anexos técnicos - Ciudad Autónoma de Melilla

ANEXO N°1
INSTALACIONES OBJETO DEL SERVICIO
Las instalaciones objeto del presente servicio son:
-
ESTACION DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES
ESTACION DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES “RIO DE ORO”
ESTACION DE BOMBEO DE AGUAS RESIDUALES “HÍPICA”
ESTACION
DE
BOMBEO
DE
AGUAS
RESIDUALES
“CONSTITUCIÓN”
ESTACION DE BOMBEO DE AGUAS PLUVIALES “PLAZA DE
ESPAÑA”
TRATAMIENTO TERCIARIO
CARGADERO DE AGUA DEPURADA “HÍPICA”
BOMBEO DE AGUA DEPURADA
ESTACION DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE “PANTANO
DE LAS ADELFAS”
GRUPOS ELECTRÓGENOS Y C.T. DE LAS INSTALACIONES
ANEXO N°2
DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES
ESTACIÓN DEPURADORA DE
AGUAS RESIDUALES
- INTRODUCCION:
El aumento del consumo de agua potable de la ciudad (35.000 m3/día de media
con puntas de 39.000 m3/día), así como la disminución de pérdidas en las
redes de abastecimiento de agua potable, ha originado un notable aumento en
el caudal diario a tratar en la estación depuradora (30.000 m3/día), lo que ha
hecho necesaria una modificación y ampliación de las instalaciones existentes.
- DESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES:
1.- INSTALACIONES ORIGINALES:
BOMBEO DE AGUA BRUTA.
Las aguas residuales llegan a través de colectores de recogida a las
Estaciones de Bombeo de Río de Oro y de Hípica, siendo sometidas en primer
lugar a un desbaste en una reja de gruesos cuyo funcionamiento se puede
realizar de forma manual y automática, ésta última en función de tiempo y nivel
en el canal.
A continuación las aguas descargan en el pozo de bombeo propiamente dicho
en el cual se han instalado bombas sumergibles cuyo funcionamiento se puede
realizar en modo manual o automático en función de los niveles alcanzados en
el citado pozo.
Las impulsiones de cada bomba son reguladas cada una por una válvula
manual de mariposa y disponiendo de válvula de retención, descargan en un
colector común de impulsión de Ǿ 600 mm., el cual dispone a su vez de otras
dos válvulas de compuerta, manual en el caso de la E.B.A.R del Río de Oro, y
automáticas en la E.B.A.R. de la Hípica, las cuales nos permiten las opciones
de mandar todo el agua residual bombeada a tratamiento o directamente, sin
tratar, al mar a través del emisario.
OBRA DE LLEGADA Y DESBASTE.
El agua residual inicia su tratamiento general en la obra de llegada, donde se
realizan las siguientes operaciones:
- Medidor de caudal.
- Desbaste.
- Desodorización.
Medidor de caudal.
En los colectores de entrada de agua bruta, se han instalado
sendos medidores de caudal ultrasónicos que mandan la señal a
los PLC’s de control de la CCM.
Desbaste.
Los sólidos que por su tamaño han escapado al desbaste de gruesos situados
en las E.B.A.R. ‘s son sometidos a un nuevo desbaste en cada una de las
rejas automáticas de los canales de entrada del afluente.
Desodorización.
El volumen de aire de la sala de desbaste es sometido a un proceso de
desodorización por contacto con carbón activo para evitar los malos olores,
producidos por las emanaciones del afluente en los canales de entrada, a los
usuarios de las instalaciones deportivas colindantes.
DESARENADO Y DESENGRASADO
Es de tipo rectangular, con puente rodante para la extracción de arena.
Dispone de dos caudales de 4 m de anchura cada uno, y que pueden funcionar
independientemente.
Esta fase del tratamiento tiene por objeto eliminar las materias de
granulometría de unas 200 micras. El desengrase tiene como fin eliminar los
cuerpos flotantes más importantes, tales como grasas, fibras, pelos, etc.
Con este objeto se han instalado dos canales pasables de una anchura de 4 rn
y una longitud de 12,3 m, con una superficie de 97,1 m2.
Encima de los dos canales se sitúa un puente rodante, a bordo del cual va un
cuadro eléctrico de intemperie alimentado a través de un cable flexible. Desde
este cuadro se alimentan los distintos equipos instalados en él: motorreductor
de arrastre del puente, bombas de extracción de arena y finales de carreras
para el cambio de marcha y seguridad.
Las grasas y los flotantes son retirados de la superficie de los desarenadores
mediante una rasqueta superficial, sujeta al puente rodante, y los conduce a un
canal para su posterior evacuación al concentrador de grasas y flotantes,
desde donde son evacuados a un contenedor para su posterior retirada de la
planta.
Para mejorar la separación de grasas en el interior de los desarenadores, se
instala un sistema de inyección de aire, para el cual se han previsto 2 grupos
motosoplantes, una red de tuberías y rampas de inyección de aire, provistos de
difusores productores de burbujas de tamaño medio. En la primera zona de
desarenadores se dispone de una insuflación de aire, mientras que en la
segunda zona de los canales será de burbuja fina.
Desde el mismo punto de accionamiento de las rasquetas de superficie, se
suspenden dos grupos motobomba, especiales para arena, cuyo cuerpo está
construido en hierro fundido y el rodete de acero (13 % cromo), con el objeto de
evitar la abrasión prematura, tanto del rodete como del cuerpo.
Las arenas descargan en una arqueta del clasificador de arenas, cuyos peines
van retirando la arena de esta arqueta dejándola caer en un contenedor,
mientras el agua rebosa por un aliviadero conectado a la red general de
drenajes de la planta.
Los canales de desarenado llevan dos compuertas, una a la entrada y otra a la
salida, que permiten su puesta fuera de servicio para labores de
mantenimiento. A tal fin existe el correspondiente by-pass.
REACTOR BIOLÓGICO DE 1ª ETAPA
El sistema escogido corresponde al de fangos activados. El proceso de fangos
activados consiste en la mezcla de parte del fango decantado en el decantador
correspondiente, con el agua y el fango activo que se encuentra en el reactor
biológico. El alto rendimiento de este sistema se debe al fango
que se recircula al reactor, en el cual se han desarrollado ya los
microorganismos, que son los que realizan el proceso de depuración. Veremos
el sistema con más detalle en el reactor biológico de segunda etapa.
Los cálculos del reactor corresponden al diseño de doble etapa AB patentado
por el Profesor Dr. Ing. Sr. Böhnke.
Número de unidades
2
Volumen total
600 m3.
Altura lámina de agua
3,75 m
Carga másica
5
Carga volúmica
10
Rendimiento en S.S.
75%
Rendimiento en DBO5
55%
Tiempo de aireación
Intermitente
Media oxígeno disuelto en reactor
1,7 p.p.m.
Índice volumétrico de fangos
50-80 ml./gr.
El suministro de aire necesario tanto para la primera como la segunda etapa se
hace mediante cuatro soplantes de émbolos rotativos capaces de suministrar
3.200 m3/h., accionadas por motores de 100 C.V. cada una. Las soplantes se
disponen en una sala especial con aislamiento acústico.
DECANTACION 1ª ETAPA
Constituye la parte más importante del tratamiento preliminar. De su eficacia
depende la separación de los sólidos, y en consecuencia, una reducción
importante de la D.B.O., que asegura el normal rendimiento del tratamiento
biológico.
Las aguas residuales realizan su sedimentación en condiciones de reposo, y se
verá afectada dicha decantación por una serie de factores determinantes como:
velocidad ascensiones, tiempo de retención, temperatura, y en general, el
diseño de los equipos.
En condiciones normales las características principales de esta decantación,
son las siguientes:
Número de unidades
2
Diámetro
25 m
Altura lámina de agua
3m
Altura total
3,4 m
Velocidad ascensional al caudal punta 1,12 m/h.
Velocidad ascensional al caudal medio 0,85 m/h.
Tiempo de retención al caudal medio
3,53 h.
Los fangos depositados definen dos zonas en el decantador: la inferior en la
que los lodos se comprimen y se extraen por medio del mecanismo de
limpieza, y la superior, por encima del lodo, hasta el nivel superior del tanque,
que es donde se encuentra el agua decantada.
El puente rotativo móvil, está constituido por una plataforma metálica,
soportada en el centro del tanque por un cojinete asentado en el pivote central,
en la que se incluye la caja portadora de las escobillas colectoras de energía
eléctrica.
El motor de accionamiento está situado en la posición periférica del puente y a
través de un reductor produce un movimiento del puente a razón de una vuelta
cada 54 minutos aproximadamente.
Al ser el nivel freático alto, obliga a la utilización de decantadores especiales,
en los que no hay que ir a grandes profundidades, y que están dotados de
mecanismos especiales de recogida de fangos. La extracción de fangos se
realiza de forma continua y rápidamente, con el fin de que no mueran las
bacterias que arrastra el fango por falta de oxígeno, y que son las que
producen la depuración biológica.
El lodo es arrastrado por cuatro rasquetas, y extraído por cuatro tubos
verticales (uno por rasqueta), en los que el agua alcanza la misma altura que el
decantador. Todos estos tubos conectan con una arqueta suspendida del
puente. Un sifón traslada el fango desde este depósito móvil a uno fijo,
adosado a la campana central, desde donde una tubería lo conduce a un
depósito de fangos para ser enviado de nuevo al reactor biológico como
recirculación de fangos, o al espesador a efectos de eliminar los excesos de
fangos.
Dado el gran interés que tiene la separación de grasas y aceites, y teniendo en
cuenta que debido al tiempo de retención estos elementos flotarán en el
decantador, se ha dispuesto en cada uno de una barredera de superficie que
en cada vuelta acciona un dispositivo recogedor y las evacua mediante una
tubería al tubo general de salida de fangos del decantador correspondiente.
Cada decantador dispone de su vaciado manual que descarga en el colector
general de drenajes, que a su vez desemboca en el pozo de bombeo de agua
bruta.
RECIRCULACIÓN Y EXCESO DE FANGOS DE 1ª ETAPA
Con este proceso es necesario recircular un caudal máximo de 850 m3 /h. para
lo cual se instala un depósito donde se recogen los fangos procedentes de la
decantación de primera etapa y de donde son bombeados mediante bombas
sumergibles con capacidad de 425 m3/h. a las balsas del reactor biológico de
primera etapa con el fin de que no mueran los microorganismos que arrastra el
fango por falta de oxígeno, y que son las que producen la depuración biológica.
Para resolver los problemas de costras que actualmente se producen en los
digestores es necesario proceder a un tamizado de los fangos primarios. Se
dispondrá de un rototamiz con capacidad para todo el caudal a recircular por el
que pasarán todos los fangos antes de entrar en cada una de las balsas de
primera etapa
Los fangos en exceso descargan en un depósito situado bajo la arqueta del
aliviadero, donde dos bombas sumergibles con capacidad de impulsión de 45
m3/h y 10 m.c.a. cada una impulsan estos fangos de primera etapa al
espesador, donde son mezclados con los fangos en exceso de segunda etapa.
REACTOR BIOLÓGICO 2ª ETAPA
Las aguas residuales procedentes de la decantación de la primera etapa y
todavía con un 45 % de materia orgánica, son sometidas a un segundo proceso
de depuración biológica.
Con este proceso y corno consecuencia de los cambios bioquímicos que se
producen sobre la materia orgánica, se verifica una eliminación de las
moléculas del agua retenidas en ella. Esta pérdida de agua hace que se
aglomeren o floculen formando sólidos más pesados.
Se ha elegido el proceso de fangos activados convencional, por su elevado
rendimiento y su extraordinaria maniobrabilidad. El proceso de fango activo es
un proceso biológico, en el que sustancias no decantables, bajo apariencias
disueltas o coloidales, se transforman en fango decantable de fácil eliminación.
Las características principales son:
Número de unidades
2
Volumen total
5.938 m3.
Altura lámina de agua
3,75 m
Carga másica
0,15
Tiempo de aireación
Intermitente
MLSS
3 kg/m3
Índice volumétrico de fangos
180
La eficacia de este proceso depende del grupo de microorganismos y bacterias
que se mantienen en contacto con la materia orgánica en un medio aeróbico.
La agitación y mezcla es producida por un conjunto de difusores de membrana
dispuestos en el fondo de las dos balsas del reactor, que al mismo tiempo que
realiza esta labor, aporta el oxígeno necesario para mantener y desarrollar la
vida bacteriana.
El proceso de fangos activados consiste en la mezcla de parte del fango
decantado en el decantador secundario, con el agua y el fango activo que se
encuentra en el reactor biológico. El alto rendimiento de este sistema se debe
al fango que se recircula al reactor, en el cual se ha desarrollado ya la flora
microbiana, que es la que realiza el proceso de depuración.
Como hemos dicho anteriormente, el sistema de fangos activados debe cumplir
dos funciones esenciales:
La primera, es la transferencia de oxígeno de la atmósfera al líquido residual,
con el fin de crear condiciones aeróbicas.
La segunda, es la adecuada mezcla del fango y del agua, para una mejor
depuración biológica.
En el caso de que no se introduzca el oxígeno suficiente, los organismos
aeróbicos llegan a desaparecer, con la consiguiente interrupción de la
depuración biológica, creándose condiciones sépticas perturbadoras.
Cuando los difusores no mantienen una velocidad conveniente, y la mezcla no
es completa, los sólidos sedimentan reduciéndose la eficiencia del tratamiento,
al disminuir el número de sólidos en suspensión en el proceso biológico.
En el caso que nos ocupa, y para conseguir una D.B.O.5 , en el vertido de agua
tratada, de 10 mg/l., obliga a una elevada relación oxígeno-D.B.O., que resulta
ser de 1,25.
Teniendo en cuenta por otra parte una relación de 0,15 entre la carga orgánica
y el M.L.S.S., necesitaríamos un volumen de aeración de 5.938 m3. El tiempo
de retención en el reactor es de aproximadamente 7,13 horas a caudal medio.
Cuando las características del agua bruta, bien por el caudal, bien por la carga,
no requieran de una oxigenación tan elevada, existe la posibilidad de reducir la
potencia de las soplantes que suministran el aire; de esta forma, el consumo de
energía se ajustará a las necesidades.
La salida del agua del canal se efectúa a través de 6 pasamos de diámetro 300
mm. en cada una de las balsas. Las dimensiones de cada canal son suficientes
para evacuar el caudal a tratar por cada balsa de aeración, más el caudal de
recirculación de fangos que es el 50 % del caudal punta.
Cada balsa de aeración dispone de una compuerta manual para dar o cortar el
paso de agua, así como una válvula manual de vaciado. El vaciado de las
balsas descarga en el colector general de drenajes.
DECANTACION 2ª ETAPA
El agua procedente del reactor de 2ª etapa es sometida a continuación a un
tratamiento de sedimentación por gravedad en dos decantadores idénticos.
Su construcción y diseño es similar a la de los decantadores primarios, sólo
que en este caso la velocidad de decantación es menor que en aquellos, y el
tiempo de retención es mayor.
Con esto se consigue evitar cualquier peligro de arrastre de fangos, dado el
alto contenido de sólidos en suspensión en el agua procedente del reactor
biológico.
Las características principales de la decantación secundaria, son las
siguientes:
Número de unidades
2
Velocidad ascensional al caudal medio
0,63 m/h
Velocidad ascensional al caudal punta
0,83 m/h
Superficie total
1.321 m2
Diámetro interior del decantador
29 m
Profundidad cilíndrica
3m
Profundidad total
3,30 m
Tiempo de retención al caudal medio
4,75 horas
Al igual que en los decantadores de primera etapa, la extracción de fangos se
realiza de forma continua y rápidamente, con el fin de que no mueran las
bacterias que arrastra el fango por falta de oxígeno, y que son las que
producen la depuración biológica.
El lodo es arrastrado por cuatro rasquetas, y extraído por cuatro tubos
verticales (uno por rasqueta), en los que el agua alcanza la misma altura que el
decantador. Todos estos tubos se conectan con una arqueta suspendida del
puente. Un sifón traslada el fango desde este depósito móvil a uno fijo,
adosado a la campana central, desde donde una tubería lo conduce a un
depósito de fangos para ser enviado de nuevo al reactor biológico como
recirculación de fangos, o al espesador a efectos de eliminar los excesos de
fangos.
En estos decantadores se dispone también de sistema de eliminación de grasa
y aceites, como en los primarios.
En la entrada de agua a cada decantador secundario, y para dejarlo en servicio
o fuera de él, se ha dispuesto una compuerta manual.
Asimismo, cada decantador dispone de una válvula manual para vaciado. Los
vaciados de estos decantadores van a parar también al colector general de
drenajes.
RECIRCULACION Y EXCESO DE FANGOS 2ª ETAPA
Los fangos extraídos en continuo de los decantadores secundarios se recogen
en un pozo denominado pozo de bombeo de recirculación de fangos.
Desde este depósito existen dos circuitos principales de impulsión de fangos:
- Uno de ellos es la recirculación a las dos balsas del reactor biológico de 2ª
etapa, fundamental para realizar el tratamiento biológico. Este caudal de
recirculación debe ser el 100 % del caudal medio y estar próximo al 50 % del
caudal punta.
- El otro de ellos, es el bombeo de fangos en exceso al espesador. como paso
previo a la digestión.
La aspiración de fangos del depósito y la impulsión de recirculación se efectúa
mediante tres bombas especiales cuyo funcionamiento es automático.
Estas bombas son de un diseño especial y trabajan a baja velocidad con objeto
de no romper el flóculo de fangos.
Están protegidas por una boya de seguridad que abre contacto impidiendo el
funcionamiento cuando el nivel se encuentra a 30 cm., por encima de las
aspiraciones.
Los escurridos de las prensas de estas bombas, y las pérdidas que pudieran
originarse son recogidas en una arqueta donde se ha dispuesto una bomba
cuyo funcionamiento se puede realizar de forma manual o automática, esta
última en función de los niveles en esta arqueta. Los escurridos bombeados
descargan en el mismo pozo de fangos.
Los fangos en exceso de esta segunda etapa se extraen de la misma cámara
mediante dos bombas de tornillo de funcionamiento automático programado,
capaces de bombear 45 m3/h. de fangos con 10 m.c.a. al espesador de fangos
en exceso.
CLORACIÓN
La eliminación de ciertos virus y bacterias que pueden permanecer en el agua
después de la depuración biológica, se realiza con cloro, mediante la adición de
hipoclorito sódico.
Este reactivo, además de realizar la depuración citada, consigue una
disminución de la D.B.O. en la proporción de 2 gr de D.B.O. por 1 gr de cloro
libre añadido.
Por esta razón, y en nuestro caso, el agua tratada procedente de los
decantadores secundarios, antes de ser enviada al mar, pasa por una cámara
de contacto donde se realiza la adición de cloro-gas.
El equipo de cloración se compone de los siguientes elementos:
- Una sala de almacenamiento de contenedores de hipoclorito, provista de un
polipasto manual para manejo de los contenedores.
- Dos bombas dosificadoras de hipoclorito, que aspiran de los contenedores. El
funcionamiento de estas bombas se puede realizar de forma manual o
automática. En automático, la señal procede de la medida de caudal de agua
bruta.
El bombeo de agua tratada dispone en la cámara de contacto de una boya de
seguridad, de tal forma que si el nivel baja 25 ó 30 cm. , por encima de la
aspiración, impide que funcionen las bombas ya sea en manual como en
automático, para evitar que aspiren aire.
La mezcla de agua de los decantadores de segunda etapa y el hipoclorito que
compone la solución dorada es conducida al comienzo de la cámara de
contacto y distribuida allí por un colector perforado. En el recorrido de la
cámara se produce una mezcla completa de la solución de hipoclorito con el
agua tratada en la planta.
La sala de almacenamiento de contenedores de cloro y la sala de grupo de
presión de agua tratada ocupan la primera planta de un edificio, cuya planta
baja está ocupada por el pozo de fangos extraídos de los decantadores
secundarios y por el bombeo de recirculación de fangos al reactor biológico o el
bombeo de fangos en exceso de segunda etapa al espesador.
ESPESADOR Y BOMBEO DE FANGOS A DIGESTIÓN
Las características constructivas principales del espesador son las siguientes:
Tipo
Gravedad
Volumen
438 m3
Superficie total
125 m2
Carga superficial
6,25 m/día
Volumen de fangos a digestión
168 m3 /d.
Concentración de salida
5%
Tiempo de retención medio
1,6 días
Dentro un mecanismo concentrador rotatorio, los gases producidos son
retenidos por una cubierta que cierra el espesador y aspirados por un sistema
de desodorización con carbón activo.
Este bombeo de fangos al digestor primario se realiza mediante dos bombas
de tornillo (una de reserva) alojadas en una cámara seca, cuyo funcionamiento
se realiza de forma automática programada.
DIGESTIÓN
La digestión es un proceso anaerobio en el que se consigue que la materia
sólida se licue y gasifique, es decir, que el lodo se reduzca y origine gases
útiles. Esta licuefacción y gasificación se debe a dos tipos de bacterias
distintas. Un grupo está formado por organismos que atacan a las substancias
orgánicas complejas. El otro tipo, son las llamadas metánicas, por ser el gas
que en mayor proporción desprenden.
Estas bacterias no pueden subsistir en un medio que tenga oxígeno, por lo
tanto, no empiezan a actuar hasta que anteriores bacterias absorban el
oxígeno presente en el tanque de digestión.
Son muy sensibles a las variaciones de pH, y su mayor actividad se registra
entre 6 y 8.
Todas las reacciones tienen un desarrollo lento, por lo que los fangos deben
estar mucho tiempo retenidos, con el fin de llegar a alcanzar su máxima
depuración.
La acción de las bacterias varía proporcionalmente con la temperatura,
produciéndose la máxima actividad a 32 ºC y disminuyendo progresivamente
hasta quedar anulada a 7 ºC. Con esto no se quiere decir que por debajo de
esta temperatura las bacterias desaparezcan, sino que lo que ocurre es que no
entran en actividad y no se produce ninguna depuración.
Otro factor importante en la digestión es la reducción de materia volátil, que
depende de los siguientes factores:
- Tiempo de permanencia de los fangos en el digestor.
- Porcentaje de materia volátil contenida en el fango fresco.
- Concentración de los fangos que alimentan el digestor.
A la hora de diseñar la digestión es primordial la temperatura de los fangos, la
cual a su vez depende de la temperatura exterior.
En el caso de MELILLA, esta relación sería la siguiente:
ÉPOCA
Verano
Invierno
TEMPERATURA
EXTERIOR
30 ºC
10 ºC
TEMPERATURA
FANGO
28 ºC
13 ºC
Digestión Primaria.
El digestor primario presenta según lo anterior las siguientes características:
Volumen
2.600 m3
Tiempo de retención del fango
16 días
Con este tiempo de permanencia y de acuerdo con el gráfico “tiempo de
digestión”, considerando un contenido de materia volátil en el lodo del 70 %, se
obtiene una reducción de la materia volátil del 48 %.
El 7,5 % de los organismos sobreviven sólo un día con los lodos obtenidos en
una digestión de 6 días de retención, mientras que sólo el 0,4 % sobreviven en
lodos digeridos durante 20 días.
Una turbina de recirculación que se sitúa en la parte superior del mismo. En los
momentos de funcionamiento se origina una circulación ascendente en el tubo
central situado debajo de la turbina, y el lodo es esparcido sobre la superficie
del tanque. De esta forma, al mismo tiempo que se consigue una
homogeneización de la temperatura dentro del digestor, se produce una
liberación de las burbujas de gas que se producen dentro de la masa de
fangos.
El lodo penetra en el digestor por la parte inferior, y se extrae de la media por la
parte superior a través de una columna de maniobra, manteniéndose el nivel
constante con un vertedero de salida.
También se puede extraer del fondo mediante una válvula manual. En la parte
superior existe una toma de sobrenadantes regulada mediante una válvula
manual.
Los gases producidos durante la digestión son almacenados en el gasómetro.
En la parte superior del digestor, por donde se efectúa la salida de gases, se ha
dispuesto un cierre hidráulico regulable. Este gas tiene como principales
componentes, según datos de proyecto:
Metano
65 - 70 %
Dióxido de carbono
23 - 30 %
Nitrógeno
2-5%
Poder calorífico
entre 5.380 y 7.000 Kcal/m3
Cantidad producida
alrededor de 94 m3/h
La aspiración de fangos de la zona media del digestor primario y su retorno se
realiza mediante dos bombas horizontales, de funcionamiento automático
Digestión Secundaria; Gasómetro.
La digestión de los fangos se completa en el tanque secundario, donde
permanecen retenidos del orden de 6 días. Al mismo tiempo, hay que tener en
cuenta que los fangos todavía tienen una cierta cantidad de agua que interesa
eliminar antes de que vayan al secado, y por tanto, favorecer su rendimiento y
eficacia.
Debido a que en este tanque se ha situado la campana del gasómetro, y con el
fin de extraer el agua sobrenadante, se ha situado una toma flotante en la cota
15,60m, la cual baja hasta el fondo (cota 8,60m), estando gobernada ahí por
una válvula manual y descarga a continuación en la aeración a la cota 14,05m.
A esta toma está unida el rebose de este digestor.
La campana del gasómetro subirá o bajará de acuerdo a la cantidad de gas
producida en la digestión.
En esta campana hay una toma de gas: un tubo, cuando la campana esté baja
no saldrá gas por él. Cuando la campana sube, antes de llegar al tope superior
el gas sale por él hacia el quemador de gas sobrante, donde se elimina el
exceso.
CENTRIFUGACION
Antes de que el lodo pueda incinerarse o utilizarse para relleno de terrenos, o
corno fertilizante, tiene que ser desecado convenientemente.
Existen varios métodos para desecar los lodos, tales como los lechos de arena,
las prensas, los filtros de vacíos y las centrífugas.
En la planta de Melilla se ha optado por la centrifugación por presentar una
serie de ventajas con respecto a los otros.
Una centrífuga produce de por sí, sin adición de floculantes, una torta con un
contenido de humedad comprendido entre un 80 y 90 %. Este contenido se
reduce enormemente con una pequeña adición de floculantes.
Las centrífugas están construida en acero, apoyada sobre bancada diseñada
con bastidor antivibratorio.
Las características de las centrifugas son las siguientes:
Decantador
Decantador dimensionado para:
Tambor revoluciones máximas
densidad máx. de los sólidos
diámetro interno del tambor
Principal
Reserva
Fango digerido
Fango digerido
2.920 min-1
min-1
1,7 g / cm3
529 mm
Sinfín protección contra desgaste
helicoide
cavidad de entrada
carburo de volframio
casquillos cerámicos
Reductor tipo
accionamiento
híbrido
Motor potencia
30 kw
kw
El ciclo de funcionamiento es el siguiente:
Bombeo de fangos a centrifugación.
Para extracción de los fangos del fondo del digestor secundario e impulsión
hasta la centrífuga se ha instalado una bomba de funcionamiento manual, con
la particularidad de que para que este bombeo funcione es necesario que esté
funcionando la centrífuga.
Dosificación de polielectrolito.
Con el fin de aumentar la eficacia de la centrífuga, se ha dispuesto una
dosificación de polielectrolito.
Su funcionamiento es el siguiente:
Los medios auxiliares floculantes, en estado seco y procedentes de sacos, se
alimentan a la tolva del alimentador de material seco: La capacidad
dosificadora del alimentador de material seco puede ser ajustada de manera
precisa. El tornillo de medición dosifica los floculantes a la mezcladora a través
de una zona de protección térmica que evita que entre humedad en la tolva. El
diseño especial de la mezcladora permite la humectación inmediata del medio
dosificado.
Mediante el dispositivo de agua de dilución, que alimenta el agua a la
mezcladora, se garantiza la estabilidad de la concentración ajustada. El
abastecimiento de agua queda controlado mediante un interruptor de presión.
El material, intensivamente humectado dentro de la mezcladora, se alimenta a
la cámara de preparación, donde se mezcla mediante un agitador de rotación
lenta. La solución resultante fluye hacia la cámara de maduración, donde
reposa y madura.
En la siguiente cámara de dosificación la solución preparada queda agitada por
otro agitador de rotación lenta.
El agitador situado en la cámara de maduración es de control electrónico, de
manera que queda automáticamente desconectado durante el llenado o
rellenado y nuevamente conectado tras haber terminado el llenado. Esta
operación de des/conexión es necesaria al objeto de evitar que se mezcle el
medio recientemente preparado con la solución madurada.
Dentro de la cámara de dosificación se hallan instalados 3 electrodos que
conectan el sistema dosificador automáticamente al hallarse la cámara de
dosificación vacía, y desconectan el sistema una vez se haya alcanzado el
nivel máximo de llenado. De esta manera se garantiza un proceso de
dosificación continúa.
El panel de control contiene todas las facilidades eléctricas y electrónicas de
control de la conexión y operación, para poder ajustar la capacidad de
dosificación y operación del alimentador de material seco así como para el
control automático del sistema.
Existe un sistema de dilución posterior, instalado en una placa base y situada
en la parte posterior del tanque. Está compuesto de una válvula de cierre del
agua, una válvula reductora de la presión, un interruptor, un rotámetro y una
mezcladora especial.
La solución de polielectrolito alimentada por la bomba entra en la mezcladora
especial desde arriba y se mezcla intensivamente con el agua de dilución
alimentada por el lateral.
La dilución diluida se transporta a través de la tubería dosificadora
verticalmente instalada y llega al punto de inyección. El rotámetro indica la
cantidad del agua de dilución añadida.
La centrífuga es alimentada por el producto a separar, el cual entra a través
del hueco del eje central. Los cuerpos de mayor peso específico se depositan
en las paredes del tambor por la fuerza centrífuga.
El líquido a separar pasa por la zona de clarificación, en sentido de la salida de
líquidos y sale del rotor de la centrífuga a través de unos orificios, cuyo
diámetro es graduable y determinan el nivel de líquidos.
Los sólidos depositados en la pared interior del rotor son transportados por el
sinfín cónico-cilíndrico, pasando por la parte cónica del rotor a los orificios de
salida y expulsados a las cámaras de sólidos.
El contenido de humedad de los sólidos y la pureza de los líquidos pueden ser
regulados:
1. Cambiando el nivel de líquido mediante las placas de regulación.
2. Cambiando las revoluciones del decantador.
3. Cambiando las revoluciones diferenciales del sinfín.
La torta de fango extraída, es conducida al exterior del edificio mediante un
tornillo sinfín, donde son depositados en contenedores para su posterior
traslado.
El agua que escurre la centrífuga., se conduce a un depósito adosado al
exterior del edificio, denominado de escurridos.
Bombeo de escurridos.
Los siguientes vertidos:
- Vaciado de la cuba de polielectrolito.
- Escurridos de la centrífuga.
- Drenajes de servicios.
- Drenajes de sobrenadantes del digestor secundario,
caen a un depósito de hormigón armado, adosado al edificio de centrifugación.
En este depósito se han instalado dos bombas sumergibles, cuyo
funcionamiento se puede realizar de forma manual o automática, esta última en
función de los niveles del citado depósito.
El rebose del depósito de escurridos va a parar al colector general de drenajes
que descarga en el pozo de bombeo de agua bruta de la Hípica.
QUEMADOR DE GAS
La toma de gas en exceso procedente del gasómetro es conducida a un
quemador de gas, que a su vez dispone de un quemador piloto alimentado
continuamente con la salida de gas del digestor primario.
CONTROL
Monítorización.
Esta compuesta de: Pantalla-sinóptico con cada una de los tratamientos
componentes de la E.D.A.R.
Entre sus funciones podemos destacar:
• Elaboración de gráficas en tiempo real.
• Posibilidad de modificación de variables analógicas de explotación.
• Estado de funcionamiento de los equipos
• Introducción de datos de analítica de laboratorio
• Realización automática de informes.
GRUPO ELECTRÓGENO
Para su funcionamiento en caso de avería de suministro eléctrico.
Esta dotado de arranque automático al fallar el suministro de red y paro
automático al reanudarse este. La potencia instalada es de 665 KVA.
2- MODIFICACION Y AMPLIACION DE LAS INSTALACIONES:
DECANTACION SECUNDARIA:
Se ha construido un nuevo decantador secundario circular del tipo de succión
de diámetro 19 m y 3,0 m de altura útil, proporcionando un volumen unitario de
910 m3.
La superficie de decantación ha pasado de los antiguos 1.321 m2 a una
superficie total después de la ampliación de 1.605 m2.
El puente decantador de succión instalado es radial, de tipo viga cajón, de 11,3
m de longitud. Dispone de accionamiento periférico mediante un motor –
reductor Motorvario de 0,55 Kw de potencia que proporciona aproximadamente
una velocidad de traslación de 2 m/min. El puente esta dotado de rasquetas de
concentración de fango y barredoras de flotantes, así como 8 tubos de 150 mm
que realizan la succión del fango hasta la canaleta radial.
Para realizar el cebado del sifón que traslada los fangos desde la canaleta
radial del puente decantador a la canaleta central de recogida de fangos se ha
instalado una bomba de vacío modelo SHK-250 de Griño-Rotamik, de 1,75 W
de potencia, que se encuentra ubicada en el propio puente en su extremo más
central.
ALIMENTACIÓN DE AGUA A DECANTADOR SECUNDARIO:
La alimentación al nuevo decantador se realiza mediante una tubería de PVC
DN-500 provista de un medidor electromagnético de caudal de diámetro
DN250. La toma de agua se ha realizado a través de una compuerta mural
ubicada en el canal de salida de los reactores biológicos. Desde este mismo
canal se alimentan los dos decantadores antiguos existentes.
EXTRACCIÓN Y BOMBEO DE FLOTANTES:
El nuevo decantador secundario dispone de rasquetas fijas y una móvil para el
barrido y extracción de espumas y flotantes, que vierte a una conducción de
DN100 mm que se conecta a la tubería de vaciado del decantador que
conduce los flotantes a cabecera de planta.
RECIRCULACIÓN Y FANGOS EN EXCESO:
La salida de fango del decantador secundario se conecta con la arqueta de
fangos existente, desde donde se realiza la purga de fango en exceso y el
bombeo de recirculación de fangos al reactor biológico. Esta conexión se ha
realizado mediante una tubería de PVC DN315. En esta conducción se ha
instalado un caudalímetro electromagnético de diámetro DN200.
SALIDA DE AGUA TRATADA:
A la salida del nuevo decantador secundario, el agua se conduce en tubería de
PVC DN-315 hasta el canal de cloración existente en la EDAR. Previamente en
esta conducciónón se mide el caudal de agua con un medidor de caudal
electromagnético Siemnes de diámetro DN-200.
DIGESTIÓN ANAEROBIA:
Se ha realizado una mejora en el proceso de digestión del fango, instalando los
equipos necesarios para realizar el calentamiento de los fangos de ambos
digestores para alcanzar los 35ºC y se ha dotado a los digestores de un nuevo
sistema de agitación de fangos. Los equipos necesarios para la calefacción de
fango se alojan en un edificio de nueva construcción ejecutado para este fin. El
edificio se distribuye en cuatro salas:
- Sala de intercambiadores
- Sala de caldera
- Sala de soplantes
- Sala de cuadros eléctricos
AGITACIÓN DEL DIGESTOR PRIMARIO:
Se ha optado por un sistema de agitación de fangos del digestor primario
mediante recirculación con bombas externas. El sistema consta de dos bombas
Vaughan HE6W chopper pump, bombas centrífugas trituradoras horizontales
de impulsión de 355 m3/h y 18,5 KW.
La agitación de los fangos se realiza gracias a la impulsión del fango a través
de un sistema de boquillas triples acoplado a cada una de estas bombas. Estas
boquillas se instalan en el interior del digestor en una posición y orientación que
garantiza el movimiento de los fangos tanto tangencialmente en las paredes
como helicoidalmente en el centro del mismo, asegurando una buena agitación
y homogeneización de los fangos del digestor.
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN DEL DIGESTOR PRIMARIO:
La instalación de digestión se complementa con un sistema de calefacción para
mantener a 35ºC el fango en el interior del digestor.
El sistema de calefacción de fangos en digestión primaria está
constituido por un intercambiador de calor espiral agua-fangos modelo CE189 marca Dimoin Calderería de 182.000 Kcal/h de capacidad calorífica.
Los fangos a calentar son extraídos del digestor primario, y bombeados hacia
el intercambiador primario mediante una bomba de tornillo helicoidal MONO
C17K de 35 m3/h de capacidad unitaria a 20 mca, y 7,5 KW de potencia.
Existe una bomba de similares características que, tras el accionamiento de las
correspondientes válvulas manuales del circuito de fangos, permite dar
servicio como bomba de reserva para hacer circular los fangos primarios o
secundarios por el correspondiente intercambiador. Esta bomba está accionada
a través de un variador de frecuencia que permite adaptar su caudal al circuito
primario o secundario.
La generación de agua caliente se realiza de forma continuada mediante la
disposición de una caldera pirotubular de 350.000 Kcal/h de potencia
calorífica. La caldera va equipada con un quemador Modelo Multicolor 70 PAB
TL, adecuado para quemar gasóleo o biogás, y posibilidad de funcionar con
una o dos llamas.
El circuito de agua dispone de una bomba aceleradora Etaline 32160/024_MN11 de KSB-ITUR de 10 m3/h y 2 mca de 0,25 Kw de potencia,
para evitar condensaciones en los arranques de la caldera. Se ha instalado un
depósito de expansión de 50 litros.
El agua caliente de la caldera se recircula hacia el intercambiador primario
mediante la utilización de una bomba centrífuga Etaline 65-160/154_MN11 de
KSB-ITUR de 35 m3/h de capacidad a 8 mca de 1,5 KW de potencia.
Existe una bomba de similares características que, con el accionamiento de las
correspondientes válvulas manuales del circuito de agua, permite dar servicio
como bomba de reserva para hacer circular el agua bien por el intercambiador
primario, bien por el secundario, ante fallo de alguna de las bombas de los
circuitos principales de agua.
Las instalaciones de calefacción se complementa con un equipo descalcificador
volumétrico. El equipo instalado es un CLACK 1#IMPRESIÓN PLUS de 45 l
con un caudal de servicio máximo de 6000 l/h que servirá para el llenado inicial
de los circuitos, así como para la reposición de caudal cuando baje la presión
en los circuitos.
Para el arranque inicial del calentamiento de la digestión, el quemador de la
caldera permite arrancar con gasóleo. Se ha dispuesto una conducción que
permite suministrar el gasóleo a la caldera desde un depósito de gasóleo
existente en la EDAR.
DIGESTIÓN SECUNDARIA Y ALMACENAMIENTO DE FANGO DIGERIDO:
El digestor secundario se ha cubierto con campana de PRFV estanca, dotada
de las conexiones de válvulas de seguridad de presión -vacio, conexión a línea
de biogás, medidor de nivel, acceso de hombre, y entrada de los fangos
calientes provenientes del sistema de calefacción.
Los fangos digeridos son seguidamente impulsados al siguiente proceso de
tratamiento, que es la deshidratación mecánica, utilizando la instalación
existente actualmente.
AGITACIÓN DEL DIGESTOR SECUNDARIO:
Se ha optado por un sistema de agitación mediante recirculación con una
bomba externa al digestor. La bomba instalada es, Vaughan HE6W chopper
pump, bomba centrífuga trituradora horizontales de impulsión de 355 m3/h y
18,5 KW.
La agitación de los fangos se realiza gracias a la impulsión del fango a través
de dos sistema de boquillas dobles acoplados a esta bomba. Estas boquillas se
han instalado en el interior del digestor en una posición y orientación que
garantiza el movimiento de los fangos tanto tangencialmente en las paredes
como helicoidalmente en el centro del mismo, asegurando un buen mezclado
de los fangos del digestor.
INSTALACIÓN DE CALEFACCIÓN DEL DIGESTOR SECUNDARIO:
El sistema de calefacción de fangos en digestión secundaria está
constituido por un intercambiador de calor espiral agua-fangos CE-112 marca
Dimoin Calderería de 90.000 Kcal/h de capacidad calorífica.
Los fangos a calentar son extraídos del digestor secundario y bombeados hacia
el intercambiador mediante una bomba de tornillo helicoidal MONO C15K de 15
m3/h de capacidad unitaria a 10 mca, y potencia de 3 kw.
La generación de agua caliente se realiza por la misma caldera usada para el
calentamiento del digestor primario.
El agua caliente de la caldera se recircula hacia el intercambiador secundario
mediante la utilización de una bomba centrífuga Etaline 65-160/154_MN11 de
KSB-ITUR de 35 m3/h de capacidad a 8 mca y 1,5 Kw de potencia.
LÍNEA DE BIOGÁS:
El biogás generado en ambos digestores es extraído de los mismos
mediante los correspondientes sistema de tuberías en AISI-316L, dotados de
cajas purgadoras de humedad y trampas de llamas con apagallamas, para ser
posteriormente almacenado en un gasómetro de doble membrana de PVC
Tecom G.S.- 216 de 810 m3 de 12,6 m de diámetro y 9,2 m de altura.
La línea de biogás alimenta a la caldera del sistema de calefacción de fangos
mediante la utilización de 2 soplantes de biogas de canal lateral modelo CL
10/01 G ATEX 2G T3 (1 de reserva) de 78 Nm3/h con una presión diferencial
de 30 mbar, y una potencia de 0,75 kw.
Finalmente el sistema dispone de una antorcha MOD. 9901 TECNAIR
quemado de gases en exceso de 257 Nm3/h de capacidad.
de
ELECTRICIDAD:
Para alimentar los nuevos equipos relacionados con la digestión y calefacción
de fangos, se ha instalado un nuevo centro de control de motores en la sala
eléctrica del edificio de calefacción de fangos. Este centro de control de
motores se alimenta desde el Cuadro General de Baja Tensión ubicado en el
bajo del edificio de oficinas y laboratorio de la EDAR. Además, se ha instalado
en la isma sala el cuadro de control las nuevas instalaciones de calefacción y
agitación de fangos, así como un nuevo cuadro local de alumbrado que dé
servicio al nuevo edificio.
En esta sala eléctrica de nuevo edifico de calefacción de fangos se ha ubicado
el cuadro eléctrico de la instalación de secado térmico anexa a este edificio. La
alimentación de este cuadro se realiza desde el otro centro de transformación
existente en la EDAR ubicado cerca de la nave del tratamiento terciario.
Por otro lado, para alimentar los equipos relacionados con el nuevo decantador
secundario se ha instalado de un nuevo cuadro local el edificio del terciario .
Este cuadro se alimenta desde el centro de control de motores ubicado en la
misma sala.
INSTRUMENTACIÓN Y AUTOMATIZACIÓN:
En cuanto a elementos de medida y control en campo, se han instalado los
siguientes equipos:
- Medida de caudal de agua de alimentación al nuevo decantador secundario,
mediante
caudalímetro
electromagnético
SIEMENS
DN250
PN10
MAG5100W/MAG5000 de DN250.
- Medida de caudal de agua tratada de salida del decantador secundario,
mediante
caudalímetro
electromagnetico
SIEMENS
DN200
PN10
MAG5100W/MAG5000 de DN200.
- Medida de caudal de fango a arqueta de fangos en exceso y recirculación,
mediante
caudalímetro
electromágnetico
SIEMENS
DN200
PN10
MAG5100W/MAG5000 de DN200.
- Medidas de pH y temperatura en la salida de ambos digestores digestión con
un equipo mutiparameert de Endress Hauser.
- Medida de temperatura en agua de retorno a calderar con una PT 100
- Medida de temperatura en salida de intercambiadores con una PT100
- Termómetros para medidas de temperatura en los circuitos de calefacción de
fangos.
- Manómetros para medidas de presión en la línea de gas.
- Medida de caudal de gas a antorcha en tubería DN-80 por ultrasonido y de
concentración de metano con un caudalímetro de Hendress Hausser
- Medida de caudal del gas a caldera en tubería DN-50 por ultrasonido y de
concentración de metano con un caudalímetro de Hendress Hausser.
- Medida de nivel con equipo Siemens ultrasónico en digestor secundario.
- Medida de nivel con equipo Siemens ultrasónico situado encima de este
gasómetro
- Se ha instalado un autómata programable para controlar tanto los equipos
relacionados con la calefacción y digestión de fangos como los equipos
relacionados con el decantador secundario.
Este autómata programable se encuentra ubicado en un armario independiente
de control ubicado en la misma sala eléctrica del edificio de calefacción de
fangos. En la puerta del armario de control existe una pantalla tactil que permite
al operador visualizar y controlar los equipos de agitación y calefacción de
fangos, el nuevo decantador secundario y la línea de gas.
Dado que la distancia entre la sala donde se ha ubicado el autómata
programable y los equipos alimentados por el cuadro local asociado al
decantador secundario, es relativamente grande, las señales relacionadas con
estos equipos se han conectado con el autómata programable a través de una
isla remota de entradas y salidas, que estará instalado en el propio cuadro
local. Esta isla se comunicará con el autómata mediante un cable de fibra
óptica que se ha instalado a tal efecto.
3.- SECADO TERMICO DE FANGOS:
El sistema de secado térmico de fangos a baja temperatura se basa en
el principio de secado por convección mediante aire caliente, en túnel continuo
y cerrado.
Este sistema se ha diseñado para el secado térmico de productos
previamente deshidratados por métodos mecánicos, con el fin de eliminar la
cantidad de agua residual de estos fangos, hasta la sequedad final deseada.
Para la alimentación del fango al secadero no se requiere superar el
estado plástico, pero se requiere una consistencia inicial mínima para poder
realizar el proceso de conformado y alimentación. En caso de que no se pueda
asegurar una sequedad uniforme mínima del 25%, es necesario establecer un
sistema de recirculado de producto seco que permita su regulación en función
de las necesidades en cada momento, adaptándose a las diferentes
características de humedad y textura de los fangos que llegan al equipo de
secado térmico.
El fango deshidratado, procedente de la centrífuga, debe ser conducido
a la cabecera de los secaderos. El fango se deposita en el sistema de
conformado, cuyo fin es el de extrusionarlo y distribuirlo uniformemente en todo
el ancho de la cinta de secado, facilitando el paso del aire a través del mismo.
Una vez se deposita el fango sobre la cinta superior, ésta avanza por los
módulos de secado a muy baja velocidad, no volviéndose a manipular o mover
el fango hasta la operación de volteo sobre la cinta inferior y posteriormente la
descarga del lodo seco. La falta de movimiento y rozamientos en el proceso de
secado, permite que no se genere polvo durante la etapa de secado.
El sistema se basa en dos cintas de secado que recorren el túnel
longitudinalmente en sentidos opuestos. Durante su recorrido, se hace circular
aire caliente y seco a una temperatura entre 65-80ºC perpendicularmente a las
cintas cargadas de producto. Ese aire, que es impulsado por el sistema de
ventilación, atraviesa el lodo y extrae el agua por equilibrio higroscópico. El aire
caliente y húmedo, que ha pasado a través de la masa de fango, es
condensado en los intercambiadores situados en el interior del túnel,
separando el agua que se ha extraído del fango, para después aportarle nueva
energía calorífica mediante los intercambiadores de foco caliente, lo que
permite la recirculación del aire y mantener el proceso en circuito cerrado de
aire.
La baja temperatura del proceso minimiza la destilación de otros
compuestos volátiles retenidos en el fango, ya que estos procesos están
exponencialmente relacionados con la temperatura a la cual se expone el
fango. De esta manera no vuelve a trasladarse la contaminación al agua.
Así mismo, el sistema de circuito cerrado permite el control total sobre la
temperatura y humedad del aire de secado, de manera que en cada etapa de
avance del túnel se pueden establecer unas condiciones de estado
higrométrico del aire, lo que permite una optimización de la curva de secado del
producto y que éste seque uniformemente.
La sequedad final del fango puede ser regulable, mediante la variación
de la altura de la capa depositada en la cinta – variando la cantidad de agua a
eliminar por unidad de tiempo- o variación de la velocidad de avance de la
misma, - variando el tiempo de permanencia del fango en el secadero- o
variación del aporte energético – variando la temperatura de aporte de agua
caliente -. Por supuesto, también se puede realizar una regulación conjugando
ambos modos de actuación, hasta conseguir el producto final deseado.
Esta flexibilidad de regulación y control automático permite asegurar el
secado aunque varíen las condiciones de entrada del mismo al secaderos, al
permitir su adaptación a las diferentes variaciones que puedan encontrarse en
la composición del fango y/o el secado mecánico, o a la mezcla de los
diferentes orígenes, obteniendo un producto final lo más homogéneo posible.
El sistema de alimentación que se utiliza permite un producto final
granulado, lo que facilita su manejo posterior, tanto en el transporte como para
su aplicación a otros usos. Al final del proceso, el fango seco y granulado se
recoge y se sitúa en un punto lateral al secadero mediante un tornillo de
descarga. A partir de este punto se recoge por el sistema de transporte
seleccionado y se conduce hasta sistema de almacenamiento del fango seco.
Todo el proceso es automático, controlado mediante PLC independiente
para cada secadero. El control de la temperatura y humedad de la cámara de
secado, junto con las sondas de temperatura de los diferentes circuitos de agua
permiten que el sistema pueda regular de forma automática su funcionamiento,
obteniéndose las condiciones establecidas como consigna, con el fin de
obtener el producto final deseado, en función de las necesidades o
aplicaciones finales del mismo en cada momento.
En los procesos de parada y arranque no es necesario realizar ninguna
operación previa de limpieza o descarga, y el proceso de arranque es
inmediato, tras alcanzarse, en unos 15 minutos, la temperatura de régimen de
funcionamiento. Esto permite una selección del régimen de trabajo del equipo
por el usuario, sin encontrarse limitado al funcionamiento en continuo de otros
sistemas.
Las operaciones transitorias de arranque y paradas programadas o de
urgencia no implican ningún tipo de situación especial o de peligro y por lo
tanto no exigen una presencia de personal especial ni procedimientos de
seguridad, ni siquiera en el caso de una parada por atasco o corte de la
alimentación eléctrica.
Todos los materiales utilizados para la construcción del mismo son de
primera calidad y cumplen con todas las características técnicas especificadas
para estas aplicaciones. Además, esa modulación de unidades permite que
cada unidad sea montada en fábrica y totalmente probada en todos sus
elementos. Su emplazamiento in-situ sólo requiere una fijación sobre solera
con anclajes diseñados específicamente para simplificar la obra civil y
conexiones de tuberías y redes.
El agua que se condensa dentro del túnel es recogida por una red de
desagües y canalizada hacia un extremo de la instalación. Se dispone de un
sistema electrónico de medida en continuo del caudal de agua eliminada del
fango, con almacenamiento y tratamiento de datos en PLC. Esto permite una
evaluación en continuo del rendimiento de la instalación.
Debido a la temperatura de trabajo, manejo del producto y concepción
del proceso, este sistema se presenta como una solución enfocada a conseguir
una seguridad total, una alta fiabilidad del proceso y simplificación de las
operaciones de explotación.
A nivel medioambiental, gracias a las fuentes energéticas utilizadas y a
que el único residuo es agua, este sistema se presenta como una solución
limpia y ecológica al problema del secado térmico de los fangos de depuración,
los cuales conservan sus propiedades orgánicas y químicas, y sólo ven
alterada su composición en cuanto a contenido de agua se refiere.
El equipo de secado está dimensionado para trabajar 24 horas al día,
siete días a la semana, con las siguientes garantías, por unidad de
funcionamiento:
− Disponibilidad del secadero: 8.200 h/año
− Operación recomendada de la instalación global: 7.500 h/año
− Máxima duración de una parada: 1 semana
− Tiempo máximo de operación sin supervisión directa, en caso de
conexión a un sistema central de alarmas tipo SCADA: 48 h
− Tiempo máximo de respuesta en caso de alarma: 17 h
La concepción básica de este tipo de secadero permite la operación sin
personal hasta 17 horas al día. En caso de alarma, el equipo pasa
directamente a configuración de seguridad, actuando en función del fallo
detectado pero siempre sin crearse en ningún caso una situación de peligro.
La operación de cada módulo es independiente, por lo que alguno de los
módulos pueden desconectarse mientras que el resto continúan con su servicio
normal. En tal caso, la capacidad de secado es proporcional a la capacidad de
los módulos en servicio.
La configuración eléctrica, forma de trabajo y diseño del secadero
permite realizar la mayor parte de los trabajos de mantenimiento en un módulo
sin la necesidad de parar la totalidad del equipo.
El proceso de arranque de la instalación es muy simple. El secadero se
encuentra totalmente operativo 15 minutos después de la orden de marcha.
- EQUIPO INSTALADO:
SECADERO MBK-106-HP
Cantidad
u.
1
Módulos
u.
1
Tipo
--
Monoblock
Configuración
--
N2C20S20
Dimensiones (LxWxH)
m
15,77 x 2,98 x 6,5
Tecnología de secado
--
Bomba de calor (HP)
Potencia eléctrica necesaria
kW
314
Capacidad de secado nominal
kg agua/h
565
- SISTEMA DE ENERGIA DE APOYO Y BOMBA DE CALOR:
Consta de los siguientes equipos:
4 Uds. Bombas de calor de 170 KW de potencia calorífica y 120 kW de
potencia frigorífica por unidad.
1 Ud. Caldera de apoyo con una potencia térmica máxima de 170kW.
La caldera de apoyo se prevé para su utilización en el arranque del
sistema hasta alcanzar la temperatura de régimen del secadero en un tiempo
de funcionamiento corto.
- SISTEMA DE APORTE DE AGUA FRIA Y LIMPIEZA:
Consta de las siguientes instalaciones:
1 Ud. Descalcificadota de agua de 3 m3/h.
1 Ud. Depósito de almacenamiento de agua descalcificada de 3 m3.
1 Ud. Equipo de presión de agua descalcificada de 3 m3/h.
1 Ud. Torre de enfriamiento con una potencia de 250.000 Kcal/h.
1 Ud. Intercambiador de placas con potencia calorífica de 384 kW.
- SISTEMA DE DESODORIZACION:
1 Ud. Desodorización de las purgas de aire del secadero de 600 N m3/h.
- SISTEMA DE ALIMENTACION Y EXTRACCION DE FANGOS:
1 Ud. Tolva de almacenamiento de fangos de 28 m3/.
1 Ud. Bomba de alimentación al secadero de 0,6/1,2 m3/h.
1 Ud. Tolva mezcladora de 3 m3.
1 Ud. Tornillo transportador de fangos secos a contenedor de 7 m3.
TRATAMIENTO TERCIARIO
1.- NECESIDADES DE REUTILIZACIÓN DEL AGUA
Se enumeran a continuación los usos del agua regenerada en el tratamiento
terciario de la EDAR de Melilla:
1.- Riego:
1.1.- Riego del Campo de Golf
1.2.- Riego del resto de La Granja
1.3.- Riego de jardines mediante camión cisterna
2.- Baldeo de calles
2.- DESCRIPCIÓN TRATAMIENTO TERCIARIO
El Tratamiento Terciario tiene una capacidad de producción de 2000 m3/día.
En primer lugar existe un bombeo que toma agua del tanque de cloración de
salida de la E.D.A.R. Este bombeo esta compuesto por dos (1+1) bombas de
96,5 m3/h y 32 m.c.a. de altura manométrica.
Posteriormente se pasa a una prefiltración mediante dos (1+1) tamices de
malla autolimpiantes de caudal máximo 100 m3/h y 500 µm de luz de paso.
Estos previenen el paso de sólidos de tamaño inferior a la malla de manera que
protege las membranas del equipo de ultrafiltración que vienen a continuación.
El siguiente equipo es el bastidor de ultrafiltración de la planta. Mediante un
sistema de membranas de ultrafiltración confinadas, a presión y de fibra hueca.
El proceso utiliza una membrana de PVDF hidrofílica con un tamaño de poro de
0,04–0,1 µm. Comparado con medios de filtración que elimina partículas de un
tamaño superiores a > 5 micras, la membrana procede un agua de excelente
calidad. A causa de la robustez de la naturaleza de la membrana, las partículas
se limpian fácilmente de la superficie de la membrana con un backwash de aire
a baja presión.
El agua de alimentación se tratara para producir filtrado con una turbidez por
debajo de 0,1 NTU. Se puede lograr la eliminación de bacterias y protozoos
con Log 4 (99.99%) de reducción y valores de SDI por debajo de 3 con este
sistema de UF.
Para controlar el ensuciamiento, se incorporan tres mecanismos al proceso:
• Backwashing: Un sistema de backwash, de baja presión, con aire de
ayuda permite al sistema Memcor CP mantener altos caudales de
filtrado
• Limpieza de mantenimiento (MW): Para reducir el ensuciamiento de
las membranas, se puede implementar de manera regular, un régimen
de limpieza de mantenimiento (MW). Esto implica la dosificación de
bajas concentraciones de hipoclorito sódico (50 mg/l), y un
mantenimiento en estático de las membranas durante un tiempo
aproximado de 30 minutos. Esta diseñado para incrementar el intervalo
de CIP (limpiezas químicas).
• Limpieza química (CIP): La unidad se fija para funcionar en limpiezas
de baja concentración de hipoclorito (300 mg/l) para eliminar la
contaminación orgánica. Durante la secuencia del CIP, las fibras se
exponen a una solución poco concentrada del producto químico. Esta
pequeña exposición recupera la presión transmembrana (TMP).
La planta posee para realizar las limpiezas CIP los siguientes equipos
periféricos:
• Dos (1+1) bombas dosificadoras de ácido sulfúrico de 60 l/h que
suministran el producto químico directamente desde un tanque de
0,13 m3 de capacidad para las limpiezas químicas CIP.
• Dos (1+1) dosificadoras de hipoclorito sódico para la precloración
(es decir, inyectamos hipoclorito sódico aguas arriba de las
bombas alimentación del Tratamiento Terciario) de 120 l/h que
suministran producto químico directamente desde un tanque de
2,5 m3 de capacidad.
• Dos (1+1) dosificadoras de hipoclorito sódico de 120 l/h que
suministran producto químico directamente desde un tanque de
2,5 m3 de capacidad para las limpiezas químicas CIP.
• Un tanque de agua para el CIP de 10 m3 de capacidad que
contiene agua filtrada que se recircula a través de las
membranas. Para dicho proceso tenemos una bomba de
transferencia de 96,5 m3/h y 25 m.c.a. de altura manométrica que
inyecta la cantidad requerida de producto químico en el agua y lo
recircula para conseguir la concentración deseada. Esto va
seguido de una parada en remojo en estático, drenaje posterior,
rellenado, aclarado y filtrado para eliminar como residuo. La
unidad vuelve de nuevo a filtración. La secuencia de limpieza
química dura aproximadamente 3 horas por producto químico.
La frecuencia del CIP depende directamente de la turbidez de agua.
A continuación el agua filtrada recibe posteriormente un tratamiento de
desinfección por radiación ultravioleta.
Tras la desinfección U.V., el agua es enviada al aljibe existente. Desde este y
mediante dos (1+1) bombas de 96,5 m3/h y 55 m.c.a. se impulsará finalmente
hacia los puntos de consumo.
El proceso se diseña con los siguientes bypass.
•
•
Bypass de ultrafiltración: Se contempla un bypass de la
ultrafiltración, de manera que en caso de tener que realizar algún
mantenimiento en dicho equipo, se podrá seguir operando
filtrando agua el los filtros de malla y posteriormente sometiéndola
a la desinfección U.V.
Bypass de desinfección U.V.: Útil en el caso de que se tenga que
realizar un mantenimiento en el equipo de desinfección U.V.
3.- FILOSOFÍA DE CONTROL
La filosofía de control es la siguiente:
Cada unidad individual Memcor CP posee su propio controlador que
proporciona interface de operador local. El controlador gestiona todas las
secuencias para el correcto funcionamiento de cada una de las unidades
individuales según sigue:
• Puesta en marcha / parada
• Filtración
• Backwashing
• CIP
• Test de integridad
•
Las principales secuencias de funcionamiento son las siguientes:
a) Parada
La parada es el estado de no funcionamiento de la unidad Memcor CP. En
parada, los ciclos de funcionamiento no se encuentran activos y los solenoides
de las válvulas no poseen energía. La unidad Memcor CP permanece en un
estado de “lista para comenzar” hasta que se la requiera para su
funcionamiento.
b) Standby
Standby es un estado activo en el que entra la unidad Memcor CP cuando no
esta disponible el agua de alimentación o el nivel de agua tratada es muy alto.
La unidad retorna directamente a filtración normal del estado de standby.
c) Sistemas de Backwash
La secuencia de backwash de la unidad Memcor CP se ha descrito en la
descripción del proceso. Esta secuencia es automática y no requiere
intervención por parte del operador.
d) Sistemas de lavado de mantenimiento
La limpieza de mantenimiento de la unidad Memcor CP se ha descrito en la
descripción de proceso. La secuencia es automática y no requiere atención por
parte del operador.
El equipo utilizado para esta secuencia es el mismo que para el CIP descrito
más adelante. La concentración de hipoclorito será de 50 mg/l.
e) Sistemas CIP
Hay dos tipos de limpieza química CIP, acido sulfúrico e hipoclorito sódico:
Hipoclorito – 300 mg/l NaOCl
Ácido sulfúrico – 0.05% w/w H2SO4
Sistemas CIP
Incluye:
• Tanque de agua de CIP (10 m3)
• Bomba de CIP (25 m.c.a. y 96,5 m3/h)
• Tanque de almacenamiento de hipoclorito sódico y sistema de
transferencia (2,5 m3 de capacidad y cuatro dosificadoras (1+1)+(1+1) de
120 l/h)
• Tanque de almacenamiento de acido sulfúrico y sistema de transferencia
(0,13 m3 y dos dosificadoras (1+1) de 60 l/h)
Acido sulfúrico o hipoclorito para el CIP
Un CIP con hipoclorito se lleva a cabo en cada unidad cada 7 días, que será
seguido inmediatamente por un CIP acido, (después de la descarga del
efluente de hipoclorito).
Aclarado CIP
A la finalización del CIP de hipoclorito o acido, la solución de CIP se dirige
hacia el tanque de CIP mediante bombeo.
El agua de alimentación se utiliza para el aclarado de la solución de CIP de la
unidad de ultrafiltración. Ajuste del tiempo de aclarado de 120 segs = 4
desplazamientos de aclarado.
La secuencia entera del CIP es automática y no requiere atención por parte del
operador.
ESTACION DE TRATAMIENTO DE AGUA
POTABLE (E.T.A.P.)
- E.T.A.P. – I.D.A.S. I:
1. LÍNEAS DE TRATAMIENTO
1.1. PRETRATAMIENTO
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Dosificación de hipoclorito.
Dosificación de coagulante.
Dosificación de polielectrólito.
Mezcla y Floculación.
Decantación.
Bombeo intermedio.
Dosificación de ácido sulfúrico.
Filtración sobre arena.
Equipos de lavado de filtros de arena.
1.2. ÓSMOSIS INVERSA
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Dosificación de bisulfito.
Dosificación de anti-incrustante.
Filtros de cartuchos.
Bombeo a ósmosis inversa.
Equipos de lavado de membranas.
Unidad de desplazamiento.
Depósito de almacenamiento.
Desinfección del agua tratada. (Existente)
Remineralización del agua tratada. (Existente)
2. DOSIFICACIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO
2.1. DOSIS Y CONSUMOS
Aunque en principio la dosificación de ácido puede no ser necesaria, prevemos
los equipos de dosificación con objeto de poder corregir el pH del agua para
prevenir la precipitación del carbonato cálcico sobre las membranas.
La cantidad de ácido necesaria para ello será de 9 ppm aunque para diseño
suponemos 10 ppm.
El consumo horario, al 100% será de :
10,00 x 708,33 = 7.083,3 g/h
Partiendo de ácido, con una riqueza del 98% (1.800 g/l), el caudal horario será:
7.083,3
= 3,94 l/h
1.800
2.2. DEPÓSITO ALMACENAMIENTO
El consumo máximo semanal de ácido será de :
7 x 24 x 3,94 = 661,11 litros
Colocaremos una cuba de acero al carbono, de las siguientes características:
− Volumen útil .................................
− Diámetro ......................................
− Longitud .......................................
15.000 l
2.000 mm
6.060 mm
Con lo que la autonomía será superior, es decir, 158,8 días.
2.3. BOMBAS DOSIFICADORAS
Instalaremos dos bombas dosificadoras (1 + 1).
El caudal de cada bomba será :
3,94
= 3,94 l/h
1
Las bombas dosificadoras serán mRoy A, para 22 l/h a 10 kg/cm2
3. ÓSMOSIS INVERSA
3.1 DATOS DE DISEÑO
Con objeto de cumplir la garantía de salinidad total (TDS) en el agua tratada
inferior a 450 mg/l, proponemos un diseño con mezcla (Blenging) con las
siguientes características :
−
−
−
−
Porcentaje de mezcla .......................................
Conversión total mínima del sistema ...............
Caudal útil de mezcla .......................................
TDS agua mezcla ............................................
17,2 %
78,5 %
2.300 m3/día
450 mg/l
DATOS COMPLEMENTARIOS
Los datos complementarios a considerar en el tratamiento con ósmosis inversa
son :
−
−
−
−
−
Caudal útil de tratamiento ................................
Número de líneas .............................................
Conversión mínima ..........................................
Conversión de diseño ......................................
TDS agua tratada con membranas ...................
11.050 m3/día
2
75 %
75 %
inferior a 75 mg/l
3.2. DOSIFICACIÓN DE ANTI-INCRUSTANTE
DOSIS Y CONSUMOS
Con objeto de eliminar los riesgos de precipitación de sales sobre las
membranas se ha previsto dosificar un dispersante. La dosis necesaria de
HMF, de acuerdo con nuestra experiencia, es de 3 ppm.
Los consumos de dicho producto serán :
3 g/m3 x 614 m3/h = 1.842 g/h
Preparándolo a una concentración máxima del 10%, el caudal horario sería :
1.842
= 18,42 l/h
100
CUBAS DE PREPARACIÓN
Considerando un tiempo de retención de 24 horas, el volumen del depósito
será:
18,42 x 24 = 442 litros
Colocamos dos cubas de poliéster reforzado con fibra de vidrio, de las
siguientes características :
− Volumen útil .....................................................
− Diámetro ..........................................................
− Altura cilíndrica ................................................
1.000 l
1.100 mm
1.660 mm
BOMBAS DOSIFICADORAS
Instalaremos dos bombas dosificadoras (1 + 1).
El caudal necesario por bomba será :
18,42
= 18,42 l/h
1
Se adoptan bombas dosificadoras D50TR3 para un caudal máximo de 50 l/h a
7,5 kg/cm2.
3.3. DOSIFICACIÓN DE BISULFITO
El bisulfito sódico es un reductor y se utiliza para eliminar el cloro residual que
pueda existir en el agua debido a la cloración realizada en la cámara de
mezcla.
Una propiedad adicional de este reactivo es la de impedir el desarrollo
bacteriano, al tiempo que rebaja el pH del agua residual, evitando la
precipitación de CaCO3.
La reacción química que se produce es :
Ca(HCO3)2 + 2NaHSO3 + O2 ---> Na2SO4 + CaSO4 + 2CO2 + H2O
Como se observa en la reacción química adjunta, por cada ppm que se dosifica
se producen las siguientes variaciones en el análisis químico del agua :
− Se reducen 0,5 ppm como CaCO3 los bicarbonatos.
− Se eliminan 1,54 ppm de oxígeno.
− Se incrementa 0,5 ppm como CaCO3 el sodio.
− Se incrementan 1 ppm como CaCO3 los sulfatos.
− Se incrementa en 0,42 ppm el CO2.
Es por esto que, en determinados casos, será conveniente reducir el pH del
agua de alimentación a las membranas con metabisulfito en lugar de utilizar
sulfúrico.
DOSIS Y CONSUMO DE BISULFITO
La dosis normal de diseño para el bisulfito sódico es de 6 ppm, con lo que el
consumo horario será de :
6 g/m3 x 614 m3/h = 3.684 g/h
3.684
= 18,42 l/h
200
Preparándolo a una concentración del 20% (200 g/l) el caudal horario será :
CUBA DE PREPARACIÓN
El volumen necesario para tener una autonomía de 24 horas, será :
24 x 18,42 = 442 litros
Colocaremos dos cubas de poliéster y fibra de vidrio de las siguientes
características :
− Volumen útil .....................................................
− Diámetro ..........................................................
− Altura cilíndrica ................................................
1.000 litros
1.100 mm
1.660 mm
BOMBAS DOSIFICADORAS
Instalando dos bombas dosificadoras (1 + 1), el caudal unitario de cada una
18,42
= 18,42 l/h
1
sería :
Se adoptan dos bombas D50TR3 para un caudal máximo de 50 l/h a 7,5
kg/cm2.
3.4. FILTROS DE SEGURIDAD
NÚMERO DE UNIDADES NECESARIO
Los filtros de cartucho tendrán una selectividad de 5 micras. Los calcularemos
de forma que cada unidad de 250 mm pueda tratar 0,8 m3/h.
Colocando cartuchos de 1.000 m de longitud, el caudal a través de cada uno de
ellos será :
0,80 x 4 = 3,2 m3/h
El número de cartuchos necesarios será :
614
= 192 unidades
3,2
CARACTERÍSTICAS DE LOS FILTROS
Instalaremos tres (3) filtros, uno de reserva, para las dos líneas.
Las características de cada filtro serán :
−
−
−
−
−
Nº máximo de cartuchos ...................................
Diámetro ..........................................................
Altura cilíndrica .................................................
Altura total .........................................................
Presión de diseño ............................................
110
1.100 mm
1.350 mm
2.600 mm
3,5 kg/cm2
3.5. BOMBEO A OSMOSIS INVERSA
BOMBAS
Instalaremos tres (3) bombas, una de ellas de reserva para 307 m3/h.
La presión de impulsión será :
Membranas espirales
− Presión necesaria entrada membranas .............
− Pérdida de carga en tuberías ..............................
− Presión aspiración de la bomba .........................
Presión diferencial ...........................................
13,90 kg/cm
+0,50 kg/cm2
-0,50 kg/cm2
13,90 kg/cm2
3.6. ÓSMOSIS INVERSA
CAUDALES DE APORTE Y PRODUCTO
Se instalarán dos (2) bastidores, con una capacidad unitaria bruta de 230 m3/h,
lo que supone :
2 x 24 x 230 = 11.040 m3/día
El caudal que debe llegar a cada bastidor será de 307 m3/h y el de rechazo de:
307 - 230 = 77 m3/h
NÚMERO DE MEMBRANAS
De acuerdo con los cálculos realizados por ordenador que se adjuntan, el
número de membranas que se precisan por cada línea, es el siguiente :
MEMBRANAS
Temperatura
Grados C
22,5
Número de elementos
Primera Etapa
Segunda Etapa
TOTAL
28 x 6 = 168
14 x 6 = 84
252
Las principales características de las membranas seleccionadas son las
siguientes :
− Fabricante .......................................................... HYDRANAUTICS
equivalente
o
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Modelo ............................................................... ESPA2
Caudal de permeado ......................................... 51,1 m3/día
Rechazo medio de sales .................................... 99 %
Rechazo mínimo de sales .................................. 99 %
Tipo de membrana ............................................. poliamida
Presión máxima de trabajo ................................ 400 psig (27,7 bar)
Temperatura máxima de trabajo ........................ 45 ºC
Rango de pH ...................................................... 3 a 10
Turbidez máxima del agua de alimentación ...... 1 NTU
Tolerancia al cloro libre ...................................... 0,3 a 0,5 ppm (1 ppm
máximo)
− Dimensiones :
. Longitud .......................................................... 1.016 mm
. Diámetro ......................................................... 201,9 mm
− Peso ................................................................... 16,4 kg
DISTRIBUCIÓN DE LAS MEMBRANAS
Las membranas espirales se distribuirán en 5 filas verticales en primera etapa y
3 en segunda, de 6 elementos cada una, siendo la capacidad máxima del
bastidor de filas verticales de 8 elementos cada una, lo que implica un número
máximo de 48 tubos por bastidor.
3.7. UNIDAD DE DESPLAZAMIENTO
CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO
La unidad de desplazamiento sirve para desalojar el volumen de agua bruta
existente en el interior de :
− Bombas de ósmosis inversa.
− Membranas.
− Tuberías de presión.
Su caudal podría ser cualquiera, tardándose más menos en desplazar el agua
existente en el interior de los equipos mencionados. En este proceso deben
respetarse, sin embargo, los caudales mínimos de barrido, teniendo en cuenta
que a la presión de trabajo la producción ser prácticamente nula.
DIMENSIONAMIENTO DE LAS BOMBAS
Cada bastidor trata como máximo 307 m3/h, con un número máximo de 48
tubos instalados.
Los caudales medios de producto por membrana son :
307
= 1,06 m3 /h
48 x 6
Como las membranas pueden trabajar con conversiones máximas del 10%, los
límites de caudal de barrido son :
2 - 4,5 m3/h
Este caudal corresponde a cada membrana y como no hay producción, a cada
tubo :
Adoptamos el valor de 4,0 m3/h por tubo.
Los caudales de rechazo son :
4,0 x 48 = 192 m3/h
Se adoptan, consecuentemente, dos bombas ( 1 + 1) de las siguientes
características :
− Caudal.......................................
− Presión ......................................
200 m3/h
3,0 kg/cm2
3.8. EQUIPOS DE LAVADO DE MEMBRANAS
CUBA DE PREPARACIÓN
Las tuberías de impulsión y retorno de reactivos tienen las siguientes
características :
− Diámetro ...................................
− Sección .....................................
− Longitud ....................................
250 mm
0,049 m2
40
m
El volumen existente en las tuberías será :
0,049 x 40 = 1,96 m3
Para las membranas espirales, donde la limpieza se hará por etapas en los
bastidores, hay que prever 80 tubos como máximo. El volumen de cada tubo es
de 208 l, del que hay que descontar el volumen ocupado por las membranas,
que es de 32 l.
El volumen máximo existente en el interior de los tubos será :
80 x (0,208 - 6 x 0,032) = 1,28 m3
El volumen mínimo necesario en la cuba será :
1,96 + 1,28 = 3,24 m3
Adoptamos, para una mayor seguridad, una cuba de 7.000 litros de capacidad,
de las siguientes dimensiones :
− Diámetro ...................................
− Altura cilíndrica útil ....................
− Altura total .................................
2.000 mm
2.350 mm
2.650 mm
BOMBAS DE LAVADO
El caudal de lavado de cada tubo adoptado para diseño es de 4 m3/h.
El caudal de lavado sería por tanto de :
4 x 50 = 200 m3/h
Adoptamos dos bombas de limpieza (1 + 1) aprovechando la reserva de la de
desplazamiento.
Presentarán las siguientes características :
− Caudal ......................................
− Presión .....................................
200 m3/h
3 kg/cm2
FILTRO DE CARTUCHOS
a) - Número de cartuchos
Considerando cartuchos de cuádruple longitud (1.000 mm) y que el caudal por
cada uno de ellos es de :
0,80 x 4 = 3,2 m3/h
Se precisan instalar :
200
= 62,5 cartuchos
3,2
Adoptamos un (1) filtro de seguridad, similar al utilizado en el pretratamiento,
pero con 70 cartuchos.
3.9. DEPÓSITO PARA RETORNOS Y AGUA TRATADA
El volumen contenido en un tubo de membranas será :
0,2021 x 0,2021 x 3,14 x 6,518
= 0,208 m3
4
El volumen de cada membrana será de 0,0319 m3.
El de las seis (6) será : 6 x 0,0319 = 0,191 m3
El espacio libre en el tubo será : 0,208 - 0,191 = 0,017 m3
Considerando que la membrana tiene una porosidad de 20%, el volumen de
agua en el interior del tubo será :
0,017 + 0,2 x 0,191 = 0,0552 m3
El volumen necesario sería : 48 x 2 x 0,0552 = 5,29 m3
CAPACIDAD Y DIMENSIONES
El volumen anterior se tomará de un depósito de almacenamiento de agua
osmotizada, que tendrá una capacidad de 12.000 litros, con capacidad
suficiente para la acumulación de agua necesaria para limpiezas y preparación
de reactivos.
− Diámetro ..........................................
− Altura total .......................................
2.350 mm.
2.790 mm.
TUBERÍA DE LLEGADA
El tanque tendrá una boca de entrada, diseñada para el caudal de producto, es
decir, 556 m3/h.
Adoptando una tubería de DN-350 mm y una boca del mismo diámetro,
tendríamos :
− Superficie ........................................
− Caudal .............................................
− Velocidad ........................................
0,125 m2
556 m3/h = 0,155 m3/s
1,65 m/s
BOCAS DE SALIDA
Se instalará una boca de salida, para la conexión del producto con el depósito
existente, de 400 mm de diámetro.
Con el caudal de diseño en la impulsión de 556 m3/h, tendríamos :
− Caudal .....................................
− Superficie ................................
− Velocidad ................................
0,155 m3/s
0,126 m2
0,123 m/s
El caudal necesario para el desplazamiento de membranas se toma mediante
una tubería de DN-250 mm.
− Caudal .....................................
− Superficie ................................
− Velocidad ................................
200 m3/h = 0,055 m3/s
0,049 m2
1,13 m/s
3.10. EQUIPO DE DESINFECCIÓN DEL AGUA TRATADA (EXISTENTE)
DOSIS Y CONSUMOS
La dosis máxima para el dimensionamiento de los equipos de desinfección con
hipoclorito sódico es de 1 g/m3.
El consumo horario será : 556 m3/h x 1 g/m3 = 556,25 g/h
Partiendo de hipoclorito comercial, con una riqueza de 120 g de Cl2 por litro, el
caudal horario será :
556,25
= 4,64 l/h
120
CUBA DE ALMACENAMIENTO
El hipoclorito se toma del depósito de almacenamiento previsto en el
pretratamiento.
BOMBAS DOSIFICADORAS
Instalando dos bombas dosificadoras (1+1), el caudal horario a dosificar será de:
Instalaremos dos bombas dosificadoras (1 + 1), de las siguientes
4,64
= 4,64 l/h
1
características:
− Caudal máximo .......................
− Presión ....................................
10,5 l/h
12 kg/cm2
Las bombas inyectarán el hipoclorito en la tubería de salida de agua tratada al
depósito de almacenamiento previsto.
3.11. EQUIPOS DE CALCIFICACIÓN
El balance iónico del agua tratada por membranas y mezclada con agua filtrada
es el siguiente :
ppm CaCO3 ...................... mg/l
ppmCaCO3
mg/l
Ca++
Mg++
Na+
K+
36,00
80,00
161,00
4,00
14,2
19,5
74,2
4,2
HCO3ClSO4=
NO3-
39,00
193,00
40,00
10,00
47,3
136,8
38,5
12,3
TOTAL
281,00
112,1
TOTAL
281,00
234,9
-
Dureza total (TH) .............................
TDS .................................................
SiO2 ................................................
pH ....................................................
116 mg/l como CO3Ca.
347,0 mg/l.
2,9 mg/l.
6,8
Con ese pH, la relación :
HCO3 (gr F)
= 0,3
CO 2 libre
Por tanto:
CO 2 libre =
3,9
= 13 mg/l
0,3
DOSIS Y CONSUMOS
El cálculo de la dosis de cal lo haremos de forma que se puede subir el pH del
agua tratada hasta 7,5. Para ese valor :
HCO3 (gr F)
= 1,5
CO2 libre
La reacción de neutralización es :
2CO2 + Ca(OH)2  (HCO3)2Ca.
8,8 ppm + 1 ºF → 1ºF.
Siendo x las ppm de CO2 libre que pasan a bicarbonatos, tenemos :
x
8,8
= 1,5
13 - x
3,9 +
3,9 + 0,113. x = 19,5 - 1,5 . x
1,613. x = 15,6 .....................
x = 9,67
Esto quiere decir que se precisan :
9,67
= 1,09” F de Ca(OH )2
8,8
La dosis de Ca(OH)2 será :
1,09 x 7,4 = 8,13 mg/l al 100%
ALMACENAMIENTO
El consumo de cal considerando una corrección del 5% para tener en cuenta el
Ca(OH)2 consumido en las reacciones es :
556,25 x
8,13
g/ m3 = 4.760,3 g/h = 4,76 kg/h.
0,95
Adoptamos un silo de 17,5 m3, con una capacidad de almacenamiento en peso
de 8,8 toneladas, lo que permite un almacenamiento de 77 días.
BOMBAS DOSIFICADORAS
El caudal horario a dosificar con una dilución del 2% será de :
4.760,3
= 238 l/h.
20
Instalaremos dos (2) bombas dosificadoras, de las siguientes características:
-
Caudal .............................................
Presión ............................................
0,25 m3/h.
1 kg/cm2.
Las bombas inyectarán la lechada de cal en la salida de la conducción de envío
al depósito de almacenamiento.
4.- FUNCIONAMIENTO
4.1. FILOSOFIA Y OBJETIVOS
La filosofía del sistema se basa en un control centralizado, (central de control y
supervisión), con lógica distribuida, (nodos de control).
El objetivo de los sistemas de automatismo y control previstos es supervisar y
controlar en tiempo real las instalaciones objeto de estudio desde el centro de
control, con el fin de optimizar:
El mantenimiento de la calidad de las aguas.
Los costos derivados de la explotación de la planta.
Las tareas de operación y supervisión.
El funcionamiento de los equipos.
Y conseguir:
Un alto grado de seguridad, tanto del personal, como de las instalaciones.
La reducción de daños por avería.
La obtención de informes, gráficos, históricos, etc.
4.2. OPERACIÓN DESDE EL CENTRO DE CONTROL
La unidad central está compuesta por un ordenador, tipo PC, dotado de un
software, tipo SCADA, que permite monitorizar los estados de los procesos, así
como el envío y recepción de información mediante el uso de pantallas
gráficas, de fácil manejo para el usuario del sistema. Asimismo, facilita la
realización de registros en disco o impresora, gráficos analógicos de aquellos
eventos que se quieren analizar, etc.
Desde el centro de control y a través del teclado o el ratón, se permitirá
maniobrar los dispositivos instalados en campo, de forma semiautomática,
siempre vía PLC.
Las funciones de supervisión serán realizadas a través de monitor color del
ordenador, mediante representación de gráficos, listas de señales, diagramas
de barras, curvas de tendencias..., que ofrecerán un fiel reflejo del estado de la
estación.
4.3. OPERACIÓN EN CAMPO
Maniobra de motores:
Cada motor dispone en el panel local de un conmutador con las siguientes
posiciones:
1 - Automático.
2 - Paro.
3 - Manual.
Pos. 1 - Automático. En esta posición el mando del motor queda conectado al
del programa del autómata local y, al mismo tiempo, al sistema de control
central para el control y automatismo particular de cada caso.
Pos. 2 - Paro. Queda anulada la alimentación de la bobina del contactor, con el
propósito de asegurar las operaciones de reparación y mantenimiento.
Pos. 3 - Manual. El equipo se pone en marcha directamente sin tener en
cuenta las órdenes automáticas. Se utilizará normalmente para pruebas y
operaciones de emergencia.
Todas las operaciones son excluyentes unas de las otras y estarán limitadas
siempre por las consignas de peligro, niveles, termostatos, limitadores de
recorrido, etc. (automatismo de primer nivel).
4.4. FIABILIDAD
La principal ventaja de ese tipo de sistemas es su fiabilidad y su independencia
en cuanto a funcionamiento.
Se efectuará una programación, basada en criterios de seguridad y
funcionamiento.
Su finalidad será la de mantener la continuidad del
automatismo, ante un eventual fallo del sistema.
Si se produjese un fallo del sistema y el centro de control y supervisión de
planta (tercer nivel), quedase fuera de servicio, se mantendría la continuidad
del automatismo. Dado el caso, los automatismos seguirían trabajando de
forma autónoma, ejecutando el control de los diferentes procesos con la
información que tuvieran disponible en ese momento.
CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL
ESTACIÓN CENTRAL
Para monitorización de la información procedente del autómata, telecontrol y
gestión de las instalaciones desde el edificio de control (tercer nivel), se ha
previsto la instalación de un ordenador, tipo PC. Incorporará un software
SCADA, de tipo gráfico, que facilitará las labores de supervisión y control.
El ordenador será de última generación, con modem telefónico para
comunicación con el exterior y grabadora de CD’s.
AUTÓMATA
El control del proceso y el nivel de automatismo (segundo nivel), es realizado
por un autómata programable en panel local, dedicado al control de toda la
planta.
El autómata estará conectado mediante el puerto MPI con el ordenador de
supervisión de la sala de control.
PERIFÉRICOS INFORMÁTICOS
El sistema informático se complementa con los siguientes equipos:
Una impresora de chorro de tinta para la edición de partes, gráficos,
informes.
Una impresora matricial para alarmas.
Una unidad de alimentación ininterrumpida para los equipos de la sala de
control. Su finalidad es posibilitar la visualización del estado de los equipos de
las instalaciones durante un eventual
- I.D.A.S. II:
1. LÍNEAS DE TRATAMIENTO
1.1 PUNTO DE TOMA DE AGUA BRUTA
El agua salobre a desalar, procedente de los pozos, se obtiene desde
una arqueta de llaves, a la que conduce el agua salobre mediante un
bombeo, Averroes. Para ello existen 2 arquetas que constan de 2
válvulas de apertura automática y 2 de apertura manual, con ellas se
produce la entrada de agua.
1.2 BOMBAS DE AGUA SALOBRE
La arqueta de llaves se conecta con 2 bombas centrífugas horizontales
de marca ITUR con motor SIEMENS. Son las encargadas de bombear el
agua salobre a través del filtro multimedia, de los filtros de cartucho hasta
las bombas de alta presión de ósmosis inversa. Sus características son:
-
Caudal…………………. 215m3/h
-
Presión………………….37,7m
1.3 DOSIFICACIÓN DE ANTI-INCRUSTRANTE
Con objeto de eliminar los riesgos de precipitación de sales sobre las
membranas se ha previsto dosificar dispersante. La dosis necesaria de
HMF, de acuerdo con nuestra experiencia, es de 3ppm.
CUBAS DE PREPARACIÓN
Disponemos de 2 depósitos verticales, cilíndricos y atmosféricos de base
plana y con cubierta plana adecuada para el electro-agitador que se
encuentra en la parte superior, incluyen un medidor de nivel visual
integrado en el depósito. Tienen doble pared de seguridad para evitar
derramen en caso de rotura. Consta de
conexiones con bridas
DIN para la entrada y salida de fluidos y disponen de un volumen de
almacenamiento de 500 L cada uno.
BOMBAS DOSIFICADORAS
La dosificación de realizan mediante 2 bombas MILTON ROY que tienen
las siguientes características:
- Caudal máx.……………………………50L/h
-
Presión máx.………………………….10Bar.
1.4 DOSIFICACIÓN DE BISULFITO
El bisulfito sódico es un reductor y se utiliza para eliminar el cloro residual
que pueda existir en el agua debido a la cloración realizada en la cámara de
mezcla.
Una propiedad adicional de este reactivo es la de impedir el desarrollo
bacteriano, al tiempo que rebaja el pH del agua residual, evitando la
precipitación de CaCO3-.
DOSIS Y CONSUMO DE BISULFITO
El bisulfito sódico se dosifica mediante 2 depósitos de fibra de vidrio
acompañado por 2 bombas de inyección de la marca MILTON ROY con
las siguientes características:
-
Caudal máx.………………………….. 9 l/h
-
Presión máx.…………………………..12 Bar
La dosis normal de diseño para el bisulfito sódico es de alrededor de 6
ppm.
1.5 FILTRO DE ARENA O FILTRO CERRADO MULTIMEDIA
Para la eliminación de partículas presentes de en el agua bruta, se filtra
el agua salobre a través de un filtro a presión multimedia de arena y
antracita. El lecho consistirá en dos capas de de arena silícea y antracita.
El filtro alberga en su interior una placa soporte equipada con las
correspondientes boquillas sobre la cual se sitúe el lecho filtrante.
El filtro está construido de PRFV con protección específica exterior a
rayos uva. La disposición del filtro es horizontal con fondos bombeados.
Las dimensiones del filtro son 3,6m de diámetro y 10,5m de longitud
cilíndrica, lo que equivale a una superficie eficaz de filtración de 40,8m2.
La velocidad de filtración es 11,4m/h y los valores de SDI son inferiores a
2. El filtro está dotado con bocas de visita para su inspección y
mantenimiento, así como el juego de válvulas automáticas necesario
para efectuar las operaciones de lavado y puesta en servicio de forma
automática. El sistema de lavado existente es el perteneciente al
conjunto de ETAP-IDAS I.
1.6 FILTROS DE CARTUCHO
Disponemos de 3 filtros de cartucho, con una capacidad de 590L cada
uno, están construidos en PRFV (Resina de poliéster reforzado con fibra
de vidrio) de la marca IMDARBI S.L. Están equipados con cartuchos de
polipropileno de filtración en profundidad con un poder de corte de 15
micras absolutas, y con una eficiencia en la remoción de partículas de
99,6%. La presión de trabajo de los filtros es 6/0 máx./min kg/cm2.
1.7 BOMBAS DE ALTA PRESIÓN.
Estas bombas se ocupan de proporcionar la presión necesaria para
conseguir vencer la presión osmótica del salobre y las pérdidas de carga
del sistema.
Disponemos de 2 grupos moto-bomba, uno por cada bastidor. Las
bombas de alta presión se encuentran de forma horizontal son de la
marca KSB, disponen de variadores de frecuencia y tienen un caudal
medio de 230m3/h.
1.8 ÓSMOSIS INVERSA
La planta consta de dos bastidores de una sola etapa cada uno. Cada
bastidor tiene 6 filas y 5 columnas donde se encuentran instalados 24
tubos de presión. Cada tubo tiene capacidad para alojar 7 membranas, el
número total de membranas por bastidor es 168. Las membranas se
encuentran en posición horizontal.
La producción unitaria es de
3500m3/día, lo que hace una producción total de 7000m3/día. Las
características son las siguientes:
PARÁMETRO
VALOR
CONDICIONES DE OPERACIÓN
Tª del fluido
25-28
TDS entrada
5.676,04
pH entrada
7,2
Conversión
63%
Nº de cajas de
48
presión totales
Nº de cajas de
24
presión por línea
Nº
membranas
336
totales
Nº membranas por
168
línea
Caudal
total
de
11.110,86
entrada a bastidores
UNIDAD
ºC
mg/l
Uds.
Uds./línea
Uds.
Uds.
m3/día
Caudal entrada de
bastidores/línea
Caudal
total
de
permeado
Caudal de permeado
por línea
5.555,43
M3/día línea
7.000
m3/día
3.500
m3/día
1.9 UNIDAD DE LIMPIEZA Y DESPLAZAMIENTO
Para efectuar el lavado químico de membranas y el desplazamiento de las
mismas, se utiliza el sistema de lavado de la instalación IDAS I que se
encuentra conectado a IDAS II mediante un circuito de tuberías.
2. POST-TRATAMIENTO
El agua permeada a la salida de bastidores se trata con cal e hipoclorito
sódico para alcanzar las condiciones de calidad requeridas.
2.1
DESINFECCIÓN DE AGUA TARTADA
Existe un sistema de dosificación de hipoclorito sódico con depósitos de
almacenamiento, valvulería de aislamiento, seguridad y retención
pertenecientes al sistema de ETAP-IDAS I. De éstos sistemas aspiran 2
bombas MILTON ROY de las características siguientes:
-
Caudal máx.……………………….9L/h
-
Presión máx.………………………12BAR
2.2 DOSIFICACIÓN DE CAL
Existe un silo de almacenamiento de cal y un sistema de preparación de la
misma que pertenece a IDAS I que se utiliza para la dosificación de cal al
agua permeada de salida de bastidores de IDAS II.
BOMBAS DOSIFICADORAS
Se dispone de dos bombas dosificadoras de la marca MILTON ROY que tienen
las siguientes características:
- Capacidad máx.……………..573L/h
-
Presión máx.………………….7Bar
3. FUNCIONAMIENTO
3.1 SISTEMA DE CONTROL
El sistema de control permite la automatización total de la desaladora y su
gestión desde la estación de operación basadas en PC.
Está basada en un sistema de control distribuido o sistema de control integral
con las funcionalidades propias de los sistemas de control distribuido.
El sistema permite flexibilidad de hardware y software.
NIVELES DE SISTEMA DE CONTROL
El nivel de ingeniería, supervisión y control está constituido por las estaciones
de ingeniería y operación. Las estaciones de ingeniería, supervisión y
operación están constituidas por ordenadores conectados a la red del sistema
Ethernet. En estas estaciones se ejecutan las tareas de ingeniería,
supervisión y operación del proceso mediante la representación gráfica en
pantalla de las variables y parámetros del proceso.
NIVEL DE COMUNICACIONES DE DATOS DEL SISTEMA
El nivel de comunicaciones de datos del sistema está constituido por la red
Ethernet. Esta red proporciona el intercambio de información entre las
instalaciones de operación e ingeniería y los controladores del proceso. Es
una red abierta que permite la conexión de nuevos equipos y la posibilidad de
diferentes topologías. La transmisión de datos se realiza en banda base con
una velocidad mínima de 10Mbits/segundo.
NIVEL DE CONTROL DE PROCESO
El nivel de control de proceso está constituido por los controladores. Los
controladores son capaces de ejecutar rápidamente programas tipo PLC y
aplicaciones del tipo DCS permitiendo integrar en un único equipo el control
de máquinas y procesos. En éste sentido, los controladores ejecutarán el
control directo del proceso continuo, la monitorización del proceso, el
procesamiento de datos y la comunicación con la estación de operación y
subsistemas presentes. Se incluyen:
-
Controladores y fuentes de alimentación redundantes
-
Una línea de bus de campo profibus DP redundante sobre la que se
conectan las estaciones de entrada y salidas y los buses de campo.
NIVEL DE COMUNICACIONES DE DATOS DEL PROCESO
El nivel de comunicaciones de datos está constituido por un bus de campo
profibus DP. Mediante éste, se conectarán las estaciones de entrada/salida al
controlador y a los sistemas de conexión de los buses de campo. El bus
profibus DP es un bus abierto y diseñado para la comunicación de sistemas de
automatización y periféricos distribuidos, con una dedicación específica y
tiempos críticos. Esta unidad permite la comunicación de 12MBits /segundo. En
cuanto a su capacidad, pueden conectarse en una línea hasta 126 módulos
esclavos profibus, lo que permite la conexión de diferentes instrumentos de
campo.
NIVEL DE DATOS DE PROCESO
Los datos de proceso se conectan con el nivel de comunicaciones del proceso,
siempre que sea posible.
ANEXO N°3
PLANTILLA EXISTENTE
Y
COSTES ACTUALES
La plantilla subrogable, procedente del actual contrato que asciende a un total
de 28 y de la que se deben respetar las categorías y antigüedades que
ostentan es la siguiente:
Apellidos
G.M.G.
A.V.G.G.
J.J.P.S.
G.A.D.
F.A.J.
G.B.F.
J.C.S.
F.G.M.
N.G.S.
M.M.R.
M.A.M.G.
M.M.H.
A.M.M.
M.A.R.D.
A.J.A.A.
A.C.M.
J.A.C.S.
J.M.G.H.
F.J.J.A.
A.M.L.B.
D.M.J.
M.M.B.
A.M.M.
A.M.M.
M.R.P.
A.R.V.
M.S.P.
Categoria
Jefe Planta
Jefe Talleres
Jefe Grupo
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 1ª
Oficial 2ª
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
Operador
F.
Ingreso
ago-83
jul-83
abr-93
nov-02
oct-92
jul-83
jul-83
oct-92
nov-12
oct-88
ene-91
oct-88
oct-95
oct-88
ago-14
jul-83
jul-95
jun-98
jun-93
dic-92
jun-95
nov-12
oct-92
jul-95
nov-06
sep-93
jun-95
jun-95
- COSTES DE PERSONAL:
Categorias
Salario
buto
S.Social
4 Varias
185.120,52 €
53.907,06 €
12 Oficiales 1ª
410.744,85 €
142.939,21 €
12 Operadores
381.818,86 €
132.872,96 €
977.684,23 €
329.719,23 €
Coste Total personal 2013
Varios
convenio
Observaciones
1 Jefe de Planta + 1 Jefe de Taller + 1 Jefe de
Grupo + 1 Oficial de 2ª
60.000,00 €
1.367.403,46 €
Varios convenio: bolsa vacaciones, ayuda
escolar, ayuda estudio, fondo pensiones, etc