Estación depuradora para aguas residuales de 15 m3/h
En el DIAGRAMA DE FLUJO adjunto se representa esquemáticamente el tratamiento dimensionado para una planta de fabricación de esmaltes y colores, el caudal de diseño es de 15 m3/h.
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| Esquema sistema de depuración de aguas residuales industriales para 15 m3/h |
Línea de tratamiento físico-químico: sedimentador lamelar
El agua residual se bombea desde una balsa de acumulación, donde se recomienda instalar un sistema de homogeneización (A 1.0.2.) para evitar la sedimentación de las partículas más pesadas en el interior de la misma. En esta balsa se instala una bomba sumergible (P 1.0.0.) para suministrar el agua residual al sistema de coagulación-floculación. Esta bomba se acciona mediante una boya de control de nivel (B 1.0.1.) cuando el nivel de la balsa sea superior al determinado, y se detiene cuando el nivel de la balsa sea mínimo.
El tratamiento físico-químico consiste en un sistema de coagulación / floculación. La adición de reactivos sigue el siguiente orden: adición de un producto para ajustar el pH, un coagulante y un floculante. Para este sistema se ha de preveer tres bombas dosificadoras para la adición de coagulante (P 2.2.1.), floculante (P 2.1.1.) y control de pH (P 2.3.1.). Además se ha de contar con un sistema para preparar el floculate, que consiste en un depósito (2.1.) y un agitador (M 2.1.0.) para facilitar la disolución y homogeneización del reactivo.
Un regulador digital de pH (2.4.) controlará la adición de sosa, con la finalidad de mantener constante el pH para facilitar la coagulación-floculación y para evitar la degradación de las máquinas posteriores al reutilizar el agua.
La coagulación se realizará en una cámara del decantador diseñada para tal efecto con agitación rápida. La floculación también se realiza en el decantador en una cámara más grande que la de coagulación y con agitación lenta mediante un motorreductor.
Los decantadores lamelares (2.0.) están construidos de acero inoxidable AISI 304, oxicortados y electro-soldados sobre perfilerías normalizadas con refuerzos realizados también en AISI 304. Para un sistema que depure 15m3/h, tiene un volumen interior superior a los 20 m3. Las lamelas son de geometría cuadrada o hexagonales, se para disminuir las turbulencias y facilitar la sedimentación. Con este tipo de lamelas, la superfície lamelar es de 16.388 m2/m3, con un diámetro hidráulico de 35.
El agua tratada (depurada) se conduce por gravedad al un depósito de recepción de agua para su posterior reutilización o para un proceso terciario, como por ejemplo, un intercambio iónico.
El decantador dispone de una electroválvula temporizada para la eliminación de fangos y su posterior conducción a la línea de tratamiento de fangos.
Línea de tratamiento de fangos: espesador de fangos y filtro prensa
En un filtro prensa se consigue deshidratar los fangos hasta disminuir considerablemente el porcentaje de humedad en el fango deshidratado (tortas), reduciendo en una gran medida la cantidad de residuos a gestionar.
Una bomba neumática (P 4.0.1.) impulsa los fangos al espesador de fangos (4.0.), donde se concentra, aumentando su cantidad de sólidos. Este silo espesador está diseñado para concentrar y acumular los fangos para su posterior filtración en el filtro prensa. Para un sistema de depuración de 15 m3/h, el silo espesador ha de tener una capacidad de 9 m3 y una altura de 6,9 m. En la parte elevada del silo espesador, y por rebose, se recircula el agua hasta la balsa de acumulación. Este silo espesador está fabricado en acero inoxidable AISI 304.
Un grupo de presión neumático (P 4.0.2.) alimenta al filtro prensa mediante purgas temporizadas del silo espesador de fangos. Las tortas que producidas en el filtro prensa (5.0.) caen en un contenedor para ser gestionadas y el agua procedente de la filtración se recircula a la balsa de homogenización de agua residual.
 | Linea de tratamiento de agua residual, sistema de depuración lamelar para un caudal de 15m3/h. Consta de las camaras de coagulación y floculación, decantador lamelar, bombas de dosificación de coagulante y floculante con tanque de agitación para su correcta preparación. Además cuenta con un control de pH para la adecuada dosificación de sosa, ya que es un parámetro a controlar. Este sistema es un sistema compacto de depuración, ya que la balsa de homogenización se encuentra enterrada debajo de la depuradora lamelar. |
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 | Línea de tratamiento de fangos: espesador de fangos y filtro prensa. Consta de un silo espesador o compactador de fangos de unos 7 metros de altura, a su salida por debajo una bomba pneumática, y un filtro-prensa. El filtro prensa consta de 19 placas de cámara con unas dimensiones de 800 x 800 mm. |
Estación depuradora para aguas residuales de 350 m3/h
En el DIAGRAMA DE FLUJO adjunto representa esquemáticamente el sistema de tratamiento de aguas residuales para un caudal de 350 m3/h.
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| Esquema sistema de depuración de aguas residuales industriales para 350 m3/h |
Línea de tratamiento físico-químico: sedimentador circular con barredor de fangos
El agua residual es bombeada desde una balsa de acumulación enterrada en la que se instala un sistema de homogeneización para evitar la sedimentación de las partículas más pesadas en el interior de la misma. En esta balsa se instala una bomba sumergible que suministra el agua residual al sistema de coagulación / floculación. Esta bomba se acciona mediante una boya de control de nivel cuando el nivel de la balsa sea superior al determinado, y se detiene cuando el nivel de la balsa es mínimo.
El tratamiento físico-químico consiste en un sistema de coagulación / floculación. La adición de reactivos sigue el siguiente orden: adición de un producto para ajustar el pH, un coagulante y un floculante. Para este sistema se ha de preveer tres bombas dosificadoras para la adición de coagulante, floculante y control de pH. Además se ha de contar con un sistema para preparar el floculate, que consiste en un depósito y un agitador para facilitar la disolución y homogeneización del reactivo.
Un regulador digital de pH (2.4.) controlará la adición de sosa, con la finalidad de mantener constante el pH para facilitar la coagulación / floculación y para evitar la degradación de las máquinas posteriores al reutilizar el agua.
La coagulación se realizará en una cámara del decantador diseñada para tal efecto con agitación rápida, regulada por un variador de frecuencia. La floculación también se realiza en el decantador en una cámara más grande que la de coagulación y con agitación lenta mediante un motorreductor.
El decantador diseñado para este caudal tiene un diámetro de 11,75 m y una superficie de 110 m2. Consiste en un tanque cilíndrico con fondo semiplano que está equipado con unas rasquetas en su interior (tambien lladamas barredor de fondo), distribuidas de manera que efectúen un completo barrido de los lodos, conduciéndolos a la parte central donde son extraídos.
Las aguas brutas ya coaguladas y floculadas son enviadas a la campana central, donde se separa el líquido del lodo. Por mediación de un rebosadero periférico, las aguas exentas de sólidos, rebosan al depósito de aguas tratadas para su posterior reutilización.
Estos equipos se caracterizan por su robustez, gran área y altura de sedimentación y en consecuencia se obtienen lodos de alta densidad con un mínimo consumo de floculante.
Línea de tratamiento de fango: Filtro prensa
Debido a la compactación de los lodos que experimenta el agua tratada, y dependiendo de las características del agua de entrada, en estos sistemas de depuración no es necesario instalar un silo espesador de lodos. Un grupo de presión neumático alimenta al filtro prensa mediante purgas temporizadas del espesador de fangos. Para un caudal de 350 m3/h, se diseñan un filtro prensa con 40 placas de camara, con un tamaño de 1000 x 1000 mm cada una.
Las tortas producidas por un filtro prensa caen en un contenedor para su posterior gestión. El agua procedente de la filtración se recircula a la balsa de homogeneización de agua residual.
 | Sedimentador circular en funcionamiento. En el centro de la imagen sedimentador se ve la campana donse se introduce el agua coagulada y floculada, y también se ve la canal de rebose por donde se separa el agua decantada (depurada). |
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 | Vista aérea de la instalación de un sistema de depuración que consta de dos sedimentadores circulares, donde se ve el sistema de barredores de lodos (aspas cuadradas). |
Caracterización de los efluentes
En función de lo optimizado que se encuentre el sistema de tratamiento de las aguas residuales, las aguas depuradas presentarán la eliminación de los contaminantes de forma más o menos eficaz. Para sistemas con óptimos rendimientos se consigue una eliminación de:
- Metales pesados: 92 - 97 %
- Sólidos en suspensión: 90 - 95 %
Reutilización de las aguas residuales depuradas
La calidad del agua residual obtenida va a delimitar los usos que de ella se puedan realizar. En los circuito en los que el sistema de depuración forma parte del propio circuito son necesarias algunas purgas encaminadas a controlar la salinidad del agua dentro de unos valores adecuados, el agua es reutilizada de forma continua.
El agua residual depurada de los procesos de industriales convencionales, suele utilizarse en labores de limpieza: limpieza de suelos, limpieza de maquinaria o de depósitos, ....
El destino final de dichas aguas depuradas va a ser el vertido o la gestión autorizada. Para verter las aguas residuales es necesario cumplir con la legislación pertinente y contar con autorización de vertido emitida por el organismo competente que variará en función del punto de vertido.
| Punto de vertido | Organismo competente |
| Alcantarillado | Propietario de la red de saneamiento. Ayuntamiento |
| Dominio público hidraulico | Confederación hidrográfica de cuenca |
| Mar | Ministerio de medio ambiente |
| Vertido directo a EDAR | Propietario de la EDAR |
Procesos físicos en el tratamiento físico-químico de las aguas residuales
Sedimentación
Posteriormente a los tratamientos químicos de ajuste de pH, coagulación y floculación se realiza la sedimentación o decantación. La sedimentación consiste en disminuir la velocidad de circulación del fluido, aumentando el área de paso, favoreciendo la caída por gravedad de las partículas más pesadas (partículas coaguladas y posteriormente floculadas). Fundamentalmente existen tres tipos de sedimentadores dependiendo de la geometría del sedimentador. Son los sedimentadotes rectangulares, sedimentadotes circulares y los sedimentadotes lamelares. Además los sedimentadotes circulares se dividen en dos subtipos, los sedimentadores circulares cónicos y los sedimentadores circulares con barredor de fondo. Vamos a ver cada uno de ellos. - Sedimentador rectangular: Suele disponer de un sistema de rasquetas en el inferior del decantador para la recogida de los fangos. Actualmente este sistema permanece en desuso, ya que las geometrías rectangulares favorecen la acumulación de fangos en las esquinas.
- Sedimentación circular: La entrada del agua suele realizarse por el centro del decantador, la salida del agua clarificada se evacua por un vertedero en la parte superior perimetral del decantador, y la extracción de fangos se efectúa por la parte central inferior del decantador. Los sedimentadores circulares se dividen en dos subgrupos dependiendo del método de extracción de fangos.
Sedimentadores circulares cónicos: Tambien conocidos como depuradores conicas. Poseen dos partes fundamentalmente el cilindro o cuerpo y el cono. En el cilindro se efectúa la decantación y en el cono la acumulación de fangos. Para favorecer la extracción de fangos el cono se debe diseñar con una pendiente mínima entorno al 55-60%.
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| Sedimentador circular cónico |
Sedimentadores circulares con barredores de fangos: Tambien conocidos como espesadores. Se emplean en las industrias con caudales elevados elevados, superiores a 100 m3/h aproximadamente. Los fangos se extraen por la parte inferior troncocónica del decantador mediante un sistema giratorio de rasquetas. En la industria ceramica suele utilizarse en las plantas de corte, rectificado y pulido, ya que se generan caudales elevados de sólidos en suspensión.
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| Sedimentador circular con barredor de fondo | Sedimentador circular con barredor de lodos |
- Sedimentación lamelar: También conocido como depuradora lamelar o decantador lamelar. Los decantadores lamelares son los más utilizados actualmente en la industria con caudales bajos, aproximadamente hasta 100 m3/h, siempre dependiendo del espacio disponible en las instalaciones y de la concentración de sólidos en suspensión de las aguas residuales.
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| Sedimentador o decantador lamelar |
La sedimentación lamelar se fundamenta en la aplicación de leyes físicas constituidas en la generación de regímenes laminares en los fluidos, aumentando la velocidad de decantación de la partícula al descender el régimen turbulento. Además las lamelas se inclinan con la finalidad de aumentar la superficie de contacto entre la lamela y el fluido anticipando la caída de la partícula. La velocidad de decantación depende del tipo de lamela, cuadrada, hexagonal o tubular; y de la distancia de paso.
Los decantadores lamelares aceleran la precipitación de sólidos sedimentables con respecto a los sistemas de decantación tradicionales, consiguiéndose un ahorro de espacio entorno al 30-50%.
Tratamiento de fangos generados en un proceso físico-químico
Los lodos generados como consecuencia de los procesos de tratamiento físico-químicos realizados sobre las aguas residuales deben separarse de los efluentes industriales y gestionarse de forma adecuada. Las instalaciones de tratamiento de aguas residuales cuentan con unos dispositivos adecuados para lograr la descarga de dichos lodos.
Los lodos producidos por las empresas puede pueden emprender distintas acciones:
- Empresas que no disponen de dispositivo compactador / deshidratador de fangos: pueden acumulan dichos lodos en una balsa habilitada para tal fin hasta que su volumen justifique el traslado en camión cuba para su gestión.
- Empresas con dispositivo compactador / deshidratador propio: el lodo generado pasa a un espesador (compactador) que consigue incrementar el contenido de sólidos en suspensión (aumenta al densidad) y desde dicha estructura se alimenta un sistema de deshidratación adecuado, lo que permite manipular dicho lodo en seco.
El principal sistema de compactación de lodos es un cono espesador, que, al igual que los sedimentadires circulares cónicos, posee dos parte, el cilindro o cuerpo y el cono. El lodo entra por la parte de arriba y por gravedad se va compactando. Existe una extracción de agua separada por la parte de arriba y una purga que va al deshidratador por la parte de abajo.
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| Silo compactador de lodos previo a un filtro prensa |
Existen diversos sistemas de deshidratación de lodos: filtros prensa, filtros banda, centrífugas,.. En un filtro prensa se consigue deshidratar los fangos hasta disminuir considerablemente el porcentaje de humedad en el fango deshidratado (tortas), reduciendo en una gran medida la cantidad de residuos a gestionar.
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| Filtro prensa para el tratamiento de lodos |
