Diseño de una Erar con reutilización de agua regenerada

DISEÑO DE UNA ERAR CON REUTILIZACIÓN DE AGUA REGENERADAAdolfina Cruz-Auñon, Sara Elizalde y Elena Mª Vera.TUTOR: Juan Antonio Sainz Sastre

ÍNDICEI. IntroducciónII. Descripción de la ERARIII. Línea de aguaIV. Línea de fangosV. Línea de regeneraciónVI. Sistema de desodorizaciónVII. Proceso MBR alternativoVIII. Costes

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓNObjetivos del proyectoDiseño y dimensionamiento de una Estación Regeneradora de AguasResiduales Urbanas centrado en la optimización de la construcción yla facilidad de operación de los equipos para tratar las variaciones depoblación estacional.EDAR + REGENERACIÓN CAMPOS DE GOLF

INTRODUCCIÓNObjetivos del proyecto Se ha estudiado la Se ha estudiado la sustitución de parte de la implantación de un sistema línea de regeneración y el de desodorización. proceso de flotación por un sistema de membranas.

INTRODUCCIÓNUbicación de la instalación ERAR localizada entre Garrucha y Mojácar (Almería). Marina Golf Mojácar recibirá el agua regenerada. Marina Golf Mojácar Garrucha Mojácar

INTRODUCCIÓNMarco normativo aplicableLa ERAR se diseña de acuerdo a la normativa vigente: comunitaria,estatal y autonómica. Fundamentalmente:Real Decreto 1620/2007 que establece el régimen jurídico dereutilización de las aguas depuradas.Directiva 91/271/CEE relativa al tratamiento de aguas residualesurbanas.

DESCRIPCIÓN DE LA ERAR

DESCRIPCIÓN DE LA ERARCaracterísticas del agua de entrada DOTACIÓN Y CAUDALES DE DISEÑO TEMPORADA ALTA TEMPORADA BAJAHabitantes equivalentes 40.000 15.000Dotación (l/hab-eq·día) 150 175Qmedio (m3/h) 250 110Q máx (m3/h) 450 215 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC Temporada Baja Temporada Alta

DESCRIPCIÓN DE LA ERARCaracterísticas del agua de entrada CARGA DE CONTAMINANTES TEMPORADA ALTA TEMPORADA BAJA gr/hab-eq·día ppm gr/hab-eq·día ppmDBO 75 500 75 430SS 90 600 90 515NTK 15 100 15 86Fosfatos 4,5 30 4,5 26

DESCRIPCIÓN DE LA ERARLímites de vertido Límites de vertido aguas depuradasCONTAMINANTE CONCENTRACIÓN (ppm) DBO 25 SS 35 NTK 15 Fosfatos 2 Valores máximos admisibles aguas regeneradas* CONTAMINANTE CALIDAD B Nemátodos intestinales 1 huevo/10L Escherichia coli 200 UFC/100mL SS 20mg/L Turbidez 10 NTU * Según RD 1620/2007 para uso 4.1

DESCRIPCIÓN DE LA ERAR Regeneración del aguaGRUPOS DE CALIDAD EN FUNCIÓN DE LOS LÍMITES BACTERIOLÓGICOS ESTABLECIDOS EN EL R.D. 1620/2007

DESCRIPCIÓN DE LA ERARRegeneración del agua TIPOS DE TRATAMIENTO EN FUNCIÓN DE LOS LÍMITES BACTERIOLÓGICOS ESTABLECIDOS EN EL R.D. 1620/2007 (CEDEX 2008)

ESQUEMA GENERAL DE LA PLANTA

LÍNEA DE AGUA

LÍNEA DE AGUAEsquema

LINEA DE AGUAPretratamiento: pozo de gruesos BASES DE DISEÑO DIMENSIONESCh(m3/m2·min) 1 Alto (m) 2Tr (min) 2 Ancho (m) 3,6Q (m3/h) 450 Largo (m) 3 Superficie (m2) 11 Volumen (m3) 22

LINEA DE AGUAPretratamiento: Rejas REJAS DE FINOS Luz de paso (mm) 10 Espesor de barrotes (mm) 8 Sección (m2) 0,16 Ancho reja (mm) 400 Alto reja (mm) 400 Anchura = Ancho Reja*3 + Distancia entre canales*4 REJA DE GRUESOSLuz de paso (mm) 80Espesor de barrotes (mm) 80Ancho reja (mm) 3600Número barrotes 22

LINEA DE AGUAPretratamiento: Pozo de bombeo. BOMBASQ (m3/h) 125 125 250 250 450 Reserva Reserva X X 250 X Reserva 215 X Reserva 110 X Reserva DIMENSIONES POZO BOMBEO Alto (m) 2 Ancho (m) 3,6 Largo (m) 3

LINEA DE AGUAPretratamiento: Tamizado. Nº unidades: 2 Luz de paso: 1 mm Q : 450 m3/h

LINEA DE AGUA Desarenado-Desengrasado. DIMENSIONES Alto (m) 4,2 Ancho (m) 2,5 19 difusores Largo (m) 7,2 6 m3/h Superficie (m2) 18 Volumen (m3) 75 CONCENTRADOR DE GRASASLAVADOR DE ARENAS Vertedero de Vertedero residuos de inertes peligrosos

LINEA DE AGUA Soplantes NECESIDADES DE AIREQ (m3/min) desarenado 2,3Q (m3/min) biológico 61Q (m3/min) total 63,3Q (m3/min) lavado filtros 17,5 Grupo de 3 (2+1R) soplantes de 33 m3/min

LINEA DE AGUADecantación primariaSe instalan dos decantadores para una población de 20.000 habitantesequivalentes. DIMENSIONES Alto (m) 3,75 Ancho (m) 6 Largo (m) 16 Superficie (m2) 96 Volumen (m3) 360 RENDIMIENTOS DE ELIMINACIÓN (%) DBO SS NTK 33 66 10

LINEA DE AGUATratamiento biológicoProceso de lodos activos por oxidación total con nitrificacióndesnitrificación y eliminación de sales de fósforo.Parámetros de diseño del reactor biológico: TEMPORADA ALTA TEMPORADA BAJA CM 0,15 0,15 Rendimiento 92,5% 92,5% DBO (Kg/día) 2.000 756 MLSS (ppm) 3.750 3.000 Cálculo del volumen: DBO(kg / día ) Volumen (m 3 ) = ( MLSS / 1000)· CM

LINEA DE AGUATratamiento biológico  Zona anaerobia: hidrólisis de fosfatos.  Zona anóxica: desnitrificación de los nitratos.  Zona facultativa  Zona aerobia: oxidación de M.O., NTK y reabsorción de fósforo. Volumen reactores (m3) DOS BALSAS UNA BALSA Zona anóxica 1152 576 Zona aerobia 2496 1248 Zona facultativa 486 243 Zona anaerobia 384 192 Volumen total 4032 2016

LINEA DE AGUATratamiento biológico Cálculo de las necesidades de oxígeno1. Eliminación de la materia orgánica biodegradable (a) 1.Oxígeno2. Respiración endógena de las bacterias (b) teórico medio3. Nitrificación (c) (kg/día)4. Recuperación en desnitrificación (d) 2. Oxígeno teórico punta = a x et + b + c x et – d Oxígeno real:FACTOR -Punta de contaminaciónPUNTA -Punta de caudal O2 real = O2 teórico / FC(et) -Factor de simultaneidad FC= f(P,T, hmar,ar…)

LINEA DE AGUA Tratamiento biológico TEMPORADA ALTA TEMPORADA BAJA  Consumo de aire total: Aire (m3/h) 3.689 1.506  Sistema de aireación: 476 difusores de membrana de burbuja fina, con caudal entre 8 m3/h y 6,5 según temporada.  Distribución de difusores en flujo pistón, según necesidad de O 2 CANAL 1 CANAL 2 CANAL 3Ancho canal (m) 5,33 5,33 5,33Largo canal (m) 13 13 13Número de difusores 105 78 55Número de filas 7 6 5Número de columnas 15 13 11

LINEA DE AGUARecirculación de fangos Q RECIRCULACIÓN EXTERNA Q RECIRCULACIÓN INTERNA (m3/h) (m3/h) Temporada Temporada Temporada Temporada alta baja alta baja 36 12 888 311(Qin + Qr) · X = Qr · Xr + Qout · Xf Q·N in = Q· N out + Qr ·Nout + Qr´ ·N out

LINEA DE AGUA Flotación Separación de los MLSS del agua con el empleo de un sistema DAF. DIMENSIONES Volumen (m3) 829 Superficie (m2) 314 Diámetro(m) 20 Altura (m) 2,7 Aire disuelto hasta su saturación en parte del efluente a 5 atm de presión en calderín.

Línea de fangos

LÍNEA DE FANGOSEsquema

LINEA DE FANGOS Producción de fangos TEMPORADA ALTA TEMPORADA BAJA Purga de fangos Caudal Purga de fangos CaudalOrigen del fango Concentración (kg/h) (m3/h) (kg/h) (m3/h)Fangos primarios 1,5% 100 6,7 38 2,5Fangos biológicos 3% 60 2,0 22 0,7 Fangos totales 160 8,7 60 3,3

LINEA DE FANGOS Espesado  Espesador dinámico tipo Huber o similar.  Nº unidades: 2  Capacidad tratamiento: 5 m3/h  Dosificación de polielectrolito: 1kg/Tm MS  Salida de fango: 6% TEMPORADA TEMPORADA ALTA BAJAQ entrada (m3/h) 8,7 3,3Q salida (m3/h) 2,7 1,0Purga de fangos (kg/h) 159,8 60,1

LINEA DE FANGOSEstabilización DIGESTOR PRIMARIO DIGESTOR SECUNDARIO tr (días) 20 10 Volumen unitario (m3) 1278 640 Altura (m) 9 7 Diámetro (m) 13,5 10,7

LINEA DE FANGOSEstabilización Balance energético: + Calor disponible: generación de biogás por eliminación de M.O. biodegradable con elevado poder calorífico - Necesidad de calor = Necesidad calentamiento del fango + Pérdidas de calor del digestor TEMPORADA ALTA TEMPORADA BAJA Calor real disponible (Kcal/día) 5.608.697 2.320.202 Pérdidas de calor (Kcal/día) 626.192 766.303 Calentamiento del fango (Kcal/día) 1.150.502 528.821 Necesidad total de calor (Kcal/día) 1.682.682 1.128.768

LINEA DE FANGOS Deshidratación Dosificación de polielectrolito: 4 kg/Tm MS Concentración fango salida: 25% Empleo de 2 centrífugas tipo “decanter”, con capacidad de 5 m 3/h TEMPORADA TEMPORADA ALTA BAJACaudal fango entrada (m3/día) 43 15Caudal fango (m3/día) 60 54Caudal unitario (m3/día) 30 27Caudal fango salida (m3/día) 14 13 2 centrífugas 2 centrífugas 6h/día 6h/día 5 días/semana 2 días/semana

LINEA DE REGENERACIÓN

LÍNEA DE REGENERACIÓNEsquema

LÍNEA DE REGENERACIÓN Coagulación-Floculación PARÁMETRO DE DISEÑOALTURA NIVEL COAGULADOR tr = 2min TOTAL SEGURIDAD FLOCULADOR  tr = 20min Nivel Altura Volumen Lado(m) seguridad (m) total (m) (m3) COAGULADOR 2,2 0,4 2,6 10 FLOCULADOR 4,6 0,3 4,9 96

LÍNEA DE REGENERACIÓN Decantación  Objetivo: separación de flóculos generados en coagulación- floculación DECANTACIÓN LAMELARUnidades 2Q(m3/h) 210Distancia entre lamelas (mm) 40Área específica (m2/m3) 16Inclinación lamelas 60º

LÍNEA DE REGENERACIÓN Filtración a presión FILTROS DE ARENA HORIZONTALESUnidades 2Velocidad (m3/m2·h) 12Diámetro (m) 3Longitud (m) 7Superficie filtración (m2) 42 Filtro 1 Filtro 2 TEMPORADA ALTA x x TEMPORADA BAJA x RESERVA

LÍNEA DE REGENERACIÓNDesinfección por UV y NaClO DESINFECCIÓN MEDIANTE SISTEMA UV λ = 254 nm DESINFECCIÓN DE Intensidad efectiva = 50 w/m² MANTENIMIENTO 2 ppm NaClO

LÍNEA DE REGENERACIÓNAlmacenamiento DEPÓSITO DE 10.800 m3 LÁMINAS DE AGUA DEL CAMPO DE GOLF

SISTEMA DE DESODORIZACIÓN

SISTEMA DE DESODORIZACIÓN CONFINAMIENTO DE LAS ZONAS PRODUCTORAS DE OLOR Proceso de pretratamiento: pozo de gruesos, reja de gruesos y finos y tamices.  Espesadores dinámicos y centrífugas.INSTALACIÓN DE COBERTURAS PLÁSTICASPrimera piel, cobertura de PRFV o telasintética tipo geotextil en zonas anaerobias yanóxicas del reactor biológico.

SISTEMA DE DESODORIZACIÓN EDIFICIOS CONFINADOS DESODORIZACIÓN POR LAVADO QUÍMICO Depresión de -5 mm.c.a. Nivel de contaminación máximo: Se trata el aire contaminado aspirado en torres de lavado químico. 5.000 UOE/m3 Detectores de SH2 y O2. Canalizaciones captadoras de gases y olores.

PROCESO MBR ALTERNATIVO

PROCESO MBR ALTERNATIVO Disminución del volumen del reactor  [MLSS]≈10.000 ppm. Se elimina el proceso de flotación. Línea de regeneración desinfección por UV y NaClO. Reducción del terreno necesario para construir la ERAR. MEMBRANAS DE MICROFILTRACIÓNLuz de paso 0,4 µmNumero de bastidores 12Membranas/bastidor 400Membranas /balsa 4800Superficie de membrana (m2/unidad) 1,45

PROCESO MBR ALTERNATIVO

COSTES

COSTES ERAR diseñada para 40.000 habitantes equivalentes. Tratamiento de 1.270.200 m3/año. REGENERACIÓN REGENERACIÓN CONVENCIONAL CON MEMBRANASINVERSIÓN 5.200.000 5.298.000Equipos, electricidad e instrumentación 3.120.000 3.637.400Construcción civil 2.080.000 1.545.600EXPLOTACIÓN 671.769 815.059Costes fijos 363.820 507.110Costes variables 307.949 307.949

COSTESCostes de explotaciónREGENERACIÓN CONVENCIONAL REGENERACIÓN CON MEMBRANAS

COSTES Costes de mantenimiento REGENERACIÓN REGENERACIÓN DESCRIPCIÓN CONVENCIONAL MEMBRANASEquipos 62.400 € 48.888 €Obra civil 4.160 € 3.090 €Pintura, Limpieza y jardinería 3.000 € 3.000 €Membranas 0€ 157.872 €Total 69.560 € 212.850 €

COSTES Coste del m3 de agua regenerada REGENERACIÓN REGENERACIÓN CON CONVENCIONAL MEMBRANASProducción de agua (m3/año) 1.270.200 1.270.200Costes de explotación ( €/año) 671.769 815.059Coste (€/m3) 0,53 0,64

¡Muchas gracias!

Diseño de una Erar con reutilización de agua regenerada

by EOI Escuela de Organización Industrial on Jul 25, 2012

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