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Tecnologías no Convencionales para depuración de aguas residuales Montevideo (Uruguay) 12-22 Mayo 2010 6.- Tratamiento de las aguas residuales mediante Lechos Bacterianos Juan José Salas Rodríguez

6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Page 1: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Tecnologías no Convencionales para depuración de aguas

residuales

Montevideo (Uruguay) 12-22 Mayo 2010

6.- Tratamiento de las aguas residuales mediante Lechos Bacterianos

Juan José Salas Rodríguez

Page 2: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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La depuración biológica de las aguas residuales

AGUA RESIDUAL

BACTERIAS

OXÍGENO (AIRE)

AGUA DEPURADA

LODOS

OxidaciónCOHNS + O2 + Bacterias CO2 + H2O + NH3 + Nuevas bacterias + Energía

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Tipos de procesos biológicos

Cultivos en suspensión

Cultivos fijados a soporte

FANGOS ACTIVOS

PROCESOS BIOPELÍCULA

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El concepto de biopelícula

La biopelícula es una estructura compleja, formada por:

• Agregados celulares

• Huecos intersticiales

La biopelícula se forma sobre un soporte de origen natural o

sintético.

La estructura es morfológica y fisiológicamente distinta a la de

cultivos libres (fangos activados).

Page 5: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Características de la biopelícula

Los microorganismos están unidos a la superficie de un sólido que actúa

como soporte. No es necesario separar los microorganismos del agua

tratada para posteriormente recircularlos al reactor.

El sustrato, el oxígeno y los nutrientes deben ser transportados a través de

la biopelícula hacia los microorganismos mediante generalmente por

difusión.

La disposición de la biopelícula es distinta en cada sistema:

• Lechos bacterianos: material soporte fijo en el reactor, a

través del cual pasa el agua residual.

• CBR: el soporte gira alrededor de un eje, pasando a través

del fluido.

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Procesos biológicos con biomasa fija: Contactores Biológicos Rotativos (CBR)

EF

Purga de fangosPurga de fangos

oxígeno

ARU

pretratada

DECANTADOR 2ºDECANTADOR 1ºCONTACTOR

BIOLÓGICO

ROTATIVO

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Formación de la biopelícula

En primer lugar, la superficie soporte sufre un acondicionamiento,

debido al contacto con el agua residual.

En segundo lugar se produce la adsorción bacteriana, en dos fases:

• Adsorción reversible: colonizándose la superficie con

bacterias gram negativas seguidas de filamentosas.

• Adsorción irreversible de las células: se producen

polímeros extracelulares (EPS) secretados hacia la

superficie por las bacterias, formándose una matriz sobre

la que quedan retenidos los microorganismos

denominada glucocalix.

Page 8: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Formación de la biopelícula

Material Soporte

Adsorción reversible Adsorción irreversible Crecimiento

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Formación de la biopelícula:zonas

La base de la biopelícula está formada por una acumulación de

células, y es de estructura bien definida.

La zona superficial constituye la transición entre la biopelícula y

el ambiente acuático circundante.

El grosor de estas zonas depende tanto de las condiciones

hidrodinámicas, como de las especies microbianas que

colonicen el material soporte.

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Composición microbiológica

La biopelícula típica de los procesos de tratamiento de aguas residuales

urbanas está formada por:

• Bacterias: Achromobacterium, Alcaligenes, Flavobacterium,

Zooglea; también filamentosas (Sphaerotillus) y nitrificantes.

• Protozoos: contribuyen al buen funcionamiento del proceso, al

producir clarificación del efluente mediante depredación.

• Hongos: producen más biomasa a igualdad de eliminación de

sustrato y pueden producir bloqueos en el tránsito del agua

(ramificaciones).

• Algas: pueden captar nitrógeno y minerales del agua residual, así

como suministran oxígeno al medio (<5% de la necesidad real).

Page 11: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Modelos de biopelícula

Modelo del canal de agua: las formaciones bacteria-exopolisacárido dejan una

red de huecos (canales de agua) que permite la llegada del agua hasta la

base de la biopelícula.

Page 12: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Modelos de biopelícula

Modelo del mosaico heterogéneo: es un caso particular del anterior, pero en

este caso, debido a la separación entre las “torres microbianas”, no se

llegan a formar los canales

Page 13: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Modelos de biopelícula

Modelo de película densa: su estructura no tiene canales de agua o

porosidad alguna. Si hay, sin embargo, alguna organización estructural

Page 14: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Crecimiento y distribución de microorganismos

Zona anaerobia

Zona aerobia

Bio

pe

lícu

la

Aire

Agua residual

Material soporte

Fango

O2

Materia Orgánica

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Ventajas de los procesos basados en biopelícula

• Permite el desarrollo de microorganismos de crecimiento

específico bajo (metanogénicos, nitrificantes.

• Son menos susceptibles a cargas variables o intermitentes.

• Indicados para tamaños de reactor pequeño.

• Menos sensibles a bajas temperaturas.

• Mayor resistencia frente agentes tóxicos.

Page 16: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Recapitulando

• Los sistemas basados en biopelícula son procesos de depuración en los que

la oxidación de la materia orgánica se efectúa por mecanismos biológicos.

• La depuración se produce al hacer circular a través de un medio soporte, aire

y agua residual.

• La materia orgánica se degrada por la película biológica creada por los

microorganismos, que se desarrollan adheridos al soporte. La formación de la

biopelícula se debe a la producción de EPS.

• A medida que aumenta el espesor de la biopelícula, en la zona basal se

inician procesos anaeróbicos, con la formación de burbujas de gas que

rompen la biopelícula, desprendiéndose y formando los fangos.

Page 17: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Los primeros antecedentes descritos se remontan a 1893: Lechos de contacto

• Estaban constituidos por un tanque impermeabilizado, relleno de piedra triturada.

• El agua residual se vertía por la zona superior, permaneciendo en contacto con el soporte durante

poco tiempo.

• A continuación, se procedía al vaciado del tanque.

• Finalmente, el soporte queda en reposo durante, al menos, 8 horas.

Ciclos (h)

Llenado 0,75

Contacto 1,00

Vaciado 0,25

Aireación 8,00

Total 10,00

Origen y desarrollo de los Lechos Bacterianos

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Fundamentos de los Lechos Bacterianos

• En un Lecho Bacteriano, el agua residual

se vierte uniformemente por la parte

superior del medio soporte, que se

encuentra confinado en un tanque .

• El agua se recoge por la parte inferior del

tanque, que tiene una doble función:

1. Evacuar el agua tratada (junto a los

restos de biopelícula).

2. Permitir la entrada de aire a través

de unas ventanas de aieración.

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Las ventajas de los Lechos Bacterianos respecto a los antiguos Lechos

de Contacto, se resumen en:

Al no estar el tanque lleno de agua su construcción es más barata (se

requiere menos cimentación).

La aireación puede establecerse sin necesidad de detener el

proceso.

El proceso es continuo, disponiéndose de dispositivos para el vertido

del agua residual sobre el lecho y para la recogida de los efluentes

depurados.

El proceso de tratamiento mediante Lechos Bacterianos

Page 20: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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• La entrada de agua residual al Lecho Bacteriano ha de estar precedida por un

proceso de eliminación de sólidos en suspensión y de grasas (decantación primaria,

decantación-digestión).

• Las aguas residuales han de ser biodegradables. Los lechos bacterianos y, en

general, los procesos biopelícula soportan mejor las condiciones de baja

degradabilidad. El límite es la relación:

2,05

DQO

DBO

• Para que el Lecho Bacteriano opere correctamente, es necesaria la maduración del

medio soporte. Ello conlleva el periodo de crecimiento de la biopelícula, que puede

variar desde semanas hasta meses (según la época del año). El espesor de la

biopelícuya es de 3-4 mm.

• El agua a tratar percola a través del relleno del lecho, tardando entre 20-60 minutos en

su recorrido.

Condiciones de operación de los Lechos Bacterianos

Page 21: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Depende del sistema de distribución de agua adoptado:

Distribuidores fijos: la forma del lecho suele ser

rectangular.

Distribuidores circulares: los más utilizados por su

sencillez de operación y mantenimiento, en este caso

los lechos son cilíndricos.

Forma de los Lechos Bacterianos

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Lechos Bacterianos rectangulares

DosificadoresAcumulación y

distribución de

agua

Efluente tratado

extraído mediante

drenaje

inferior

Forma de los Lechos Bacterianos

Page 23: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Forma y de los Lechos Bacterianos

Lechos Bacterianos circulares

Page 24: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Distribución de agua

• Debe ser lo más homogénea y continua, evitándose atascos y

paradas.

• Los distribuidores móviles consisten en brazos giratorios

dispuestos de forma radial, movidos, generalmente, por carga

hidráulica. Su velocidad de giro es de 0,3-5 vueltas por minuto.

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Detalle del sistema de reparto de agua en un Lecho Bacteriano

Page 26: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Ventilación natural

La ventilación se logra por diferencia de temperatura entre el agua y el aire.

Al enfriarse o calentarse el aire en el interior del lecho, se produce una variación de

densidad que impulsa el aire en sentido ascendente o descendente.

Si la diferencia es de 6 ºC, se produce tiro ascendente de 0,3 m3/m2.min. Para

diferencia de temperaturas menores de 2 ºC, no hay movimiento. El lecho se

airea siempre que la diferencia sea mayor de 3 ºC.

Si se produce cese prolongado de la aireación, se pueden producir fenómenos de

anaerobiosis.

Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Page 27: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Ventilación forzada

En el caso en que puedan producirse ceses del movimiento del aire,

ha de recurrirse a la ventilación forzada.

La tasa de aireación se mantiene en 0,3 m3/m2.min.

Los ceses se producen, evidentemente, por causas meteorológicas

como inviernos de temperaturas extremadamente bajas. Es

necesario entonces proceder al cubrimiento superior del lecho.

Inconveniente: aumento de la potencia instalada.

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Ventilación natural

Entrada ascendente/descendente del

aire

Ventilación forzada

Soplantes

Page 29: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Recogida del agua tratada

Se realiza por la parte baja, mediante

dispositivos de drenaje.

Consta de canales de recogida,

diseñados para evitar sedimentación de

la película portada por el efluente .

Se precisa una pendiente mínima del 1%

(máximo 2%).

La distancia entre la zona de salida y el

falso fondo debe ser del 15 al 20% de la

altura total del equipo.

Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Page 30: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Características del material de relleno

1. Económico

2. Duradero

3. Debe presentar una elevada superficie

específica

4. Debe contar con un alto índice de huecos

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Material de relleno: superficie específica y porcentaje de huecos

(índice de huecos)

Superficie específica: superficie de relleno apta para la fijación

bacteriana por unidad de volumen de relleno (m3/m2).

• Mayor superficie específica → mayor superficie de biopelícula

activa por unidad de volumen de reactor

Porcentaje de huecos: volumen de los huecos por unidad de

volumen de relleno (%).

• Mayor porcentaje de huecos → menores riesgos de

colmatación

Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Page 32: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Tipos de relleno: tradicional, materiales pétreos (trozos de rocas,

ladrillos, etc.).

• Altura del relleno: 0,9 - 2,4 m

• Tamaño del material de relleno: 4,0 - 8,0 cm

• Superficie específica: 80 - 110 m2/m3

• Porcentaje de huecos: 45-55%

• Carga hidráulica máxima: 1,25 m3/ m2. h

Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Page 33: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Tipos de relleno: materiales plásticos (PPE, PEAD, etc.)

1. Alturas de relleno de hasta 12 m (habitual 3-4 m)

2. Superficie específica hasta 220 m2/m3 (habitual 100-120 m2/m3)

3. Porcentaje de huecos: 90-95%

4. Cargas hidráulicas hasta 10 m3/ m2. h

Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Page 34: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Características constructivas de los Lechos Bacterianos

• Ventajas de los materiales de relleno plásticos:

• Menor riesgo de colmatación

• Estructura soporte más económica, por su menor peso

• Desventajas de los materiales de relleno plásticos:

• Mayor coste que los tradicionales

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Page 35: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Tipos de relleno. Relleno sintético-orientado

Relleno BIONET

1. Peso específico: 46 kg/m3

2. Índice de huecos: 95%

3. Superficie específica: 100 m2/m3

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Tipos de relleno. Relleno sintético-orientado

Relleno PLAS-DEK

1. Tamaño: 60 × 60 cm

2. Superficie específica: 100 m2/m3

3. Peso: 30 kg/m3 (vacío), 325 kg/m3

(en operación)

4. Porcentaje de huecos: 95%

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Tipos de relleno. Relleno sintético – al azar

Relleno NOR-PAC

1. Tamaño: 35 × 35 mm (tipo)

2. Superficie específica: 145 m2/m3

3. Peso: 61 kg/m3

4. Número de unidades/m3: 20.000

5. Porcentaje de huecos: 93%

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Características constructivas de los Lechos Bacterianos

Tipos de relleno. Relleno sintético – al azar

1. Tamaño: 20 × 5 cm

2. Superficie específica: 120 m2/m3

3. Porcentaje de huecos: 90%

4. Material: polipropileno

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Problemas de operación con Lechos Bacterianos

1. Desaparición de la biopelícula: presencia de tóxicos

2. Encharcamiento de la superficie del lecho

• Baja granulometría del soporte: sustitución

• Mal funcionamiento de la decantación primaria

• Alta concentración de biopelícula en el soporte

3. Olores: actividad excesiva de bacterias anaerobias. Aumento de aireación,

aumento de recirculación, o cloración

4. Aparición de moscas: inundación de la superficie o empelo de insecticida

5. Espumas en la salida: alta concentración de tensioactivos. Instalación de

pulverizadores a la salida

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Ventajas e inconvenientes de los Lechos Bacterianos

Ventajas respecto a Tratamientos Convencionales

• Menor consumo de energía.

• No precisa de un control del nivel de oxígeno disuelto ni de sólidos en

suspensión en el reactor biológico. Todo ello hace que la explotación

sea más simple.

• No se forman aerosoles, con lo cual se evita la inhalación de

microgotas de agua por los operarios.

• Bajo nivel de ruidos por la escasa potencia instalada.

• Con relación a los Contactores Biológicos Rotativos, los Lechos

Bacterianos presentan menores requisitos energéticos.

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Ventajas e inconvenientes de los Lechos Bacterianos

Inconvenientes

Los costes de instalación son elevados

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Diseño de los Lechos Bacterianos

Importancia de la recirculación:

• Realiza la limpieza del lecho, contribuyendo al desprendimiento de la

biopelícula excedente.

• Siembra con microorganismos las aguas residuales antes de su

entrada al lecho.

• Diluye la concentración de las aguas residuales influentes.

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Diseño del proceso global

OXÍGENO

EFLUENTE

Purga de fangos

LECHO BACTERIANO

DECANTADOR 2ario

Purga de fangos

DECANTADOR 1ario

A.R.U.

Diseño de la etapa de Decantación Primaria

Page 44: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Diseño del proceso global: Decantación Primaria

Carga hidráulica a Qmedio 1,3 m3/m2.h

Carga hidráulica a Qmáximo 2,5 m3/m2.h

Tiempo de retención a Qmedio : 2 h

Tiempo de retención a Qmedio : 1 h

Rendimientos: 30% para la DBO5 y del 60% para los

sólidos en suspensión

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Diseño del proceso global

OXÍGENO

EFLUENTE

Purga de fangos

LECHO BACTERIANO

DECANTADOR 2ario

Purga de fangos

DECANTADOR 1ario

A.R.U.

Diseño de la etapa del Lecho Bacteriano

Page 46: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Diseño de los Lechos Bacterianos

Carga orgánica: cantidad de materia orgánica introducida en el Lecho Bacteriano,

por m3 de material de relleno y por día (kg DBO5/m3.d).

Carga hidráulica: volumen de agua residual aplicado al Lecho Bacteriano, por m2

de sección del Lecho y por hora (m3/m2.h).

Relación de recirculación: razón entre el caudal de recirculación aplicado al Lecho

y el caudal de agua residual que entre al tratamiento.

Carga hidráulica (velocidad ascensional) en el decantador secundario: volumen

de agua que trata el decantador (incluida la recirculación), por m2 de superficie y por

día (m3/m2.d).

Baja Carga Media Carga Alta Carga

Carga orgánica (kg DBO5/m3.d) 0,08 – 0,4 0,25 – 0,50 0,50 – 0,90

Carga hidráulica (m3/m2.d) 1,2 – 3,5 3,5 – 9,4 9,4 – 37,55

Relación de recirculación (Q/Qr) 0 0 - 1 1 –2

Page 47: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Diseño de los Lechos Bacterianos

Determinación del volumen de relleno (VF, m3)

1) Si sólo se va a eliminar materia orgánica

a) Se calcula a partir de la carga orgánica a tratar DBO5(E), que se obtiene

multiplicando el caudal medio diario, Qd, por la concentración de DBO5 que presentan las

aguas residuales(DBO5(e)).

b) El volumen necesario de relleno se determina mediante:

VF,C = DBO5(E) /Cv,DBO5

Siendo:

VF,C: volumen necesario de relleno para la eliminación de la materia carbonada (m3).

Cv,DBO5: carga de DBO5 por unidad de volumen de relleno (kg DBO5/m3.d)

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Page 48: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Diseño de los Lechos Bacterianos

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Tamaño población (h.e.) Cv (kg DBO5/m3.d)

1.000 - 2.000 ≤ 0,40

900 ≤ 0,38

700 ≤ 0,34

500 ≤ 0,29

300 ≤ 0,25

100 ≤ 0,21

50 ≤ 0,20

Por encima de 1.000 h.e. se recomienda un valor máximo de Cv,DBO5 de 0,4

kg DBO5/m3.d, y por debajo de este nivel de población, para hacer frente a

los picos de caudal y carga, se recomienda ir reduciendo linealmente este

valor máximo permitido hasta llegar a 0,2 kg DBO5/m3.d. De acuerdo con

estas premias se obtiene la siguiente tabla:

c) Carga orgánica recomendada

Page 49: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Diseño de los Lechos Bacterianos

2) Si también se va a producir nitrificación

a) Se calcula a partir de la carga de nitrógeno a nitrificar N(E) , que se obtiene

multiplicando el caudal medio diario, Qd, por la concentración de NTK que presentan

las aguas a tratar (N(e)).

b) El volumen necesario para la nitrificación se determina mediante al expresión

VF,N = N(E) / Cv,NTK

Siendo:

VF,N: volumen necesario de relleno para nitrificar (m3).

Cv,NTK: carga de NTK por unidad de volumen de relleno (kg NTK/m3.d).

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Page 50: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Diseño de los Lechos Bacterianos

50

Tamaño población (h.e.) Cv,NTK (kg NTK/m3.d)

1.000 - 2.000 ≤ 0,100

900 ≤ 0,095

700 ≤ 0,085

500 ≤ 0,074

300 ≤ 0,064

100 ≤ 0,053

50 ≤ 0,05

Para el cálculo del volumen de relleno necesario para que se den procesos de

nitrificación, se recomienda un valor de Cv,NTK máximo de 0,1 kg NTK/m3.d, en el

caso de poblaciones mayores de 1.000 h.e. Al igual que en el caso anterior, para

poblaciones menores, para hacer frente a los picos de caudal y de carga, se

recomienda ir reduciendo linealmente este valor máximo permitido hasta llegar a

0,05 kg NTK/m3.d, de acuerdo con ello se obtiene la tabla siguiente

c) Carga de nitrógeno recomendada

Page 51: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Diseño de los Lechos Bacterianos

El volumen total necesario de relleno se

obtiene de la suma de los dos volúmenes

calculados

VTF = VF,C + VF,N

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Page 52: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Diseño de los Lechos Bacterianos

• Los valores indicados de Cv,DBO5 y Cv,NTK son válidos para materiales

de soporte de naturaleza mineral, y para el caso de materiales

plásticos con una superficie específica teórica de hasta 100 m2/m3

• Materiales plásticos con una mayor superficie específica permiten,

en principio, trabajar con cargas mayores de 0,4 kg DBO5/m3.d y de

0,10 kg NTK/m3.d, si bien, deberán ser probados previamente

mediante ensayo.

• En general no se recomiendan superficies específicas mayores de

150 m2/m3, ni cargas mayores de 0,6 kg DBO5/m3.d ni de 0,15 kg

NTK/m3.d.

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Page 53: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Diseño del proceso global

OXÍGENO

EFLUENTE

Purga de fangos

LECHO BACTERIANO

DECANTADOR 2ario

Purga de fangos

DECANTADOR 1ario

A.R.U.

Diseño de la etapa de Decantación Secundaria

Page 54: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Diseño del proceso global: Decantación Secundaria

Carga hidráulica a Qmedio 0,5 m3/m2. h

Carga hidráulica a Qmáximo 1,0 m3/m2.h

Tiempo de retención a Qmedio : 3 h tr 5 h

Page 55: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Lechos Bacterianos: generación de lodos

La producción de fangos primarios es función del rendimiento del decantador

primario en cuanto a eliminación de sólidos en suspensión (≈60%).

Los sólidos en suspensión a la salida del biológico se calculan mediante la

siguiente expresión:

(SS)s = (SS)e + 0,96 x [(SDBO5)e - (SDBO5)s]

donde:

(SS)s= concentración de SS a la salida del lecho bacteriano (mg/l).

(SS)e= concentración de SS a la entrada del lecho bacteriano (mg/l).

(SDBO5)e= concentración de DBO5 soluble a la entrada del lecho

bacteriano (mg/l).

(SDBO5)s = concentración de DBO5 soluble a la salida del lecho

bacteriano (mg/l).

Page 56: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

Lechos Bacterianos: generación de lodos

La producción de lodos del decantador secundario viene dada por:

56

P = Q x (SS )

1000 x (1 -

U x 0,039

1,9 - U)s

donde:

P = cantidad de lodos (kg/d)

Q = caudal medio diario (m3/d)

U = velocidad de alimentación del decantador (m/h)

Page 57: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

57

Lechos Bacterianos: construcción

Page 58: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Lechos Bacterianos: construcción

Page 59: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

59

Lechos Bacterianos: construcción

Page 60: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Lechos Bacterianos: construcción

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Lechos Bacterianos: construcción

Detalle del sistema de reparto y de las ventanas de aireación

Escalera de acceso a la parte superior del Lecho Bacteriano

Page 62: 6.- Tratamiento de Las Aguas Residuales Mediante Lechos Bacterianos (Uruguay)

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Lechos Bacterianos: construcción Decantador Secundario

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Lechos Bacterianos: construcción Decantador Secundario

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Lechos Bacterianos: construcción Decantador Secundario

Detalle de la campana tranquilizadora

Vista aérea del decantador secundario

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Combinación Lagunaje Anaerobio + Lecho Bacteriano

OXÍGENO

EFLUENTE

Purga de fangos

LECHO BACTERIANO

DECANTADOR 2ario

Purga de fangos

DECANTADOR 1ario

A.R.U.

OXÍGENO

Purga de fangos

Recirculación de fangos

DECANTADOR

A.R.U.EFLUENTE

LECHO BACTERIANO

LAGUNA ANAEROBIA

Lechos

Bacterianos

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Instalaciones de Lechos Bacterianos

EDAR para 2.000 h.e.

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Instalaciones de Lechos Bacterianos

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Lechos Bacterianos: diagramas de flujo

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Lechos Bacterianos: costes de implantación

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Lechos Bacterianos: costes de implantación

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No se incluyen los costes del terreno.Se considera una etapa de pretratamiento compuesta por: canal de desbaste con rejas de limpieza automática y manual y desarenado-desengrasado aireado.Hasta 1.000 h.e. el tratamiento primario se lleva a cabo en un tanque Imhoff y para mayores poblaciones en un decantador.Se considera que por debajo del los 400 h.e., el depósito del lecho se construye en PRFV y por encima en acero. Se considera el empleo de material de relleno de tipo plástico. La etapa de decantación secundaria se ejecuta en PRFV.Se incluye medidor de caudal.Se incluye el cerramiento perimetral de la parcela, con enrejado de acerode altura 2 m con tela metálica de torsión simple con acabado galvanizadoy plastificado y con puerta de acceso.Los costes considerados son de ejecución material.

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Caso práctico

EDAR de Villanueva de Algaidas (Málaga)

Población de diseño: 4.500 h.e.

Caudal de diseño: 1.125 m3/d

Caudal medio: 46,9 m3/h

Caudal punta a tratamiento: 84,4 m2/h

ARU: 300 mg/l de DBO5 y 300 mg/l de sólidos en suspensión

Temperatura de diseño: 11 ºC

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Esquema del proceso de tratamiento

• Pozo de gruesos: 2,2 x 2,0 m, cuchara bivalva

• Cámara de bombeo a tamices: 2,1 x 1,8 m, 3 bombas (2+1)de 82,8 m3/h

• Pretratamiento: 2 tamices rotativos de 0,5 mm

• Laguna Anaerobia:

– Superficie: 53 x 29 m = 1.537 m2

– Profundidad útil: 3,5 m

– Taludes: 3H:1V

– Carga volumétrica: 117 g DBO5/m3.d– TRH: 2,6 días

– Impermeabilización: geotextil y lámina de PEAD de 1,5 mm

• Bombeo a Lecho Bacteriano: 3 bombas de 127 m3/h(capacidad de recirculación de hasta el 200%)

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Esquema del proceso de tratamiento

• Lecho Bacteriano:

– Diámetro: 13 m

– Altura del relleno: 4 m

– Altura total: 5,7 m

– Carga volumétrica: 0,5 kg DBO5/m3.d

– Carga hidráulica: 1,1 m3/m2.h (recirculación: 200%)

• Relleno:

– Volumen: 531 m3

– Piezas de polipropileno de 120 m2/m3

• Decantador Secundario:

– Tipo: estático

– Diámetro: 9 m

– Los lodos purgados se envían a la Laguna Anaerobia

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Diagrama de Flujo

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Implantación

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Alzado Lecho Bacteriano

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PRESUPUESTO (€)

1.- Colectores, impulsión y arqueta de

llegada 59.069

2.- Acometida de agua potable 9.500

3.- Suministro eléctrico 38.159

4.- Camino de aceso 34.545

5.- Adecuación de la parcela 32.442

6.- Depuradora 484.845

7.- Seguridas y salud 17.865

8.- Vigilancia y control arquológico 5.410

9.- Explotación en prruebas 28.350

710.185

13% GG + 6% BI 845.122

16% IVA 980.341

DEPURADORA

Pozo de gruesos y bombeo a

pretratamiento 48.650

Pretratamiento 27.035

Laguna Anaerobia 47.788

Bombeo a Lecho Bacteriano 23.185

Lecho Bacteriano 157.277

Decantador Secundario, Arqueta fangos 31.432

Edificio de control. Arqueta aguas

tratadas 18.010

Red de tuberías 8.345

Electricidad 19.145

Urbanización 89.945

Control y automatismos 14.033

484.845

Material de relleno: piezas de polipropileno de 120

m2/m3, a 119 €/m3 = 63.163 €

Distribuidor rotativo: 20.593 €

Costes de Implantación

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Costes de Explotación y Mantenimiento

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN