E.D.A.R. LAGARES VIGO
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- Paula Herrera Santos
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1 E.D.A.R. LAGARES VIGO Estudio previo para justificar la opción tecnológica seleccionada, como combinación de procesos físico químicos y de desinfección con rayos UVA, para lograr los niveles de desinfección del agua mediante la instalación prevista en la EDAR Provisional de la EDAR de Lagares (Vigo). Fecha: Abril 2015 Ponente: Mercè Baldi
2 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - OBJETIVO DEL DISEÑO - Objetivo de diseño: Cumplimentar el criterio propuesto para la desinfección de la EDAR PROVISIONAL Capacidad de Desinfección: Caudal máximo de diseño tiempo seco actual DBO5 agua efluente desinfección SS agua influente desinfección Coliformes Fecales (E. Colis) efluente desinfección 2 m3/seg 140 mg/l 85 mg/l 10 3 UFCF/100 ml Capacidad Hidráulica: Caudal máximo hidráulico de diseño de la instalación provisional 2
3 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA - PROCESO DEL ESTUDIO Campañas de campo en la EDAR Toma de muestras y estudio de desinfección en laboratorio Selección de alternativas para el estudio de simulación Simulación del coste de desinfección Resultados: Selección de la opción tecnológica para la desinfección 3
4 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA - CAMPAÑAS DE CAMPO: OBTENCIÓN DE DATOS EN LA EDAR Obtención del patrón de variación horaria de parámetros de diseño: Para determinar la variabilidad de los parámetros que afectan a la dosis real se realizó la campaña Campaña para establecimiento de un patrón de variación horaria de UVT/SS en relación al caudal, para definir los criterios de diseño del equipo UV y del tratamiento FQ. Efectividad del PAX a la salida del desarenador: Para determinar la efectividad de la dosificación del PAX y de polielectrolito a la salida del pretratamiento actual se realizó la campaña Propuesta de campaña para la comprobación de la efectividad del PAC dosificado a la salida del desarenador 4
5 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA - CAMPAÑAS DE CAMPO: OBTENCIÓN DE DATOS ENSAYOS DEL LABORATORIO Ensayo de haz colimado: Para determinar la dosis necesaria para reducir la concentración de coliformes fecales hasta los límites exigidos, se realizaron ensayos de haz colimado para diferentes calidades de efluente, en la campaña denominada Campañas para determinación de la dosis efectiva del sistema conjunto, tratamiento físico químico y desinfección para el diseño de ambas unidades de tratamiento. Campaña Desinfix: Para determinar el grado de desinfección conseguido al aplicar diferentes dosis de DEX-135 (acido perfórmico que al descomponerse forma radicales hidroxilo que matan bacterias) KEMIRA realizó una campaña de laboratorio. 5
6 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA - A PARTIR DE LOS RESULTADOS DE LAS CAMPAÑAS: Selección de las opciones tecnológicas para el estudio de costes: A partir de los resultados de las campañas, se definen los criterios mínimos de diseño de los equipos considerados en la simulación (Dosis UV (mj/cm2) y UVT (%) de diseño) Simulación de los costes de desinfección: A partir de los datos de las campañas, extrapolando y calculando la variación horaria de potencia de desinfección y consumo de reactivos (coste de desinfección) para las diferentes opciones tecnológicas 6
7 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - A) DOSIS UV MINIMA TRAT FQ+DEC CONVENCIONAL: 40 mj/cm2 Comportamiento asintótico entre 30 y 50 mj/cm2 Diámetro medio bacterias: 20 µ Grado penetración de los rayos UV: Máximo 10 µ 7
8 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - B) DOSIS UV MINIMA PARA DECANTACIÓN LASTRADA : 35 mj/cm2 8
9 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - C) SELECCIÓN DE COAGULANTE PARA ELIMINACIÓN DE SS: PAC B: Agua Bruta D: Agua Decantada JTA: Jar-Test PAC JTF: Jar-Test Cloruro Férrico 9
10 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - D) SELECCIÓN DE COAGULANTE PARA ELIMINACIÓN DE E.colis: PAC B: Agua Bruta D: Agua Decantada JTA: Jar-Test PAC JTF: Jar-Test Cloruro Férrico 10
11 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - E) DOSIS DE COAGULANTE PARA REDUCCIÓN DE LA TRANSMITANCIA: PAC HORA TRANSMITANCIA DOSIS PAC En horas punta Para llegar a 40% Necesitamos ppm 11
12 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - F) DOSIS DE DEX 135 NECESARIO PARA LA DESINFECCIÓN : 30 ppm 12
13 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - G) EFECTIVIDAD DESINFECCIÓN PARA DOSIS DE DEX-135 A LO LARGO DEL DIA 13
14 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - H) TIEMPO DE CONTACTO DEX 135 NECESARIO PARA LA DESINFECCIÓN : 30 min 14
15 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS - I) PERÍODO DE OBTENCIÓN DE DATOS (CADA HORA) Periodo estudiado Del 21 de Marzo al 11 de Junio 2012 Días de lluvia El estudio limita el caudal a 2 m3/s Del 12/04/2012 Al 9/05/2012 Sin datos por fallos en el PLC S, PAMSA y otras incidencias Total días 55 15
16 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS PARA LA SIMULACIÓN - ALTERNATIVAS DE DESINFECCIÓN ESTABLECIDAS PARA LA SIMULACIÓN DE COSTES 1. Equipo de desinfección definido a partir de las campañas. 2. Equipo de desinfección ofertado en el proyecto de licitación para la EDAR Definitiva. 3. Equipo de desinfección ofertado en el proyecto de licitación para EDAR Provisional. 4. Equipo de desinfección seleccionado a partir de campañas para DEC1ª+ACTIFLO. 5. Desinfección de aguas de EDAR Provisional mediante desinfección por vía química DESINFIX Equipos dimensionados para tratar:. Caudal medio : 1,4 m3/s. Caudal máximo : 2 m3/s. Caudal hidráulico : 3 m3/s (sin garantía de desinfección) 16
17 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGÍA - TABLA RESUMEN DE ALTERNATIVAS DOSIS UV POTENCIA ALTERNATIVA DESCRIPCIÓN UVT (%) Nº LAMPARAS mj/cm2 EQUIPO Kw 1 FQ+Decantador Convencional definido a partir del resultado de las campañas FQ+Decantador Convencional equipo EDAR Definitiva FQ+Decantador Convencional equipo Licitación DEC.1ª+ACTIFLO+UV (UVT50%- UV35mJ/cm2) DESINFIX
18 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN - HOMOGENEIZACIÓN DIMENSIONAMIENTO EQUIPOS UV TYPE OF UV DISINFECTION SYSTEM DESIGN F t TYPICAL* Cleaning Interval Unwiped Unit in treated wastewater, cleaned regularly months Mechanically Wiped Unit for Reuse Purposes (NWRI/AWWARF 2003) months Chemically Wiped (e.g. Trojan, Berson) months 18
19 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN - INFORMACIÓN FACILITADA POR EL PROVEEDOR DEL EQUIPO UV CON LAMPARAS DE MEDIA PRESIÓN Fabricante Equipos UV Validación Dosis/Q/Pot/UVT Fórmula: Dosis (UV/UVT/FF/EOLL/Pot) El uso de cepas MS2 para validación de equipos UV se recomienda para desinfección con lámparas de media presión y para dosis de 40 mj/cm2. (EPA, NSF International) 19
20 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN - VERIFICACIÓN MICROORGANISMO OBJETIVO DE LA VALIDACIÓN 20
21 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: DOSIFICACIÓN DE REACTIVOS - PATRON HORARIO DE DOSIFICACIÓNDE REACTIVOS La dosis de reactivo calculada en el estudio de costes cuando el caudal y la transmitancia lo requieren se ha previsto según el siguiente patrón horario. Este patrón se ha determinado teniendo en cuenta la variación horaria de concentración de sólidos del agua decantada. Hora FQ+DEC.CONV. ppm de PAC DEC.1º+ACTIFLO ppm de PAC Dosis Polielectrolito 100% 0:00 50,0 78 0,5 1:00 50,0 78 0,5 2:00 50,0 78 0,5 3:00 50,0 78 0,5 4:00 35,0 56 0,5 5:00 35,0 56 0,5 6:00 35,0 56 0,5 7:00 30,0 56 0,5 8:00 30,0 56 0,5 9:00 10,0 56 0,5 10:00 10,0 56 0,5 11:00 30,0 56 0,5 12:00 35,0 56 0,5 13:00 70,0 78 0,5 14:00 70,0 78 0,5 15:00 70,0 78 0,5 16:00 70,0 78 0,5 17:00 70,0 78 0,5 18:00 70,0 78 0,5 19:00 70,0 78 0,5 20:00 70,0 78 0,5 21:00 70,0 78 0,5 22:00 70,0 78 0,5 23:00 70,0 78 0,5 21
22 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN - COSTE DE REACTIVOS Y ENERGÍA Para la comparativa de costes en la simulación se han considerado los siguientes costes energéticos y de reactivos PRECIO kwh Termino fijo de energía PAX Comercial 18% 0,08 /kwhkw-h 1,39 /kw-mes 0,235 /Kg Polielectrolito 3 /Kg 22
23 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS - Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la ALTERNATIVA 1 A) EQUIPO UVT 40% DOSIS UV40 mj/cm2 Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100% , , ,6 Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios: Q > m3/h UVT<40 % m3/h < Q < m3/h UVT<35 % Q < m3/h UVT<30 % 23
24 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS - Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la ALTERNATIVA 2 B) EQUIPO UVT 37% DOSIS UV40 mj/cm2 Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100% , , ,4 Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios: Q > m3/h UVT<37 % m3/h < Q < m3/h UVT<32 % Q < m3/h UVT<28 % 24
25 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS - Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la ALTERNATIVA 3 C) EQUIPO UVT 35% DOSIS UV50 mj/cm2 Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100% , , ,8 Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios: Q > m3/h UVT<35 % m3/h < Q < m3/h UVT<31 % Q < m3/h UVT<27 % 25
26 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS - Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la ALTERNATIVA 4 D) EQUIPO UVT 50% DOSIS UV35 mj/cm2 Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100% , , ,2 Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios: Q > m3/h UVT<50 % m3/h < Q < m3/h UVT<38 % Q < m3/h UVT<35 % 26
27 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN - PLANTEAMIENTO GENERAL DE LA SIMULACIÓN DE COSTES ESTUDIO DE COSTES ALTERNATIVAS: APLICANDO LOS DATOS REALES DE LA CAMPAÑA PARA TODAS LAS SERIE DE DATOS: Se utilizan los datos obtenidos en la campaña Equipo al 100% Potencia Datos reales caudal y transmitancia Cálculo de la dosis UV (mj/cm2) Gráfica de resultados Con reactivos Sin reactivos Dosis de diseño según alternativa Datos reales caudal y transmitancia Cálculo de la Potencia (kw) Gráfica de resultados Con reactivos Sin reactivos 27
28 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE CONSUMO ENERGÉTICO - ENERGÍA CONSUMIDA EQUIPO DESINFECCIÓN Gráfica resultado del estudio para los días del periodo estudiado, en el cuál obervamos como para transmitancias bajas, el consumo de energía se dispara sin dosificación de reactivos. Cálculo realizado según fórmula del fabricante. 28
29 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 1 en tiempo seco 29
30 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 1 en tiempo de lluvia 30
31 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 2 en tiempo seco 31
32 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 2 en tiempo de lluvia 32
33 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 3 en tiempo seco 33
34 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 3 en tiempo de lluvia 34
35 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 4 en tiempo seco 35
36 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN - Alternativa 4 en tiempo de lluvia 36
37 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - COSTES SISTEMA DESINFIX - COSTE DESINFECCIÓN MEDIANTE SISTEMA DESINFIX Según coste ofertados por el proveedor El proveedor garantiza un consumo máximo anual de reactivos para 1,4 m3/s. El precio ofertado es fijo durante 28 meses de duración en EDAR Provisional. 37
38 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - TABLA RESUMEN DE COSTES ANUALES DE DESINFECCIÓN - El estudio de costes de explotación se ha realizado extrapolando a 365 días los costes calculados para la serie de 55 días de la campaña. Qmed periodo = 1,27 m3/s A Alternativa Dosis PAC ppm Potencia equipo kw Coste Fijo Electricidad /año nº LAMPARAS Reac.desinfec ción (1,27 m3/s) Reactivos FQ 1,27 m3/s ( ) Coste variable Electric 1,27 m3/s ( ) Total variable 1,27 m3/s ( ) Total año 1,4 m3/s ( ) , , , UVT40%- UV40mJ/cm2 UVT37%- UV40mJ/cm2 UVT35%- UV50mJ/cm2 UVT50%- UV35mJ/cm , DESINFIX
39 E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SELECCIÓN - OPCION TECNOLOGICA SELECCIONADA PARA EL TRATAMIENTO DE LA EDAR PROVISIONAL Dosificación del coagulante y floculante a la salida del desarenador Tratamiento Físico-Químico en decantadores primarios actuales Equipo de desinfección por UV TRANSMITANCIA = 37% Dosis UV = 40 mj/cm2 (Validada por Bioensayo) 39
40 Gracias por su atención 40
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