaración de catástrofe en las que la autoridad
sanitaria especificará los niveles de calidad exigidos a dichas aguas y los usos.
ii. Para los usos propios de la industria alimentaria, salvo lo dispuesto para el uso de aguas de
proceso y limpieza.
iii. Para uso en instalaciones hospitalarias y otros usos similares.
iv. Para el cultivo de moluscos filtradores en acuicultura.
v. Para el uso recreativo como agua de baño.
vi. Para el uso en torres de refrigeración y condensadores evaporativos, excepto lo previsto para
uso industrial
vii. Para el uso en fuentes y láminas ornamentales en espacios públicos o interiores de edificios
públicos.
viii. Para cualquier otro uso que la autoridad sanitaria considere un riesgo para la salud de las
personas o un perjuicio para el medio ambiente.
Criterios sanitarios para el riego
El uso de aguas regeneradas se encuentra restringido a una serie de actividades, de forma que
no se ponga en peligro la salud humana.
Para obtener una calidad de las aguas óptima para la reutilización, existen una serie de
criterios establecidos por el Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (RD
1620/2007). En este Real Decreto se establecen los criterios que se deben cumplir para la
reutilización de aguas urbanas. De este modo se establece el uso de las aguas regeneradas
para usos urbanos, agrícolas, industriales, recreativos y ambientales.
Se establecen unos mínimos de calidad que se deberán cumplir según el uso. En el caso que
nos ocupa, el agua sería destinada al riego de los jardines y del campo de golf, y por otro lado
el riego de huerto ecológico, por lo que los criterios que se deberán cumplir se detallan en la
siguiente tabla:
Del mismo modo, el Real Decreto prohíbe expresamente el uso de las aguas regeneradas para
el consumo humano. Además de estos pasos a seguir, la EDAR deberá cumplir con otras
normativas vigentes, como son la Ley de Aguas o la directiva europea sobre el diseño de las
depuradoras. A continuación se detallan las normativas, tanto comunitarias, estatales,
autonómicas y locales que se deberán cumplir durante el diseño, la construcción y el
funcionamiento de la misma.
LEGISLACIÓN
Establecemos la normativa a seguir, de niveles superiores a inferiores, distinguiendo según la
política de aguas y residuos principalmente:
Legislación Comunitaria
Directiva 91/271/CEE, de 21 de mayo, sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas.
Directiva 98/15/CE de la comisión, de 27 de febrero de 1998, por la que se modifica la
Directiva 271/91/CEE, de 21 de mayo, del Consejo en relación con determinados requisitos
establecidos en su anexo I, sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas.
Directiva 2000/60/CE, de 23 de octubre de 200, del Parlamento Europeo y del Consejo por la
que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas
(Marco del Agua).
Legislación Estatal
Resolución de 28 de abril de 1995 de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente y Vivienda,
por la que se dispone la publicación del Acuerdo del Consejo de Ministros de 17 de febrero de
1995, por el que se aprueba el Plan Nacional de Saneamiento y Depuración de Aguas
Residuales.
Real Decreto-Ley 11/1995, de 28 de diciembre, por el que se establecen las Normas Aplicables
al Tratamiento de las Aguas Residuales Urbanas
Real Decreto 509/1996, de 15 de marzo, de desarrollo del Real Decreto-Ley 11/1995, de 28 de
diciembre, por el que se establecen las normas aplicables al tratamiento de las aguas
residuales urbanas.
Resolución de 10 de julio de 2006, de la Secretaría General para el Territorio y la Biodiversidad,
por la que se declaran las Zonas Sensibles en las Cuencas Hidrográficas Intercomunitarias.
Real Decreto 2116/1998, de 2 de octubre, por el que se modifica el Decreto 509/1996, de 15
de marzo, de desarrollo del Real Decreto-Ley 11/1995, de 28 de diciembre, por el que se
establecerá las normas aplicables al tratamiento de las aguas residuales urbanas (transposición
de la Directiva 98/15 CE.
Ley 14/2000, de 29 de diciembre, de Medidas fiscales, administrativas y del orden social (arts.
78 y 81).
Ley 10/2001, de 5 de julio, del Plan Hidrológico Nacional (art. 30: gestión eficaz de las aguas
para abastecimiento).
Resolución de 14 de junio de 2001, de la Secretaría General de Medio Ambiente, por la que se
dispone la publicación del Acuerdo de Consejo de Ministros, de 1 de junio de 2001, por el que
se aprueba el Plan Nacional de Lodos de Depuradoras de Aguas Residuales 2001-2006.
Ley 46/1999, de 13 de diciembre, de modificación de la Ley 29/1985, de 2 de agosto, de Aguas.
Ley 62/2003, de 30 de diciembre, de medidas fiscales, administrativas y del orden social.
Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la
reutilización de las aguas depuradas.
Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelos contaminados.
Real Decreto 606/2003, de 23 de mayo, por el que se modifica el Real Decreto 849/1986, de 11
de abril, por el que se aprueba el Reglamento del Dominio Público Hidráulico.
Real Decreto 60/2011, de 21 de enero, sobre las normas de calidad ambiental en el ámbito de
la política de aguas.
Real Decreto Legislativo 1/2001, de 20 de Julio de 2001, por el que se aprueba el texto
refundido de la Ley de Aguas.
Ley 22/1988, de 28 de julio, de costas.
Real Decreto 1471/1989, de 1 de diciembre, por el que se aprueba el Reglamento General para
el desarrollo y ejecución de la Ley de costas.
Real Decreto 258/1989, de 10 de marzo, por el que se establece la Normativa General sobre
vertidos de sustancias peligrosas desde tierra al mar.
Real Decreto 907/2007, de 6 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de la Planificación
Hidrológica.
Ley 41/2010, de 29 de diciembre, de protección del medio marino.
Orden ARM/2656/2008, de 10 de septiembre, por la que se aprueba la instrucción de
planificación hidrológica.
Orden MAM/304/2002, de 8 de febrero, por la que se publican las operaciones de valorización
y eliminación de residuos y la lista europea de residuos (los lodos de depuradoras se clasifican
con el código CER 190805 dentro del Catálogo Europeo de Residuos).
Legislación Autonómica
Planes comarcales o subregionales de saneamiento y depuración. Decreto 54/1999, de 2 de
marzo, por el que se declaran las zonas sensibles, normales y menos sensibles en las aguas del
litoral y de las cuencas hidrográficas intracomunitarias de la Comunidad Autónoma de
Andalucía. El Plan Director de Infraestructuras de Andalucía (1997/2007) incluye un apartado
dedicado a las infraestructuras hidráulicas en medios urbanos. No hay Plan Regional de
Saneamiento y Depuración ni tampoco Ley de Saneamiento y Depuración.
Ley 9/2010, de 30 de julio, ley de aguas Andaluza.
Ley 7/2007, de 9 de julio, de Gestión Integrada de la Calidad Ambiental.
Ley 1/1994 de 11 de Enero de ordenación del territorio de la comunidad autónoma de
Andalucía.
Legislación Local
Impuesto sobre construcciones, instalaciones y obras.
Ordenanza fiscal reguladora de la tasa por expedición de documentos administrativos.
Ordenanza fiscal reguladora de la tasa por tendidos, tuberías y galerías para las conducciones
de energía eléctrica, agua, gas o cualquier otro fluido, incluido los postes para líneas, cables,
palomillas, cajas de amarre, de distribución o de registro, transformadores, rieles, basculas,
aparatos para venta automática y otros análogos que se establezcan sobre vías públicas u
otros terrenos de dominio público local o vuelen sobre los mismos.
Ordenanza fiscal reguladora de la tasa por ocupación de terrenos de uso público local con
mercancías, materiales de construcción, escombros, vallas, puntales, asnillas, andamios y otras
instalaciones análogas.
Ordenanza fiscal reguladora de la tasa por saca de arena y otros materiales de construcciones
en terrenos públicos.
Ordenanza fiscal reguladora de depuración y vertidos.
A modo de inciso, si hacemos uso de la legislación referida específicamente a la protección
ambiental distinguimos:
Real Decreto 1131/1988, de 30 de septiembre, por el que se aprueba el Reglamento para la
ejecución del Real Decreto Legislativo 1302/19986, de 28 de junio, de Evaluación de Impacto
Ambiental.
Ley 16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación.
Ley 9/2006, de 28 de abril, sobre evaluación de los efectos de determinados planes y
programas en el medio ambiente.
Ley 26/2007, de 23 de octubre, de Responsabilidad Medioambiental.
Ley 42/2007, de 13 de diciembre, del Patrimonio Natural y de la Biodiversidad.
Real Decreto Legislativo 1/2008, de 11 de enero, por el que se aprueba el texto refundido de la
Ley Evaluación de Impacto Ambiental de Proyectos.
Condiciones legales de la EDAR
Los lodos procedentes de las depuradoras de aguas residuales urbanas están sujetas a
normativas y autorizaciones específicas por parte de las autoridades competentes.
Todas las aglomeraciones urbanas comprendidas entre 2.000 y 10.000 habitantes equivalentes
que viertan sus efluentes en una zona sensible, y todas las aglomeraciones urbanas de entre
2.000 y 15.000 equivalentes habitante que no viertan sus efluentes en una zona sensible,
deberán disponer de un sistema colector y de tratamiento.
Las aguas residuales urbanas deberán pasar por un tratamiento primario en los que la DBO 5
de las aguas residuales que entren se reduzca por lo menos en un 20 % antes del vertido y el
total de sólidos en suspensión en las aguas residuales de entrada se reduzca por lo menos en
un 50 %.
Las aguas residuales urbanas deberán pasar por un tratamiento secundario, respetando los
requisitos del Anexo I.
Puntos de evacuación de Aguas Residuales, en zonas donde se reduzcan los efectos al mínimo
sobre aguas receptoras.
Para el establecimiento de los criterios de calidad hemos tomado las referencias del RD
1620/2007:
Según el artículo 5 del capítulo II, las aguas regeneradas deben cumplir en el punto de entrega
los criterios de calidad según usos establecidos en el Anexo VI. Si un agua regenerada está
destinada a varios usos serán de aplicación los valores más exigentes de los usos previstos.
DISEÑO
Esquema general de la depuradora
Canalizaciones del agua residual a tratar hasta la EDAR
El agua residual que se vaya a tratar en la EDAR procede tanto de las instalaciones de nuestro
complejo, como del agua recogida en las cubas de las casas del dispersado de Vejer.
La canalización de la impulsión
Constituida por una canalización de PEAD de 110 milímetros de diámetro, colocada sobre
cama de arena de 10 cm de espesor, material que también se empleará para el relleno de
laterales y recubrimiento de la tubería hasta 10 cm por encima de la generatriz. A partir de ahí
se empleará hormigón en masa.
El perfil longitudinal de la canalización a presión obliga a la colocación de una válvula
antirretorno de retención a la salida de la impulsión y de una ventosa trifuncional en el punto
más alto de dicho perfil.
Transporte del agua desde el complejo hotelero y residencial hasta la EDAR.
Se precisa de la ejecución de un bombeo que lleve las aguas residuales desde el complejo
hotelero, granja-escuela, campo de golf y complejo residencial hasta la red de saneamiento y
de ahí a la EDAR que se diseña en este proyecto. Ese bombeo partirá desde el pozo de registro
de inferior cota de la red de saneamiento y, por el vial, se llevará la tubería de impulsión hasta
el pozo de entrada de nuestra EDAR.
Recogida de las aguas del diseminado
Se procederá a la recogida de las cubas de aguas residuales de cada una de las casas cada
cierto tiempo, a través de vehículos cisternas adecuados para dicho transporte. Esta actividad
será realizada por la empresa CNAE.
Considerando que el diseminado cuente con 800 casas, cuatro personas por cada una de ellas
(3200 habitantes) y un consumo medio de 73m³ por persona y año; obtenemos un total de
233.600m³ de agua al año. Este volumen es tenido en cuenta a la hora de realizar el
dimensionamiento de la EDAR.
Hemos diseñado la EDAR para aprovechar la máxima cantidad de agua para el riego del campo
de golf y zonas verdes. Sin embargo, especialmente durante la temporada de lluvias en
invierno, habrá días en los que el caudal de agua que tratemos excederá nuestras posibilidades
de almacenaje en los lagos. En esta situación, puntualmente, haremos el vertido del agua
depurada al Río Barbate.
Instalaremos para ello un colector en la misma zanja que alberga las tuberías de suministro de
agua residual de la EDAR, vertiendo en el punto donde se encontraba el antiguo colector
reparado.
Al tratarse de una zona de especial sensibilidad, en el entorno de las marismas del Parque
Natural, y con la cercanía de playas y zonas de baño, es extremadamente importante que la
calidad del agua sea máxima. Con el tratamiento de nuestras aguas residuales, y parte de las
de la EDAR de Barbate contribuimos a mejorar la calidad del medio, manteniendo unos
parámetros óptimos de limpieza y calidad de las aguas.
Etapas de la EDAR
Descripción de equipos:
Pozo
En la estación de bombeo el agua residual es sometida a un predesbaste mediante un pozo de
gruesos y una reja automática, posteriormente entra al canal donde el agua es impulsada a la
arqueta de llegada de la planta.
El pozo de bombeo permite elevar las aguas a cotas superiores y poder superar grandes
desniveles con una mínima pérdida de caudal, consecutivamente el agua fluye por gravedad
por el resto de equipos. Esta estación está dotada de un aliviadero de seguridad para evitar
inundaciones en la planta.
Funcionamiento del pozo
El pozo consta de 4 niveles. El agua empieza a almacenarse dentro del depósito, va cogiendo
nivel y al llegar al nivel N2, éste hace que el cuadro ponga en funcionamiento una bomba, la
cual evacúa el agua hasta que ésta llegue al nivel N1.
Si el nivel llegara al N3, significa que el caudal de evacuación no es suficiente y se activará una
bomba secundaria de apoyo para aumentar el caudal de evacuación.
En el caso de que el nivel llegara al N4, se activaría una señal de alarma óptica y acústica,
dando así el aviso para que un técnico verifique el estado de las bombas.
Pretratamiento
Desbaste
Tras la arqueta de llegada el agua residual pasa al pretratamiento, donde la primera unidad
que se encuentra instalada es el desbaste.
Con esta unidad se protege a la EDAR de la posible llegada intempestiva de grandes objetos y
evitar la obstrucción en las unidades de la instalación. Con esto se consigue separar y evacuar
fácilmente las materias voluminosas arrastradas por el agua que podrían disminuir la eficacia
de los tratamientos posteriores.
La eliminación de los cuerpos gruesos y arenosos se llevará a cabo mediante la retención con
rejas de 10 mm (rejas de desbaste).
Afinando el proceso de eliminación de residuos sólidos, se llega a la utilización de tamices para
la eliminación de partículas en suspensión. El núcleo fundamental de la unidad es el conjunto
de barras o hilos de tamiz. La disposición de alambres transversales con curvas sinusoidales en
el sentido del flujo proporciona una superficie relativamente no atascable con alto poder de
filtración. Los tamices están hechos de acero inoxidable y las aberturas libres de 0.2 mm a 2.5
mm satisfacen la mayoría de las necesidades del tamizado.
Desarenado-Desengrasado
Existirán dos tanques de desarenado-desengrasado, cada uno de ellos con capacidad de la
mitad del caudal punta de verano, 105 m3/h, de forma que podrá actuar uno sólo o ambos
simultáneamente, dependiendo del caudal de llegada.
El desarenador separa los elementos pesados en suspensión como arenas, arcillas, limos,
gravas y cenizas que el agua residual contiene y que pueden perjudicar al tratamiento
posterior.
Esta etapa del pretratamiento protege los equipos mecánicos móviles de la abrasión y
desgaste anormales; reduce la formación de depósitos pesados en las tuberías, canales y
conductos, y la frecuencia de limpieza de los equipos que hay que realizar periódicamente
como resultado de excesivas acumulaciones de arena en tales unidades.
La instalación de rejas de limpieza mecánica delante de los desarenadores facilita la operación
de eliminación de arena y de las instalaciones de limpieza.
El desarenador instalado es de tipo aireado, que consiste en un tanque de aireación de flujo
helicoidal en el que se induce una velocidad en espiral que se controla por la propia geometría
del tanque y por la cantidad de aire suministrada a la unidad. Este desarenador elimina
partículas de tamaño del tamiz número 65 (0,20 mm) o superior, con tiempos de detención
entre 2 y 5 minutos en condiciones de caudal punta. Para el control hidráulico del elemento y
para mejorar la eficacia en la eliminación de arenas se suelen usar deflectores tanto en la
entrada como en la salida del agua. El agua residual circula por el tanque siguiendo una
trayectoria helicoidal. En circunstancias de caudal punta, el agua pasará dos o tres veces por el
fondo del tanque, incrementándose el número de pasadas por la parte inferior del tanque
cuanto menor sea el caudal.
Las arenas se extraen mediante unas cucharas bivalvas que se desplazan sobre un monorraíl
centrado sobre el canal de almacenamiento y recogida de arena.
Con el propósito de concentrar los malos olores procedentes del agua bruta y de los residuos
que transporta, se cubren estas dos unidades de tratamiento con una estructura metálica, de
donde se extraerán dichos olores para su posterior desolorización.
En el último tramo del pretratamiento se encuentra el medidor de caudal y una arqueta de
reparto para la distribución del agua. Los residuos del desbaste, las arenas y las grasas se
almacenan en contenedores.
Para el desengrasado se usa un mismo depósito para la función de desengrasado y desarenado
del agua residual.
La función del desengrasado es eliminar las grasas vertidas procedentes de garajes, hogares,
calefacciones, lavaderos y de la escorrentía superficial en colectores unitarios. Con el
desengrasado se evitan problemas en rejillas finas, la adherencia de grasas en los
decantadores, la interferencia en la aireación de los lodos activos y digestión de lodos y el
incremento del 20-30% de la DQO.
Elementos del sistema empleado:
Tanque separador de grasas: depósito en el que la materia flotante asciende y
permanece en la superficie del agua residual hasta que se recoja y elimine, mientras
que el líquido sale del tanque de forma continua, a través de una abertura situada en
el fondo. Para facilitar la flotación y eliminar cualquier sólido que pueda sedimentarse,
la salida sumergida se halla situada en el lado opuesto a la entrada y a una cota
inferior a ésta.
Emulsión de las grasas: mediante aireación ascienden a superficie y posteriormente se
retiran.
Separación de grasas: en balsas de decantación, retirando éstas por medio de raquetas
superficiales.
Tratamiento primario
Una vez que las aguas hayan pasado por el pretratamiento, a través de unas tuberías, pasarán
al tratamiento primario. El tratamiento primario persigue retener una buena parte de los
sólidos en suspensión que lleva el agua residual. Emplearemos la gravedad terrestre para que
sedimenten los sólidos en los decantadores, además del uso de reactivos en el caso de la
opción de coagulación-floculación, alternativa elegida en nuestro proyecto, como ahora
pasaremos a explicar.
En el tratamiento de las aguas residuales; para la eliminación de las partículas suspendidas en
el tratamiento primario, se ha optado por la implantación de un proceso físico-químico, donde
se añadirán algunos compuestos al agua para su tratamiento y ayudar a la formación de
flóculos, de manera que dichos flóculos sedimenten con más facilidad que aquellas partículas
de menor tamaño que quedan en suspensión.
Este tratamiento consta de dos pasos. En primer lugar la coagulación, donde se agrega una
sustancia al agua para cambiar el comportamiento de las partículas en suspensión. Hace que
las partículas, que anteriormente tendían a repelerse unas de otras, sean atraídas entre ellas o
hacia el material agregado, formándose coloides (para su formación existen electroagitadores
que mezclan el agua a depurar con reactivos). La coagulación ocurre durante una mezcla
rápida o el proceso de agitación que inmediatamente sigue a la adición del coagulante.
En segundo lugar el proceso de floculación, que consiste en una agitación suave y lenta.
Durante este proceso, las partículas entran más en contacto, es decir, se unen unas a otras
para formar partículas mayores que pueden separarse por sedimentación. Se usan floculantes
polieléctrolitros para disminuir la salinidad de los lodos.
Los compuestos (reactivos) que favorecen la formación de los flóculos en depuración, son las
sales de hierro y el hidróxido cálcico. Tras la coagulación-floculación, un decantador primario
separa el material sólido del agua.
Para la realización de la coagulación-floculación, se dispone de un tanque que tiene forma de
cono invertido (decantador), donde el lodo producido (las partículas que precipitan debido a
su peso como antes aclaramos) se arrastran a un cuenco relativamente pequeño situado junto
a la zona central del tanque. Los lodos se extraen del decantador desde el fondo del mismo y
pasan a constituir los llamados lodos del primario. Una barredora o raqueta giratoria de
superficie impide que salga del tanque la materia flotante. El agua decantada, una vez
clarificada, se vierte en un canal que la conduce hacia el siguiente proceso de depuración, el
tratamiento secundario biológico.
Los elementos fundamentales del decantador son:
Arqueta de reparto: cuando la instalación consta de varias unidades, se dispondrán los
tanques en grupos de 2 ó 4 unidades. El caudal se divide entre los diferentes tranques
mediante una arqueta de reparto situada entre ellos.
Campana de reparto: es por donde entra el afluente. Se proyectan de forma tal que
toda la corriente de alimentación se difunda homogéneamente por el tanque desde el
primer momento. Contamos con tanques circulares, por lo que el sistema de flujo es
radial; para ello, el agua residual a decantar se introduce por el centro del tanque.
El puente decantador: gira lentamente (v<120m/h) y puede tener 2 ó 4 brazos
equipados con rascadores de fondo. Los puentes también incluyen rascadores
superficiales para la eliminación de espumas.
Deflectores: suelen colocarse a la entrada y salida de la balsa sirviendo, el primero,
para conseguir una buena repartición del caudal afluente y el segundo para la
retención de sustancias flotantes, grasas y espumas.
Vertedero de salida: su nivelación es muy importante para el funcionamiento correcto
de la clarificación.
Tratamiento secundario
Una vez eliminada la mayor parte de los sólidos sedimentables, el agua es llevada hasta los
reactores biológicos para ser sometida a un proceso. Se persigue fundamentalmente la
degradación de la materia orgánica por la acción de una serie de microorganismos. Se deben
crear las condiciones necesarias para que este proceso funcione correctamente, lo que
requiere una agitación y una aireación con el fin de que puedan disponer del oxígeno
necesario. En este proceso también se pueden reducir otros contaminantes, como los
compuestos nitrogenados y fosforados.
A estos reactores llegará el agua residual tratada anteriormente (proporcionada por nuestro
complejo y el diseminado) y el agua adicional, necesaria para cubrir nuestras necesidades de
riego. Durante la mayor parte del año, tan sólo estará en funcionamiento uno de ellos, ya que
la cantidad de agua a depurar será menor que en la temporada estival, que será la época en la
que funcionarán los dos.
En el tratamiento secundario se lleva a cabo un proceso de “lodos o lodos activos”. Este
proceso tiene una gran aceptación en el tratamiento de aguas residuales en pequeñas
comunidades debido a que proporciona una gran efectividad, entre el 75% y el 95%, poca
producción de lodo y sencillez en su funcionamiento. Es por esto que ha sido elegido para
nuestra EDAR.
Éste se realiza a través de un tanque o reactor biológico, donde se mantiene un cultivo
bacteriano aerobio en suspensión y se realiza la oxidación de la materia orgánica. El contenido
del reactor es el líquido mezcla.
El ambiente aerobio en el reactor se consigue mediante el uso de difusores, que también
sirven para mantener el líquido mezcla en estado de mezcla completa.
El proceso se basa en el desarrollo de una densa población microbiana aerobia en el seno de
un tanque o reactor que recibe aporte de agua residual.
Las bacterias son los microorganismos más importantes, ya que son los causantes de la
descomposición de la materia orgánica del afluente. En el reactor, o tanque biológico, las
bacterias aerobias o facultativas utilizan parte de la materia orgánica del agua residual con el
fin de obtener energía para la síntesis del resto de la materia orgánica en forma de células
nuevas.
La aireación del agua residual suministra oxígeno a los microorganismos aerobios. Con la
corriente de agua residual sale continuamente del tanque una parte de los lodos activados.
Éstos se separan del agua depurada por sedimentación en un decantador secundario, donde el
lodo se deposita en el fondo y el agua depurada se evacua por los vertederos. Una parte de los
lodos activados vuelven al tanque de aireación (lodo de retorno), para mantener la suficiente
concentración de microorganismos para que transcurra el proceso de degradación. La parte no
recirculada es un residuo del proceso que pasará a tener un tratamiento especial (lodo en
exceso) en la línea de lodos.
Tratamiento terciario
El papel del tratamiento terciario es el de higienizar y adecuar el agua para reutilizarlas en el
riego del campo de golf, el huerto ecológico, limpieza de calles, fuentes, etc.
Los procesos por los que va a pasar el agua en el tratamiento terciario son filtración mediante
filtros de tela y desinfección por luz UV con un tratamiento previo de ultrasonido.
Filtro de tela
La tecnología de depuración mediante filtros de discos de tela se ha llevado a cabo en las
depuradoras desde principios de los años 90. Las dos técnicas predominantes de la filtración
por discos – dentro/fuera y fuera/dentro – se diferencian básicamente en la distribución del
flujo a través de la unidad filtrante. Cada una utiliza diferentes medios de filtración, adecuados
a las técnicas de contralavado necesarias.
Aunque los medios filtrantes se diferencian en el material y la construcción, ambos producen
una calidad constante del efluente. El medio filtrante de la técnica de fuera/dentro consiste de
un patrón no uniforme; mientras que la técnica de dentro /fuera filtra a través de un medio de
poro absoluto. Comparado con la filtración de arena convencional, el área de filtración de esta
tecnología ocupa un menor espacio, ya que la disposición de los discos es vertical, cubriéndose
con ello las demandas actuales de espacio reducido e incremento de la capacidad de
tratamiento.
El filtro elegido para nuestra instalación es el filtro de Siemens Forty X, ya que se ajusta a
nuestras necesidades, su diseño ofrece flexibilidad para una amplia gama de caudales y
aplicaciones, incluyendo filtración terciaria, reutilización del agua, pretratamiento en la
desalinización y sistemas de recirculación en la industria de acuicultura; en la tabla se
muestran los distintos modelos, que nos permitirán ajustar el filtro al caudal de entrada.
Una de las principales innovaciones, es la incorporación de una configuración plisada en los
paneles filtrantes, diseño que permite incrementar el área efectiva de filtración disponible en
un 40%, en comparación con el diseño de panel plano. Además, el diseño plisado ofrece una
configuración más fuerte y robusta. La configuración plisada también permite que el panel
filtrante sea menos propenso a la deformación del medio o a los eventuales rasgados de las
telas, circunstancias que suelen presentarse en los diseños de panel plano debido
principalmente a la presión ejercida sobre la superficie tensa del panel.
Modelo Forty X 1403 1406 1412 1418 1424
Número de discos máximos (por unidad) 3 6 12 18 24
Superficie (por filtro de tela) 13m2 25m2 50m2 75m2 100m2
Número de inyectores para contralavado.
1 1 2 3 4
Dimensiones
Longitud del tanque 3099mm 3785mm 5410mm 7341mm 8966mm
Ancho del tanque 2280mm 2280mm 2280mm 2280mm 2280mm
Altura del tanque 2545mm 2545mm 2545mm 2545mm 2545mm
Los paneles filtrantes plisados se presentan en el nuevo filtro disco Forty X. Con su mayor
superficie filtrante y su mayor capacidad operacional, el sistema ofrece un rendimiento mayor
que cualquier otro filtro de discos de panel plano del mercado. La abertura de poro absoluta
de las telas de poliéster filtrantes, con tamaños efectivos entre 10 y 30 micrómetros, asegura
una calidad constante del efluente. La robustez del sellado de los paneles plisados se
complementa por el diseño de sellado asistido por la presión del agua, eliminando los puntos
de fugas comunes en los diseños de panel plano existentes.
Otra mejora está en la estructura soporte de los paneles, que ha sido diseñada para prevenir la
acumulación de material de gran tamaño, que pueda llegar al filtro de disco con el agua de
alimentación. Esto se consigue con un diseño que elimina las estructuras triangulares internas
de soporte (nesgas), existentes en otros modelos, evitándose la retención de materiales
sólidos tales como plásticos, grupos de algas, trapos y otros componentes inorgánicos
flotantes que puedan afectar la hidráulica del panel de filtración. Los sólidos retenidos en el
interior de los paneles se eliminan con el sistema de contralavado, consistente en un
mecanismo de inyectores de alta eficacia operando a alta presión.
Otro punto a favor consiste en un sistema de compensación de giro del eje. Este consta de
ruedas gemelas basculantes de tipo autocentrante que soportan el tambor y en un sistema de
transmisión de giro mediante una cadena plástica de alta resistencia. Este diseño reduce los
esfuerzos y tensiones mecánicas producidas por el uso continuado y/o los sobreesfuerzos
puntuales que provocan daños en el eje.
El montaje interno del tambor y los discos, está completamente protegido con una cubierta de
acero inoxidable, que permite tener un fácil acceso a la sección de montaje para las tareas de
inspección y mantenimiento. Las cubiertas tienen una función de seguridad según la normativa
vigente, consistente en evitar el acceso a las partes móviles, mediante un sistema de parada
automática ante cualquier apertura.
El filtro disco Forty X se presenta en dos versiones, como unidad independiente en tanques de
acero inoxidable o para su adaptación en tanques de hormigón. Este diseño permite sustituir
sistemas convencionales de filtros de arena, siendo uno de sus principales beneficios la
reducción de espacio. También es posible utilizar el espacio físico de los filtros de arena para
ubicar el filtro disco Forty X y aumentar la capacidad de filtración de la planta sin necesidad de
añadir estructura civil adicional.
La capacidad de los equipos actuales de paneles planos se puede incrementar sustituyéndolos
por los paneles plisados y adaptando el sistema de inyectores de contralavado.
En términos de turbidez, el filtro de disco utilizado alcanza valores excepcionales. En términos
de sólidos suspendidos totales, el medio filtrante del filtro disco actúa como una barrera
absoluta a la carga de entrada. A pesar de fluctuaciones en el flujo de alimentación y de la
concentración de sólidos suspendidos totales, el filtrado producido se mantiene constante. Se
puede observar en las diferentes pruebas realizadas, que la concentración de sólidos
suspendidos totales en la alimentación es variable, con una media de 35 mg/l y un máximo de
90 mg/l, la capacidad filtrante producida se mantiene por debajo de los 10 mg/l.
Estas pruebas fueron generadas a cargas hidráulicas desde 8 a 22 m3/h por m2 de área real y
efectiva de filtración, con discos sumergidos un 65%.
Rendimiento
Filtrado TSS <5mg/l
Diseño del filtro
Tamaño de poro 10 micras
Material de la tela filtrante Poliester
Diametro del disco 2,2 metros
Velocidad de rotación (rpm) Variable
Materiales de construcción Plástico ABS y poliester
Necesidades energéticas
Energía de funcionamiento 1,1 kw
Conjunto de accionamiento Tornillo sin fin, cadena y rueda dentada
Sistema de limpieza
Número de boquillas de contralavado (por unidad) 22
Número de bombas de contralavado (por unidad) 1
Presión de contralavado 7,7 bares
Desinfección
Descripción ultrasonidos y rayos ultravioleta
Muchos estudios han demostrado que la eficiencia del método de desinfección es altamente
dependiente de la concentración de sólidos en suspensión (SS), debido al hecho de que éstos
pueden proteger a bacterias y virus de ser destruidos por desinfectantes. Muchas de estas
pequeñas partículas tienden a dispersar la luz ultravioleta, otras bloquean la acción de esos
mismos rayos y por último algunas incluso incorporan en su interior, mediante la formación de
flóculos, la materia a tratar.
Estudios recientes han determinado que las partículas grandes (aproximadamente de 50
micras de diámetro) son muy difíciles de penetrar por los rayos ultravioleta con lo que la
demanda de estos crece drásticamente.
Un método diferente de la utilización de ultrasonido en el tratamiento de las aguas es
combinar los ultrasonidos con luz ultravioleta.
El ultrasonido rompe el bloque externo y la luz UV puede alcanzar a la célula biológica más
fácilmente. La absorción de UV por parte del ADN es de alrededor de 260 nm de longitud de
onda. Si la fuente de emisión de rayos UV emite a esta longitud de onda dañará solo el ADN.
En combinación con la aplicación de luz ultravioleta, el pretratamiento con ultrasonidos de
baja frecuencia (20Khz) es útil y proporciona una relación óptima coste-efectividad.
Descripción del desintegrador ultrasónico de materia orgánica
El equipo a utilizar para la desintegración de la materia orgánica es
el Sistema Dumo ultralyzer, que presenta las siguientes
características generales:
- Es un equipo compacto.
- Está compuesto por dos osciladores, con una potencia máxima de
1.4 kW cada uno.
- Dispone de los equipos periféricos necesarios para regular su funcionamiento: caudalímetro,
manómetro, válvula reguladora de presión, etc.
Características del equipo:
Volumen (l) Caudal (l/min) Tiempo de retención medio (seg)
12
Mínimo= 30
24
Máximo= 200 3,6
Descripción del equipo UV 3000plus de Trojan
El equipo de desinfección UV (UV 3000Plus-Trojan) se compone de 3 bancos con 15 módulos,
cada módulo contiene 8 lámparas, siendo un total de 120 lámparas.
Además de los módulos, el equipo se compone de:
- Un sistema de control que registra el encendido de las bancadas y la intensidad de las
lámparas en función de una señal de 4-20 mA
- Tres sistemas de detección que incorporan un sensor UV que mide la intensidad a
254 nm.
- Tres centros de distribución de potencia que aloja los relés y las conexiones a los
módulos.
- Tres bastidores que soportan los módulos UV.
- Un control de nivel (compuerta)
- Un sistema de limpieza químico-físico automático.
Diseño del equipo:
- Transmitancia = 65 % mínimo a 253,7 nm.
- Garantía de desinfección ≤ 2,2 coliformes totales/100 ml base media geométrica de
30 días.
- Tiempo de retención medio= 6,5 sg
- Intensidad nominal media: 18.589 μW/cm2 , con 100 h y UVT% 65
- Dosis UV, 100 h: 120.829 6,5 x 18589 (s x μW/cm2 ), μJ/cm2
- Dosis UV: 86.215 μJ/cm2, al final vida lámpara
- Distancia entre lámparas 7,62 cm (paralelas al caudal)
- Potencia instalada/lámpara 250 W; (salida UV C 106 W)
- Longitud de arco: 1470 mm
Descripción del canal piloto
Para poder realizar el estudio de eficacia en desinfección combinando DUMO + UV se instala
un módulo UV 3000plus a continuación de una unidad DUMO dentro de una estructura de
acero inoxidable. El tratamiento terciario de la EDAR se compone de los siguientes elementos
en el sucesivo orden:
- Filtros de tela
- Desinfección por ultrasonido
- Desinfección mediante UV
Se realizaron comparativas sobre la desinfección, solamente con radiación ultravioleta y
combinado la radiación ultravioleta con un tratamiento previo de ultrasonidos. A continuación
y como ejemplo se presentan los resultados obtenidos en uno de los experimentos realizados.
En los datos anteriores, se pone de manifiesto la viabilidad técnica de la combinación del
pretratamiento con ultrasonidos y la desinfección con radiación ultravioleta, para realizar la
desinfección de un agua residual tratada, dado que se puede observar que al combinar ambos
procesos aumenta de una forma apreciable el grado de descontaminación bacteriología
obtenida.
Cogeneración
Definición del sistema
Corresponde a la producción combinada de energía eléctrica/mecánica y de energía térmica
(calor) obtenidas en específicas instalaciones que utilizan la misma energía primaria.
Para producir sólo energía eléctrica generalmente se utilizan centrales termoeléctricas y para
producir sólo energía térmica tradicionalmente se usan calderas. Por lo tanto, si un usuario
requiere de ambas, en vez de instalar una caldera y adquirir energía eléctrica de la red, se
puede realizar un ciclo termodinámico para producir energía eléctrica aprovechando los
niveles térmicos más altos, cediendo el calor residual, que está a una temperatura más baja,
para satisfacer las exigencias térmicas. Desde este punto de vista, la cogeneración puede
ofrecer un ahorro energético. El objetivo fundamental perseguido es aprovechar lo mejor
posible la energía del combustible: de ello se deriva un menor consumo del mismo y, por
consiguiente, un menor impacto ambiental. A modo de ejemplo esquemático, se muestra la
comparativa de energías:
El biogás generado en los digestores anaerobios se utiliza como combustible para la
cogeneración en depuradoras de aguas residuales y, para nuestro caso, autoabastecer a la
misma. Podemos realizar distintas clasificaciones según el criterio escogido. En función de la
secuencia de generación y consumo se distinguen los sistemas de cabecera (topping), de los de
cola (bottoming):
Ciclos de cabecera. En ellos un combustible aporta la energía necesaria a un sistema de
cogeneración que genera electricidad. El calor residual de la combustión (energía no
transformada en mecánica) se utiliza para producir energía térmica. Es el más utilizado de los
sistemas de cogeneración, ya que se pueden aplicar en procesos que requieran temperaturas
moderadas o bajas, esto hace que tengan un campo de aplicación más amplio y una mayor
versatilidad en la selección del equipo.
Ciclos de cola. Para este caso, el combustible se emplea en el proceso industrial, y la energía
térmica residual del proceso se aprovecha en la producción de energía mecánica-eléctrica.
Estos ciclos están asociados a procesos industriales en los que se presentan altas
temperaturas, además el calor residual que utiliza, es en muchas ocasiones de efluentes
corrosivos, por lo que necesitan usar intercambiadores de calor muy costosos, estas dos
razones hacen que sean menos utilizados.
CONSUMIDOR
ELECTRICIDAD
ENERGÍA CALORÍFICA
COGENERACIÓN COMBUSTIBLE
También se pueden clasificar, según el tipo de conexión con la red eléctrica general,
distinguiendo entre sistemas aislados o en isla, o sistemas integrados o interconectados.
Los elementos comunes a todo sistema de cogeneración son:
1. Fuente de energía primaria.
a. Gas natural.
b. Combustibles líquidos.
c. Otros combustibles.
2. Elemento motor.
a. Turbina de gas.
b. Turbina de vapor.
c. Motores alternativos.
3. Sistema de aprovechamiento de energía térmica.
a. Caldera de recuperación.
b. Secadero.
c. Intercambiadores.
4. Sistema de aprovechamiento de la energía mecánica del motor.
a. Accionamiento de generadores eléctricos.
b. Accionamientos mecánicos (compresores, bombas).
Existen diversos equipos y tecnologías, cada una con sus características propias y se utilizan
según los requerimientos específicos del lugar.
Las ventajas e inconvenientes de la cogeneración son muchas, depende del punto de vista del
que se hable: del país, de las compañías eléctricas o del usuario. Centrándonos únicamente en
este ultimo:
Ventajas
→ Ahorro económico: consecuencia de un menor coste de la electricidad autoconsumida
procedente de la energía primaria, respecto al coste de la compra de electricidad
incluyendo el de la energía primaria para la cogeneración del calor. Adicionalmente
hay un beneficio por la electricidad vendida a la red eléctrica.
→ Mayor garantía de suministro: ante un posible fallo de la red, puede seguir
suministrando electricidad, al menos a los equipos considerados como críticos.
Inconvenientes
→ Aunque estos sistemas suponen una inversión adicional para la empresa, por el
contrario el empresario se enfrenta a nuevos riesgos, como la evolución de los precios
de la electricidad y los combustibles.
→ Aumento de la contaminación local: consecuencia del mayor consumo de combustible
en la propia factoría en caso de emplear ciclos de cabecera.
En esta depuradora se ha escogido un sistema de cogeneración con motor alternativo.
Consiste en un dispositivo cilindro-émbolo. Dentro del cilindro se introduce la mezcla
aire/combustible adecuada, que terminará combustionando. De la combustión se libera la
energía química del combustible, parte de ésta se transforma en trabajo mecánico que se
transmite por el mecanismo biela-manivela, y con ayuda de un transformador, parte del
trabajo mecánico se transforma en energía eléctrica.
En un motor alternativo, aproximadamente el 30-35 % de la energía del combustible se
transforma en trabajo en el eje, la restante se elimina en forma de calor o energía térmica de
los gases de escape.
La fuente más conveniente de calor recuperable es la del agua de enfriamiento de las camisas,
prácticamente utilizable en su totalidad. La segunda fuente es la de los gases de escape, en la
que aproximadamente el 60 % es económicamente recuperable. Hay una tercera fuente de
calor recuperable, aunque ya de menor importancia, el calor del circuito de lubricación del
motor.
La potencia en el eje puede emplearse para generar electricidad, o bien mover una bomba,
accionar un compresor o para cualquier otra carga. El calor recuperado puede utilizarse en
calefacción industrial o de edificio, suministro de agua caliente para uso doméstico,
refrigeración mediante frigoríficos de absorción, hospitales, centros comerciales, etc.
PÉRDIDAS GASES DE
SALIDA 10U
PROCESOS
TÉRMICOS
MOTOR
PÉRDIDAS
GENERADOR 3U
PÉRDIDAS
52U
ELECTRICIDAD
30U
PÉRDIDAS
GASES DE
ESCAPE 5U
COMBUSTIBLE
100U
Los motores alternativos se clasifican según diversos criterios, fundamentalmente se pueden
distinguir en función del tipo de encendido y del tipo de combustión.
Según el tipo de encendido distinguimos entre motores de encendido provocado por chispa
(gasolina), o motores de encendido por compresión (diesel). Dependiendo de la forma de
combustión serian motores de cuatro tiempos (4T) o motores de dos tiempos (2T). Un motor
de 2T debería tener el doble de potencia que uno de 4T de la misma cilindrada e igual
velocidad de rotación. A la potencia hay que restarle la que se emplea en el barrido, además
una parte de la carrera se pierde por la renovación de la carga, lo cual hace que en realidad no
se supere la potencia de un motor de 2T comparándolo al de uno de 4T en más del 60 %,
dependiendo del combustible.
Otro aspecto a tener en cuenta es que los motores de 2T son más sensibles a las variaciones de
carga que los motores de 4T. Todos los motores de 4T constan de cuatro etapas: en la etapa de
aspiración, la mezcla aire/combustible (motor de explosión) o el aire (motor diesel) se
introducen en el cilindro a través de una válvula, para luego ser comprimido por el pistón hasta
una presión adecuada para la combustión en la etapa de compresión. Se quema la mezcla
mediante bujías (explosión) o se inyecta rápidamente el combustible en el recinto que
contiene aire comprimido (diesel) y se produce la combustión de la mezcla, tras ésta se libera
una serie de gases a elevada temperatura, estos se expanden moviendo el émbolo en la etapa
de expansión, de esta forma se produce energía mecánica que puede ser transformada en
eléctrica con ayuda de un transformador. En la etapa de barrido se elimina la mayor parte de
los gases, resultado de la combustión, del cilindro a través de una válvula de salida. Las etapas
del émbolo dentro del cilindro de un motor de 4T responden a la siguiente figura:
Los motores alternativos, además pueden ser sobrealimentados o no, en función de la presión
a la que entrará la mezcla carburada (explosión) o el aire (diesel). La sobrealimentación
mediante un compresor tiene por objeto básicamente incrementar la potencia de los motores.
En los motores sobrealimentados, el aire una vez comprimido se puede refrigerar, con objeto
de posibilitar una mayor elevación de la potencia del motor sin elevar las cargas térmicas.
Los factores que determinan la potencia de un motor de unas características dadas son:
-Combustible consumido por unidad de tiempo.
-Exceso de aire de combustión
-El que sea sobrealimentado o no
-Poder calorífico inferior (PCI) del combustible
-Picado de las bielas
-Autoencendido
Los motores se pueden aplicar de una manera casi ilimitada en cogeneración por varios
motivos:
1. La disponibilidad de motores de funcionamiento seguro y eficiente en una amplia
gama de tamaños.
2. El perfeccionamiento de los reguladores de velocidad que aseguran la generación de
electricidad a la frecuencia exacta.
3. La disponibilidad de combustibles de buena calidad y precio atractivo, como el gas
natural.
4. La posibilidad de emplear una amplia gama de combustibles.
5. Un mayor conocimiento sobre dónde y cómo utilizar este tipo de sistemas.
VENTAJAS INCONVENIENTES
Elevada relación electricidad/calor
Alto rendimiento eléctrico
Bajo coste
Tiempo de vida largo
Capacidad de adaptación a variaciones de la demanda
Alto coste de mantenimiento
Energía térmica muy distribuida y a baja temperatura
Aplicaciones del proceso de cogeneración
Por lo general las empresas satisfacen sus necesidades energéticas comprando la electricidad y
los combustibles necesarios para la generación de energía térmica, pero en algunos casos
suele salir demasiado cara, especialmente cuando las necesidades de ambos tipos de energía
son excesivamente elevadas. De ahí el uso de la cogeneración, un sistema alternativo de alta
eficiencia energética, que reduce de manera importante la factura de suministro de
electricidad y calor sin alterar el proceso productivo de la empresa, que además asegura un
aporte de energía eléctrica sin interrupciones.
La cogeneración permite ser utilizada en una amplia gama de terrenos, ya sea en el sector
industrial, terciario y privado. Dentro de las aplicaciones industriales, se puede emplear en la
industria papelera, petroquímicas, etc.
La cogeneración en el sector terciario se utiliza en hoteles, instalaciones deportivas y
hospitales; por último, el uso de la cogeneración en el sector privado se encuentra, por
ejemplo, en instalaciones térmicas de la calefacción de edificios residenciales.
El empleo de dicha tecnología en los sectores terciario y privado, se debe especialmente al
ahorro económico que conlleva, ya que en estos sectores el consumo eléctrico se presenta
principalmente en horas punta, de forma que el precio de la electricidad es muy superior al del
sector industrial.
La manera más adecuada de incluir la cogeneración en ambos sectores, es mediante equipos
pequeños y modulares, que permite el fraccionamiento de la potencia térmica instalada,
exigido por el Reglamento de Calefacción, Climatización y Agua Caliente Sanitaria.
Sistema de cogeneración en la EDAR
Las características iniciales son:
1. Datos del biogás:
→ Producción de biogás 5.000 Nm3/día
→ Porcentaje medio de metano en biogás 60 %(sin desulfurar)
→ PCI metano 9.000 Kcal/Nm3
2. Necesidades térmicas en la E.D.A.R.:
→ Calor medio necesario para la digestión 500.000 Kcal/h
→ Biogás a calderas 100 m3/h
3. Potencia eléctrica instalada:
→ Bombas: dos bombas de 5,5 KW y tres de 2,2 KW
→ Motores: uno de potencia 2,6 KW y otro de 1,5 KW
→ Precio del KW/h: 0,071 euros/KW
Todas las bombas trabajan 24 horas al día, excepto los motores y las calderas a donde se dirige
el biogás que funcionan 7 horas al día aproximadamente.
De estos datos se deduce, que la potencia eléctrica inducida de las instalaciones de la E.D.A.R.
es de 19,5 KW, siendo la potencia térmica media necesaria de 581 KW. Anualmente, la
cantidad de energía eléctrica demandada por la misma es de 145.379,5 KWh/año, mientras
que el calor medio necesario anual es de 5.089.560 KWh/año.
Parte del biogás generado en la estabilización anaerobia de los lodos, se usa actualmente
como combustible en las calderas, ayudando a mantener la temperatura adecuada de los
lodos en dicha etapa. El exceso de esta mezcla de gases, se suele emitir al ambiente tras
hacerlo pasar por un quemador, evitando emisiones de CH4 que produce el efecto
invernadero. Un inconveniente derivado de esta combustión es la generación de diversos
gases tóxicos como el SO2, una mayor cantidad de CO2, y emanación de calor al ambiente
atmosférico.
Instalando un sistema de cogeneración, el biogás se emplea como combustible en el motor
impidiendo el derroche de este recurso, así se reduce considerablemente las emisiones de los
compuestos anteriormente mencionados.
La electricidad que genera este elemento motor, se emplea directamente en las diferentes
unidades que componen la E.D.A.R.
La implantación de un sistema de cogeneración en la E.D.A.R. tiene dos tipos de ventajas
fundamentalmente:
Económicas: debido a que producen energía eléctrica, reduciendo los costes de explotación y
produciendo calor, lo cual permite conseguir una fuente de energía térmica útil.
Medioambientales: son diversas, una de ellas es la utilización de un recurso generado en la
E.D.A.R., el biogás, con lo que se ahorra en combustibles fósiles no renovables.
Debido a la baja cantidad de energía eléctrica requerida por la E.D.A.R., se puede emplear
como elemento motor del sistema de cogeneración, un motor alternativo o una turbina de
gas.
La energía térmica demandada por la misma es baja, por ello no se recomienda la utilización
de una turbina de gas. Además, durante la operación de la E.D.A.R. se esperan fluctuaciones de
la cantidad de biogás que se produce, se requiere por tanto un sistema de cogeneración
sencillo, resistente a las paradas y arranques generados por este tipo de fluctuaciones, esto no
se consigue con una turbina de gas.
La alternativa más conveniente es el empleo de un sistema de cogeneración que use motores
alternativos. Este tipo de sistemas es de un coste inicial relativamente bajo, y además cuenta
con una buena relación electricidad/calor, y sobre todo, es el sistema que más fácilmente se
adapta a variaciones de demanda eléctrica y térmica. Uno de los pocos inconvenientes que
podrían tener es que los costes de mantenimiento pueden considerarse algo elevados, sin
embargo se ven rápidamente compensados.
En algunos casos, cuando la potencia eléctrica necesaria no es demasiado elevada, como el
caso que nos ocupa, se pueden usar los denominados “Equipos Modulares de Cogeneración”.
Éstos son conjuntos compactos de diseño muy ajustado, que se suministran después de
montados y probados en fábrica.
Con los módulos se facilita el planteamiento de la instalación de los sistemas de cogeneración,
ya que no hace falta un estudio demasiado exhaustivo sobre ciertos factores que influyen en el
diseño de estos sistemas. Solo elegir a través de un catálogo qué módulo de cogeneración se
adapta mejor a los requerimientos de la planta es suficiente.
Como se ha comentado anteriormente, existen dos tipos de motores a elegir: motores de
encendido por compresión (diesel) y motores de encendido por chispa (gasolina o de ciclo
Otto), al mismo tiempo pueden ser motores de 2T y 4T.
Si se tiene en cuenta el tipo de combustible que se va a utilizar, el motor adecuado es el de
encendido por chispa o de ciclo Otto, ya que por su propio diseño opera adecuadamente con
combustibles volátiles como la gasolina, o gaseosos como el gas natural o el biogás. Además el
motor diesel emplea solamente como combustible el gasoil, que no es nuestro caso.
En lo que se refiere a los tiempos de funcionamiento, los motores a gas diseñados para
aplicaciones de cogeneración, son motores de 4T.
Al emplear un motor alternativo, el biogás debe ser tratado previamente antes de utilizarlo
como combustible. Si no se acondiciona adecuadamente, el motor no operará en las mejores
condiciones de funcionamiento, haciendo que su rendimiento no sea tan elevado como lo
esperado. Otra consecuencia de una mala adecuación del combustible, es la posible
disminución de la vida útil del motor, por ejemplo, si no se eliminan sustancias corrosivas
como compuestos de azufre.
La mayor problemática en motores alternativos es la cantidad de azufre que contiene el
biogás, especialmente en forma de ácido sulfhídrico (H2S). Éste se debe eliminar antes de
utilizarlo como combustible, de no ser así se producirá la corrosión de la cámara de
combustión y del sistema de gases de escape. Además el azufre podría salir de entre los gases
de escape del motor en forma de SO2 y dispersarse a la atmósfera, contribuyendo a la
producción de lluvia ácida, por la formación de ácido sulfúrico con la humedad del ambiente.
Además, la existencia de SH2 en los digestores dificulta la formación de biogás por su acción
tóxica sobre las bacterias metánicas.
Para la eliminación de este componente, o por lo menos la mayor parte del mismo, se pueden
emplear diferentes alternativas. Se propone en esta E.D.A.R. un sistema de instalación eficaz a
la vez que simple, éste consiste en un proceso en el que se adiciona una solución de cloruro
férrico a los lodos mixtos que entran en el digestor. Este procedimiento presenta también la
ventaja de ser seguro y requerir poco espacio de almacenamiento de producto.
Asimismo y para una mejor limpieza del gas producido, se instalará una torre de desulfuración
por carbón activo, añadiendo un medidor en continuo de sulfhídrico, de forma que actúe
sobre la torre de desulfuración si fuese necesario. Este medidor es un elemento costoso, pero
asegura un correcto funcionamiento de la instalación de desulfuración.
Diseño del sistema de cogeneración
Selección del tipo de motor
De entre diversos proveedores de motores, el que tiene una mejor relación precio/servicio, así
como motores de gran calidad durante su funcionamiento, es la empresa GUASCOR.
En función de la producción de biogás de la E.D.A.R., así como de las necesidades de energía
eléctrica y térmica, se ha seleccionado el motor GUASCOR modelo SFGLD 240 90/80. Este
motor genera la cantidad de energía térmica necesaria para la digestión. Además proporciona
una gran cantidad de energía eléctrica, pudiéndose vender la sobrante a la red.
Así mismo consume casi la totalidad del biogás generado en la E.D.A.R., sobrando una pequeña
cantidad que puede ser fácilmente almacenada en los gasómetros de la misma. Este biogás
sobrante puede emplearse para la regulación de la temperatura del digestor, en el caso de ser
necesaria, mediante el uso de una caldera alternativa.
Las características más relevantes de este modelo de motor de GUASCOR, considerando un
100% del valor nominal de funcionamiento, son las siguientes:
MOTOR GUASCOR
Modelo: SFGLD 240 90/80
Potencia mecánica KW 419
Potencia eléctrica KWe 405
Consumo combustible KW 1.123
Potencia térmica recuperable circuito principal motor KW 299
Potencia térmica recuperable circuito auxiliar motor KW 104
Potencia térmica recuperable gases escape motor KW 178
Caudal aire admisión Kg/h 2.100
Caudal gases de escape Kg/h 2.320
Medidas aproximadas:
Longitud m 9,12
Anchura m 2,44
Altura m 2,90
Peso aproximado Kg 10.000
Intercambiadores de calor de los lodos
Se emplearán los intercambiadores de calor que siempre se han usado en la E.D.A.R. para este
fin, ya que son los adecuados. Se tratan de dos intercambiadores de calor centrífugos, tipo
espiral y de flujo a contracorriente, marca IBERFUEL, modelo CE-450. Son capaces de calentar
las corrientes de lodos que entran en los mismos hasta una temperatura adecuada, de manera
que cuando los lodos regresen a sus digestores correspondientes, la temperatura media en los
mismos sea de unos 35 ºC. En la E.D.A.R. hay dos digestores de lodos, por lo tanto a cada uno
hay que proporcionarle su propio intercambiador de calor centrífugo.
Caldera alternativa
Aunque el motor proporciona la energía térmica necesaria para la E.D.A.R., a veces se necesita
parar el motor para su mantenimiento. También es posible que se produzca alguna avería que
lo imposibilite momentáneamente de su operación. En ocasiones como estas, la energía
eléctrica se puede obtener de la red suministradora. En el caso de la energía térmica, se opta
por mantener la caldera que se utiliza actualmente en la E.D.A.R. como caldera alternativa,
para suministra de esta manera el calor requerido para la digestión de los lodos. Se trata de
una caldera de agua VULCANO SADECA, modelo EUROBLOC SUPER 1.000 de 1.000.000 Kcal/h
de potencia calorífica y que monta un quemador WEISHAUPT modelo GL7/1-D.
Intercambiadores de calor para el acondicionamiento del agua de calefacción de los lodos
Existen dos circuitos de agua que salen del módulo, uno del motor (circuito principal) y circuito
auxiliar, y otro de la caldera recuperadora de los gases de escape.
Las condiciones de flujo y temperatura a la que sale el agua de ambos circuitos, no son las
adecuadas para los intercambiadores de calor centrífugo. Para corregir esto se introducen un
par de intercambiadores de calor adicionales, uno por circuito de agua.
Se han elegido dos intercambiadores de calor de placas de SUICALSA, S.A. (en adelante
SUICALSA), ambos del mismo modelo, IP3601B65NX08.
Estos intercambiadores de calor son desmontables y se componen de un bastidor de
construcción robusta formada por dos placas de acero al carbono, entre los que se intercalan y
comprimen las placas de intercambio de calor (flujo en sistema paralelo). La configuración
ondulada de las placas a través de las cuales circulan los fluidos, provoca una elevada
turbulencia que asegura una máxima transferencia de calor. El material de las placas de
intercambio es de acero inoxidable AISI 316.
Los altos valores de coeficientes de transmisión, hace que la superficie de intercambio se
reduzca con respecto a otros tipos de intercambiadores, así como también se reduce su peso y
volumen.
Por su forma constructiva, son fácilmente ampliables, y permiten una gran facilidad de acceso
a las placas para su limpieza o sustitución. Éstos cumplen con las siguientes características:
INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACAS SUICALSA
Modelo: IP3601B6NNX08
Superficie m2 7.875
Potencia KW 292
Caudal primario L/h 25.855
Caudal secundario L/h 63.525
Perdida carga primario mca 3
Perdida carga secundario mca 3
Peso Kg 143
Estos intercambiadores de calor deben operar en posición vertical, así mismo la placa
identificadora de cada modelo indica las presiones y temperaturas de diseño, las cuales no se
sobrepasarán durante el funcionamiento normal de los mismos.
Deberán instalarse los intercambiadores de calor sobre unas bancadas lo suficientemente
resistentes para sostener el peso de los mismos llenos de agua.
SUILCASA proporciona la indicación del peso en vacío del intercambiador y de la capacidad del
mismo en litros. Ambos intercambiadores de placas, al pertenecer al modelo 3601B, se
suministran con patas soporte lo suficientemente resistentes para sostener el intercambiador
y fijarlo a la bancada.
Es necesario dejar suficiente espacio libre a los lados de los intercambiadores de calor para
facilitar el acceso a estos, y permitir las operaciones normales de mantenimiento (extracción e
introducción de placas).
Las bombas de alimentación de los intercambiadores de calor deben estar dotadas de válvulas
de regulación. Si las bombas trabajan a presiones mayores de las que puede garantizar el
intercambiador, es necesario instalar válvulas de seguridad, las cuales no deben aspirar aire.
SUICALSA aconseja la instalación de válvulas de drenaje en los tubos de entrada al
intercambiador, así como válvulas de corte en los cuatro tubos de entrada/salida de manera
que el intercambiador se pueda parar y abrir sin crear inconvenientes a los aparatos
adyacentes. El montaje de conexiones para la limpieza entre las válvulas y el intercambiador se
presenta a menudo muy útil, para efectuar un lavado químico sin necesidad de desmontar o
abrir el intercambiador.
Localización del cogenerador en la EDAR
Las unidades que existen inicialmente en la E.D.A.R. no modificarán su posición al introducir el
sistema cogenerador, ya que seguirá siendo la más adecuada, tanto los intercambiadores de
calor centrífugos como la caldera de agua seguirán encontrándose en el edificio de calefacción.
La posición de los intercambiadores de calor centrífugos en esta zona es estratégica, ya que se
encuentran cerca de los digestores, con lo que se evitan excesivas pérdidas de energía térmica.
El módulo del motor estará en el mismo recinto donde se encuentra el edificio del
turbocompresor. Al otro lado de la zona donde se encuentra el edificio de turbocompresores,
se localizará la solera sobre la que se instalará el aerorefrigerador exterior que acompaña al
módulo.
En lo que se refiere a los intercambiadores de placas, se recogerán en una nueva caseta que se
levantará en una zona con espacio disponible en la E.D.A.R. Éste recinto contará con todas las
características necesarias de aireación, espacio suficiente para el mantenimiento de los
intercambiadores de calor cumpliendo con todos los requisitos, legislativos o no, que le sea de
aplicación.
Línea de lodos
Los lodos generados pueden seguir dos caminos distintos: parte se envía a las cubas de
aireación, para así mantener en ellas una alta concentración de microorganismos
(recirculación externa) y otra parte (lodos en exceso) ha de ser extraída del sistema.
El almacenamiento de estos lodos sin tratamiento ocuparía una gran superficie y produciría
malos olores; teniendo esto en cuenta, las dos finalidades principales del tratamiento de lodos
son las siguientes:
- Reducir el volumen de almacenamiento mediante una operación de deshidratación.
- Almacenar el producto de manera que quede estabilizado y que desprenda los mínimos
olores posibles. Para ello, las sustancias orgánicas biodegradables han de haberse
eliminado mediante proceso biológico (al menos parcialmente) o estabilizado mediante
tratamiento químico o térmico.
Los tres métodos que existen para estabilizar un lodo son:
- Uso de cal a un pH mayor de 12.
- Digestión anaerobia, que genera desprendimientos de metano el cual puede ser
aprovechable para producir biogás, con inversiones iniciales importantes, aunque con
gastos de explotación reducidos.
- Digestión aerobia, que consiste en realizar una aireación intensa al lodo. En este caso los
lodos activados por oxigenación, se alimentan de ellos mismos autoeliminandose por
respiración endógena.
Optamos por la digestión anaerobia, independientemente de que sea más costosa en su
inversión inicial que la digestión aerobia, los gastos de explotación son reducidos y tiene el
aliciente de generar un producto, biogás, que puede ser muy aprovechable para generar
energía.
En cuanto a la deshidratación de los lodos, las opciones son:
- Secado natural en lechos de arena al aire libre.
- Un proceso artificial: filtración al vacío, centrifugación, filtros prensa, filtros banda, etc.
El tipo de tratamiento elegido para esta fase es:
- Espesamiento de lodos biológicos por gravedad.
- Deshidratación por centrifugación.
Así mismo, se detalla a continuación la línea completa de tratamiento para los lodos en exceso:
- Recirculación externa de lodos al reactor biológico (1+1 bombas de 30 m3/h).
- Extracción de lodos en exceso hacia el espesador de lodos (1 bomba de 10 m3/h).
- Espesado por gravedad (1 unidad de 56,00 m3).
- Extracción de lodos del espesador hacia la deshidratación de lodos (1+1 bombas para
suministrar un caudal medio de 4,00 m3/h).
- Deshidratación de lodos mediante centrifugación (1 unidad de 4,00 m3/h y 110 kgMS/h).
Se instalará un equipo de dosificación de polielectrolito acorde con las necesidades.
- Transporte de lodos deshidratados al contenedor de lodos mediante tornillo
transportador (1 unidad de 6,00 m y 1,60 m3/h).
- Almacenamiento de lodos en contenedor (1 unidad de 4,00 m3).
Recirculación de lodos y extracción de lodos en exceso
La recirculación de lodos se establece mediante una bomba situada en el decantador y se
envían a la cuba de aireación. Dicha bomba irá provista en el cuadro eléctrico de un
controlador horario, de este modo se podrá establecer un funcionamiento periódico.
El volumen de lodos de retorno se podrá aumentar o disminuir mediante una válvula instalada
en el circuito de envío y por la programación diaria del temporizador.
El lodo en exceso producto del proceso de aireación prolongada se evacúa del decantador
mediante bombeo, utilizando una bomba de extracción de lodos.
Bombas principales
Una bomba para recircular los lodos y otra para extracción de lodos, con caudal cada una de
ellas de 10 m³/h, impulsado a un conducto de P.A.D. (polietileno de alta densidad) de diámetro
exterior de 63 mm.
Con ello la velocidad se mantiene por debajo de 0,20 m/seg.
Fases del tratamiento de lodos en exceso
Digestión anaerobia del lodo
La digestión anaerobia es la degradación del lodo procedente de los decantadores secundarios
y primarios previo a su secado y eliminación, en condiciones de anoxia. Las reacciones que se
producen en esta degradación liberan energía además de liberar al medio metano (CH4),
dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).
Este tipo de digestión trascurre en diferentes fases:
Fase de hidrolí
En esta etapa se rompen los enlaces de las grandes moléculas gracias a las enzimas que
excretan las bacterias hidrolíticas. Este grupo de bacterias (Clostridium, Proteus, Bacteroides,
Bacillus, Vibrio, Acetovibrio, Staphyloccoccus) rompen los enlaces complejos de las proteínas,
celulosa, lignina o lípidos en monómeros o moléculas como aminoácidos, glucosa, ácidos
grasos y glicerol. Estos monómeros pasarán al siguiente grupo de bacterias.
Fase Ácida
En esta fase actúan bacterias facultativas que convierten azúcares, aminoácidos y lípidos en
ácidos orgánicos (propiónico, fórmico, láctico, butírico o succínico), alcoholes y cetonas
(etanol, metanol, glicerol, acetona), acetato, CO2 y H2, esto produce, al finalizar esta etapa, que
el pH descienda. Son bacterias fermentativas acidogénicas (Clostridium, Lactobacillus,
Escherichia, Bacillus, Pseudomonas, Desulfovibrio, Sarcina).
Fase Acetogénica
Esta fase la realizan las bacterias acetogénicas, que son sintróficas, es decir solo se desarrollan
como productoras de H2 junto a otras bacterias consumidoras de esta molécula, y sueltan al
medio: acetatos y CO2. Syntrophobacter wolinii, especializada en la oxidación de propionato, y
Syntrophomonas wolfei, que oxida ácidos grasos que tienen de 4 a 8 átomos de carbono,
convierten el propiónico, butírico y algunos alcoholes en acetato, hidrógeno y dióxido de
carbono, el cual se utiliza en la metanogénesis.
Etanol + CO2 Ácido acético + 2H2
Ácido propiónico + 2H2O Ácido acético + CO2 + 3H2
Acido butírico + 2H20 2 Ácido acético + 2H2
Fase Metanogénica
Etapa realizada gracias a las bacterias metanogénicas, las cuales, producen como material
excretado, metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Estas bacterias tienen un crecimiento
lento provocando que su metabolismo sea limitante en el proceso del tratamiento de los lodos
mediante digestión anaerobia. Este tiempo de generación va desde los 3 días a 35ºC hasta los
50 a 10ºC. Estas bacterias se dividen en 2 subgrupos:
Metanógenos hidrogenotróficos (bacterias quimiolitótrofas que utilizan hidrógeno):
CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O
Metanógenas acetotróficas:
Acético CH4 + CO2.
Son dos géneros, Methanosarcina (cocos grandes e irregulares en paquetes, Gram +) y
Methanothrix (bacilos alargados, Gram -) tienen especies acetotróficas, aunque las primeras
pueden utilizar también CO2 + H2 como sustrato. Todas las bacterias metanogénicas se
incluyen en el dominio Archaea.
Los sistemas de digestión anaerobia se clasifican en: baja carga, alta carga, contacto
anaeróbico y por separación de gases.
En este proceso hay que tener en cuenta una serie de factores tales como el pH, la
temperatura (10 - 60ºC), la agitación y calentamiento, la alimentación de lodo y el tiempo de
retención del mismo (el tiempo de retención en España para la digestión primaria, se
recomienda que sea igual o superior a 15 días, mientras que para el digestor secundario debe
ser igual o mayor a 5 días) y la producción de gas.
El digestor anaerobio suelen tener forma cilíndrica con la parte superior e inferior de forma
cónica. La parte superior se denomina cúpula. Estos digestores presentan un sistema de
agitación, mezclado y rompecostras.
Tipo de digestores
Los dos tipos más empleados son los de alta y baja carga. En el proceso de digestión de baja
carga no se suelen calentar ni mezclar el contenido del digestor, y los tiempos de retención
varían entre 30 y 60 días.
En los procesos de digestión de alta carga el contenido del digestor se calienta y mezcla
completamente. El lodo se mezcla mediante recirculación de gas, mezcladores mecánicos,
bombeo o mezcladores con tubos de aspiración, y se calienta para optimizar la velocidad de
digestión. El tiempo de retención no llega por lo general a 15 días.
En la línea de lodos optamos por la combinación de estos dos procesos, que se conoce como
proceso de doble etapa. El primer tanque se utiliza para la digestión, y se equipa con
dispositivos para el mezclado. El segundo tanque se utiliza para el almacenamiento y
concentración del lodo digerido, y para la formación de un sobrenadante clarificado,
relativamente.
Espesamiento de lodos por gravedad
Para el espesamiento de los lodos se ha proyectado un espesador por gravedad en hormigón
armado, de planta cuadrada de 4 m x 4 m, con un calado a vertedero de 3,5 m, lo que
proporciona un volumen total de 56 m3.
El barrido de los lodos se realiza mediante dos brazos radiales con concentradores de fondo,
construidos en chapa de acero y terminados en neopreno.
Los lodos espesados son purgados desde el fondo del aparato, mientras que el caudal de agua
sobrante es recogido en su parte superior, mediante cuatro vertederos de 0,60 m de longitud
ubicados en cada uno de los lados del espesador, para su reincorporación a cabecera de
planta.
El espesador de lodos constará de una cubierta de poliéster reforzada con fibra de vidrio, ya
que se realizará la desodorización de este aparato.
Bombeo de lodos a deshidratación
Los lodos extraídos de la parte inferior del espesador de lodos son bombeados mediante 1+1
bombas de tornillo helicoidal de caudal variable 1,83 – 5,50 m3/h a 5 m.c.a., ubicadas en la sala
de deshidratación.
Deshidratación de lodos: Centrifugación
Se proyecta realizar el secado de lodos mediante una
centrífuga con una capacidad de 4 m3/h y 110 kgMS/h, con la
que se espera obtener una concentración de lodos a la salida
del 20%.
La sala de deshidratación forma parte del edificio y se
encuentra anexa a la sala de soplantes.
Las instalaciones de secado se han proyectado para las cargas
de lodos que se producen en la planta depuradora, con
capacidad para su tratamiento en un periodo de operación de
cinco días a la semana, entre aproximadamente 2 y 3 horas
por día de trabajo. Realmente, con este equipo, la flexibilidad
para la explotación será muy elevada.
Para el acondicionamiento químico de este tipo de lodos se utiliza polielectrolito catiónico.
Este reactivo, que se suministra en polvo, se diluye en un tanque de dilución, donde los
electroagitadores lo mezclan con agua limpia hasta conseguir su dilución de trabajo (0,5%). Las
salidas de estos tanques se conectan entre sí y alimentan a dos bombas dosificadoras de
membrana, con un caudal variable entre 17 y 170 l/h. El caudal de polielectrolito diluido se
inyecta en las tuberías de impulsión de lodos espesados.
Una vez los lodos mezclados con el polielectrolito entran dentro de la centrífuga, se produce la
separación del lodo y del agua en el rotor cilíndrico-cónico. Tanto los sólidos como los líquidos
son recogidos en colectores especiales situados a ambos lados de la carcasa y son descargados
de la centrífuga por gravedad.
El drenaje de la centrífuga es conducido al pozo de bombeo de cabecera de planta.
Almacenamiento de lodos
La evacuación de la "torta" de lodos secos hacia un contenedor de lodos de 4 m3 se realiza
mediante un tornillo transportador. Con esta capacidad de almacenamiento se consigue una
autonomía superior a 6 días en Temporada Normal y de aproximadamente 4 días en
Temporada Alta.
Aprovechamiento y Evacuación del lodo
La gestión de los lodos residuales de la depuración debe plantearse en términos de no
considerarlos como un desecho molesto del que hay que deshacerse, sino como un recurso
que hay que saber aprovechar y encontrar soluciones rentables. Inicialmente se proyecta
destinar el 100% del lodo para su uso agrícola como fertilizante, debido a su elevado grado de
mineralización y contenido equilibrado en nitrógeno, fósforo y potasio, a la proximidad de la
planta al campo de golf y al escaso volumen de los lodos residuales.
En el empleo agrícola de los lodos obtenidos en los tratamientos biológicos, son importantes
las materias húmicas que puedan aportar al terreno y sus elementos nutritivos. Cuando estos
lodos están digeridos, pueden facilitar la proliferación de la flora microbiana autotrófica del
suelo, actuando directamente sobre la nutrición mineral de los vegetales.
De esta forma se evita el coste económico y ambiental que supondría enviarlos a vertedero.
Además, se prevé que estos lodos sean recogidos por una planta de compostaje muy próxima,
por lo que el coste de transporte sería prácticamente nulo.
En todo caso, la depuradora proyectada está obligada por ley a dar documentación con las
características del lodo al usuario del mismo. Esta documentación debe ser expedida por el
titular de la planta depuradora y estar en posesión del usuario de los lodos. En ella se
especifica el proceso de tratamiento y la composición de los lodos. Los parámetros mínimos
que se deberán incluir son: materia seca, materia orgánica, pH, nitrógeno, fósforo y metales
como el cadmio, cobre, níquel, plomo, zinc, mercurio y cromo.
Producción de lodos
La producción de lodos estimada diaria es de 12.000 Kg.
Planta de Compostaje
El compostaje de un determinado substrato es un proceso biológico de descomposición
aerobia termofílica de sus constituyentes orgánicos, mediante la acción combinada de una
serie de poblaciones de bacterias, hongos y actinomicetos. Dicha acción asociada a una
sucesión de factores ambientales, se obtiene anhídrido carbónico, vapor de agua, calor y un
resto orgánico estabilizado.
El RD 824/2005 sobre productos fertilizantes, define al Compostaje: “proceso controlado
de transformación biológica aeróbica y termófila de materiales orgánicos biodegradables”.
El borrador de la propuesta de Directiva relativa al tratamiento biológico de los biorresiduos,
define al compost como: "Material higienizado, estable y parecido al humus, rico en materia
orgánica y libre de malos olores resultante del proceso de compostaje de los biorresiduos
recogidos selectivamente, que cumple con los requisitos de calidad establecidos".
Posteriormente define el proceso de compostaje como "Descomposición biológica autotérmica
y termofílica de biorresiduos recogidos selectivamente, en presencia de oxigeno y en
condiciones controladas por la acción de micro y macroorganismos, con el objeto de producir
compost".
La obtención de un buen compost depende de la optimización de los siguientes procesos:
- Preparación de la materia orgánica fermentable.
- Proceso biológico de fermentación.
- Proceso mecánico de depuración.
Se analizarán posteriormente las características óptimas que deben darse en los diversos
procesos.
Preparación de la materia orgánica fermentable
La importancia de la materia orgánica fermentable reside en el hecho de ser el substrato y
fuente de nutrientes de los microorganismos que intervienen en el compostaje. El substrato se
debe considerar bajo los aspectos físicos y químicos. Sus propiedades físicas van a condicionar
el acceso a los nutrientes, oxígeno y agua de los microorganismos. Su composición química
determina el tipo y cantidad de nutrientes disponibles.
La estructura molecular y su composición elemental son los factores químicos de mayor
interés. La utilidad de los residuos como substrato biológico depende de la disponibilidad de
los compuestos químicos en sus moléculas constituyentes. Es muy frecuente que los
microorganismos sólo puedan asimilar compuestos muy simples, por tanto, para que se pueda
aprovechar una molécula completa, se tiene que romper en sus unidades constituyentes; así
las proteínas en aminoácidos y éstos en amoníaco, pueden entonces asimilarse. El mecanismo
de ruptura es la reacción enzimática, pero los enzimas se sintetizan por los microorganismos.
El número y complejidad de los sistemas enzimáticos implicados en el proceso llega a ser muy
grande cuando aumenta la complejidad de la estructura molecular, lo que además, exige un
mayor tiempo de tratamiento.
Cualquier producto orgánico fermentable o biodegradable puede ser compostado. En la
“Estrategia española de reducción de residuos biodegradables destinados a los vertederos” del
Borrador del Plan Nacional Integrado de residuos 2007-2015, figura una serie de productos.
Según el RD 824/2005 sobre productos fertilizantes “Las materias primas utilizadas en la
elaboración de productos fertilizantes deberán ajustarse a lo especificado en el capítulo IV”,
que básicamente exige:
1. Declaración de ingredientes. Para demostrar que en la elaboración del producto
fertilizante se cumplen los requisitos exigidos en el RD. Materia orgánica fermentable.
2. Utilización de residuos. La utilización como ingrediente de algún producto incluido en
la Lista Europea de Residuos, estará sometida a la correspondiente autorización de la
autoridad medioambiental del ámbito territorial donde se genera el residuo y, en su
caso, su valorización.
3. Materias orgánicas biodegradables.
→ Para elaborar abonos orgánicos, abonos órgano-minerales y enmiendas orgánicas
solo está permitida la utilización de materias primas de origen orgánico, animal o
vegetal, incluidas expresamente en la lista de residuos orgánicos biodegradables
del anexo IV.
→ Las materias primas de origen animal utilizadas en la elaboración de productos
fertilizantes deberán cumplir los requisitos previstos en el Reglamento (CE) n.º
1774/2002.
→ Los productos fertilizantes constituidos, total o parcialmente, por residuos
orgánicos biodegradables deberán cumplir, además, los requisitos que se definen
en el anexo V, y que se comentará en el capítulo, de estos apuntes,
correspondiente a Legislación.
4. Nivel máximo de microorganismos. Los productos que contengan materias primas de
origen orgánico, animal o vegetal, no podrán superar los valores máximos de
microorganismos incluidos en el anexo V. En el Anexo IV del citado RD se relaciona la
“Lista de Residuos Orgánicos Biodegradables, se hace una relación de todos los
biorresiduos adecuados para los tratamientos biológicos según la Lista Europea de
Residuos (Decisión 2001/118/CE, recogidos en la Orden MAM/303/2002, de 8 de
febrero).
Los lodos de las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas (EDAR)
Los lodos desecados, obtenidos en las EDAR, presentan una elevada riqueza en materia
orgánica, pero contienen una excesiva humedad, en torno al 75%, y una baja porosidad, lo que
dificultará la fermentación si no se toman ciertas medidas. Éstas, normalmente suelen ser:
a) Desecación del lodo en capas, hasta lograr una humedad próxima al 50%.
b) Realizar mezclas del lodo con "agentes" que además de reducir la humedad,
aumentarán considerablemente la porosidad.
El lodo desecado en capas o mezclado con agentes como viruta de madera, paja, u otros
productos, se encuentra en circunstancias adecuadas para poder compostarse.
Proceso biológico de fermentación
Como se ha expuesto, el compostaje es una fermentación aerobia termofílica de un substrato
orgánico por la acción combinada de varios microorganismos. Es de gran interés analizar las
principales circunstancias o parámetros que intervienen en la fermentación, con el fin de
mantener estos parámetros en circunstancias óptimas, en aras de un buen compostaje, en el
menor tiempo posible y con el menor coste.
Parámetros físicos
Aireación: Es el parámetro básico de una fermentación aerobia. La aireación de la materia
orgánica deberá asegurar la incorporación del oxígeno del aire y la eliminación del anhídrido
carbónico producido durante el compostaje. La falta de ventilación del anhídrido carbónico
origina el desarrollo de microorganismos anaerobios que cortarían el proceso de compostaje.
La concentración óptima de oxígeno en el interior de las pilas de fermentación está
comprendida entre el 5 y el 15% en volumen. La ventilación de las pilas se asegura por volteos
periódicos de la masa compostable o por medio del aire que se inyecta o se extrae por las
tuberías perforadas situadas a lo largo de la pila de fermentación. La ventilación controlada
puede servirnos además para regular la temperatura de fermentación.
Humedad: Junto con la aireación, son los dos parámetros básicos del compostaje de gran
importancia. Los microorganismos necesitan el agua como vehículo líquido para transportar
los alimentos y elementos energéticos, a través de la membrana celular. La descomposición de
la materia orgánica depende del contenido de humedad. Los valores mínimos dentro de los
cuales tiene lugar la actividad biológica se sitúa entre el 14 y el 12%. Valores inferiores al 40%
de humedad pueden limitar sensiblemente el compostaje. El contenido óptimo de humedad se
encuentra entre el 50 y el 60%. Por encima de este valor se puede presentar anaerobiosis. A lo
largo del compostaje y, sobre todo, en las primeras fases, con altas temperaturas se producen
grandes pérdidas de agua, que si son críticas, habrá que corregir con la incorporación de agua.
La incorporación de agua para corregir la humedad, se realiza en el momento del volteo. En el
compostaje de lodos de depuradora, se deberá reducir la humedad antes del compostaje,
como se ha expuesto anteriormente.
Temperatura: Durante el compostaje y siempre que la humedad y la aireación sean adecuadas,
la temperatura sufre la siguiente evolución. Inicialmente, los residuos fermentables se
encuentran a temperatura ambiente. Enseguida, los microorganismos, que disponen de
abundantes nutrientes, proliferan y la temperatura va incrementándose considerablemente. A
los pocos días, se alcanzan los 40ºC, finalizando la llamada "fase mesofílica" y se alcanza la
"fase termofílica". La temperatura sigue subiendo y, la mayor parte de los microorganismos
iniciales mueren y son reemplazados por otros resistentes a esas temperaturas. Más tarde,
decrece gradualmente y se vuelve otra vez a temperaturas mesofílicas en un período
denominado de "maduración" caracterizado por una reducción paulatina de la actividad
biológica y por una estabilización de los productos orgánicos obtenidos.
La primera fase del compostaje con incrementos de temperaturas, hasta alcanzar valores altos
que pueden superar los 70ºC, junto con elevados índices de humedad. Este detalle tiene una
gran importancia sanitaria debido a que supone la eliminación de gérmenes patógenos. Sin
embargo, esta eliminación puede afectar a microorganismos que intervienen en el
compostaje, con desfavorable repercusión en la prolongación excesiva del tiempo de
fermentación. Cabe una solución de compromiso que fije la temperatura de compostaje en un
valor, dentro del cual, se presenten garantías sanitarias y, a la vez, pueda existir una población
de microorganismos que asegure un compostaje adecuado. Esta temperatura de trabajo se ha
fijado en torno a los 55ºC.
Parámetros bioquímicos
pH: Para el crecimiento de la mayoría de las bacterias, el pH óptimo varía entre valores de 6 y
7,5 mientras que en el caso de los hongos este rango se amplía entre valores de pH 5,5 a 8,0.
No obstante y como se ha expuesto, durante el compostaje hay una sucesión de diversos
microorganismos y circunstancias variantes que hacen que el pH varíe considerablemente.
Materia orgánica: Durante el proceso de compostaje, las pérdidas de materia orgánica pueden
alcanzar el 30%, medido como materia total. La mayoría de estas pérdidas es materia orgánica
"volátil", que corresponde a sustancias ricas en carbono. Estas pérdidas se producen en la
primera fase de la fermentación, que como se ha expuesto, es la fase más activa, y no durante
el período de altas temperaturas.
Nitrógeno: Si se tiene en cuenta que el destino del compost es su aplicación agrícola y que el
nitrógeno es uno de los tres grandes nutrientes para los cultivos, se comprende el gran interés
por evitar las pérdidas. Estas se producen cuando las cantidades de carbono asimilable son
pequeñas respecto a las de nitrógeno. Este es el caso de sustancias que contienen carbono y
que son resistentes al ataque microbiano, o por el contrario, en el caso de sustancias que
contienen nitrógeno y son descompuestas con rapidez. En el transcurso del compostaje, el
contenido de nitrógeno disminuye, debido a la volatilización del amoníaco. Las pérdidas
mayores se producen en los primeros días cuando la amonificación es mayor y cuando las
circunstancias de alto valor de pH y elevada temperatura favorecen las pérdidas amoniacales.
Las pérdidas máximas se presentan a temperaturas próximas a 35º y no con las temperaturas
máximas. Durante el proceso, las pérdidas suelen situarse en torno al 10%.
Relación C/N: Los microorganismos necesitan el carbono como fuente esencial de energía, y el
nitrógeno para la síntesis de proteínas junto con otros elementos como el fósforo o el azufre.
Durante la fermentación aerobia, los organismos vivos consumen de 25 a 35 unidades de
carbono por cada unidad de nitrógeno. Este es el rango de valores de la relación C/N que se
suele adoptar como óptimo en las plantas de compostaje a la hora de preparar las mezclas o lo
que se ha denominado en el presente artículo "materia orgánica fermentable". El nitrógeno se
encuentra, casi en su totalidad, en forma orgánica de donde debe ser extraído y modificado
por los microorganismos para poder ser utilizado por éstos. Básicamente, una relación C/N
elevada conducirá a tiempos de fermentación muy prolongados. Por el contrario, el
compostaje de productos orgánicos con una relación C/N baja, aunque origina un rápido
proceso de compostaje, lo hace con grandes pérdidas nitrogenadas.
Fermentación.
Comienza la fermentación aerobia y en su primera fase de baja temperatura o mesófila,
dominan bacterias y hongos mesófilos que producen gran cantidad de ácidos. La actividad en
este primer período es muy intensa, pues los microorganismos disponen de todas las
sustancias directamente asimilables contenidas en estado natural en el medio orgánico. Esta
intensa actividad provoca una liberación de energía, lo que origina una elevación de la
temperatura de la masa. Este fenómeno sirve para iniciar la actividad de proliferación de las
primeras especies termofílicas, que se encontraban en estado latente en las basuras frescas.
Especies de bacterias y sobre todo hongos termófilos entran en actividad hasta temperaturas
de 65º C, en ese momento aumenta la actividad enzimática y la hidrólisis. La transformación
de sustancias como grasas y un ataque superficial de la celulosa y de la lignina, forman
sustancias orgánicas simples gracias a la acción de las enzimas extracelulares de otros
organismos.
El estudio biológico del compost revela tres hechos importantes:
1.- Todos los parásitos y las bacterias patógenas han sido destruidos durante el
compostaje.
2.- Presenta sustancias antibióticas.
3.- Tiene especies de microorganismos que no son antagonistas de los gérmenes
habitualmente presentes en el suelo.
Higiene
Como ya se ha expuesto, durante el compostaje se presenta un proceso microbiológico
dinámico, originado básicamente por la acción combinada de una población bacteriana y por
hongos. Las altas temperaturas en un ambiente de elevada humedad originan la eliminación
de las bacterias patógenas y, en general, origina una considerable reducción de los gérmenes
patógenos. "Influencia de la temperatura y del tiempo de exposición en la destrucción de
algunos gérmenes patógenos", según Feachem.
La planta de compostaje se situara junto a la depuradora, ya que las materias primas que
vamos a utilizar para la producción de compost son los lodos de la depuradora, los residuos
provenientes de la poda del campo de golf, de las zonas verdes del complejo residencial y
hotel y residuos orgánicos domésticos de estos espacios. Cuando necesitemos agua para
humedecer el compost utilizaremos el agua del tratamiento terciario, aunque esta práctica no
será muy necesaria ya que los lodos de depuradora tienen un alto porcentaje de humedad.
Esto supondrá un coste cero de materias primas al proceso de compostaje. Por otro lado, el
compost producido será empleado para el campo de golf, zonas verdes y para abrir un posible
mercado de consumo con los agricultores de la región. El compost producido tendrá un
exhaustivo control en su composición cumpliendo los parámetros descritos en la legislación
comentada anteriormente.
La nave de compostaje esta constituida por 2 túneles, cada uno posee una longitud de 40
metros, una altura de 1,8 metros y una anchura de 3 metros. Los parámetros de operación se
resumen en la siguiente tabla.
Parámetros
Valor
Longitud (m) 40
Altura (m) 1,8
Ancho (m) 3
Tiempo de residencia (días) 40
Capacidad (tn) / semana 6
Aireación (turbinas de aire) 3x1,7 m
3 (1h/día)
Producción de compost (kg/d) 1600 (Kg/día)
Frecuencia de volteo Cada 4 m/1 vuelta/3 veces por semana
El lodo procedente de la depuradora se añade de forma discontinua en los primeros 6 metros
de túnel, junto con un estructurante que favorezca la aireación y absorba la humedad y,
además, aporte carbono. Una volteadora se encarga de remover las pilas 3 veces por semana
para conseguir una homogeneización. En cada volteo, la mezcla avanza 4 metros, los últimos 6
metros del túnel son para descarga. La longitud de túnel útil en la que tiene lugar el
compostaje es de 34 metros. El tiempo de residencia total del compost en el túnel es de
aproximadamente 40 días. Por la parte superior del túnel circula la volteadora y la parte
inferior, que está compuesta por una base de piedras y una malla, permite la aireación
controlada del túnel. Posee unas turbinas soplantes que, dependiendo de las condiciones
ambientales y del desarrollo de compostaje, se varían los tiempos de marcha de la aireación.
Cada túnel esta dividido en dos zonas de aireación, por tanto tienen dos soplantes por túnel.
Esto permite poder independizar la aireación según las necesidades del proceso. Normalmente
se tiene casi de forma continua la aireación en la primera zona del túnel, pues ésta requiere
más oxigenación en lo que sería la etapa termófila. El aire se inyecta por el lecho del túnel
gracias a una malla, además el túnel posee un sistema de seguridad que pone en
funcionamiento las turbinas si la temperatura del lecho supera los 75° C.
El proceso de compostaje en la planta se puede resumir en los siguientes pasos:
En la parte inicial se introducen unos 8.000 kg nuevos de lecho, lo que equivale a 4 m de
longitud del túnel, compuesto de lodo húmedo y de soporte vegetal, de forma que la relación
C/N esté entorno al 25-35 %. A continuación, se pone en marcha la volteadora y se desplaza
todo el compost existente en el túnel 4 m hacia la salida del túnel, desplazando en cada volteo
4 m; por lo tanto, desde el inicio al final, una muestra tendría un total de 9 volteos hasta llegar
al final del túnel. Y finalmente, se extrae en la zona de salida de producto del túnel un
volumen de compost equivalente a 4 m del túnel, que pasa a las pilas de almacenamiento
estáticas para su maduración. La extracción se produce con una periodicidad de tres veces por
semana.
Sistema de desodorización química
La instalación consta de un sistema venturi con dos torres de lavado en serie, conectadas entre
sí mediante conductos del diámetro adecuado. En el sistema venturi se hace pasar el aire por
un deposito con solución de acido sulfúrico al 98%, dosificando este ácido por medio de una
bomba dosificadora y controlando el pH con un medidor. En esta etapa se produce la
eliminación de partículas y la absorción de aminas y amoniaco. Posteriormente, en la primera
torre se efectúa un lavado con un reactivo oxidante, mientras que en la segunda torre tiene
lugar la neutralización química.
Parámetros del diseño
Red de tuberías de la EDAR
Se prevé que las tuberías que conectan los diferentes aparatos de la EDAR se instalen en
zanjas. Serán de plástico no clorado, al presentar menos impactos que las de PVC.
Colector de entrada al pretratamiento.
Conducciones de entrada a decantador primario desde pretratamiento.
Conducción de salida de decantador primario a arqueta de encuentro.
Conducción de entrada de arqueta de encuentro a reactores biológicos.
Conducciones de salida de reactores biológicos a decantador secundario.
Conducciones de entrada al tratamiento terciario.
Conducciones de salida de tratamiento terciario al punto de vertido.
Por último, la recirculación de los lodos decantados se realizará del decantador al reactor
biológico mediante: bomba sumergida y tubería de plástico clorado.
Caudal entrante
El caudal anual de agua residual generada en el complejo es de 206.550 m3/año, a esta
cantidad añadimos el agua residual procedente del diseminado estimada en 233.600 m3/ año,
por lo que obtenemos la cantidad de agua regenerada necesaria para satisfacer las
necesidades de riego del campo de golf de 300.000-400.000 m3 anuales y del huerto, estimado
en 2.500 m3/año.
Puesto que en los meses de verano el agua que necesitaremos depurar es varios órdenes de
magnitud mayor al de invierno, se ha decidido realizar el tratamiento completo en dos líneas
diferentes. Cada una de ellas tendrá la capacidad de depurar el mismo volumen, 603 m3/día.
Así, las dos líneas funcionarán al mismo tiempo con menor rendimiento cuando la recepción
de agua sea baja. Entre las dos líneas, tendrán la capacidad de depurar la cantidad de agua
máxima necesaria en los meses de verano, cuando la demanda sea mayor.
Dimensionamiento de equipos
A continuación, se detallará el dimensionamiento de los equipos descritos anteriormente,
indicando las distintas variables consideradas en cada uno de ellos. Tendremos en cuenta que
contamos con dos líneas, por lo que dividimos el caudal punta entre dos (50.25/2=
25.125m3/h).
Pretratamiento y tratamiento primario
Desbaste
El desbaste recibirá el agua residual procedente de nuestras instalaciones y del diseminado.
Para su dimensionamiento, se ha tenido en cuenta el caudal punta que se recibirá, siendo éste
de 25.125m³/hora. La velocidad de circulación del agua en el canal será de 6m/h.
Vamos a suponer que la profundidad del canal será el doble que la anchura del mismo.
Entonces, tenemos una profundidad de 2.82m (Z) y la anchura de 1.41m (Y). El recorrido para
que entren todos los equipos de desbaste es de 4.2m (X).
velocidad
caudalSección
Desarenado
Para el cálculo de las dimensiones del desarenador vamos a tomar como tiempo hidráulico de
residencia del mismo, 0.25 horas. Suponemos el caudal punta de entrada de la depuradora,
25.125m³/h.
Con esta información, tenemos el volumen de desarenador que necesitamos:
24,,8/6
/325,50m
sm
hmSección
328,625,0*/3125,25 mhhmVolumen
Para un volumen de 6.28m³, nuestro desarenador tendrá una longitud de 3.14m (X), una
anchura de 1m (Y) y una profundidad de 2m (Z).
Decantador primario
Para el dimensionamiento del decantador primario hemos tomado como tiempo hidráulico de
residencia en el mismo 2.5 horas. El caudal punta que se podrá tratar será de 25.125m³/h.
El volumen que tendrá el decantador primario será de 62.8m³.
38,625,2*/3125,25 mhhmVolumen
La carga superficial considerada ha sido de 1.5m3/m2h.
La superficie del decantador será de 16.75m2 (S).
275,162/35,1
/3125,25m
hmm
hmdordeldecantaSuperficie
El radio que necesitará el decantador será de aproximadamente 3m con un diámetro de 6m.
mradio 83,2125,25
mofundidad 7,375,16
8,62Pr
Por lo tanto, la profundidad media que tendrá nuestro decantador primario es de 3.7m (Z).
Tratamiento secundario
Se ha estimado que el caudal punta generado será de 25.125m3/h.
Reactores de lodos activos
Para conseguir la eficacia de tratamiento requerida en nuestras instalaciones, el tiempo de
residencia en cada uno de los decantadores secundarios será de 4.5h. El caudal punta que se
tratará será de 25.125m3/h.
El volumen que tendrán estos equipos será de 113m3.
31135,4*/3125,25 mhhmVolumen
La carga superficial que tendrán es de 3 m. Por tanto, la superficie que necesitarán los
reactores de lodos activos será de 37.67m2 (S).
26,373
3113m
mSuperficie
El radio de los decantadores secundarios será de 3.46m (r) y la profundidad será de 3m (Z).
mm
Radio 46,36,37
mm
mofundidad 3
26,37
3113Pr
Decantador secundario
El tiempo hidráulico de retención en cada uno de los decantadores secundarios para la
adecuada sedimentación de los lodos secundarios es de 2.5horas. Suponemos que el caudal
punta que tendremos que tratar será de 25.125m3/h.
El volumen de cada decantador secundario que es de 62.8m3.
38,625,2*/3125,25 mhhmVolumen
La carga superficial que tendrán los decantadores es de 2m. Por tanto, la superficie que tendrá
cada uno de ellos es de 31.4m2 (S).
24,312
38,62m
mSuperficie
Teniendo en cuenta las dimensiones anteriores, el radio que tendrá el decantador será de
3.16m (r) y 2m (Z) de profundidad media.
mm
Radio 16,324,31
mm
mofundidad 2
24,31
38,62Pr
Plan de seguimiento y vigilancia de la EDAR
El proseguimiento del plan de vigilancia y seguimiento se seguirá mediante la elaboración de
varios tipos de informes:
Informes ordinarios: Informes periódicos sobre el proseguimiento de las operaciones, y
detallando el funcionamiento de las medidas correctoras y/o protectoras tomadas: si es
correcto o si por el contrario, no son suficientes; en el último caso se indicarán las causas y la
modificación de las medidas correctoras o la inclusión de otras nuevas en los casos que sean
necesarios.
Se presentarán durante toda la duración de las obras, indicando las observaciones relativas a
protección acústica, emisiones de polvo, obtención de materiales y su vertido, cuidados en la
zona de instalaciones y parque de maquinaria. Además se incluirán los resultados de los
análisis periódicos de muestras de aguas, análisis de sedimentos, análisis de organismos, etc.
En la fase de funcionamiento, se presentarán con una periodicidad bimensual (2 meses).
Informes extraordinarios: Siempre que se detecte cualquier afección negativa en el medio no
prevista, y que precise una actuación para ser corregida, se emitirá un informe con carácter
urgente aportando toda la información necesaria para actuar en consecuencia. Asimismo,
podrán emitirse informes especiales cuando cualquier aspecto de la obra esté generando unos
impactos superiores a los previstos o intolerables.
IMPACTO AMBIENTAL
Un impacto medioambiental es un efecto que proviene de una determinada actividad humana.
Suelen ir asociados a proyectos de todo tipo, pero son especialmente relevantes en el sector
constructivo y en obras como la que nos ocupa. Se deben medir de forma tanto cualitativa
como cuantitativa. Para ello, se suele usar las denominadas matrices de aptitud-impacto, que
evalúan las distintas posibilidades de localización de un proyecto con sus respectivos impactos
causados sobre el entorno.
Por otro lado, el análisis de impactos, pone de manifiesto aquellos puntos en los que habrá
que hacer especial hincapié a la hora de tomar medidas para minimizar los impactos
medioambientales que el proyecto causará sobre el entorno.
Componentes susceptibles de sufrir impactos:
Antes de llevar a cabo el estudio de los impactos ambientales habrá que ver cuáles son las
zonas o componentes ambientales susceptibles de sufrir impacto.
- Aguas superficiales y subterráneas: como consecuencia de los procesos que se llevan a cabo
en la depuradora y potabilizadora, las distintas fuentes de agua de la zona se pueden ver
afectadas, por tanto se deberá proteger estos elementos.
-Suelos: son los componentes más impactados como consecuencia de las obras y la ocupación.
Deberá de evitarse la inestabilidad de taludes como consecuencia del proceso de movimiento
de tierras. Así mismo, será adecuado minimizar la erosión del suelo, causada por el proceso de
construcción.
-Geología: estructuras geológicas, geomorfológicas y otras pueden verse afectadas por el
proyecto.
-Flora: junto con el suelo, la ocupación supone la reducción de la vegetación de la zona.
Además, aquellas especies en peligro, protegidas o endémicas deberán de ser cuidadas o en
casos particulares, trasplantadas mediante una empresa certificada para tal efecto.
-Fauna: son un grupo susceptible de sufrir impacto como consecuencia de la ocupación de su
hábitat. Por ello, se deberá de cuidar que las obras o funcionamiento no afecten a su actividad
normal y sobre todo a su época de reproducción.
-Paisaje: es un aspecto ambiental muy importante, sobre todo teniendo en cuenta las
instalaciones de alto impacto paisajístico que se van a construir, como es el caso de los
aerogeneradores.
-Ruido: se deberá de utilizar maquinaria que produzca un nivel de ruido por debajo de lo
permitido, de tal forma que no suponga un impacto sobre el entorno y sobre todo en las
poblaciones cercanas y en la fauna.
-Olores: en un proyecto como el de construcción de una EDAR, la problemática de los olores es
de especial relevancia debido a su actividad y los procesos que conlleva. Por ello, este será un
aspecto a tener en cuenta ya desde la elección de la ubicación del proyecto, donde se atenderá
al régimen de vientos.
Matriz de impactos
Se han realizado dos matrices de impacto referidas a la fase de construcción y a la fase de
funcionamiento de la EDAR respectivamente.
La lista de validación correspondiente a las matrices, es la siguiente:
Naturaleza 1 Impacto positivo -1 Impacto negativo
Intensidad 1 a 16(mínima a máxima)
Extensión 1 (Puntual)
2 (parcial) 4 (extenso) 8 (total)
Momento 4(largo plazo, > 3 años) 2 (medio plazo, 1-3 años)
1 (inmediato)
Persistencia 1 (fugaz, < 1 año)
2 (temporal, 1-3 años)
4 (pertinaz, 4-10 años)
8 (permanente, >8 años)
Reversibilidad 1(corto plazo)
3 (medio plazo) 4 (largo plazo)
8 (irreversible)
20 (imposible de reparar)
Matriz de impactos de Leopold de la fase de construcción:
Matriz de impactos de Leopold de la fase de funcionamiento:
Los impactos medioambientales se pueden clasificar de diferentes formas dependiendo de la
información que se desee obtener. De acuerdo con esto, en el presente caso se dividirán de
acuerdo a las distintas fases del proyecto (construcción, funcionamiento y abandono) en la que
se produzcan.
Fase de Construcción
Esta fase se inicia con los preparativos de la zona para situar el proyecto, incluyendo trabajos
previos de desbroce de vegetación y movimientos de tierra, continúa con las etapas de
cimentación y construcción. Por ello, los mayores impactos serán recibidos por el suelo como
consecuencia de la ocupación del terreno y aquellos impactos asociados al proceso de
construcción.
Los impactos asociados a la fase de construcción e identificados de forma concreta se
muestran a continuación:
Impactos sobre la geología:
Alteraciones sobre las estructuras geomorfológicas de la zona como consecuencia de
los trabajos de movimientos de tierras.
Erosión del suelo como resultado de las obras y de la maquinaria.
Modificaciones en las propiedades del suelo, como por ejemplo la porosidad,
compactación, etc.
Generación de residuos.
Impactos sobre las aguas: vertidos de aceites, lubricantes y otros productos de la obra.
Cambios en los cursos naturales de las aguas colindantes como consecuencia de las
actividades constructivas o de procesos de canalización.
Contaminación de aguas subterráneas debido a filtraciones superficiales de materiales
y sustancias provenientes de la obra.
Impactos sobre la flora y la fauna:
Pérdida de vegetación en la zona de proyecto como resultado de la ocupación.
Deterioro de la vegetación colindante a la obra debido al paso del personal de la obra y
de la maquinaria.
Pérdida del hábitat de la fauna de la zona.
Alteraciones en la conducta y comportamiento de las especies autóctonas como
consecuencia de las obras, el ruido, el polvo, etc.
Impactos sobre la calidad aire:
Disminución de la calidad del aire como resultado de la generación de polvo en las
actividades constructivas.
Depósito del polvo y otros materiales particulados en la vegetación y terreno cercano.
Impactos sobre el paisaje:
Disminución de la calidad paisajística como consecuencia de la construcción de nuevas
estructuras arquitectónicas e instalaciones en un lugar donde anteriormente no las
había.
Impactos sobre los valores sonoros: niveles sonoros elevados debido a la maquinaria, a las
actividades constructivas, a las obras, al personal, etc.
Contaminación por ruido en poblaciones cercanas.
Impactos socioeconómicos:
Creación de puestos de trabajo.
Molestias en las viviendas cercanas como consecuencia de los olores, ruido, etc.
Impactos sobre el patrimonio cultural:
No se han observado ni previsto impactos sobre el patrimonio cultural de la zona.
Fase de Funcionamiento
Los impactos asociados a esta fase serán producidos principalmente como una consecuencia
de la ocupación de la zona y de la presencia antrópica.
Los impactos de forma concreta se muestran a continuación:
Impactos sobre la geología:
Ocupación permanente del suelo ya que las instalaciones no son temporales.
Pérdidas del suelo.
Generación de residuos.
Impactos sobre las aguas:
Sobre las aguas subterráneas se pueden producir posibles vertidos como resultado de
mala gestión de residuos o almacenaje de sustancias peligrosas.
Sobre las aguas superficiales se puede producir contaminación por vertidos.
Impactos sobre la flora y la fauna:
Desaparición de la vegetación en la zona proyectada.
Deterioro de la vegetación aledaña debido a la creciente actividad antrópica en la
zona.
Contaminación por polvo, material particulado, vertidos, etc, que afecten a la flora o a
la fauna.
Disminución del hábitat de las especies animales autóctonas.
Cambios en el comportamiento de la fauna como consecuencia de la presencia
humana. Generación de stress en la fauna de la zona.
Impactos sobre la calidad del aire:
Disminución de la calidad del aire como consecuencia de la presencia antrópica.
Aumento de los niveles de sustancias contaminantes de la atmósfera como es el
dióxido de carbono (esto se ve acrecentado por la actividad humana, por el paso de
vehículos, etc).
Aparición de olores.
Impactos sobre el paisaje:
Posible disminución de la calidad visual de la zona como consecuencia de la ampliación
de la depuradora.
Impactos sobre los valores sonoros:
Aumento de los niveles sonoros como consecuencia del funcionamiento de la
maquinaria de las instalaciones.
Impactos socioeconómicos:
Aparición de puestos de trabajo.
Desarrollo de actividades relacionadas con las instalaciones.
Atención a las demandas presentes y futuras del servicio de agua potable, siendo estas
además de calidad controlada
Fase de Abandono
En principio la obra de construcción de una estación depuradora se lleva a cabo con una vida
media de 20 a 30 años. A partir de ahí, se suelen realizar obras de ampliación con el fin de dar
el servicio a la población creciente.
Por todo lo anterior, de momento no se pueden prever los impactos derivados del abandono
de las instalaciones. Pero a modo general, cabe decir que se deberá de redactar un plan que
contemple todo el proceso de abandono, incluyendo las fases de desmantelamiento de
instalaciones.
MEDIDAS PROTECTORAS, CORRECTORAS Y COMPENSATORIAS
Atendiendo a artículo 11 del Real Decreto 1131/1988, de 30 de Septiembre, por el que se
establece que deben aplicarse medidas correctoras en un proyecto siempre que sea necesario,
y teniendo en cuenta el conocimiento de los impactos provocados por las diferentes fases del
proyecto, se hace necesario el estudio de las posibles medidas correctoras y protectoras que
habrá que aplicar, con el objetivo de paliar o eliminar en la medida de lo posible dichos
impactos, además de reducir los costes de operación y sobre todo de recuperación.
Para ello, en primer lugar se tratará de dar una breve descripción de los siguientes conceptos:
Medidas Correctoras: Estas medidas son consecuencia del estudio de impacto ambiental. Son
aplicables o bien a la actividad causante del impacto, o bien al factor alterado. Son las
encargadas de corregir en la medida de lo posible, los impactos ocasionados, o disminuir la
fragilidad de los factores alterados, en un intento por recuperar el estado anterior al proyecto.
Medidas Protectoras: Se realizan en la fase diseño, construcción y funcionamiento. Tienen
como objetivo, reducir un impacto que pueda producir una acción del proyecto, o bien,
evitarlo de ser posible. Por tanto estas medidas se adoptarse antes de la aparición de dicho
impacto.
Medidas Compensatorias: Son medidas de signo positivo que compensan los impactos
negativos inevitables de la actividad. También pueden ir dirigidos a aprovechar la
potencialidad de un recurso o del territorio de manera que genere beneficios adicionales.
A continuación pasaremos a describir las medidas tomadas en nuestro proyecto de
depuradora, una vez se han descrito los impactos ocasionados por este (Expuesto en el
apartado anterior) en la fase de construcción y fase de funcionamiento.
Medidas protectoras y correctoras
Las medidas protectoras y correctoras van a clasificarse en dos grupos, según sean medidas a
tomar en la fase de construcción o en la fase de funcionamiento.
Fase de Construcción
Agua:
Hay que tener en cuenta tanto las aguas superficiales como las subterráneas, por tanto, para el
caso de las aguas superficiales, debemos delimitar las zonas de transito para el personal de la
obra y las maquinarías mediante caminos, con el objetivo de evitar impactos sobre la calidad
de las aguas, así como sobre la vegetación y fauna asociadas, de esta manera, si ocurriese un
derrame de aceites o combustibles, este se diese en estos caminos, evitando así alterar los
factores antes mencionados. En el caso de las aguas subterráneas, tener cuidado con los
residuos, controlando su acumulación en superficie y su tiempo de permanencia, para no
provocar posibles infiltraciones hacia estas aguas. Por ello se prohibirá el lavado de equipos y
maquinaría en la zona.
Aire:
Especial atención en este apartado a las máquinas, que serán las causantes de la gran parte de
contaminación atmosférica. La gases emitidos por los motores de las máquinas serán una gran
fuente de contaminación hacía la atmósfera, por tanto, se deberán revisiones y
mantenimientos de dichos equipos, así como, se deberá presentar la documentación
acreditando que la maquinaria cumple con la legislación de emisiones contaminantes,
presentando certificados de homologación.
Además, el movimiento de dicha maquinaría y el fuerte viento de la zona, también provocan
un levantamiento de polvo desde el suelo que también es perjudicial, por lo que se aconseja el
riego periódico de las pistas y accesos a la zona de obra, con el fin de paliar el levantamiento
de polvo.
Suelo:
Lo primero que hay que realizar es una buena planificación de las obras, para ocupar solo el
terreno necesario, de esta manera reduciremos el impacto producido. Se intentara elegir
adecuadamente la zona de ubicación de la maquinaría, alejada de los cursos de agua y de la
zona con mayor valor ecológico. Se utilizarán señalizaciones, y cercado adecuado alrededor de
la zona de obra con el objeto de acotar el lugar del proyecto.
Al terminar la obra, el suelo utilizado deberá ser restaurado, mediante la estilización de tierras,
y la replantación de una vegetación que evite la erosión. Se llevará a cabo plantaciones de
especies arbustivas y arbóreas autóctonas que se integren adecuadamente en el paisaje
original. De esta forma, las capas superficiales de tierra fértil vegetal del suelo de la obra serán
almacenadas correctamente para reutilizarlas una vez se restaure la zona y para los jardines
que se lleven a cabo.
Flora:
La zona será elegida de forma que posea el menor valor ecológico posible. Se tendrá especial
cuidado con las especies que se encuentren más amenazadas. Se deberá de llevar a cabo un
inventario ambiental de la zona, para saber con qué especies tratamos y como debemos de
manejarlas.
Los ejemplares de mayor tamaño deberán de ser trasplantados y replantados una vez
terminen las obras en una zona del complejo adecuada (Por ejemplo el campo de golf).
Se propone también un seguimiento del estado de salud de la vegetación trasplantada para
poder detectar futuros problemas y establecer medidas para garantizar la supervivencia de los
ejemplares que se quiere conservar.
Fauna:
Al igual que en el caso de la vegetación, se llevará a cabo un estudio de la fauna del lugar, para
detectar sus costumbres y su ciclo anual, para ver en qué época de año es menos perjudicial
para ellos la realización de la obra. Nuevamente, el emplazamiento deberá elegirse de forma
que no coincida con una zona de alto valor ecológico en cuanto a fauna se refiere.
Residuos:
Se deben de distribuir suficientes puntos limpios por la obra para realizar una adecuada
recogida de los residuos peligrosos generados. Mención especial para los residuos líquidos,
como aceites, gasolinas, aguas de lavado de maquinaría, dado que como comentamos en las
medidas correctoras para los impactos en el agua, pueden contaminar las aguas subterráneas
mediante infiltración.
Para la recogida y transporte de estos residuos se deberá tener especial cuidado, debiendo
llevarla a cabo un gestor especializado.
Se habilitará una zona para el mantenimiento de la maquinaria. Los vertidos de sustancias
líquidas podrán ser recogidos en contenedores adecuados en dicha zona, así como el agua
usada para limpieza de cubas, etc...
Ruidos:
Los ruidos ocasionados por las obras pueden molestar a los animales de la zona, así como
también a una zona aledaña al proyecto en la que se encuentran casas esparcidas (lo que se
conoce como el diseminado) donde viven algunas familias. Para reducir este impacto, se
instalaran en las maquinas de la obra silenciadores y se aislará la zona con una arbolada, que
también protegerá del impacto visual.
Paisaje:
Se debe atender a la calidad visual para la instalación de la depuradora, de esta forma, se
estudiarán las características topográficas de la zona, de modo que su instalación sea en la
zona donde menor impacto visual provoque. Para el diseño de la instalación, utilizar en la
medida de lo posible tonos y formas que se integren con el entorno, una vez más, para
provocar el menor impacto posible.
Fase de Funcionamiento
Aire:
Realmente en la fase de funcionamiento, la depuradora no debe de dar mucho problemas de
olores, pero por si en algún momento suceden, se llevarán a cabos estudios para comprobar
que no existen tales problemas con los olores, además también se plantará vegetación que
produzcan olores agradable y que tapen los malos olores si los hubiera. Si estos problemas se
dieran se hará un tratamiento antiolores.
Flora:
Se plantarán en las inmediaciones de la depuradora vegetación autóctona de la zona, de esta
manera ayudarán a una mejor integración paisajística y por otro lado el mantenimiento de las
plantas será menor al ser planta adaptadas al lugar, también se instalará un sistema de riego
con aguas depuradas.
Residuos:
Los residuos que no puedan ser aprovechados serán almacenados en contenedores y
recogidos por un gestor externo, el cual los depositará en vertederos especializados. En cuanto
a los residuos aprovechables, se venderán a empresas externas para revalorizar el residuo.
Ruidos:
Se debe de controlar el ruido producido en las casetas de bombeo, bombas de agitación,
soplantes, la centrífuga encargada de la deshidratación de los lodos… por eso se aislarán del
exterior estos mecanismos generadores de ruido. Se dispondrá de barreras antirruido.
Paisaje:
Como antes comentamos, se colocará un apantallamiento vegetal formado por especies del
lugar, de esta forma se mitigará el impacto visual y se conseguirá una mejor integración
paisajística.
Medidas Compensatorias
Se utilizarán las instalaciones de la EDAR para proyectos de investigación, además se aceptarán
alumnos universitarios en prácticas con el fin de integrarlos en el mercado laboral. Se darán
charlas de educación ambiental, concienciando a la población (en especial a los niños) en la
racionalización del agua.
Con respecto al medio ambiente, se tomarán medidas de compensación por pérdida de
hábitats faunísticos, se crearán refugios y nidales para paliar el impacto en la fauna de la zona.
PLAN DE VIGILANCIA AMBIENTAL
El objetivo del plan de vigilancia ambiental es establecer las pautas para realizar el control y
seguimiento de las medidas protectoras, correctoras y compensatorias diseñadas. El programa
de vigilancia se dividirá en dos fases, de diferente duración:
- Fase Primera: se corresponderá con la fase de ejecución del proyecto de medidas
correctoras, que se extenderá desde la fecha del acta de replanteo hasta la de recepción de las
obras.
- Fase Segunda: se engloba en la fase de explotación de las obras, extendiéndose durante 12
meses desde el acta de recepción de las obras.
Plan de seguimiento y control durante la ejecución de las obras
Durante la primera fase, el Programa de Vigilancia se centrará en el control del desarrollo y
ejecución de las medidas protectoras, correctoras y compensatorias planteadas. El Plan de
seguimiento permitirá considerar la modificación de las medidas correctoras o la inclusión de
otras nuevas si se detectasen nuevos impactos en el periodo de ejecución de las obras, con el
fin de poder corregirlos en el menor tiempo posible.
Seguimiento de medidas protectoras
Control de operaciones ruidosas.
Los ruidos ocasionados durante la ejecución de las obras, el paso de vehículos pesados, etc.
generan impactos sobre la población universitaria próxima, además del personal de la obra y la
fauna del entorno. Es por esto que se controlarán los horarios de ejecución de las actividades
ruidosas, así como la ejecución de las medidas destinadas a paliar dichos efectos.
Control de emisiones de partículas.
Se llevará a cabo un control periódico de los niveles de polvo y de partículas que se originan
como consecuencia de los movimientos de tierra y por el paso de vehículos y maquinaria por
la zona de obra. Para reducir al máximo las emisiones, se controlará que se lleve a cabo el
regado de los caminos de acceso y las explanadas, como ya se indicó en el apartado de
medidas correctoras.
Control de las áreas de movimiento de maquinaria.
Se delimitarán las zonas de movimiento de la maquinaria y operarios, acotándolas con vallas e
instalando paneles de señales e información.
Seguimiento de zonas de instalaciones y parques de maquinaria.
Se controlarán periódicamente las actividades realizadas en las instalaciones de obra y parque
de maquinaria. Serán objeto de especial control los cambios de aceite y reparaciones de la
maquinaria, comprobándose que no se realicen vertidos de estas sustancias y certificando el
destino final de los mismos. De igual modo se comprobará el destino de cualquier residuo y
basura generado en el lugar de obras así como su deposición final en un depósito o vertedero
autorizado.
Mantenimiento de servicios y servidumbres.
Durante las obras se deberá asegurar el acceso permanente a todos los terrenos que
actualmente lo tengan.
Seguimiento de medidas correctoras
Seguimiento de la restauración de terrenos afectados por las obras.
Serán objeto de seguimiento y control las siguientes actuaciones:
En la medida de lo posible, se asegurará que el rellenado de huecos se realice con la
tierra removida de la zona, especialmente la capa superficial de terreno, que se
almacenará para crear un banco de semillas con el que se usará para la replantación
de la zona.
Época de ejecución de las acciones y secuenciación de las mismas. Se vigilará que las
plantaciones se ejecuten en los períodos señalados y adecuados para su realización.
Además se realizarse por personal cualificado en dichas tareas.
Plantaciones. Se comprobará que las especies de revegetación sean autóctonas de la
zona. Se vigilará especialmente que las especies presenten un estado y características
adecuadas para su empleo.
Control de desmantelamiento de instalaciones de obra.
Se realizará una visita de control para comprobar que las instalaciones de obra han sido
retiradas y desmanteladas, y que en la zona de ocupación de dichas instalaciones se ha
procedido a la restauración ambiental.
Plan de seguimiento y control durante la explotación de las obras
En esta fase, el Programa de Vigilancia se centrará en:
→ Determinar las afecciones que la presencia de la depuradora supone sobre el medio.
→ Detectar afecciones no previstas y articular las medidas necesarias para evitarlas o
corregirlas.
→ Analizar y valorar la evolución y la eficacia de las medidas correctoras, protectoras y
compensatorias, así como la valoración de los impactos residuales.
→ Comprobar la evolución de la calidad de las aguas tras su depuración.
→ Contemplar el proceso de revisión y actualización periódica del plan de vigilancia
ambiental en función de la aparición de impactos no previstos, la evolución de la
tecnología y la evolución legislativa y reglamentaria.
Eficacia de las medidas correctoras
Eficacia de la restauración ambiental de terrenos afectados.
Durante esta fase se comprobará, mediante muestreo y visitas periódicas, la evolución de la
cubierta vegetal implantada, midiendo parámetros como la brotación, porcentaje de
cubrimiento, etc. En las visitas se hará un control de los posibles procesos erosivos que hayan
tenido lugar, estableciéndose en el informe correspondiente las medidas correctoras de
urgencia a aplicar para frenar dichos fenómenos.
Seguimiento de la calidad de las aguas.
Durante toda esta fase se vigilará la calidad de las aguas que se vierten a la red de
saneamiento, así como la evolución de las mismas. Para ello se procederá a la toma de
muestras de forma periódica, cada quince días. Los resultados y su diagnóstico se deberán
incluir en los informes ordinarios correspondientes. Si se detectase una pérdida de calidad en
las aguas, el equipo de control y vigilancia deberá realizar un estudio de las causas, así como
proponer las medidas correctoras necesarias.
Seguimiento de los olores.
Se vigilarán los olores y la evolución de los mismos, comprobando el correcto funcionamiento
de los sistemas.
Informes
El proseguimiento del plan de vigilancia y seguimiento se seguirá mediante la elaboración de
varios tipos de informes:
Informes ordinarios:
Informes periódicos sobre el proseguimiento de las operaciones, y detallando el
funcionamiento de las medidas correctoras y/o protectoras tomadas: si es correcto o si ,por el
contrario, no son suficientes; en el último caso se indicarán las causas y la modificación de las
medidas correctoras o la inclusión de otras nuevas en los casos que sean necesarios.
→ Se presentarán durante toda la duración de las obras, indicando las observaciones
relativas a protección acústica, emisiones de polvo, obtención de materiales y su
vertido, cuidados en la zona de instalaciones y parque de maquinaria. Además se
incluirán los resultados de los análisis periódicos de muestras de aguas, análisis de
sedimentos, análisis de organismos, etc.
→ En la fase de funcionamiento, se presentarán con una periodicidad bimensual (2
meses).
Informes extraordinarios:
Siempre que se detecte cualquier afección negativa en el medio no prevista, y que precise una
actuación para ser corregida, se emitirá un informe con carácter urgente aportando toda la
información necesaria para actuar en consecuencia. Asimismo, podrán emitirse informes
especiales cuando cualquier aspecto de la obra esté generando unos impactos superiores a los
previstos o intolerables.
Plan de emergencia
La elaboración del Plan de Emergencia, se llevará a cabo teniendo en cuenta los resultados del
Estudio de Riesgos Ambientales. En dicho informe se identificarán los peligros ambientales,
recogiendo la siguiente información:
Identificación de los peligros ambientales:
Fuentes de peligro
Listado de sucesos iniciadores
Medidas preventivas y de mitigación
Estimación de los escenarios de riesgo
Estimación de la probabilidad de que se produzca un determinado escenario
Cuantificación del riesgo y los daños.
En cualquier caso, se diseña un Plan de emergencia mediante el cual se establece el protocolo
de actuación en caso de fallo de la depuradora a la hora de tratar el agua residual: contención
del vertido y reparación de los daños.
CONSUMO ENERGÉTICO
Cálculo de las necesidades de energía eléctrica de la E.D.A.R.
Potencia instalada: 2 bombas 5,5 KW (24 h/día) 2 bombas 2,2 KW (24 h/día) 1 soplante 2,6 KW (7 h/día) 1 motor quemador 1,5 KW (7 h/día) 2 x 5,5 (KW) = 11 KW 2 x 2,2 (KW) = 4,4 KW 1 x 2,6 (KW) = 2,6 KW 1 x 1,5 (KW) = 1,5 KW Potencia inducida total = 11+4,4+2,6+1,5 = 19,5 KW Energía eléctrica demandada anualmente: 2 x 5,5 (KW) x 24 (h/día) x 365 (días/año) = 96.360 KWh/año 2 x 2,2 (KW) x 24 (h/ día) x 365 (días /año) =38.544 KWh/año 1 x 2,6 (KW) x 7 (h/ día) x 365 (días /año) =6.643 KWh/año 1 x 1,5 (KW) x 7(h/ día) x 365 (días /año) =3.832,5 KWh/año Energía eléctrica demandada anualmente=96.360+38.544+6.643+3.832,5 =145.379,5 KWh/año
Cálculo de las necesidades de energía térmica de la E.D.A.R.
Calor necesario para la digestión de los lodos: 500.000 Kcal/h 500.000 (Kcal/h) x 4,18KJ/1Kcal x 1h/3.600s = 581 KW Anualmente se necesita: 581(KW) x 24(h/día) x 365(días/año) = 5.089.560 KWh/año
Selección del módulo contenerizado. Características del motor SFGLD 240 90/80: Potencia mecánica (Pmec) = 419 KW Consumo combustible (Cc) = 1.123 KW Calor recuperable del circuito principal (Qp) = 299 KW Calor recuperable del circuito auxiliar (Qa) = 104KW Potencia eléctrica (Pelec) = 405 KWe
Los circuitos principal y auxiliar del motor, son de agua de refrigeración. Están formados, en el caso del circuito principal del agua, de las camisas del motor; en el caso del circuito auxiliar, del calor recuperado del intercooler y del intercambiador de aceite. Rendimientos: ɳmotor = (419/1.123) x 100 = 37,31% ɳgener = (405/419) x 100 = 96,66% ɳeléctrico del motogenerador = (405/1.123) x 100 = 36% ɳ no trans = 100 – 36 = 64%
Energía eléctrica cogenerada: Siendo PEcog la potencia eléctrica cogenerada, es decir la Pelec del motor. Se tiene en cuenta además que el funcionamiento del motor es de 365 días al año, las 24h/día. Ecog = 480 (KW) x 365 (días/año) = 175.200 KWh/año Conociendo la energía demandada en KWh/año por la E.D.A.R., se comparan ambas para saber si con este motor se puede suministrar la suficiente energía eléctrica: Ecog <> Enecesaria 175.200 KWh/año <> 145.379,5 KWh/año El motor suministra suficiente energía eléctrica y los excedentes de electricidad se venderán a la red pública. Energía eléctrica sobrante: 175.200 – 145.379,5 = 29.820,5 KWh/año
Ecog = PEcog x (horas funcionamiento/año)
PRESUPUESTO
ELEMENTO COSTE
Demolición-excavación
Desbroce de la vegetación 650 €
Excavación de pozos/zanjas 7.500 €
Excavación zanjas colectores 56.000 €
Movilización de tierras y depósito en vertedero 7.000 €
Obra civil 16.000 €
Oficinas
Construcción caseta lodos+terciario+residuos 31.000 €
Impermeabilización muros 10.000 €
Encofrado/desencofrado 13.000 €
Hormigón armado 19.000 €
Otros materiales 5.000 €
Arquetas de reparto 2.000 €
Colectores 561.000 €
Pasarelas y barandillas 48.000 €
Equipos 101.000 €
Cuadro de control 4.000 €
Lámparas 61.000 €
Bombas impulsión 51.000 €
Instalación
Puesta en marcha de los equipos 150.000 €
Seguridad y salud 20.000 €
TOTAL 1.163.150,00 €
