Acción B6. Informe técnico: diseño de experimentos piloto a realizar en el lavado de vehículos de Miramón

Transcripción

1 LIFE11 ENV/ES/ Acción B6. Informe técnico: diseño de experimentos piloto a realizar en el lavado de vehículos de Miramón Design Of Experiments (DOE) LIFE+ MINAQUA Proyecto de demostración de ahorro de agua en instalaciones de lavado de vehículos mediante el uso de detergentes innovadores y tratamiento natural de las aguas residuales Demonstration project for water in car wash premises using innovative detergents and soft treatment systems Septiembre, 2014

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3 Índice de contenidos 1. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA EXPERIMENTAL DE MIRAMÓN PROTOCOLO GENERAL DE LA PLANTA EXPERIMENTAL DE MIRAMÓN Calidad de entrada (calidad del agua residual de agua a tratar) Operación Carga Hidráulica (CH) MONITOREO: PARÁMETROS DE CONTROL Monitoreo Hidráulico Monitoreo de la calidad del agua Analítica básica Analítica adicional Parámetros de control de la calidad del agua (resumen)... 8 Acción B6. Diseño de experimentos Página 3 de 9

4 Índice de Tablas Tabla 1. Protocolo de cargas hidráulicas a aplicar en la planta piloto... 6 Tabla 2. Resumen del protocolo de control de la calidad del agua (parámetros, frecuencia y método analítico)... 9 Índice de Figuras Figura 1. Cronograma de operación de la planta piloto... 6 Acción B6. Diseño de experimentos Página 4 de 9

5 1. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA EXPERIMENTAL DE MIRAMÓN La planta experimental ubicada en la Estación de Servicio de Miramón contará con una planta piloto de Zona Húmeda de Flujo Sub-Superficial Horizontal (ZHFSSH), similar a la construida en Montfullà. La descripción y funcionamiento de la tecnología se ha descrito en detalle en el informe técnico Tecnologías blandas para el tratamiento de aguas residuales y el reciclaje en el lavado industrial de vehículos de la Acción A7. Los detalles de diseño del piloto se especificarán en el informe técnico Descripción de la planta piloto Miramón de la acción B8 y en los planos de diseño. 2. PROTOCOLO GENERAL DE LA PLANTA EXPERIMENTAL DE MIRAMÓN El piloto operará y será monitoreado durante un periodo de 1 año. Se empezará la monitorización en enero 2015 y se finalizará en enero Durante este año se experimentará con las siguientes variables: 1. Calidad de entrada 2. Operación: carga hidráulica Adicionalmente se tendrá en cuenta la variable temperatura a lo largo de un año de monitoreo ya que esta variable puede afectar a los mecanismos de depuración y por tanto a la eficiencia del sistema Calidad de entrada (calidad del agua residual de agua a tratar) El piloto podrá tratar agua desde el decantador 1 y desde el decantador 2. Consecuentemente habrá dos puntos de conexión: PUNTO 1. Primer decantador - Calidad 1. Se trata de agua de lavado de coches y mascotas sin casi pre-tratamiento. Esta agua se captará directamente del primer decantador del sistema de pre-tratamiento de aguas residuales de la Estación de Servicio de Miramón. Al no poderse ubicar la bomba directamente en la arqueta de entrada, siempre se producirá una cierta decantación. La bomba se instalará inicialmente a unos 50 cm del primer decantador (dentro la columna de agua). PUNTO 2. Segundo decantador - Calidad 2. Se trata de agua de lavado de coches y mascotas después de un primer decantador. Se realizarán las obras necesarias para poder trasladar la bomba al segundo de decantador por si fuera necesario, en caso de colmatación de la ZHFSSH, o si los resultados de salida no son adecuados para el reciclaje. Acción B6. Diseño de experimentos Página 5 de 9

6 2.2. Operación La tecnología de ZHFSSH suele funcionar en continuo si se puede alimentar por gravedad. Sin embargo, en los casos que esto no es posible por falta de pendiente, se alimentan de manera intermitente mediante bomba. En el caso de Miramón se instalará una bomba trituradora. Se instalará un sistema de retorno regulado por una válvula para poder disminuir o aumentar el caudal instantáneo. Esta bomba se regulará mediante un programador para aplicar agua cada hora. Los volúmenes de agua a aplicar en cada piloto (caudal) irán variando a lo largo del experimento, tal como se describirá en el apartado Variando el número de minutos se aumentará o disminuirá el caudal aplicado diario (y por tanto la carga hidráulica diaria aplicada) Carga Hidráulica (CH) Se prevé experimentar al igual que para la ZHFSSH de Montfullà con tres cargas hidráulicas que denominamos mínima, media y máxima, en dos periodos de temperatura (más cálido y más frío) (ver Figura 1). Estas cargas hidráulicas, resumidas en la Tabla 1, son aproximadas y se podrán modificar de acuerdo con los resultados que se vayan obteniendo (disminuyéndola si hay indicios de colmatación o rendimientos bajos; o aumentándola si los rendimientos son muy elevados). Tabla 1. Protocolo de cargas hidráulicas a aplicar en la planta piloto CH1 (mínima) CH2 (media) CH3 (máxima) ZHFSSH (m/día) 0,01 0,08 0,15 La planificación queda distribuida en el tiempo de la forma que se muestra en la Figura 1, la cual contiene el cronograma inicial previsto durante el año de seguimiento. Sin embargo, tal y como se mencionado anteriormente, este cronograma podrá ser modificado dependiendo de los resultados que se vayan obteniendo y/o imprevistos sobrevenidos. CALIDAD 1 o 2 ZHFSSH AÑO 2014 AÑO 2015 O N D E F M A M J J A S O N D CH1 * * CH2 * * CH3 * * * periodo frío periodo cálido período de construcción período de puesta a punto / pruebas Figura 1. Cronograma de operación de la planta piloto Acción B6. Diseño de experimentos Página 6 de 9

7 3. MONITOREO: PARÁMETROS DE CONTROL Una vez el piloto esté en funcionamiento normal (a principios de 2015), se va a realizar el estudio de su funcionamiento mediante 1 año de monitoreo. Se realizará un control hidráulico y un control de la calidad del agua tratada en el piloto Monitoreo Hidráulico El monitoreo hidráulico se realizará a través del control de caudales del piloto. Se medirá el caudal en la entrada y salida de la ZHFSSH. El control se realizará de manera manual semanalmente registrando los caudales instantáneos en el grifo de entrada o en la tubería de salida de la ZHFSSH, con un cronómetro y una probeta Monitoreo de la calidad del agua Se monitoreará la calidad del agua mediante la recogida y análisis sistemático de muestras en la ZHFSSH (entrada, salida y puntos intermedios de control). A continuación se presenta el protocolo de monitoreo de la calidad del agua donde se especifica el tipo, el punto y frecuencia de muestreo y los parámetros de calidad del agua que se analizarán Analítica básica Frecuencia del muestreo: semanal y/o mensual (en el caso de los puntos de muestreo 3 y 4) Puntos de muestreo: 4 (1) E-ZHFSSH: entrada a la ZHFSSH (2) S-ZHFSSH: salida de la ZHFSSH (3) PIEZ.1: piezómetro 1 de la ZHFSSH (próximo a la entrada, aprox. a 4 m de distancia de recorrido de agua respecto la entrada) (4) PIEZ. 2: piezómetro 2 de la ZHFSSH (próximo a la salida, aprox. a 12 m de distancia de recorrido de agua respecto la entrada) Parámetros: o Mediante tester digital: ph, conductividad, temperatura del agua, redox o Mediante turbidímetro portátil: turbidez o Mediante contratación de analítica (laboratorio): Demanda Química de Oxígeno total (DQO t), Demanda Química de Oxígeno decantada (DQO d), Demanda Biológica de Oxígeno (DBO 5), Acción B6. Diseño de experimentos Página 7 de 9

8 Sólidos en Suspensión (SS), Escherichia coli (E. coli) Analítica adicional Frecuencia de muestreo: quincenal/mensual/bimensual (según parámetros) Puntos de muestreo: 2 (1) E-ZHFSSH: entrada a la ZHFSSH (2) S-ZHFSSH: salida de la ZHFSSH Parámetros frecuencia quincenal (contratación analítica laboratorio): Sólidos en Suspensión Volátiles (SSV), Nitrógeno de Kjeldhal (TKN) Amonio Nitratos Fosfatos Alcalinidad Detergentes (aniónicos, catiónicos, no iónicos) Parámetros frecuencia mensual (contratación analítica laboratorio): Evaluación de la salinidad: sulfatos, cloruros, calcio, magnesio (parámetros relacionados con acción de seguimiento C6) Parámetros frecuencia bimensual (contratación analítica laboratorio): Aceites, grasas, hidrocarburos Toxicidad Legionella spp. Al inicio de la experimentación se hará un único muestreo y análisis para asegurarse que no hay nematodos intestinales (Ancylostoma, Trichuris y Ascaris). En el caso que hubiera presencia se repetiría el muestro con la misma frecuencia que la Legionella. La muestra se tomará de la Entrada (punto E-ZHFSSH) Parámetros de control de la calidad del agua (resumen) La Tabla 2 contiene un resumen de los parámetros de caracterización del agua, así como el control propuesto (frecuencia y método). Acción B6. Diseño de experimentos Página 8 de 9

9 Tabla 2. Resumen del protocolo de control de la calidad del agua (parámetros, frecuencia y método analítico) Parámetro Unidades Periodicidad Método Rango/ Límite de detección Temperatura C semanal Tester 0-60 ph Unidades ph semanal Tester ORP mv semanal Tester ±1000 EC µs/cm semanal Tester Turbidez FNU semanal Turbidímetro DQOt mg/l semanal Espectrofotometría UV-VIS 10 DQOs mg/l semanal Espectrofotometría UV-VIS 10 DQOp mg/l semanal Cálculo DQOt - DQOs - DBO5 mg/l semanal Manométrico 5 SS mg/l semanal Gravimétrico 3 SSV mg/l quincenal Gravimétrico 3 NTK mg/l quincenal Destilación y titulación 3 N-NO3 mg/l quincenal Cromatografía 0,5 N-NH4 mg/l quincenal Electrodo 0,1 P-PO4 mg/l quincenal Cromatografía 0,5 Sulfatos mg/l mensual Cromatografía 5 Ca mg/l mensual IPC 2 Mg mg/l mensual IPC 2 Cloruros mg/l mensual Cromatografía 10 Alcalinidad mg/l CaCO3 quincenal Titulometría 5 Detergentes aniónicos mg/l quincenal Espectrofotometría UV-VIS 1 Detergentes catiónicos mg/l quincenal Espectrofotometría UV-VIS 0,2 Detergentes no iónicos mg/l quincenal Espectrofotometría UV-VIS 0,5 Hidrocarburos, aceites y grasas mg/l bimensual Espectrofotometría IR 0,05 E. coli UFC/100 ml semanal Filtración - Legionella spp. UFC/L bimensual Filtración - Toxicidad Equitox bimensual Inhibición de la bioluminiscencia bacteriana (Vibrio Ficheri) 3 Nematodos intestinales Huevos/10L única Concentración de la muestra y observación microscópica - Acción B6. Diseño de experimentos Página 9 de 9