ACELERACIÓN DE LA PUESTA EN MARCHA DE EDAR´S

ACELERACIÓN DE LA PUESTA EN MARCHA DE EDAR´S

ACELERACIÓN DE LA PUESTA EN MARCHA DE EDAR´S MEDIANTE LA
DOSIFICACIÓN DE ARCILLAS BENTONÍTICAS.
Por: *Federico López Galindo *Jorge Lara Vega y *Fernando Durán García.
(*)
SACONSA.
Departamento O&M del Ciclo del Agua.
Resumen:
El presente estudio se propone como mejora en la puesta en marcha de las instalaciones
de depuración de aguas residuales. Se ha experimentado y estudiado los efectos que provoca
la adición controlada de arcilla bentonita desde el primer día de entrada de aguas residuales
hasta una concentración que permitiese el control de los parámetros. El contacto con la
Bentonita favorecía la floculación y decantación de los lodos y reducía las espumas
tensoactivas típicas de las puestas en marcha. Como se preveía en el proyecto del estudio, se
consigue acelerar la puesta en marcha de EDAR´s.
Palabras Clave:
EDAR, Puesta en marcha, Arcillas Bentoníticas, Bentonitas, Explotación y Foaming.
1. Introducción
Generalmente se han comenzado los trabajos de puesta en marcha de las EDAR
haciendo circular el agua residual por las arquetas hasta que la cantidad de lodos primarios es
tal que permite la proliferación de los microorganismos formadores de flóculos de manera
ventajosa sobre otros microorganismos. El tiempo medio de puesta en marcha de una EDAR
según el medio convencional, dependiendo de la carga influente, en ausencia de oscilaciones
severas de carga, diluciones, presencia de tóxicos, etc… es de aproximadamente 40 a 45 días.
Además del consiguiente tiempo que ha de transcurrir, un efecto secundario de las puestas en
marcha tradicionales es la formación de espumas tensoactivas que puede generar incluso
problemas en los equipos. Para minimizar los tiempos de puesta en marcha y los efectos
secundarios que provoca se ha diseñado un estudio que consiste en la adición controlada de
arcillas bentoníticas.
Las arcillas bentoníticas son arcillas de grano muy fino (incluso muy inferior a la caolinita)
que poseen hidróxidos de magnesio, silicio, potasio y oxidos de hierro, aluminio, manganeso,
magnesio y titanio. Su densidad es de 2500 Kg/m3. Las bentonitas dado que tienen un
contenido en sílice alto poseen una carga superficial neta que les permite actuar como
intercambiadores de iones débiles. Otro dato es que su floculación en medio acuoso está
determinada por cargas negativas y no por puentes de hidrógeno. Son extremadamente
efectivas en la disminución de concentración ciertos componentes catiónicos y tienen una
notable afinidad por los metales. (García y Suárez, 2001), también actúa como coagulante y
floculante natural y consigue disminuir con estos procesos los sólidos en suspensión presentes
en el agua (Clement y Farmer, 2000) y también es capaz de adsorber virus patógenos,
bacterias, aflatoxinas, pesticidas y herbicidas. (Gómez Dángelo y González, 2006)
Además hay una presencia elevada de microorganismos heterótrofos en el agua
procedentes de la arcilla, (Chaerum et al., 2005) por lo que se desaconseja su uso para
potabilización de agua, pero no así en la depuración de residuales.
Es conocido que los microorganismos son capaces de adherirse a las superficies sólidas y
enlazarse a los poros de las mismas (Sanglay, Eifert y Summer, 2004) y las bentonitas tiene la
propiedad de promover el crecimiento bacteriano sobre su superficie.
2. METODOLOGÍA DEL ESTUDIO
2.1. Metodología.
El estudio se ha llevado a cabo en la EDAR de Navalvillar de Pela. La EDAR ha sido
construida por la UTE Dragados-Multiobras Izquierdo S.A. y ha sido financiada por la Junta de
Extremadura. La instalación cuenta con una capacidad de tratamiento máximo de 1732 m3/día
y una carga máxima de diaria de DBO5 de 346 Kg/día.
La EDAR dispone de dos líneas de tratamiento tipo canal de oxidación carrusel, de 772
m3 de volumen unitario de reactor y decantador de 451,3 m3 de capacidad por unidad. La
aireación se produce mediante soplantes de 560 m3/h de caudal unitario y es distribuido por
medio de parrillas de difusores de membrana de 230 mm de diámetro.
La EDAR se ve afectada por un aporte de agua de manantial que diluye la carga
contaminante, especialmente en periodo nocturno donde la carga es ínfima. Este aporte de
aguas con poca carga contaminante es un hándicap para la puesta en marcha de las EDAR´s
que alarga el tiempo de formación de lecho bacteriano.
2.2. Descripción de los Ensayos.
La manera ideal de dosificación de la arcilla es previa maduración en tanques y
dosificación continua en la entrada de alimentación. La EDAR de estudio no dispone de fisicoquímico que dosifique en la cabecera del reactor ningún tipo de floculante. La solución
propuesta fue la dosificación en sólido al final de la arqueta de desarenado con la soplante de
desemulsionado conectada.
El limitante como es lógico, es la cantidad de bentonita y el tiempo máximo previsto se
limitó en 21 días, distribuidos en 21 días de explotación, dosificando el primero de los días 200
Kg y 50 Kg los días siguientes de estudio. La dosificación de la arcilla bentonítica ha de
realizarse muy lentamente, evitando la formación de grandes flóculos. Se optó por trabajar en
un solo reactor y dos decantadores para favorecer la decantabilidad y la acumulación de
fangos en un solo reactor. La dosificación se ha realizado solo días laborables.
Para control de los fangos generados se han realizado análisis diario de conos Imhoff y
gravimetrías en filtros de celulosa de 0,47 micras. Además de análisis de DBO5 (un análisis
cada dos días) y gravimetrías de los influentes y efluentes correspondientes.
El estudio se ha realizado del día 5 de Abril de 2011 al día 29 de Abril de 2011. El día 1 de
Abril fue el primer día de entrada de aguas residuales a la estación
2.3. Resultados.
El caudal medio tratado y la carga tratada en el tiempo de estudio han sido
respectivamente de 2150 m3/día y 230,89 Kg DBO5/día. Superior al diseño para un único
reactor.
En los gráficos 1 y 2 se observan los niveles de fangos decantados y MLSS acumulados
diariamente.
MLSS
3000
MLSS (mg/L)
2500
2000
1500
MLSS
1000
500
0
02-abr
07-abr
12-abr
17-abr
22-abr
27-abr
02-may
Tiempo (día)
Gráfico 1
Cono (mL/L)
Conos Imhoff Vs IVF
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
02-abr
Cono
IVF
07-abr
12-abr
17-abr
22-abr
27-abr
02-may
Tiempo (día)
Gráfico 2
Fecha
05-abr
06-abr
07-abr
08-abr
11-abr
12-abr
13-abr
14-abr
15-abr
18-abr
19-abr
20-abr
25-abr
26-abr
27-abr
28-abr
29-abr
MLSS (mg/L)
189
166
167
230
177
253
340
447
514
563
784
967
1367
1754
2375
2531
2793
Cono (mL/L)
6
6
6
12
6
18
26
29
53
50
62
72
95
105
150
175
175
DBO5 Ent
(mg/L)
***
48
***
78
58
***
103
***
63
32
***
87
***
275
***
243
***
DBO5 Sal
(mg/L)
***
4
***
8
7
***
15
***
8
8
***
7
***
16
***
9
***
SS Ent
(mg/L)
***
97
88
62
226
123
130
211
154
187
143
165
103
142
192
73
93
SS Sal (mg/L)
***
20
23
17
24
38
42
36
33
31
27
35
29
31
34
38
22
IVF (mL/g)
***
36.14
35.93
52.17
33.90
71.15
76.47
64.88
103.11
88.81
79.08
74.46
69.50
59.86
63.16
69.14
62.66
3. CONCLUSIONES.
Las conclusiones extraídas del estudio son mejores de las esperadas a priori dado que
no ha sido necesario dosificar la totalidad de la muestra para conseguir los objetivos marcados
1. La dosificación de las arcillas bentoníticas en la EDAR de Navalvillar de Pela, ha
supuesto una disminución en el tiempo de puesta en marcha de una EDAR en el
46,7% del tiempo establecido.
2. La ausencia de espumas tanto tensoactivas como de tipo filamentoso, ha sido
total y continúa siendo total. Los IVF son bajos en relación a la cantidad de sólidos
en suspensión en el licor mezcla, por lo que evita también la formación de Bulking
filamentoso. Este mayor peso específico del fango se explica por el alto nivel de
mineralización de los fangos con un resultado el último día de la explotación de un
45,63% de fracción fija.
3. La eliminación de sólidos en la salida es importante desde los primeros días de
aplicación con una media al final del estudio del 75,84% de eliminación.
4. La eliminación de DBO5 se establece de media en el 88,83%, cumpliendo la
restricción de menos de 25 mg/L en el 100% de los casos analizados.
5. La relación de aumento de la altura de fangos en el cono es lineal con una
correlación de 0,90.
6. Un problema que ocurre con el fango tratado con arcillas bentoníticas, es que
atascan con más facilidad las conducciones de fango entre los decantadores y la
arqueta de fangos recirculados. Esta característica ha causado problemas
especialmente en fines de semana y festivos, que es cuando no hay personal en
las EDAR´s, por lo que las purgas de los decantadores han de ser frecuentes.