Opti­mi­za­ción del tra­ta­mien­to bio­ló­gi­co de aguas resi­dua­les de ARA Rhein median­te micro-flotación

ARA Rhein tra­ta las aguas resi­dua­les indus­tria­les y muni­ci­pa­les de la zona de cap­ta­ción de Prat­teln en un pro­ce­so bio­ló­gi­co de dos eta­pas. DAS Envi­ron­men­tal Expert GmbH fue res­pon­sa­ble de la cons­truc­ción del nue­vo sis­te­ma de flo­ta­ción de dos líneas jun­to con el socio del pro­yec­to Enviplan®. 

Cons­truc­ción de una plan­ta de flo­ta­ción para opti­mi­zar el tra­ta­mien­to bio­ló­gi­co de aguas resi­dua­les de ARA Rhein

​Con un total de 500.000 habi­tan­tes equi­va­len­te, ARA Rhein es la mayor plan­ta de tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les de este tipo en Sui­za. La plan­ta lim­pia apro­xi­ma­da­men­te seis mil millo­nes de litros de aguas resi­dua­les indus­tria­les y muni­ci­pa­les de for­ma res­pe­tuo­sa con el medio ambien­te. Para que las aguas resi­dua­les lim­pias sean ver­ti­das en el río Rin, deben pasar pri­me­ro por varias eta­pas de lim­pie­za ela­bo­ra­das. El pro­ce­so de tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les con­sis­te en eta­pas de pro­ce­sa­mien­to mecá­ni­co, quí­mi­co, físi­co y bio­ló­gi­co, así como en el tra­ta­mien­to tér­mi­co de los lodos resi­dua­les for­ma­dos duran­te el pro­ce­so de lim­pie­za bio­ló­gi­ca. El calor resi­dual gene­ra­do duran­te la inci­ne­ra­ción de los lodos de depu­ra­ción se intro­du­ce como ener­gía de cale­fac­ción en la red de cale­fac­ción “Grüs­sen” de la empre­sa Elek­tra Base­lland, con sede en Lies­tal (Sui­za). De esta mane­ra se aho­rra apro­xi­ma­da­men­te un millón de litros de combustible.

​Amplios aná­li­sis de las aguas resi­dua­les garan­ti­zan la alta cali­dad de las aguas resi­dua­les a ser des­car­ga­das. Los valo­res lími­te legal­men­te pres­cri­tos se cum­plen en todo momento.

Otro ser­vi­cio que ofre­ce ARA Rhein es la lim­pie­za de aguas resi­dua­les fácil­men­te bio­de­gra­da­bles y el mane­jo eco­ló­gi­co de los lodos de las plan­tas de tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les muni­ci­pa­les e indus­tria­les. Un nue­vo con­cep­to de aire de dese­cho ase­gu­ra la reduc­ción casi total de las emi­sio­nes de con­ta­mi­nan­tes atmosféricos.

El segun­do paso bio­ló­gi­co está car­ga­do con un alto con­te­ni­do de sóli­dos en suspensión

​ARA Rhein tra­ta las aguas resi­dua­les indus­tria­les y muni­ci­pa­les de la zona de cap­ta­ción de Prat­teln en un pro­ce­so bio­ló­gi­co de dos eta­pas. Las aguas resi­dua­les indus­tria­les son tra­ta­das en la pri­me­ra eta­pa (1ª eta­pa bio­ló­gi­ca). Lue­go se mez­clan con las aguas resi­dua­les muni­ci­pa­les y se tra­tan en la siguien­te eta­pa (2ª eta­pa bio­ló­gi­ca). En el futu­ro, el nitró­geno y el fós­fo­ro se eli­mi­na­rán de las aguas resi­dua­les en para­le­lo a la des­com­po­si­ción de la car­ga orgánica.

La eli­mi­na­ción de nitró­geno y fós­fo­ro de las aguas resi­dua­les es un requi­si­to bási­co para el pos­te­rior ver­ti­do de las aguas resi­dua­les en el río Rin. Sin este tra­ta­mien­to, el aumen­to de los depó­si­tos de nutrien­tes con­du­ci­ría a un mayor cre­ci­mien­to del fito planc­ton y, por tan­to, a la eutro­fi­za­ción del río.

Kers­tin Ilgen

Inge­nie­ra de pro­ce­sos, DAS Envi­ron­men­tal Experts

Para per­mi­tir una nitri­fi­ca­ción sin pro­ble­mas del nitró­geno duran­te la 2ª eta­pa bio­ló­gi­ca en el futu­ro, debe garan­ti­zar­se una reten­ción fia­ble de la bio­ma­sa de la 1ª eta­pa bio­ló­gi­ca. Se eli­gió un sis­te­ma de micro­flo­ta­ción como méto­do para ase­gu­rar una reten­ción efi­cien­te de la bio­ma­sa y, por lo tan­to, para evi­tar el trans­por­te de gran­des can­ti­da­des de sóli­dos a la segun­da eta­pa. Con el nue­vo sis­te­ma de flo­ta­ción, la segun­da eta­pa, con la car­ga hidráu­li­ca actual, sólo esta­rá suje­ta a una car­ga dia­ria de sóli­dos sus­pen­di­dos tota­les (SST) de apro­xi­ma­da­men­te 1,3 tone­la­das, en com­pa­ra­ción con las 2,4 a 8 tone­la­das actuales.

Fun­cio­na­mien­to del sis­te­ma de micro-flo­ta­ción y sus dis­po­si­ti­vos periféricos 

Las aguas resi­dua­les de la pri­me­ra eta­pa bio­ló­gi­ca tam­bién se ali­men­tan en una ins­ta­la­ción de recien­te cons­truc­ción. La ins­ta­la­ción actúa como un dis­po­si­ti­vo de bom­beo para el sis­te­ma de flo­ta­ción y como un reac­tor de pre­ci­pi­ta­ción. El clo­ru­ro de poli­alu­mi­nio se uti­li­za como agen­te de pre­ci­pi­ta­ción. El sis­te­ma de flo­ta­ción es ali­men­ta­do por bom­bas de dise­ño redun­dan­te. Se uti­li­za un polí­me­ro catió­ni­co como flo­cu­lan­te. El agua de pro­ce­so se uti­li­za para pre­pa­rar la solu­ción de polí­me­ro a par­tir de un poli­elec­tro­li­to en pol­vo, y se calien­ta a unos 20°C median­te inter­cam­bia­do­res de calor uti­li­zan­do el calor resi­dual de las aguas residuales. 

El sis­te­ma de micro­flo­ta­ción de dos líneas ha sido ins­ta­la­do de tal mane­ra que una vez libe­ra­do de los sóli­dos, el agua resi­dual pue­de ser guia­da por la gra­ve­dad a la siguien­te eta­pa biológica.

A tra­vés de un lími­te de fase extre­ma­da­men­te alto, las micro­bur­bu­jas den­sas y homo­gé­neas, que se gene­ran por medio de un prin­ci­pio úni­co, hacen que se sepa­re más del 90% del total de los sóli­dos en sus­pen­sión. El inyec­tor auto­má­ti­co auto­lim­pian­te y las vál­vu­las de ali­vio de pre­sión del sis­te­ma de micro­flo­ta­ción son otra carac­te­rís­ti­ca dis­tin­ti­va y hacen que el sis­te­ma de micro­flo­ta­ción prác­ti­ca­men­te no nece­si­te mantenimiento.

Un tur­bi­dí­me­tro en línea con cel­da de flu­jo de caí­da libre moni­to­ri­za el flu­jo de agua cla­ra de los dos sis­te­mas de micro-flotación.

El flo­tan­te tie­ne un con­te­ni­do de masa seca de > 2,5%. La con­cen­tra­ción del flo­tan­te es moni­to­rea­da por un sis­te­ma basa­do en la tec­no­lo­gía de micro­on­das. El prin­ci­pio de medi­ción es espe­cial­men­te robus­to ante los cam­bios de color o de estruc­tu­ra de las par­tí­cu­las de los lodos de depu­ra­do­ra que se han de com­pro­bar. El lodo de flo­ta­ción se trans­fie­re al sis­te­ma de tra­ta­mien­to de lodos exis­ten­te median­te bom­bas de tor­ni­llo excén­tri­co de dise­ño redundante.

 

Recu­pe­ra­ción de calor para el con­trol de la tem­pe­ra­tu­ra ideal del agua de proceso

Para pre­pa­rar el flo­cu­lan­te nece­sa­rio, la tem­pe­ra­tu­ra del agua de ela­bo­ra­ción debe ser de al menos 20°C. Par­ti­cu­lar­men­te duran­te los meses de invierno, como la tem­pe­ra­tu­ra del agua de pro­ce­sa­mien­to extraí­da del fil­tra­do de la ori­lla del río Rin está muy por deba­jo de los 20°C, el calor resi­dual de las aguas resi­dua­les a ser tra­ta­das se uti­li­za para alcan­zar la tem­pe­ra­tu­ra requerida.

La ener­gía tér­mi­ca de las aguas resi­dua­les se trans­fie­re al agua de pro­ce­so por medio de un inter­cam­bia­dor de calor de pla­cas. Un sis­te­ma espe­cial de cepi­llos evi­ta la for­ma­ción de bio­pe­lí­cu­la u otros tipos de depó­si­tos en las placas.

Lim­piar el gas resi­dual del sis­te­ma de flotación

Se emi­te gas resi­dual alta­men­te con­ta­mi­na­do, par­ti­cu­lar­men­te duran­te la pri­me­ra eta­pa bio­ló­gi­ca (lim­pie­za de las aguas resi­dua­les indus­tria­les). Este gas resi­dual, así como el gas resi­dual del sis­te­ma de micro-flo­ta­ción se que­ma a 850°C en un sis­te­ma de oxi­da­ción tér­mi­ca rege­ne­ra­ti­vo. El gas resi­dual lige­ra­men­te con­ta­mi­na­do de la segun­da eta­pa bio­ló­gi­ca o el aire ambien­te lige­ra­men­te con­ta­mi­na­do se lim­pian median­te un fil­tro bio­ló­gi­co especial.

De este modo, ARA Rhein con­tri­bu­ye de mane­ra impor­tan­te a man­te­ner el aire lim­pio de con­for­mi­dad con la orde­nan­za sui­za sobre el con­trol de la con­ta­mi­na­ción atmosférica.

DAS, el con­tra­tis­ta gene­ral para la cons­truc­ción del nue­vo sis­te­ma de micro-flotación 

La cons­truc­ción del nue­vo sis­te­ma de micro­flo­ta­ción en ARA Rhein fue un pro­yec­to con­jun­to diri­gi­do por DAS Envi­ron­men­tal Expert GmbH de Dres­de. En par­ti­cu­lar, se tra­ta­ba de la inge­nie­ría del pro­yec­to, los equi­pos mecá­ni­cos y la ins­tru­men­ta­ción, así como la pues­ta en mar­cha y la opti­mi­za­ción del sis­te­ma de micro-flotación. 

 

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