OPERACIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS : AEROPUERTO ARTURO MERINO BENÍTEZ

Transcripción

1 OPERACIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS : AEROPUERTO ARTURO MERINO BENÍTEZ AUTORES Rodrigo Cuevas Alonso Área Procesos USA-INTEC Ltda. Esteban Arévalo Medel Jefe de Planta USA-INTEC Ltda.

2 RESUMEN Se exponen aspectos relevantes de la experiencia de Operación, de la planta de tratamiento de aguas servidas del aeropuerto Arturo Merino B. Dicha planta corresponde al tipo lodos activados, versión aireación extendida. El enfoque de esta ponencia incluye la evolución de diversos parámetros de calidad de efluente, y de indicadores de los procesos involucrados (degradación de materia orgánica, nitrificación de compuestos amoniacales, desechado de lodos, bioselección de microorganismos deseables, entre otros). Dichos tópicos son expuestos y discutidos. Se hace mención a ciertas condiciones anómalas, tales como entradas puntuales de hidrocarburos y formaldehido a la planta, así como de la capacidad asimilativa de ésta y las acciones de control de procesos. Finalmente, se concluye que se ha desarrollado un nivel de tratamiento tal que permite mantener altos índices de eficiencia de remoción de materia carbonácea (sobre 9%), y baja materia orgánica en el efluente (DBO 5 menor a 1 mg/l). 1.- INTRODUCCIÓN El Ministerio de Obras Públicas, a través de la Dirección Nacional de Aeropuertos, impulsó la creación de una planta de tratamiento de aguas servidas en el aeropuerto Arturo Merino Benítez. Junto a la necesidad de atender las distintas dependencias del recinto (restaurantes de los terminales, casino aeronáutico, descargas de aviones, entre otras), esta planta pretende ser un hito destacado en el tema ambiental para nuestro país. Para ello, la Dirección Nacional de Aeropuertos contó con la asesoría de una consultora del área sanitaria, para realizar el estudio de prefactibilidad y preingeniería. Las tecnologías aceptadas al momento de la licitación pública fueron aquellas alternativas del tipo rotores biológicos y lodos activados, desechándose la de filtros percoladores (problemas de olores y baja calidad de efluente). La evaluación incluyó, tanto una parte técnica como una parte económica. El consorcio Constructora Belfi / Aero-Mod, Inc. ganó la propuesta, al obtener el mejor puntaje ponderado de ambos aspectos. Aero-Mod, Inc., una compañía norteamericana especialista en el tratamiento de aguas servidas (tecnología de lodos activados, versión aireación extendida), fue la encargada de la ingeniería de procesos y el suministro de los equipos. Específicamente, este proyecto contempló la implementación de una planta diseñada para manejar un caudal medio de m 3 /día (caudal máximo de m 3 /día; población equivalente de 3. habitantes), esperado en un plazo de diez años. 2.- DESARROLLO MANTENCION En relación al pretratamiento (anexo Nº 1), la mantención ha incluido la limpieza de las cámaras desgrasadoras (mensualmente) y de la trituradora mecánica (semanalmente). A su vez, en la planta se ha realizado la limpieza del área de clarificadores y de la reja mecánica (diariamente), además del retiro de residuos sólidos, en bolsas porosas (,2 a,4 m 3 semanales). A su vez, los equipos mecánicos han recibido mantención preventiva, que ha consistido en inspecciones visuales y limpieza. En el caso de la reja mecánica, ésta fue engrasada a los tres meses de operación (julio). 2

3 2.2.- RILES Cabe consignar la entrada de hidrocarburos a la planta. La primera llegada de estos compuestos correspondió al día 2 de mayo. Posteriormente, se han recibido tres nuevas descargas, pero de menor magnitud. Las acciones tendientes a remover estos compuestos incluyeron la utilización del rebalse de emergencia de la cámara de elevación (anexo Nº1), y el drenaje del producto del fondo directamente hacia el colector de salida, utilizando una de las bombas sumergibles. Así, la entrada a la planta fue mínima, sin observarse secuelas apreciables. Los hidrocarburos fueron vertidos a la red de colectores desde alguna dependencia del aeropuerto (no ha sido establecido claramente), por lo cual la Dirección Nacional de Aeropuertos ha impulsado un plan de prevención. Otro asunto de interés lo constituye la presencia de formaldehido (desinfectante usado en baños de aviones) en el agua servida, lo que fue aceptado por el proveedor de la tecnología de procesos. Se previó que la dilución que recibiese dicho compuesto permitiría su degradación. La ausencia del caudal esperado (Fig. Nº 3) para el inicio de la operación (2.6 m 3 /día, aproximadamente), motivaron el contener el afluente en la cámara de elevación (138 m 3 ; usada en igualación de flujo), a fin de lograr una mayor dilución. Esto se realizó en momentos de menor aporte desde las instalaciones de terminales, operándose en forma discontinua en tal situación. La discriminación de ello se hizo por inspección visual del agua cruda, determinándose como horas de mayor aporte de estas últimas, a aquellas en que ocurren los cambios de turno (12: y 18: horas, aproximadamente). No obstante lo anterior, el extenso tiempo de retención hidráulico (48 a 96 horas), junto a favorables resultados de calidad de efluente, permitieron que se decidiera retornar a la operación contínua de la planta (julio). Así, se reporta que el formaldehido podría ser mayormente noscivo para las bacterias nitrificantes, dado su baja tasa de crecimiento [4]; sin embargo, el índice de nitrificación (Fig. Nº 1) indica que la dilución de este compuesto ha sido suficiente para contrarrestar tal efecto. Dicha dilución se debería principalmente por el volumen de los estanques de aireación (4.258 m 3 ), más que por el aporte de otras aguas residuales PROCESOS En cuanto a procesos de tratamiento, la Fig. Nº 1 muestra que sólo a partir de julio se obtuvieron niveles significativos de SSLM, lo cual es consecuente con la relativa estabilidad, tanto de la relación DBO 5 /DQO (Fig. Nº 4) del efluente, como del índice de volumen de lodos (Fig. Nº 5) [2]. Coincidentemente, la relación alimentación/microorganismos (A/M; Fig. Nº 8) alcanzó desde julio valores acordes a lo citado en la literatura, para el caso de la tecnología de aireación extendida (,5 a,15) [2; 3]. El grado de lodos generados (Fig. Nº1), bajo para lo reportado (2.5 a 6. mg/l), es explicado por los bajos niveles de carga volumétrica (Fig Nº 6) respecto a lo que resultaría normal (,16 a,4 Kg DBO5/(m 3 *día)) [3]. Lo anterior explica tambien los resultados irreales en cuanto a DBO 5 de efluente, y porcentaje de remoción de materia carbonácea, en la etapa de Puesta en Marcha (Fig. Nº 2). Por otro lado, el sistema de operación de la planta ha requerido la programación de los cronómetros de control de la succión de lodos sedimentados, permitiéndose la sedimentación por períodos comprendidos entre 2 y 1 minutos (no es real la comparación de tasas de sedimentación, por la geometría atípica de los sedimentadores existentes en esta planta). Esto ha sido así pues, si bien los lodos han presentado desde un principio una alta velocidad de sedimentación (observaciones en laboratorio), sólo a partir de julio el nivel de SSLM ha permitido aumentar la frecuencia de extracción de lodos. El lento desarrollo de biomasa se reflejó en la ausencia de protozoos ciliados y flagelados (inspecciones visuales) entre los meses de abril y junio, que constituyen poblaciones importantes en lodos activados [1; 2]. Posteriormente, se han observado protozoos ciliados, rotíferos y nemátodos (julio y agosto), sin constituir grupos predominantes en las muestras de lodos. 3

4 Lo anterior es explicado por la limitación de desechado de lodos (excesiva edad de lodos; baja razón alimentación/microorganismos [2; 3] ), debido a que fallas de obra civil en el entorno de la planta, mermaron la alimentación de afluente. Así, dado a que los inconvenientes derivados de obra civil aún persisten, a la latencia de posibles entradas de elementos noscivos, y al deseo de no provocar alteraciones al sistema mayores al 1% [2], se ha desechado lodos a un volumen tal, que permita mantener una concentración de SSLM cercana a 2. mg/l (Fig. Nº 1). Lo anterior ha significado operar a una edad de lodos de 3 días. Se espera bajar este valor pues, si bien se cita como rango normal, para la tecnología de aireación extendida, tiempos de residencia celular que oscilan entre 2 y 3 días [3], se desea aumentar la actividad biológica. Ello no sería posible hasta que tales eventos dejen de representar un riesgo para el proceso de tratamiento. No obstante, los resultados obtenidos en cuanto a la calidad de efluente (Fig. Nº 2; Fig. Nº 7) confirman la versatilidad de la modalidad aireación extendida, frente a variaciones en las características físico-químicas del afluente, comparado con la alternativa de lodos activados convencionales [2]. Por otro lado, no se ha observado interferencia de bacterias filamentosas, aun cuando la baja relación A/M (Fig. 8) podría facilitar su proliferación [3]. Lo anterior confirma la utilidad del estanque receptor del agua cruda (bioselector), que al crear un ambiente anóxico (concentración de oxígeno menor a 1,5 mg/l), limita su sobrevivencia antes de llegar a los estanque de aireación. En relación a los niveles de coliformes fecales en el efluente, éstos no han sido mayores a 1 NMP/1mL (1 NMP/1mL, en el área de clarificadores). Dado lo anterior, se ha reducido al mínimo la dosificación de gas cloro en la etapa de desinfección (2 mg/l, como promedio), de acuerdo a las exigencias de la Inspección Técnica de las Obras. Finalmente, de la Fig. Nº 9 podemos observar el grado de remoción de nitrógeno. El rango de variación de este parámetro oscila entre 55 y 94% (aproximadamente, 6 % a partir de julio). Aunque la denitrificación no ha ocurrido mayormente (Fig. Nº 1), pues la remoción involucra en mayor proporción al nitrógeno amoniacal, se espera conseguir mejores resultados (remoción de nitratos y de fósforo, adicionalmente) al operar a mayores cargas volumétricas (mayor relación carbono/nitrógeno; [2, 3,4]). 3.- CONCLUSIONES a.- Las labores de mantención han sido mínimas, lo cual ha simplificado la operación de la planta. b.- La planta de tratamiento ha obtenido buenos resultados de calidad de efluente (sólidos suspendidos totales y DBO 5 inferior a 1 mg/l), aun cuando la edad de lodos actual resulta excesiva. Lo anterior muestra una notable versatilidad de la planta de tratamiento frente a diversas vicisitudes. REFERENCIAS [1] Bitton, Gabriel Wastewater Microbiology. University of Florida Press. 55 pp. [2] Department of Civil Engineering Industrial Waste Treatment. A Field Study Training Program. Vol. 2. California State University Press. 774 pp. [3] Metcalf & Eddy Wastewater Engineering. Treatment, Disposal, Reuse. Third Edition pp. [4] Garrido, Juan Nitrificación e desnitrificación de aguas residuais con concentracións elevadas de formaldehido e urea. Tese de Doutoramento. Universidade de Santiago de Compostela. 411 pp. 4

5 FIGURA Nº 1. SOLIDOS SUSPENDIDOS DE LICOR MEZCLADO [mg/l] FECHA S.S.L.M. A.P. S.S.L.M. A.S. FIGURA Nº 2. DBO5 Y EFICIENCIA DE REMOCION [mg/l] FECHA DBO5af [mg/l] DBO5ef [mg/l] EFICIENCIA % 5