CANALES DE OXIDACIÓN

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1 XXII COGREO DE CETROAMERICA Y AAMA DE IGEIERIA AITARIA Y AMBIETAL UERACIO AITARIA Y AMBIETAL: EL RETO CAALE DE OXIDACIÓ Autor rincipal: Ing. Ricardo Kjaer Ricardo Kjaer es Ingeniero Industrial uperior por la Universidad de Copenhague (Dinamarca). Comenzó a trabajar en el campo del tratamiento del agua hace 20 años en Krüger, hoy perteneciente al grupo Vivendi Water. Durante estos años, lleva trabajando en el saneamiento y potabilización de aguas para los mercados Europeo y Latinoamericano. Dirección: Calle Electrodo, 52 olígono Industrial anta Ana Rivas Vaciamadrid - Madrid España - Tel.: +34 (91) Fax: +34 (91) rikjr@attglobal.net ITRODUCCIÓ Introducción: La depuración de aguas residuales provenientes de actividades urbanas o industriales requieren, por lo general, de un tratamiento biológico capaz de eliminar las cargas contaminantes orgánicas en forma de materia en suspensión o disuelta. Los canales de oxidación, en sus diferentes modalidades, ofrecen soluciones para diversas aplicaciones. La característica principal es su gran versatilidad y la posibilidad de poder adaptar las instalaciones construidas a nuevas exigencias ambientales o incrementos en la contaminación que llega a la planta. Los canales de oxidación trabajan bajo la modalidad de fangos activados, en donde el reactor biológico es de mezcla total con aireación por rotores superficiales cubiertos y la salida del agua es regulada por un vertedero móvil. El programa de canales de oxidación incluye los siguientes sistemas de operación: 1. Canal de oxidación tipo A. para poblaciones de hasta 1000 habitantes equivalente. 2. Canal de oxidación tipo D para poblaciones de hasta habitantes equivalente. 3. Canal de oxidación tipo T para poblaciones de hasta habitantes equivalente. 4. istema Biodenitro y Biodenipho. Todos estos sistemas deben ir complementados con un pretratamiento acorde con las características del afluente a tratar. El pretratamiento puede incluir: desbaste, desarenado, desengrasado y, eventualmente, decantación primaria. De igual manera, dependiendo del uso que se pretenda dar al agua tratada, puede complementarse el tratamiento biológico con un tratamiento terciario de filtración y cloración. El sistema de aireación que se aplica, rotores superficiales, tiene la ventaja de ser un aparato simple que está instalado fuera del agua por lo que se puede inspeccionar fácilmente y, además, va cubierto por lo que evita la producción de aerosoles que arrastrados por el viento podrían producir un importante impacto ambiental en el entorno. Los vertederos móviles en la salida, permiten dirigir el caudal de acuerdo con las necesidades operativas, controlar el nivel hidráulico en los canales y utilizar el mismo canal como un decantador secundario. AIDI: Asociación Interamericana de Ingenieria anitaria y Ambiental -Capitulo Honduras 1

2 XXII COGREO DE CETROAMERICA Y AAMA DE IGEIERIA AITARIA Y AMBIETAL UERACIO AITARIA Y AMBIETAL: EL RETO DEARROLLO Canales de oxidación tipo A Este sistema consiste en un único reactor con entrada continua que lleva a cabo la función de aireación, decantación y descarga, en forma secuencial. El agua entra en continuo y la descarga se produce por un vertedero móvil controlado automáticamente. En la fase de aireación se produce la degradación de los contaminantes del agua residual por medio de los microorganismos del fango activado. En la decantación, los fangos se sedimentan en el propio canal permitiendo, después de unos minutos, el inicio de la descarga del agua depurada por el vertedero móvil regulable. El fango activado en exceso se elimina del reactor por medio de un bombeo que lo envía a concentración y deshidratación. Las fases están controladas por un autómata y sólo requiere supervisión y control para la operación de la instalación. Los parámetros de salidas que normalmente se alcanzan en este tipo de instalación son: BOD< 20 mg/l < 35 mg/l itr.< 2 mg/l Los fangos en excesos son estabilizados en el proceso aerobio de depuración y no producen olores al extraerlos. Figura 1. Ciclo de operación del Canal Tipo A. hase A hase B hase C = Eliminación de dedbo y DBO itrificación y itrificación = edimentación = edimentación AIDI: Asociación Interamericana de Ingenieria anitaria y Ambiental -Capitulo Honduras 2

3 XXII COGREO DE CETROAMERICA Y AAMA DE IGEIERIA AITARIA Y AMBIETAL UERACIO AITARIA Y AMBIETAL: EL RETO Canales de oxidación tipo D El sistema de canales de oxidación tipo D, igual que el tipo A, realiza la función de decantación en el propio canal, pero al tener dos canales la operación es continua, alternándose los canales para trabajar en la fase de aireación y decantación secuencialmente. Figura 2. Canal de Oxidación Tipo D La secuencias están controladas por autómatas y los parámetros de vertidos son similares a los del Canal tipo A. Canal de oxidación tipo T En el canal de oxidación tipo T, la sección de fangos activados está integrada por tres tanques de aireación con decantación y aireación alternante en los dos tanques de extremo y aireación continua en el tanque del centro. Los tres tanques están intercomunicados hidráulicamente a través de un orificio en los muros divisorios y el flujo del agua es dirigido por medio de la arqueta de reparto de entrada y los vertederos de salida de cada tanque. Este sistema es especialmente ventajoso en depuradoras de una capacidad de a habitantes equivalentes. Figura 3. Canal de Oxidación de Tipo T Operación del canal triple Fase A, B, C y D F A E A A E R A C IO A E R A C IO 0,5-1 h o r a F A E B A E R A C IO A E R A C IO 2,5-3 h o r a s F A E C A E R A C IO A E R A C IO 0,5-1 h o r a F A E D A E R A C IO A E R A C IO 2,5-3 h o r a s AIDI: Asociación Interamericana de Ingenieria anitaria y Ambiental -Capitulo Honduras 3

4 XXII COGREO DE CETROAMERICA Y AAMA DE IGEIERIA AITARIA Y AMBIETAL UERACIO AITARIA Y AMBIETAL: EL RETO Las dos principales ventajas de este sistema son: - encillez operativa, al no tener decantación secundaria exterior ni recirculación de fangos - Obtención de altos niveles de calidad del efluente con costes de inversión competitivos, al poder realizar prácticamente toda la obra civil en una estructura tipo canal sin armaduras significantes. roceso Biodenitro/Biodenipho. El proceso Biodenitro, es un proceso de depuración biológico para eliminar nitrógeno en el agua residual que viene en forma de amoníaco, basado en la nitrificación y desnitrificación secuencial en dos canales de oxidación con decantación externa. Figura 4. Ciclo de Operación del istema Biodenitro Biodenitro I I II D II I = eliminación de BOD y nitrificacion D = eliminación de BOD ydenitrificacion = edimentación D II I II hase A hase B hase C hase D Concentration D A B C D A B C (mg /l) D D itrate Ammonium Time (min.) En la primera fase los rotores de ambos canales están en operación, oxidando la materia carbonada y nitrificando el amoníaco a nitrato. En la segunda fase, se deja de airear en un canal y por lo tanto se producen condiciones anoxias sin oxígeno libre. En esta fase trabajan las bacterias desnitrificadoras que utilizan el oxígeno de los nitratos para su respiración, produciendo nitrógeno libre y por lo tanto la desnitrificación del agua residual. En la tercera y la cuarta fase se repite los procesos pero invertido en los canales. El período de cada fase se ajusta de acuerdo a las características del vertido a tratar y todo el período dura normalmente de 4-8 horas. Los parámetros de vertidos que se obtienen DBO<10 mg/l <10 mg/l itratos< 2 mg/l itrógeno total< 6 mg/l AIDI: Asociación Interamericana de Ingenieria anitaria y Ambiental -Capitulo Honduras 4

5 XXII COGREO DE CETROAMERICA Y AAMA DE IGEIERIA AITARIA Y AMBIETAL UERACIO AITARIA Y AMBIETAL: EL RETO El proceso Biodenipho tiene similar modo de operación al Biodenitro, solo que se agrega un tanque anaerobio en la entrada de los canales para seleccionar los microorganismos capaces de retener alto contenido de fósforo y pudiendo de este modo obtener valores en la salida inferiores a 1 mg/l de fósforo total. Figura 5. Esquema de una planta Biodenipho Conclusión: Los canales de oxidación es un sistema de depuración que ofrece una forma de operación sencilla, con un impacto ambiental muy reducido y pudiéndose obtener resultados en los parámetros de vertidos y operación que satisfacen legislación ambiental muy exigente tanto con respecto a la DBO, a los sólidos en suspensión, como a las sales nutrientes de nitrógeno y fósforo. Los canales de oxidación ofrecen la posibilidad de ampliación de un tipo de canal a otro, con gran posibilidad de utilizar al 100% lo construido en la primera fase. AIDI: Asociación Interamericana de Ingenieria anitaria y Ambiental -Capitulo Honduras 5

6 Canales de Oxidación Ing. Ricardo Kjaer Bekox,.A.

7 Canales de Oxidación Tecnologías de canales de oxidación:! Canal tipo A! Canal tipo D! Canal triple! Biodenitro/Biodenipho Diapositiva 2

8 Elementos de un Canal de Oxidación ROTOR VERTEDERO VERTEDERO DITRIBUIDOR Diapositiva 3

9 Vertedero Diapositiva 4

10 Rotor de Aireación Diapositiva 5

11 Rotor de Aireación Diapositiva 6

12 Canal de Oxidación Tipo A Fase A Fase B Fase C = itrificación y eliminación de DBO = edimentación Diapositiva 7

13 Canal de Oxidación Tipo D HAE C Aireación edimentación y descarga Diapositiva 8

14 Modo de Operación del Canal D Aireación edimentación y descarga edimentación y descarga edimentación edimentación edimentación y descarga edimentación y descarga Diapositiva 9 Aireación

15 Canal de Oxidación Canal Triple I D I II III Fase A Fase B Fase C II III I II III = itrificación y eliminación de DBO D = Denitrificación y eliminación de DBO = edimentación Diapositiva 10

16 Caracteristicas particulares de los Canales A, D y T resinden de la decantación externa y de la recirculación de fangos Compactos y de simple operación Amplian la capacidad, mínimo, al 100 % con un decantador externo Diapositiva 11

17 Canales de Oxidación tipo Biodenitro FAE A AOXICO (Denitrificación) AEROBIO (itrificación) Diapositiva 12

18 Eliminación Biológica de Fósforo (hosphorus/bod - ubstitution) 2 Denitrification 1 Anaerobic treatment BOD BOD O 3 - BOD 2 O 2 Chem.- CO 2 +H 2 O 3 itrification 4 ettling Wastewater Return sludge 4-6 % Excess sludge Diapositiva 13

19 Eliminación Biológica de Fósforo Reactor anaerobio separado Facilita la acumulación de fósforo en los microorganismos Evita la proliferación de bacterias filamentosas Diapositiva 14

20 elector anaerobio Agua de entrada Denitrificación Anaerobio Diapositiva 15 Recirculación

21 Biodenipho Diapositiva 16

22 Diagrama de Operación Biodenipho I D II I D II I II hase A hase B hase C hase D II I = Eliminación de DBO y nitrógeno. = Eliminación de fósforo D = Eliminació de DBO y denitrificación = edimanetación Diapositiva 17

23 Carácteristica Generales de los Canales de Oxidación Versatilidad Alto rendimiento en la depuración Bajo impacto ambiental Costes de inversión bajos Diapositiva 18

24 Diapositiva 19 AMELIA, VA. - onencia:.3 MGD Canales de Oxidación

25 Diapositiva 20

26 Depuradora Biodenipho Damhusaaen, Copenhague - Dinamarca Diapositiva 21

27 Depuradora Cana Tipo T ilkeborg, Dinamarca Diapositiva 22