Sistema Escalonado de Aireación

Transcripción

1 Sistemas Naturales de Alta Velocidad: Alesander Hernández Lizarraga, EIA. Jornada Técnica. Evaluación de comparativas de SNAV frente a sistemas de fango activo. 10 de julio 2014, CEP José María Blanco White, Sevilla.

2 1. Introducción El es: Proceso aerobio de tratamiento de aguas residuales urbanas... Estructura escalonada. Lecho rocoso como soporte de biomasa. Aireación por gravedad.

3 1. Introducción...basado en la Ingeniería del Agua Posible. Obtención del oxígeno necesario sin aporte energético externo. Circulación del agua por gravedad. Construcción, gestión y mantenimiento sencillos. Materiales de construcción comunes y de fácil acceso.

4 1. Introducción Depuración Oxigenación

5 2. Fundamentos teóricos Tratamiento bajo piedra + Aireación por gravedad SEA

6 2. Fundamentos teóricos Tratamiento bajo piedra Tecnologías No Convencionales. Circulación subsuperficial a través de un lecho de piedras. Mecanismos de depuración principales: - Sedimentación - Degradación biológica de la materia orgánica Importancia de la aireación para evitar atascos.

7 2. Fundamentos teóricos Aireación por gravedad Aumento del oxígeno disuelto en el agua sin necesidad de aporte energético: - Circulación por efecto de la gravedad de un punto alto a otro más bajo. - Oxigenación debida al arrastre de aire de la atmósfera al interior del agua.

8 2. Fundamentos teóricos Aireación por gravedad Parámetros con influencia en este proceso: Caudal OD inicial agua de alimentación Temperatura Altura del salto Calidad del agua Profundidad del agua receptora Forma del rebosadero Relación óptima entre la altura del salto y la profundidad del agua receptora: 3/2. Usos: Disminución de metales disueltos por oxidación y decantación Eliminación de gases (CO2, H2S, CH, COVs). 4 Aumento del oxígeno disuelto.

9 3. Sistema experimental Descripción del prototipo Dos escalones construídos sobre 0,33m 0,14m un desnivel de 1 metro. Blanco White 0,5m Campos Experimentales 0,5m Materiales reutilizados Autoconstrucción 1m 0,5m

10 3. Sistema experimental Funcionamiento del prototipo Finalidad: comprobar capacidad de oxigenación del sistema bajo diferentes condiciones: - Caudal, altura del rebosadero y concentraciones iniciales de oxígeno disuelto. Desoxigenación del agua y almacenamiento en bidones de alimentación. Pequeña bomba centrífuga para impulsión del agua. Seguimiento de la variación de OD respecto al tiempo. Sonda multiparamétrica.

11 3. Sistema experimental Resultados y conclusiones Aumento progresivamente menor Evolución OD en el tiempo de OD hasta estabilización en un 7 6 OD (ppm) máximo. Más OD en la alimentación, más OD en el máximo tiempo (s) La diferencia entre ambos es cada vez menor. Experimento Caudal (l/min) OD alimentación (ppm) OD estado estacionario (ppm) 1 1,7 1,36 4,35 Variables no representativas en los 2 1,7 4,97 6,06 rangos probados: Caudal, altura del 3 4,2 1,65 4,73 rebosadero, temperatura. 4 4,2 5,46 6,56

12 3. Sistema experimental Resultados y conclusiones Hipótesis: Hay una relación lineal entre el máximo de OD alcanzado y el OD en la alimentación. Relación OD entrada-máximo 8 7,5 f(x) = 0,5337x + 3,6532 R² = 0,9652 OD máximo (ppm) 7 6,5 6 5,5 5 4, OD entrada (ppm) La regresión lineal de los datos proporciona la ecuación de una recta que relaciona ambos parámetros y permite prever el valor de OD máximo para cada OD de alimentación.

13 3. Sistema experimental Desoxigenación del agua Desoxigenación del agua con sulfito de sodio, Na2SO3: 2 Na2SO3 + O2 --> 2Na2SO4 Oxidación del sulfito a sulfato al reaccionar con el oxígeno disuelto. Estequiometría de 7,8mg de Na2SO3 para reducir 1mg de OD. Presenciade otras substancias oxidables en el agua usada Proporción final 10mg de Na2SO3 por 1mg de OD

14 3. Sistema experimental Resultados y conclusiones Desviación entre los valores teóricos calculados con la ecuación y los valores reales. Caudal OD Entrada OD Máximo real OD Máximo teórico Dif. real-teórico Exp. Relleno (l/min) (ppm) (ppm) OD (ppm) Abs. % 1 Alto 1,7 1,36 4,35 4,38-0,03-0,70 2 Alto 1,7 4,97 6,06 6,30-0,24-3,99 3 Alto 4,2 1,65 4,73 4,53 0,19 4,12 4 Alto 4,2 5,46 6,56 6,57-0,01-0,09 5 Alto 4,1 1,48 4,14 4,44-0,30-7,32 6 Alto 1,5 3,99 6,14 5,78 0,35 5,75 7 Alto 1,5 7,27 7,65 7,53 0,11 1,48 8 Bajo 2,0 2,16 4,93 4,80 0,12 2,51 9 Bajo 2,1 5,38 6,32 6,52-0,20-3,21

15 3. Sistema experimental Balance de Materia del O2 en estado estacionario: CO2 n-1 CO2 n Q Q E=S e Qe CO2 n-1 + mo2 arrastrado = Qs CO2 n + mo2 no disuelto n Qe = Q s = Q mo2 arrastrado - mo2 no disuelto = Q CO2 n - Q CO2 n-1 mo2 disuelto = Q (CO2 n - CO2 n-1) Como estamos en estado estacionario CO2 n = CO2 máx mo2 disuelto = Q (CO2 máx - CO2 n-1) Conclusión: en estado estacionario, el caudal másico de OD depende de la concentración de OD del caudal de entrada. s

16 4. Conclusiones finales El SEA es un SNAV. Es útil, adaptable y versátil para diversas situaciones. Se puede estimar la concentración de OD a la que se llegará en un nivel conociendo la concentración del agua de alimentación del mismo. Se puede estimar el caudal másico de oxígeno que entra en el agua. Solución de compromiso: Oxigenación Depuración Posibilidades constructivas.

17 Muchas gracias por su atención! Alesander Hernández Lizarraga