Infoenviro, Abril 2012 - Veolia Water Technologies

Transcripción

83 a 98. Edar de Gava
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An Exclusive Plant Report
An Exclusive Plant Report
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www.infoenviro.es
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ras casi 25 años de funcionamiento, la EDAR de Gavà-Viladecans ha sufrido una completa remodelación para adecuar el tratamiento de las aguas residuales a las nuevas exigencias europeas en materia de vertidos en zonas sensibles y permitir asimismo
su reutilización en el medio natural. Esta instalación trata las aguas residuales de los municipios de Castelldefels, Gavà, Viladecans, Sant Climent de Llobregat, Les Botigues de Sitges y una parte de Sant Boi de
Llobregat, lo que supone dar servicio a una población de 375.000 habitantes equivalentes.
T
fter almost 25 years in operation, the Gavà-Viladecans
WWTP has undergone comprehensive renovation to adapt
waste water treatment to new European requirements
regarding discharge in sensitive areas, thereby enabling the reuse
of such water in the natural environment. This facility treats waste
water from the municipalities of Castelldefels, Gavà, Viladecans,
Sant Climent de Llobregat, Les Botigues de Sitges and part of
Sant Boi de Llobregat, representing a population equivalent of
375,000.
A
Las obras de mejora, ejecutadas por la UTE Ferrovial Agroman-Cadagua, han consistido básicamente en convertir un proceso de depuración convencional por fangos activados en dos procesos, uno
mediante sistemas de biorreactores con membranas (MBR) y otro
con tratamiento de soportes móviles (IFAS). Cada una de estas
líneas puede tratar un caudal de 32.000 m3/día. Por otra parte, debido a que dichas obras están ubicadas en el espacio de la Red Natura 2000, para compensar la pérdida de hábitat asociada se han
realizado una serie de actuaciones compensatorias medioambientales encaminadas fundamentalmente a la renaturalización de los
márgenes derecho e izquierdo de la laguna de la Murtra.
The upgrading work, carried out by the Ferrovial AgromanCadagua consortium, basically consisted of converting a
conventional activated sludge treatment process into two
processes. One is based on membrane bioreactors (MBR) and
the other is an Integrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS)
process that uses floating plastic media. Each of these lines can
treat a flow of 32,000 m3/day. Owing to the fact that these
facilities are located in a Red Natura 2000 nature network space,
the associated loss of natural habitats has been compensated for
by means of environmental initiatives mainly geared towards the
re-naturalisation of the left and right sides of the La Mutra Lagoon.
Con el nuevo tratamiento se ha conseguido una importante mejora
en la eliminación biológica de materia orgánica y en la eliminación de
nitrógeno y fósforo, y por lo tanto en el rendimiento de la depuración.
Además, el agua obtenida tiene una calidad excelente para su posterior reutilización en usos como el riego agrícola y el de jardines urbanos, entre otros.
The new treatment provides a significant improvement in the
biological removal of organic matter and the elimination of
nitrogen and phosphorous. Moreover, the water has an excellent
quality for subsequent reuse in agricultural irrigation, urban
gardens, etc.
Las actuaciones en la depuradora de Gavà-Viladecans están incluidas
en el Programa de Saneamiento de Aguas Residuales Urbanas (PSARU). Las mejoras del tratamiento han supuesto una inversión de
22 M€, mientras que las medidas compensatorias ambientales han
sumado un total de 0,7 M€. Dichas inversiones están financiadas en
un 81,27% mediante Fondos de Cohesión de la Unión Europea y en
un 18,73% por la Agencia Catalana del Agua, y se enmarcan dentro
de los proyectos relativos a “Actuaciones adicionales de tratamiento
de aguas en Sant Feliu de Llobregat, Gavà y El Prat de Llobregat”.
The initiatives at the Gavà-Viladecans treatment plant are included
in the Urban Waste Water Treatment Programme (PSARU). The
enhancements to the treatment process required an investment
of €22 million, while a total of €0.7 million was invested in
environmental compensation initiatives. 81.27% of the total
investment was financed by the European Union Cohesion Fund,
while 18.73% was funded by the Catalan Water Agency. The
project falls within the framework of “Additional water treatment
initiatives in Sant Feliu de Llobregat, Gavà and El Prat de
Llobregat”.
La depuradora forma parte del sistema de saneamiento del Área Metropolitana de Barcelona. Esta administración supramunicipal presta el
servicio de saneamiento en alta (red de colectores y depuradoras) a
36 municipios con una población de 3.226.944 habitantes. Dicho
servicio se presta a través de la sociedad de capital público EMSSA
(Empresa Metropolitana de Sanejament, S.A).
The plant forms part of the sanitation system of the Barcelona
Metropolitan Area. This supra-municipal administration provides
the sanitation service (pipeline network and treatment plants) to
36 municipalities with a total population of 3,226,944. The
service is provided through the publicly owned company EMSSA
(Empresa Metropolitana de Sanejament, S.A).
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EDAR de Gavà-Viladecans / Gavà-Viladecans WWTP
Un poco de historia
A little background information
La depuradora de Gavà-Viladecans entró en servicio en 1986 con un caudal de diseño de
36.000 m3/día de aguas residuales procedentes
de los municipios de Gavà, Viladecans y Sant Climent del Llobregat. La planta se configuró en
base a un proceso de desbaste, decantación primaria, tratamiento biológico por aireación y decantación secundaria, además de una línea de
fangos con espesador por gravedad, digestión
anaerobia y deshidratación por centrífugas. El
efluente se enviaba al mar a través de un emisario submarino de 1.600 m de longitud y 1,2
m de diámetro, y se vertía a unos 20 m de profundidad. Adicionalmente, se dispuso un sistema de retorno de riego agrícola que permitía impulsar el efluente a la cabecera de las correderas y los canales del delta del río Llobregat
existentes en la zona, con el objetivo de mantener el nivel freático para uso agrícola y frenar el
proceso de salinización de los terrenos próximos
a la costa.
The Gavà-Viladecans treatment plant went into
operation in 1986 with a design flow of
36,000 m3/day of waste water from the
municipalities of Gavà, Viladecans and Sant
Climent del Llobregat.
Durante los años 1993 y 1994, motivado por la
construcción de nuevos interceptores y la incorporación de los caudales de la costa de Gavà,
Castelldefels, Les Botigues de Sitges y Sant Boi
de Llobregat, se amplió la capacidad de la planta hasta un caudal de 72.000 m3/día. También
se procedió a mejorar el proceso de deshidratación de fangos y el grado de automatización de
la planta.
La última remodelación de la depuradora, objeto de este reportaje, se desarrolló entre 2009 y
2010 con el fin de dar cumplimiento a las directivas comunitarias respecto a la calidad del agua
tratada y su reutilización en el medio natural.
Esta actuación ha supuesto la incorporación en
el tratamiento biológico del proceso de eliminación de nutrientes (nitrógeno y fósforo) con el
objetivo de proteger la calidad de las aguas de
los espacios naturales. Se ha reducido su capacidad a 64.000 m3/día, valor suficiente para los
caudales y cargas a tratar.
El 50% del caudal total de la depuradora se
puede tratar mediante un tratamiento terciario
que consta básicamente de un sistema de biorreactores de membranas (MBR), con membranas de ultrafiltración de fibra hueca, y desinfección con rayos ultravioleta. De este proceso se
obtiene un agua regenerada de gran calidad
apta para su reutilización en distintos ámbitos, lo
que es fundamental para preservar la laguna de
la Murtra, un espacio natural protegido de espe-
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cial sensibilidad ambiental, y también para preservar los recursos hídricos disponibles.
Para el resto del caudal se utiliza un sistema de
tratamiento de soportes móviles (IFAS - Integrated Fixed Film Activated Sludge). Ambas tecnologías han permitido aprovechar gran parte de la
obra civil de las instalaciones de tratamiento biológico convencional, minimizando las necesidades de ocupación de espacio para la ampliación
de la depuradora en cuanto a lo que a calidad
del efluente se refiere.
DESCRIPCIÓN
DE LA EDAR
La descripción que sigue a continuación sobre la
EDAR de Gavà-Viladecans incluye todos los procesos y elementos con los que cuenta actualmente la planta, tanto existentes como de nueva construcción, pero se centra principalmente
en estos últimos, poniendo especial énfasis en
las siguientes obras ejecutadas: reconversión de
la línea 1 de agua en un sistema MBR, tratamiento terciario y reconversión de la línea 2 de
agua en un sistema IFAS.
Pretratamiento
Inicialmente el agua se somete a un proceso de
predesbaste que comprende unos pozos de
gruesos, donde se depositan los elementos pesados, y unas rejas de predesbaste, donde se
separan los residuos gruesos.
Posteriormente hay una elevación que se realiza
mediante 6 tornillos de Arquímedes; 4 se utilizan para elevar el agua residual y 2 para el agua
excedente de lluvia que llega a la planta a través
de la red de saneamiento unitaria. El aliviado en
épocas de lluvia se vierte aguas abajo de la laguna de la Murtra.
During 1993 and 1994, the capacity of the
plant was increased to 72,000 m3/day,
through the construction of new interceptor
sewers and the addition of waste water flows
from the coast of Gavà, Castelldefels, Les
Botigues de Sitges and Sant Boi de Llobregat.
The sludge dewatering process was also
enhanced and the plant was automated to a
greater degree.
The latest remodelling of the treatment plant,
described in this report, was carried out during
2009 and 2010 for the purpose of complying
with EU directives on treated water quality and
its reuse in the natural environment. Plant
capacity has been reduced to 64,000 m3/day,
which is sufficient for the flows and loads
requiring treatment.
50% of the total flow of the plant can be
treated by means of tertiary treatment
consisting basically of a system of membrane
bioreactors (MBR) and ultraviolet disinfection.
The rest of the flow is treated by means of an
Integrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS)
process with floating plastic carriers. Both
technologies have been implemented whilst
availing of the previously existing biological
treatment facilities, thereby minimising the
footprint of the extension to the treatment
plant.
DESCRIPTION
OF THE WWTP
Pretreatment
The previously existing pretreatment consists
basically of: large-particle well, prefiltering
grates, filtering sieves with a mesh size of 3
mm and degritters-degreasers.
Primary treatment
On entering primary treatment, the water is
divided into two lines, the MBR line (line 1)
and the IFAS line (line 2). Each receives a
maximum flow of 32,000 m3/day.
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Por último, antes del tratamiento primario se
realiza el desbaste del agua residual con tamices
de 3 mm incorporados en dos líneas en paralelo y la separación de grasas y arenas mediante
dos desarenadores-desengrasadores rectangulares por cada línea.
Tratamiento primario
Al iniciarse el tratamiento primario, el agua se divide en dos líneas, una la del MBR (línea 1) y
otra la del IFAS (línea 2). Cada una de ellas admite un caudal de 32.000 m3/día.
Los decantadores de cada línea son diferentes.
La línea 1 (MBR) tiene 2 decantadores primarios circulares de 28 m de diámetro, mientras
que la línea 2 (IFAS) tiene otros 2 decantadores pero de forma rectangular y de dimensiones 45,5 x 14,4 m2.
El fango que se genera en los decantadores
primarios es enviado directamente a unos espesadores por gravedad para iniciar su tratamiento.
Línea 1. Tratamiento biológico
con sistema MBR
Los reactores biológicos existentes se han remodelado para incorporar un sistema de biorreactores de membranas (MBR), sistema que no requiere decantadores secundarios ya que el agua
se obtiene mediante una ultrafiltración.
Tamizado previo
El agua procedente de la decantación primaria
se conduce en primer lugar a 3 (2+1R) tamices
Huber de 1 mm de luz de paso y 1.000 m3/h
de caudal unitario, con el fin de evitar la llegada
de fibras y otros residuos a las membranas de
ultrafiltración. Estos residuos se recogen por medio de tornillos transportadores, que los envían a
un contenedor de 4 m3.
Reactor biológico
Tras el tamizado, el agua ingresa en la cámara de
mezcla del reactor biológico, donde se mezcla
con la recirculación de fangos.
El actual reactor biológico es el resultado de la
reconversión del reactor existente en otro basado en un proceso de fangos activos con membranas, con dimensionamiento adecuado para la
nitrificación-desnitrificación y con adición de sulfato de alúmina para la precipitación química del
fósforo. Tiene un volumen total de aproximadamente 12.000 m3, dividido en dos líneas de
6.000 m3 cada una.
En las zonas óxicas se han instalado difusores de
membrana de burbuja fina de la marca Sanitaire, suministrados por Xylem Water Solutions España. La zona óxica Nº 1 dispone de dos parrillas de distribución de aire con 1.008 difusores
en el primer tramo y otros 896 difusores en el
segundo. En la zona óxica Nº2 son 3 las parrillas
de distribución, con 495 difusores en el primer
tramo, 495 en el segundo y 440 en el tercero.
El aire lo suministran 3 (2+1R) turbocompresores centrífugos mono-etapa de Siemens, de
15.343 Nm3/h por unidad a 490 mbar de presión diferencial, y dotados con cabinas de insonorización. Cuentan con difusores variables en
impulsión para la regulación del caudal y en la
aspiración (pre-rotación) con doble regulación,
con multiplicador de precisión, con bomba eléctrica y mecánica para el sistema de lubricación,
incluyendo enfriador y filtro de aceite, con acoplamiento y todos los elementos de control y seguridad para su sistema de monitorización, todo
ello montado en una bancada junto con el motor eléctrico de accionamiento. El suministro de
estos equipos, así como de sus elementos auxiliares, supervisión del montaje y puesta en marcha de los mismos, corrió a cargo de Pasch
S.A.U. como agente de Siemens Turbomachinery
Solution A/S (STS) -ex HV Turbo-.
En las zonas anóxicas se han instalado agitadores sumergibles de la marca Invent (8 agitadores por cada una de las 2 zonas anóxicas) para
evitar la sedimentación de MLSS.
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Each line has different settlers. Line 1 (MBR) has
two circular primary settlers of 28 m in diameter,
whereas line 2 (IFAS) has 2 rectangular settlers
of 45.5 x 14.4 m2.
Line 1. Biological treatment with the
MBR system
The existing bioreactors have been remodelled to
incorporate a membrane bioreactor (MBR) system.
This system does not require secondary settling
because the water is obtained through ultrafiltration.
Prior screening
The water from primary settling is first sent to 3
(2+1standby) Huber screens, each with a mesh size
of 1 mm and a flow of 1,000 m3/h. These screens
intercept fibres and other waste and prevent it from
reaching the ultrafiltration membranes.
Bioreactor
The current bioreactor is the product of the
conversion of the previous reactor into a reactor
based on an activated sludge process with
membranes. The new reactor has the appropriate
dimensions for nitrification-denitrification and
alumina sulphate is added for the chemical
precipitation of phosphorous. The reactor has a total
volume of approximately 12,000 m3, divided into 2
lines of 6,000 m3 each.
Sanitaire fine bubble membrane diffusers
supplied by Xylem Water Solutions España are
installed in the oxic zones.
The air is supplied by 3 (2+1standby) turbocompressors Siemens (supplied by Pasch S.A.U.)
designed for a airflow of 15,343 Nm3/h, at 490
mbar diffferential pressure. Siemens single stage
centrifugal compressor featuring variable diffuser
vanes, pre-rotation vanes for Dual-Point
Control(tm), with precision turbo gearbox, one
electric and one mechanical lubricating oil systems
including oil cooler and single oil filter, with
coupling and all safety controls required for the
monitoring system, all mounted on a common
base frame and prepared for electric motor,
including mounting of same.
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Membranas UF
Desde el reactor, el agua se eleva mediante 4
(3+1R) bombas centrífugas horizontales de
Sterling Fluid Systems, de 2.500 m3/h a 4,9
mca, a un canal que alimenta los 6 trenes de
membranas instalados, con 7 casetes por tren y
un espacio para ampliación de un octavo casete. El número de módulos instalados por casete
es de 44, aunque existe espacio suficiente para
albergar 48 unidades. Además, se dispone de
un tanque de pruebas para los casetes de las
membranas.
Las membranas UF instaladas son de la marza
Zenon, modelo ZW500D, suministradas por Xylem. Se trata de membranas de fibra hueca
afuera-dentro y de paso inferior a 0,04 micras, lo
que permite lograr un agua terciaria de gran calidad, con un contenido de sólidos inferior a
1mg/l. Este tipo de membrana, debido a su gran
durabilidad (> 10 años totalmente contrastada)
y a su baja demanda de energía de aireación (alcanzando los 0,26 Nm3/h/m2 a una presión de
sumergencia de 0,26 bar) consigue alcanzar el
menor coste de explotación propio de un sistema MBR.
Su funcionamiento se basa en la filtración del
agua del reactor biológico al pasar a través de las
paredes de una membrana, para lo que se crea
una pequeña depresión mediante una bomba
centrífuga. El agua filtrada es extraída del sistema
mediante dicha bomba, mientras el fango y los
compuestos de tamaño superior al poro de la
membrana quedan retenidos y son extraídos
para su tratamiento o retornan al reactor biológico. Estas bombas heliocentrífugas (una por cada
tren más una de reserva) tienen un caudal unitario de 519 m3/h a 10,5 mca y están equipadas con variadores de frecuencia. Su suministro
corrió a cargo de Sterling Fluid Systems. Para su
cebado se dispone de 6 eyectores.
La extracción y bombeo de fangos en exceso se
efectúa por medio de 2 (1+1R) bombas centrífugas horizontales de 90 m3/h a 7 mca, equipadas con variador de frecuencia.
Los flotantes son conducidos a un pozo de
bombeo constituido por 2 (1+1R) bombas de
tornillo horizontales de 15 m 3/h a 20 mca
cada una, y en el que se ha instalado un agitador sumergible.
Es importante señalar que la recirculación instalada es del orden del 300% sobre el caudal
punta, ya que es fundamental disponer de una
amplia recirculación que asegure una concentración de sólidos no superior a 12 g/l en los tanques de membranas.
Las concentraciones de fango son superiores a
las de un tratamiento convencional de fangos
activados, lo que permite reducir de forma importante el tamaño de los reactores, y la calidad del agua tratada no depende de la decantabilidad del fango. Sin embargo, los costes de
implantación y explotación son elevados, siempre que no sea necesario reutilizar el agua resultante.
Retrolavado y limpieza de las
membranas
Para lograr el correcto funcionamiento de este
tratamiento es necesario realizar periódicamente un retrolavado de las membranas. Éste se
realiza con agua filtrada a contracorriente, que
llega desde el depósito de agua permeada por
medio de 2 (1+1R) bombas centrífugas modelo ZLND 200250 AB de Sterling Fluid Systems,
de 519 m3/h a 10,5 mca. También se realiza
una limpieza continua con aire impulsado por
7 soplantes de émbolos rotativos Aerzen de
2.923 Nm3/h a 3,8 mca.
Invent submersible agitators (8 agitators for each
of the 2 anoxic zones) are installed in the anoxic
zones to prevent MLSS sedimentation.
UF Membranes
From the reactor, the water is elevated by 4
(3+1standby) horizontal centrifugal pumps of
2,500 m3/h at 4.9 wcm to a channel that feeds
6 membrane trains. Each membrane train is
fitted with 7 cassettes and space has been
allocated for an extension to include an eighth
cassette. 44 modules are installed per cassette
but there is sufficient space to house 48. There
is also a testing tank for the membrane cassettes.
The UF membranes installed at this plant are
Zenon, model ZW 500D, supplied by Xylem.
These out-to-in hollow fibre membranes have
a passage size of less than 0.04 microns, which
enables tertiary water of excellent quality to
be obtained, with a solids content of less
than 1mg/l.
Sludge extraction and excess sludge pumping is
carried out by means of 2 (1+1standby)
Además, en función del grado de ensuciamiento, también se realizan limpiezas químicas en
profundidad de las membranas mediante una
solución de limpieza a base de hipoclorito sódico y ácido cítrico. Los equipos instalados incluyen:
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para su dosificación se emplean 3 (2+1R) bombas dosificadoras de 10,4 a 104 l/h, dotadas de
variador de frecuencia.
horizontal centrifugal pumps of 90 m3/h at 7
wcm. These pumps are fitted with frequency
variators.
Desinfección
The floating particles are sent to a pumping
well with 2 (1+1R) horizontal screw pumps of
15 m3/h at 20 wcm. The well is fitted with a
submersible agitator.
El agua ya tratada en las membranas es succionada mediante bombeo y conducida a un depósito de agua permeada de 20 m3 (depósito de
retrolavado) que cuenta con un vertedero, de
forma que el agua del depósito que no sea utilizada en el retrolavado y en las operaciones de
limpieza de las membranas, rebose por el citado
vertedero, y por gravedad es conducida a las
nuevas instalaciones de desinfección a través de
una conducción de PE.
Esta instalación de desinfección consiste en un
sistema de radiación ultravioleta instalado en 3
canales abiertos, completado por una cloración.
• Ácido cítrico: 1 cuba de preparación de la solución de ácido cítrico, de 3 m3 de volumen,
construida en PRFV y equipada con un electroagitador vertical. 2 (1+1R) bombas dosificadoras de 1.590 l/h a 7 bar, dotadas de variador
de frecuencia.
• Hipoclorito sódico: 1 depósito de hipoclorito
sódico de PRFV, de 5 m3. 2 (1+1R) bombas
dosificadoras de 1,4 m3/h a 7 bar, equipadas
con variadores de frecuencia.
Los citados depósitos de preparación y almacenamiento de estos reactivos fueron suministrados por Plavisa, mientras que las bombas dosificadoras son de la marca Milton Roy, suministradas por SDM.
Desfosfatación química
La eliminación del fósforo en la línea 1 (MBR)
se efectúa por precipitación química mediante la
dosificación de sulfato de alúmina a la salida del
reactor biológico. Para el almacenamiento de
este reactivo se dispone de 2 depósitos de 25
m3 cada uno construidos en PRFV por Plavisa, y
El sistema de desinfección mediante rayos UV
corresponde al modelo UV3000Plus™ de Trojan
Technologies. Cada una de las 3 líneas consta
de una bancada de acero inoxidable con 6 módulos UV y 8 lámparas por módulo. La potencia total del sistema es de 49,2 kVA. El equipo
está dotado de un sistema de limpieza automática de las lámparas, accionado por un sistema hidráulico (HSC), que emplea el gel de limpieza ActicleanTM de Trojan.
Tras la desinfección UV se procede a la dosificación de hipoclorito sódico del agua permeada, en una cámara de contacto de 763 m3, con
un tiempo de retención de 34,34 minutos a
caudal medio y de 22,89 minutos a caudal
punta. Esta cámara de contacto tiene forma de
laberinto en 2x3 pasos de 1,2 m de ancho, de
manera que su relación longitud/anchura es
superior a 20, consiguiendo, de esta forma,
que la cloración se desarrolle de forma correcta. También se han instalado 2 agitadores sumergibles que permiten la mezcla del reactivo
con el agua permeada.
Membrane backwashing and cleaning
To ensure the proper functioning of this
treatment it is necessary to carry out periodic
backwashing of the membranes. This is
carried out using air supplied by 7 Aerzen
rotary piston blowers of 2,923 Nm3/h at 3.8
wcm and filtered water for backwashing. This
water is sent to the membranes from the
permeate water tank by 2 (1+1standby)
horizontal centrifugal pumps of 519 m3/h at
10.5 wcm.
Moreover, depending on the degree of fouling,
thorough chemical cleaning of the membranes
is carried out by means of a sodium
hypochlorite and citric acid based solution.
Chemical dephosphatation
Phosphorous removal in line 1 (MBR) is carried
out by chemical precipitation through the
dosing of alumina sulphate at the outlet of the
bioreactor. 2 GFRP tanks of 25 m3 each,
supplied by Plavisa, are used for the storage of
this reagent. Dosing is carried out by 3
(2+1standby) dosing pumps of 10.4 to 104
l/h, fitted with frequency variators.
Disinfection
After treatment in the membranes, the water is
suctioned by pumps and sent to a permeate
water tank of 20 m3 (backwash tank). From this
El hipoclorito sódico se almacena en 2 depósitos de 15 m3 suministrados por Plavisa, y se adiciona mediante 3 (2+1R) bombas dosificadoras
de 5 a 50 l/h.
Depósito de agua tratada
Tras la desinfección, el agua regenerada se
conduce por gravedad hasta un nuevo depósito de alrededor de 3.150 m3 de volumen, previo al bombeo a la cabecera de las corredoras
del delta del Llobregat, con el fin de mantener
el nivel freático para uso agrícola y frenar el
proceso de salinización de los terrenos próximos a la costa.
Este agua cumple con los límites de calidad definidos en el Real Decreto 1920/2007 para
este uso, con un volumen a reutilizar entre 3 y
5 hm3 al año.
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Línea 2. Tratamiento biológico con
sistema IFAS
Inicialmente en los reactores biológicos solamente se eliminaba materia orgánica. Con la
remodelación realizada, se han adaptado a
una configuración anóxica-aerobia-anóxica-aerobia, que permite eliminar nitrógeno. En la línea 2 de dicha remodelación se ha incorporado a los reactores existentes un sistema de tratamiento con soportes móviles (IFAS),
correspondiente a la tecnología Hybas de
AnoxKaldnes (empresa perteneciente a Veolia
Water Solutions & Technologies).
El proceso Hybas combina, en cualquier parte
del reactor, procesos de biomasa en suspensión
y procesos de biomasa adherida en soporte móvil. Con esta combinación se pretende crear una
biopelícula en el soporte, formada básicamente
por bacterias nitrificantes, y realizar la eliminación de la materia orgánica por medio de la biomasa en suspensión, ya sea tanto en condiciones óxicas como anóxicas.
Al producirse la nitrificación en la biopelícula, es
posible trabajar con edades de fangos en suspensión menores que las de los fangos activados convencionales, lo que se traduce en obtener mayores garantías en la calidad del agua tratada, sobre todo en lo relativo a la nitrificación a
bajas temperaturas, y en obtener fangos con
buenas características de sedimentación.
La introducción de estos soportes móviles de
material plástico en la zona óxica representa
una nueva superficie específica para el crecimiento de la biomasa y permite obtener mayores rendimientos. Esto permite reducir el tamaño del reactor. Los soportes están continuamente en movimiento como consecuencia de
la aireación del tanque.
Configuración del reactor
Para el dimensionado del proceso Hybas se empleó un procedimiento de diseño desarrollado
por AnoxKaldnes, contrastado con simulaciones
mediante el uso de una herramienta informática, desarrollada por AnoxKaldnes y CEIT, que
combina los modelos de fangos activos ASM de
la IWA y el modelo biopelícula con coloide, en la
plataforma de simulación WEST.
point, it is sent by gravity to the new
disinfection facilities through a PE pipe.
Al igual que en la línea 1, este reactor biológico
también tiene un volumen total de 12.000 m3,
y está dividido en dos líneas de 6.000 m3 cada
una.
The UV disinfection system corresponds to the
Trojan Technologies model UV 3000Plus™.
Each of the 3 lines comprises a stainless steel
bench with 6 UV modules. Each module has 8
lamps for a total of 48 lamps per line.
Como ya se ha comentado, las cámaras de
cada línea se disponen de la siguiente manera: anóxica-aerobia-anóxica-aerobia. La primera
zona anóxica tiene un volumen de 2.071 m3 y
la segunda de 861 m3. La primera zona aerobia está dividida en tres reactores híbridos con
relleno plástico (el primero de 929 m3 y los
otros dos con 907 m3 de volumen), mientras
que la segunda zona aerobia de 325 m3 no
This disinfection facility comprises an ultraviolet
radiation system installed in 3 open channels
and completed by chlorination.
Treated water tank
Subsequent to disinfection, the treated water is
sent by gravity to a new tank of approximately
3,150 m3 in volume. From this tank, it is
pumped to the head of the agricultural
irrigation corridors of the Llobregat delta.
The water complies with the quality parameters set
out in Royal Decree 1920/2007 for this use, with
a reuse volume of between 3 and 5 hm3 per year.
Line 2. Biological treatment with
IFAS system
Previously, the bioreactors only removed organic
matter. Subsequent to the upgrading carried out,
they have been adapted to an anoxic-aerobicanoxic-aerobic configuration that enables nitrogen
removal. In line 2 of the remodelled plant, an
IFAS system based on Hybas technology from
AnoxKaldnes (company belonging to Veolia Water
Solutions & Technologies) has been added to the
existing reactors.
In any part of the reactor, the Hybas process
combines suspended biomass processes with
processes of adhered biomass on a floating
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lleva soporte plástico. Por tanto, el 49% del
volumen disponible se destina a zonas anóxicas, mientras que el 51% restante corresponde a zonas aerobias.
Atendiendo a esta configuración, todos los reactores anóxicos y aerobios cuentan con biomasa en suspensión, y sólo los reactores aerobios híbridos llevan relleno plástico tipo K3 de
AnoxKaldnes con una superficie específica de
500 m2/m3. En total, la superficie de biopelícula adoptada es de 906.000 m2.
Según esta configuración, la desnitrificación tiene lugar en los reactores anóxicos sin relleno
plástico. La materia orgánica no eliminada en el
primer reactor anóxico es degradada por la biomasa en suspensión de los reactores aerobios.
La nitrificación tiene lugar en los reactores aerobios híbridos, tanto en suspensión como en la
biopelícula adherida al soporte plástico K3. La
salida del agua de cada uno de estos reactores
híbridos se realiza por medio de colectores horizontales circulares de chapa perforada en acero
inoxidable, que impiden el paso del soporte
plástico. A continuación, en los segundos reactores anóxicos tiene lugar una desnitrificación terciaria mediante la cual se eliminan los nitratos
formados en los reactores híbridos. Finalmente,
se dispone de una cámara aerobia sin relleno,
donde se eliminan las burbujas de nitrógeno formadas en la zona anóxica anterior y se reduce el
amonio residual, antes de entrar en los decantadores secundarios.
Los reactores anóxicos están dotados de agitadores hiperboloides verticales para mantener la
biomasa en suspensión: 6 en la primera zona
anóxica y 2 en la segunda, todos ellos de 1,5 kW
de potencia motor y también de la marca Invent.
Por su especial geometría y ubicación cerca del
suelo, estos equipos evitan la sedimentación de
sólidos en el tanque, favorecen la mezcla completa en el mismo y presentan mínimas pérdidas de energía.
Tabla 1. Volúmenes de los reactores en la línea 2 (IFAS) /
Table 1. Line 2 (IFAS) reactor volumes
Volumen por línea /
Volume per line (m3)
Volumen total /
Total volume (m3)
Tiempo de
residencia (horas) /
Retention time (hours)
2.071 / 2,071
4.142 / 4,142
3,11 / 3.11
Aerobio Híbrido 1 /
Hybrid Aerobic 1
929
(317 m3 K3)
1.858 / 1,858
(634 m3 K3)
1,39 / 1.39
Hybrid Aerobic 2
907
(296 m3 K3)
1.814 / 1,814
(592 m3 K3)
1,36 / 1.36
Hybrid Aerobic 3
907
(293 m3 K3)
1.814 / 1,814
(586 m3 K3)
1,36 / 1.36
861
1.722 / 1,722
1,29 / 1.29
325
650
0,5 / 0.5
6.000 / 6,000
12.000 / 12,000
9
Anóxico D1 /
Anoxic D1
Anóxico D2 /
Anoxic D2
Aerobio A
TOTAL
La recirculación interna proviene del último reactor híbrido, desde donde se aportan los nitratos necesarios para la desnitrificación. 6
bombas centrífugas horizontales de 667 m3/h
a 3,5 mca y equipadas con variador de frecuencia, son las encargadas de la recirculación
interna.
carrier. This hybrid process seeks to create a
biofilm, basically made up of nitrifying bacteria,
on the carriers and carry out the removal of the
organic matter by means of the suspended
biomass, be it in oxic or anoxic conditions.
Hasta el primer reactor anóxico llega también
la recirculación externa de fangos desde los
decantadores secundarios, para lo que se han
aprovechado los equipos existentes.
Like the reactor in line 1, this reactor also has a
total volume of 12,000 m3 and is divided into
2 lines of 6,000 m3.
El tiempo de residencia total en los reactores
biológicos es de 9 horas.
Sistema de aireación
La aportación del aire necesario en el reactor
biológico se realiza mediante 3 (2+1R) turbocompresores, que se han instalado en sustitución del sistema de aireación con turbinas que
existía anteriormente.
Los turbocompresores, suministrados al igual
que los de la línea 1 (MBR) por Pasch, también
están dotados de cabina de insonorización y
tienen un caudal unitario de 18.424 Nm3/h a
490 mbar de presión diferencial.
Este aire se distribuye en las zonas aerobias a
través de parrillas de aireación que cubren toda
la superficie del fondo de los reactores y que
fueron diseñadas según especificaciones técnicas de AnoxKaldnes.
Desfosfatación química
Fuente/Source: Pasch
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La eliminación del fósforo en la línea 2 (IFAS) se
lleva a cabo de la misma manera que en la línea
1 (MBR). Por lo tanto, los equipos empleados
son idénticos: 2 depósitos de PRFV de 25 m3
cada uno para el sulfato de alúmina y 3 (2+1R)
bombas dosificadoras.
Reactor configuration
As mentioned above, the chambers of each line
are arranged in the following way: anoxic-aerobicanoxic-aerobic. The first anoxic zone has a volume
of 2,071 m3 and the second has a volume of
861 m3. The first aerobic zone is divided into
three hybrid reactors with plastic carriers (the first
reactor has a volume of 929 m3 and the other
two have volumes of 907 m3). The second
aerobic zone of 325 m3 does not have plastic
media. Therefore, 49% of the total available
volume is devoted to anoxic zones, while the
remaining 51% corresponds to aerobic zones.
All the anoxic and aerobic reactors have
suspended biomass, while only the aerobic
hybrid reactors have AnoxKaldnes K3 plastic
media with a specific surface area of 500 m2/m3.
In accordance with this configuration,
denitrification takes place in the anoxic reactors
without plastic media. The organic matter not
removed in the first anoxic reactor is degraded by
the suspended biomass in the aerobic reactors.
Nitrification takes place in the aerobic hybrid
reactors, both in suspension and in the biofilm
attached to the K3 plastic carrier. After this, in the
second anoxic reactors, a tertiary denitrification
takes place, through which the nitrates that form
in the hybrid reactors are removed. Finally, there
is an aerobic chamber without plastic media,
where the nitrogen bubbles that form in the
previous anoxic zone are removed and the
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Decantación secundaria
Tras el tratamiento biológico con el sistema
Hybas, el agua se conduce hacia los decantadores secundarios ya existentes, donde se separa el fango en suspensión, compuesto por el
fango desprendido del soporte plástico y la
biomasa en suspensión. Estos fangos decantados se purgan por medio de una bomba para
su posterior tratamiento de estabilización en la
línea de fangos existente.
La producción de fangos biológicos se ha estimado en aproximadamente 6.500 kg SST/día.
Tratamiento de fangos
Después del espesado de los fangos, ya sea procedente de la decantación primaria (por gravedad) o de la ultrafiltración de la línea MBR y de
la decantación secundaria de la línea IFAS (centrifugación), se someten a una digestión anaerobia y posteriormente se almacenan y se deshidratan por centrifugación mediante decantadores centrífugos. El principal destino de estos una
vez tratados es la agricultura.
Un subproducto de la digestión anaerobia es el
biogás, compuesto en un 65% por gas metano.
Éste se utiliza para cogenerar electricidad mediante un motogenerador, que a su vez se emplea en el consumo de la planta, y el calor se utiliza para calentar los digestores, manteniendo la
temperatura óptima de trabajo (35 ºC).
Instalaciones auxiliares
Estación automática de control y
tomamuestras automáticos
Para el control del proceso de ambas líneas, se
ha instalado una estación automática de control
de la calidad del agua suministrada por Hach
Lange, con sondas de nitratos, amonio, fósforo y
turbidez.
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Diversas bombas sumergibles instaladas en las
dos líneas envían los efluentes a controlar a la
estación analítica. Los puntos de toma de muestras son los siguientes:
• Entrada a tratamiento biológico de líneas MBR
e IFAS: Medida de amonio sobre analizador de
2 canales con filtración previa de ambas muestras por membranas.
- 1 ud Amtax sc, analizador de amonio, rang
1,0-100 mg/l NH4-N, 2 canales.
- 2 ud Filtrax, unidad de filtración y transporte
de muestra, longitud 2 m.
• Recirculación interna de líneas MBR e IFAS:
Medida de nitratos sobre analizadores dedicados sin acondicionamiento de muestra.
- 2 ud Nitratax Plus SC, analizador de nitratos,
rango 0,2-50 mg/l NOx-N.
• Salida de reactor biológico de líneas MBR e
IFAS: Medida de fosfatos sobre analizador de 2
canales con filtración previa de ambas muestras por membranas.
- 1 ud Phosphax SC, analizador de fosfato,
rango 0,05-15 mg/l PO4-P, 2 canales
muestra continua.
• Salida de decantadores de línea IFAS: Medida
de turbidez y nitratos sin filtración previa. Acondicionamiento con membranas para la medida
de amonio y fosfatos, que se realiza sobre analizadores de 2 canales. Los fosfatos son compartidos con la línea de efluente MBR.
- 2 ud Amtax sc MR1, analizador de amonio
rango 0,05-20 mg/l NH4-N, 2 canales
muestra continua.
- 2 ud Nitratax Plus SC, analizador de nitratos,
rango 0,2-50 mg/l NOx-N.
• Permeado de MBR: Medida de turbidez, amonio, fosfatos y nitratos sin filtración previa. La
medida de amonio y fosfatos se realiza sobre
analizadores de 2 canales. Los fosfatos compartidos con el efluente de IFAS.
residual ammonium is reduced before the water
enters the secondary settlers.
The anoxic reactors are fitted with vertical hyperboloid
agitators to keep the biomass in suspension.
Internal recirculation comes from the final hybrid
reactor, from which the nitrates needed for
denitrification are supplied. The external recirculation of
sludge from the secondary settlers also reaches the first
anoxic reactor and the previously existing equipment is
used for this purpose.
Aeration system
The air required in the bioreactor is supplied by 3
(2+1R) turbo-compressors Siemens of 18,424
Nm3/h at a differential pressure of 490 mbar, which
were installed to replace the previous turbine
aeration system.
This air is distributed throughout the aerobic zones
through aeration grilles that cover the entire area of
the reactor floors
Chemical dephosphatation
The removal of phosphorous in line 2 (IFAS) is carried
out in exactly the same way as in line 1 (MBR).
Secondary settling
After biological treatment with the Hybas system, the
water is sent to the previously existing secondary
settlers, where the suspended sludge, composed of the
sludge taken from the plastic carrier, and the
suspended biomass are separated. This settled sludge
is send to the previously existing sludge line.
Sludge treatment
Subsequent to the thickening of the sludge from
primary settling by gravity or from the MBR system,
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Pretratamiento, tratamiento primario y tratamiento secundario / Pretreatment, primary treatment & secondary treatment
Tratamiento terciario / Tertiary treatment
Tratamiento de fangos / Sludge treatment
Edificio de control y auxiliares / Control and ancillary equipment building
Elementos fuera de servicio / Out of service elements
1.
Elevación / Lifting
2.
Línea MBR. Desbaste, desarenado / MBR Line. Filtering, degritting
3.
Línea MBR. Decantación primaria / MBR Line. Primary settling
4.
Línea MBR. Tamizado / MBR Line. Screening
5.
Línea MBR. Reactores biológicos / MBR Line. Bioreactors
6.
Línea MBR. Tanques membranas: ultrafiltración / MBR Line. membrane tanks: ultrafiltration
7.
Línea MBR. Edificio equipamiento membranas y aeración / MBR Line. Membrane & aeration equipment building
8.
Línea MBR. Desinfección: ultravioleta y cloro / MBR Line. Disinfection: ultraviolet & chlorine
9.
Línea MBR. Depósito y bombeo de agua regenerada / MBR Line. Reclaimed water tank and pumping station
10. Línea IFAS. Desbaste, desarenado / IFAS Line. Filtering, degritting
11. Línea IFAS. Decantación primaria / IFAS Line. Primary settling
12. Línea IFAS. Reactores biológicos y aeración / IFAS Line. Bioreactors & aeration
13. Línea IFAS. Decantación secundaria / IFAS Line. Secondary settling
14. Bombeo emisario submarino / Subsea outfall pumping station
15. Espesamiento fangos primarios: gravedad / Primary sludge thickening: gravity
16. Digestión anaerobia y almacenamiento de biogás / Anaerobic digestion and biogas storage
17. Cogeneración / Cogeneration
18. Almacenamiento de fangos mixtos / Mixed sludge storage
19. Espesamiento de fangos biológicos y deshidratación: centrífugas / Biological sludge thickening and dewatering: centrifuges
20. Edificio de control y personal / Control and personnel building
21. Taller / Workshop
22. Estación transformadora y grupo electrógeno / Transformer station & genset
23. Laboratorio / Laboratory
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acceso desde la vía pública e incorporar una
nueva estación transformadora.
Grupo de emergencia
Se ha instalado un nuevo grupo electrógeno de
1.000 kVA de la casa Electra Molins, que se
suma a los dos grupos existentes. Dicho grupo
funciona como generador de emergencia ante
un eventual fallo del suministro de energía eléctrica alimentando, junto con los dos grupos existentes de la planta, entre otras instalaciones las
siguientes: instalación de control, un turbocompresor de cada línea y los bombeos asociados a
las membranas.
- 1 ud Phosphax SC, analizador de fosfato,
rango 0,05-15 mg/l PO4-P, 2 canales
muestra continua.
- 2 ud Sensor de turbidez de bajo rango Hach
1720E sc.
El conjunto de analizadores se conecta a los
controladores SC1000 suministrados por Hach
Lange (2 ud), con conexión Profibus DP hacia el
PLC de planta. Además, esta empresa también
realizó la instalación hidráulica y eléctrica del sistema, así como la puesta en marcha de los equipos suministrados.
Aire y agua de servicios
La red de aire se servicios está constituida por: 2
(1+1R) grupos compresores CompAir de 2.000
lpm a 8 bar, 2 (1+1R) depósitos acumuladores
de 300 l y un secador frigorífico F26C.
Por su parte, la instalación de agua de servicios
se compone de: un grupo de presión Ebara
constituido por 3 (2+1R) bombas principales
centrífugas horizontales de 50 m3/h a 5 bar y
2 bombas jockey centrífugas horizontales de
12,5 m3/h a 6,5 bar; 2 calderines hidroneumáticos de 1.000 l, presión 10 bar, en acero al
carbono; un grupo de presión constituido por
3 (2+1R) bombas principales centrífugas horizontales de 30 m3/h a 85 bar, para servicio de
limpieza de tamices; y un calderín hidroneumático de 500 l, presión 10 bar, en acero al
carbono.
La empresa Metco de Metalúrgica Comercial,
S.L. fue responsable del suministro y montaje de
las barandillas de aluminio de la planta, además
de la fabricación y montaje de toda la cerrajería
y trámex en PRFV.
Instalación eléctrica
La ampliación de las instalaciones de la EDAR de
Gavà-Viladecans, con previsión a futuro, requiere
de una potencia máxima de 2.100 kW. Esto supuso reubicar el centro de seccionamiento de
compañía a un nuevo edificio prefabricado con
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Sistema de supervisión
y control
Con objeto de permitir el control sobre el funcionamiento de los nuevos equipos en la ampliación de la depuradora, así como verificar el
estado de procesos y operaciones unitarias, se
ha dotado al sistema de 6 autómatas programables distribuidos por las diferentes zonas
de la planta y diferentes redes DNet/Enet de
RTU’s con el Interface de E/S segregado para
cada PLC (terminales remotas o estaciones locales remotas).
Una de las razones fundamentales por la que
la arquitectura típica de la planta se plantea
mediante un PLC por zona y unidades remotas asociadas, es la necesidad de reducir las
distancias de los cables de control al tiempo
que se logran desarrollos de ingeniería más
sencillos.
En base a este criterio se ha optado por la instalación de un PLC en cada zona de la estación a
ampliar y por la segregación del Interface del
PLC de las áreas mediante unidades remotas,
con la consiguiente ventaja en la realización del
cableado de control.
Las CPU’s empleadas para el control y gestión
de la planta son de altas prestaciones. Las
CPU’s pueden albergar toda la programación
de la planta y posibilitar futuras ampliaciones.
Esta configuración confiere una gran disponibilidad y seguridad al sistema de control y supervisión de la planta.
Todos los nuevos PLC’s se comunican con los
sistemas ya existentes mediante la red de fibra
óptica. Dicha red ha sido ampliada para dar servicio a los nuevos edificios y estructuras incluidos en la ampliación.
and from the secondary settler of the IFAS line
(centrifugation), it undergoes anaerobic
digestion. Then it is stored and dewatered by
centrifugation by means of centrifugal sludge
settlers. The treated sludge is mainly used in
agriculture.
Automatic control station and
automatic samplers
To control the process of both lines, an
automatic quality control station is installed.
This station was supplied by Hach Lange and
features nitrate, ammonium, phosphorous and
turbidity sensors.
Electrical facility
The extension to the facilities at the GavàViladecans WWTP will require an estimated
future maximum power capacity of 2,100 kW.
This made it necessary to relocate the
company distribution centre to a new
prefabricated building with an entrance from
the public thoroughfare.
A new 1,000 kVA genset supplied by Electra
Molins has been installed to add to the two
previously existing gensets.
Monitoring and control system
To enable control over the functioning of the
new equipment installed as part of the plant
extension and to check the state of processes
and unitary operations, the system of 6 PLCs
(Programmable Logic Controller) distributed
around different areas of the plant and the
different RTU (Remote Terminal Unit)
DNet/Enet networks have been fitted with a
segregated I/O interface for each PLC.
All the new PLCs communicate with the
previously existing systems through the fibre
optic network. This network has been extended
to serve the new buildings and structures
forming part of the plant extension.
The heart of the control system is based on a
SCADA (Supervisory Control and Data
Adquisition) application located in the plant
control centre.
Photos courtesy of EMSSA-AMB.
El núcleo del sistema de control está basado en
una aplicación SCADA (Supervisory Control and
Data Adquisition) implementada en el puesto
de control de la planta.
Las fotos de este reportaje son cortesía
de EMSSA-AMB.
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Infoenviro, Abril 2012 - Veolia Water Technologies

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