La EDAR de Ondarroa recibe aguas residuales con una muy importante carga salina a causa de la intrusión marina y los vertidos de industrias conserveras. Los elevados niveles de SH2 en la red y en la EDAR producen graves problemas de seguridad, olor y degradación de equipos. Para solucionarlo, se ha actuado en la red, reduciendo la aportación de sulfatos en origen mediante separación de redes, reprogramación de bombeos y mejoras en la gestión de residuos de las conserveras.
En la EDAR se han confinado las láminas de agua, se han sustituido los filtros prensa por centrífugas, se ha modelizado la ventilación interior mediante CFD y se ha instalado una desodorización consistente en dos etapas (biotrickling + carbón activo) para las atmósferas confinadas y de una etapa (carbón activo) para el aire ambiente.
I. Astigarraga*, A. López, J.J. Martínez, F. Ortega, U. Sagasti
Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia, c/ S. Vicente 8 – Edificio Albia I, Bilbao, Spain. *iastigarraga@consorciodeaguas.eus
Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.
Editor académico: Carlos N Díaz.
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Cita: I. Astigarraga, A. López, J.J. Martínez, F. Ortega, U. Sagasti, 2021, Reducción de Olor en un Sistema de Saneamiento con Alta Intrusión Salina. 9ª Conferencia de la IWA sobre olores y COV/emisiones atmosféricas, Bilbao, España, Olores.org.
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ISBN: 978-84-09-37032-0
Palabras clave: Intrusión marina, SH2, reprogramación de bombeo, CFD, confinamiento de olor, biotrickling, carbón activo.
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Resumen
La EDAR de Ondarroa recibe aguas residuales con una muy importante carga salina a causa de la intrusión marina y los vertidos de industrias conserveras. Los elevados niveles de SH2 en la red y en la EDAR producen graves problemas de seguridad, olor y degradación de equipos. Para solucionarlo, se ha actuado en la red, reduciendo la aportación de sulfatos en origen mediante separación de redes, reprogramación de bombeos y mejoras en la gestión de residuos de las conserveras. En la EDAR se han confinado las láminas de agua, se han sustituido los filtros prensa por centrífugas, se ha modelizado la ventilación interior mediante CFD y se ha instalado una desodorización consistente en dos etapas (biotrickling + carbón activo) para las atmósferas confinadas y de una etapa (carbón activo) para el aire ambiente.
1. Introducción
La EDAR de Ondarroa es una depuradora de 23.800 hab-eq. de capacidad que trata 880.000 m3/año de aguas residuales procedentes de los municipios de Berriatua y Ondarroa. La red de saneamiento transporta una muy importante carga salina a causa de la intrusión marina producida en la red municipal, así como por vertidos de industrias conserveras. Esto produce unos elevados niveles de SH2 en la red y en la EDAR, con graves problemas de seguridad, olor y degradación de equipos. La planta se opera con un biológico que se consigue mantener estable con conductividades situadas entre los 10-18 mS/cm, aunque ocasionalmente recibe aportaciones superiores a los 30 mS/cm, llegando a medirse 45 ppm de SH2 en la sala de deshidratación de la EDAR. Para solucionarlo, se ha actuado en la red, reduciendo la aportación de sulfatos en origen, y se han ejecutado acciones correctivas en la EDAR.
2. Materiales y métodos
2.1 Reducción de la intrusión marina en la red de colectores
La red de saneamiento consta de dos ramales principales que confluyen en la EDAR. El ramal principal termina en el Bombeo del Muelle, previo a la EDAR, y está afectado por la marea. Tiene otros tres bombeos previos de elevación (Bº Mercado, Bº Astillero y Bº Alameda) junto a la ría. Identificando esta intrusión como origen del problema, se decidió solucionar de raíz, intentando reducirla mediante tres actuaciones diferentes, disminuyéndose simultáneamente la emisión de olor en todas las instalaciones.
a) Separación de redes en el municipio
En el Bombeo de Astillero se ejecutó una nueva red separativa de fecales, dejando la antigua -que soportaba la intrusión- exclusivamente para pluviales. Así mismo, se automatizó el bombeo (PLC, conductivímetro y caudalímetro) para disponer de una capacidad de regulación en los momentos de intrusión salina.
b) Modificación del funcionamiento de los bombeos
Los bombeos funcionaban mediante la programación convencional, según la cual las bombas arrancan y paran para mantener el nivel en el colector. Cuando la cota de la marea es superior a la cota objetivo dentro del colector, si la intrusión es muy elevada los caudales bombeados aumentan sustancialmente, porque la velocidad de intrusión es superior a la capacidad de extracción de las bombas, es decir, es imposible “achicar el mar”. Para solucionarlo, se han instalado sondas de conductividad en los cuatro bombeos del ramal del Bº Muelle. Estas sondas limitan el caudal máximo bombeado cuando la conductividad supera los 5 mS/cm, (valor indicativo de intrusión marina). Así, el bombeo ya no se regula por nivel, sino por conductividad y caudal, lo que permite dejar subir el nivel del pozo hasta igualar al nivel de la marea, estableciéndose un equilibrio hidrostático a ambos lados de la pared del colector que reduce la intrusión salina sustancialmente.
c) Proyecto Life Vertalim: reducción del impacto de vertidos de empresas conserveras
La finalidad del proyecto ha sido la correcta gestión de los residuos de las conserveras, mejorando la DQO, las grasas, los SS y las puntas de salinidad del efluente de las conserveras, reduciendo consecuentemente el olor intrínseco de las aguas vehiculadas a la EDAR. La salinidad se redujo con la colocación de depósitos de laminación y homogeneización a la salida de cada conservera. Se modelizó la conductividad en el colector, incluyendo la intrusión por la variación mareal y se seleccionó una estrategia de descarga para que la salinidad del colector fuera lo más homogénea posible, adaptándola al avance en las mejoras en la eliminación de la intrusión de la red. Estos depósitos han permitido rebajar la temperatura del agua y, por consiguiente, la generación y emisión de olor en los colectores. En una conservera se ha instalado una desodorización consistente en la oxidación de sulfuros a sulfatos por aireación y catalizada por manganeso divalente con ajuste de pH. El aire emitido se ha depurado en un filtro de carbón activo previo a su emisión a la atmósfera.
2.2 Reforma de la desodorización en la EDAR
La EDAR de Ondarroa consta de un pretratamiento y decantación primaria en interior de edificio (no había confinamiento a ras de agua) y un proceso biológico en exterior. Los valores de SH2 en el aire ambiente interior eran muy elevados, llegando hasta 45 ppm en la sala de filtros prensa. Estos valores superaban la normativa de seguridad laboral, generando alarmas que suspendían las labores de explotación y mantenimiento. La planta disponía de un sistema centralizado de ventilación por aspiración de aire ambiente y desodorización por carbón activo para un caudal de 30.000 Nm3/h, insuficiente para solucionar la problemática existente en el edificio.
Se confinaron a ras de lámina de agua las zonas de mayor emisión de SH2: cámara mezcla, floculación, decantación lamelar, compuertas, equipo de tratamiento de grasas, arquetas de escurridos de centrífugas, desengrasador, tornillos transportadores, tanque de laminación y espesador. El desarenado-desengrasador no se confinó debido a su geometría y tras verificar con mediciones analíticas que no era un foco prioritario. Todas las cubiertas disponen de ventanas de inspección o sistemas de fácil apertura, en función del tipo y frecuencia de la tarea a desarrollar. El aire captado en estas zonas, altamente cargado, se emvió a un tratamiento específico en biotrickling de 5.000 Nm3/h de capacidad con afino posterior en el equipo de carbón activo existente, el cual trataría además 25.000 Nm3/h de la ventilación del edificio, ya menos cargado que antes.
El aire de la nave se renovó con ventilación forzada cruzada, favoreciendo el barrido de las diferentes salas con diseño previo mediante CFD. Los filtros prensa, imposibles de confinar, se sustituyeron por centrífugas, reduciéndose drásticamente la emisión de SH2.
Los caudales aspirados de las zonas confinadas fueron inicialmente los previstos en proyecto. Sin embargo, tras su ejecución, se comprobó empíricamente que eran insuficientes y se aumentaron. Por ejemplo, en la arqueta de escurridos se pasó de las 12 ren/h de proyecto a 40 ren/h. En otros espacios confinados las tasas de renovación finales han sido: 19 ren/h en bombeo de vaciado, 12 ren/h en tanque de laminación, 10 ren/h en espesador y conducciones de deshidratación, y 6 ren/h en cámaras de mezcla, floculación y decantador lamelar.
3. Resultados y discusión
3.1 Reducción de la intrusión marina en la red de colectores
a) Separación de redes en el municipio
La intervención en el bombeo de Astillero ha tenido un coste de 360.000 € de inversión, y ha permitido reducir el caudal bombeado de los 142.000 m3/año de 2017 a 85.000 m3 en 2019, gracias a la disminución de la intrusión de agua marina (55.500 m3) y de agua de lluvia (1.500 m3). El beneficio es múltiple y cuantificable a varios niveles, si bien en términos de olor se estima una reducción anual de unas 150 Tm de ión sulfato, precursor de la generación del SH2. Sin embargo, se estima que todavía queda un 80% de intrusión por resolver, procedente mayoritariamente del Bombeo de Mercado.
Se considera que la eliminación real mediante separación de redes es muy efectiva, pero muy cara, y que requiere largos plazos de ejecución. Aun así, es totalmente necesaria y se debe ir haciendo con paso firme en el largo plazo.
b) Modificación del funcionamiento de los bombeos:
La nueva regulación de los bombeos ha sido exitosa y se ha constatado que no ha generado impacto en el medio receptor. Es una manera muy práctica de reducir el problema en origen, hasta que finalmente pueda ejecutarse su eliminación definitiva mediante la actuación en la red. El ahorro energético y la reducción de sulfatos hacia la EDAR es muy relevante, estimándose 175 TM/año de ión sulfato que dejan de bombearse hacia la depuradora al reducir la entrada de agua marina en 63.000 m3/año.
Anteriormente a la reprogramación, con mareas vivas el Bº Muelle llegaba a elevar 13.000 m3/día, con 49 mS/cm de conductividad, cifra que se ha reducido hasta los 2.305 m3/día actuales con 34,18 mS/cm de conductividad. La aportación mareal persiste todavía, pero se ha reducido del 1.227% al 135%. En la siguiente tabla figuran las conductividades y volúmenes bombeados actualmente, tanto en bajamar como en pleamar.
Tabla 1. Caudales diarios bombeados y conductividad media.
c) Proyecto Life Vertalim para la reducción del impacto de los vertidos en las empresas conserveras:
Este proyecto ha sido una colaboración público-privada que ha permitido ayudar a las empresas con vertidos más contaminantes a reducir su impacto gracias a la implantación de buenas prácticas. La fórmula de colaboración empleada, así como las técnicas de reducción de residuos de las conserveras ha resultado exitosa, y se ha divulgado de manera desinteresada en otras regiones europeas con industrias conserveras, siguiendo las directrices de la UE para los proyectos Life.
3.2 Reforma de la desodorización en la EDAR
El empleo de la modelización mediante CFD, como base para el diseño y definición del sistema de ventilación del aire interior, aseguró su correcta renovación, evitando de esta forma la presencia de zonas muertas y asegurando una alta eficiencia. Partiendo de una implantación inicial, el análisis de los resultados del primer modelo permitió redefinir aquellas zonas que quedaban ventiladas por exceso o defecto, modificando ramales y rejillas a distintas alturas para garantizar el movimiento homogéneo de aire en toda la nave y evitando interferencias en el flujo. En consecutivas modelizaciones se verificó la eficacia e idoneidad de los cambios propuestos.
Igualmente, el CFD permitió optimizar el dimensionamiento del caudal total de ventilación, ajustando así el consumo final de los equipos. Finalmente se obtuvo un modelo con una tasa de ventilación del entorno de 4,3 ren/h para deshidratación y de 5,7 ren/h para pretratamiento, obteniéndose una eficiencia del sistema de ventilación (definida como tiempo mínimo de remplazo / tiempo medio de remplazo) de 0,5 en deshidratación y de 0,49 en pretratamiento (valor objetivo: 0,50).
La modelización permitió asegurar una distribución homogénea de la edad del aire. El empleo de placas multitoberas, apropiadamente seleccionadas y dimensionadas, fueron clave para este fin. La posterior realización de mediciones en inmisión permite adecuar la ventilación a la demanda real, pudiendo llegar a reducirse hasta un 20%, para lo cual se recomienda emplear variadores de velocidad.
En relación con el dimensionamiento de los caudales a transportar por cada ramal, que se determinan en función de la tasa de emisión y el volumen de cada espacio a aspirar, se comprobó la dificultad para definirlo en fase de proyecto, por la incertidumbre de la tasa de emisión de cada espacio confinado. Se considera que un ajuste posterior en obra, tras su puesta en marcha y medición de resultados, sigue siendo necesario.
La instalación de un equipo de desodorización específico para concentraciones elevadas de SH2 ha supuesto un cambio drástico de escenario. En la Tabla 2 se puede observar cómo se ha reducido la concentración de olor y SH2 a la entrada del equipo de desodorización por carbón activo del final de línea. En 2018 este equipo trataba directamente 30.000 Nm3/h del aire de la nave, y actualmente trata el mismo caudal, pero 5.000 Nm3/h han pasado previamente por un sistema específico para alta carga. Además de garantizar unas condiciones de trabajo seguras para el personal de planta, esta mejora supone una reducción en los costes de explotación de la instalación, debido al aumento de vida de los cartuchos de carbón activo.
Tabla 2. Parámetros de entrada en el equipo de carbón activo con deshidratación en marcha.
4. Conclusiones
Las depuradoras costeras suelen tener altos niveles de SH2 a causa de la alta intrusión marina procedente de redes municipales degradadas. Un adecuado diseño de la línea de aire de la EDAR mediante el correcto confinamiento, transporte y eliminación del olor es necesario para garantizar la seguridad de los trabajadores, mejorar su calidad laboral y reducir el impacto por olor en el entorno. Sin embargo, además de establecer medidas correctivas/paliativas como las indicadas, puede ser viable la reducción en origen de la aportación de iones de azufre mediante actuaciones en la red, como puede ser la reparación de colectores o la reprogramación de los bombeos mediante lógicas de control que favorezcan la reducción de la entrada de agua de mar en dicha red. Con relación al tratamiento del olor, un sistema específico previo para los flujos más cargados en SH2, con un afino posterior en carbón activado, es una solución robusta que garantiza una óptima eliminación de contaminantes.
5. Referencias
Astigarraga, I. Corrales R. 2016. Proyecto de reparación y mejora de las instalaciones de la EDAR de Ondarroa. Consorcio de aguas Bilbao Bizkaia, Gia-Eptisa.
Cerdá, R. 2016. Simulación CFD. Proyecto de reparación y mejora de las instalaciones de la EDAR de Ondarroa. Labaqua
Ciriza, A., Gutiérrez, M., Sancho, L. LIFE15 ENV/ES/000373 - LIFEVERTALIM – Prevention and Integral management of high polluted effluents from food SMES to urban sanitation systems. Socio Beneficiario Coordinador: Consorcio de aguas Bilbao Bizkaia; Socios Beneficiarios: AZTI y Ceit-IK4. Socios Beneficiarios PYMES: Conservas Aguirreoa, Conservas Hermanos Etxebarria Idoeta, Conservas Güenaga y Conservas Marino Martínez de Luco