Bloque IV Problemas de funcionamiento y analisis de … · eliminación de las causas por lo que habrá que operar, en el sentido de adaptar el punto de funcionamiento de la planta,

Curso de Diseño y Explotación de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales

1

Bloque IV: Problemas de funcionamiento y análisis de coste (20h)

4.1 CRITERIOS

Los criterios recogidos a continuación sobre los problemas de funcionamiento de la

EDAR, en relación al proceso, tienen detrás gran cantidad de bagaje técnico en su

literatura y en la práctica.

Lo que se pretende es resumir la parte más importante de esta información a la luz de

la experiencia profesional. Por otro lado, hay que señalar que habrá que relativizar las

generalizaciones que aquí se hagan debido a las diferentes características de cada

EDAR en cuanto a su diseño y tecnología, así como a las del agua objeto del

tratamiento.

También hay que incidir en que el operador de la planta no debe restringirse al

perímetro de la estación pues en ella influyen causas determinadas por su cuenca de

vertido. Si bien suele ser difícil actuar, desde la planta, sobre las causas de problemas

que allí se originen, tanto técnica como administrativamente, el conocimiento de estas

infraestructuras ayuda a proveer problemas futuros para el funcionamiento de la

EDAR.

Por último, cabe señalar que una característica intrínseca a esta industria es que,

aunque se lleve un buen control de calidad, el principal producto primo, el agua

residual, un resultado negativo o improcedente , sino que como mucho se acoplará al

problema de fondo minimizándolo. Esto se debe a la naturaleza química y biológica

que condiciona el proceso.

4.2. LÍNEA DE AGUA

4.2.1 Método operatorio

La principal dificultad para corregir un problema en la línea de agua consiste en definir

correctamente el problema en cuestión ya que diferentes causas pueden dar lugar a

efectos aparentemente similares, que se caracterizan con las siguientes pautas:

- Caracterización previa del grupo de causas, con examen visual. Una vez

conocida la marcha rutinaria, cuando la planta esté en régimen, se verán sus

variaciones.

- Definición del problema en el laboratorio. En este caso se usará toda la batería

de análisis físico, químico y biológico de que se dispone.

- Definición de la causa.


2

- Definición de la solución. A veces la solución no se puede tomar en base a la

eliminación de las causas por lo que habrá que operar, en el sentido de adaptar

el punto de funcionamiento de la planta, con las causas que permitan seguir

dando un producto de calidad con los mismos condicionantes.

De esta última opción hay que deducri que no hay con obsesionarse con eliminar las

causas del problema porque muchas veces están fuera del alcance de la EDAR, por ser

importadas por el agua de entrada. Es decir, con determinadas anormalidades en el

proceso, se pueden seguir garantizando las calidades finales del agua: esto debe de ser

la meta del operador y lo que condicione las medidas a tomar, en caso de problemas.

a) Desbaste

El problema que suele afectar a esta parte de la planta es el que toca a su

dimensionamiento, ya que es imposible estimar a priori la cantidad de arenas y

detritus que generará la cuenca servida. Es más, aún con la planta funcionando,

las cantidades de estos productos son altamente variables en función

generalmente de las lluvias. Estas lluvias pueden originar en sus primeros

momentos auténticas avenidas a los colectores, limpiando y arrastrando

basuras y arenas hacia la planta.

Los problemas más importantes de la instalación son:

Decantación de arenas.

Este problema suele ser debido a dos causas, una externa y otra interna:

1.- Cuenca de recogida con muchas zonas interurbanas o no urbanizadas, así

como aperturas locales de los colectores. Así, se va creando un lecho de arenas

gruesas en el fondo del colector que, una vez alcanzado una altura, descarga

sobre la planta llegando a colapsarla.

2.- Poca velocidad de avance en los canales de las rejas. Este efecto provoca

que se produzca una decantación en los mismos. En general, estos canales

suelen estar bien dimensionados y suele ser un problema de explotación.

Las soluciones a estos problemas suelen ser:

1) Pozo de predesarenado o de gruesos a la entrada de la planta. Normalmente

este tipo de productos, más que ser transportados en suspensión por el agua,


3

van rodando por el fondo de los colectores por lo que este tipo de unidades se

muestran muy eficaces.

2) En caso de que el caudal lo permita, una solución sería cerrar algún canal de

rejas, a fin de aumentar la velocidad de avance en las que se queden

trabajando. Con velocidades de paso entre 0,6–1 m/s no suele haber

problemas. En los desbastes con microtamizado este problema no suele darse.

Olores.

En general, el pretratamiento suele ser uno de los focos de olor en las plantas

debido sobre todo a dos circunstancias:

1) El agua que llega a la planta no ha recibido todavía ningún tratamiento

por lo que en ese sentido es una mera prolongación del alcantarillado.

2) El gran porcentaje de los residuos retirados del agua son altamente

putrescibles y suelen estar almacenado durante días.

Las soluciones más comunes son:

1) Que el pretratamiento, al igual que otros procesos susceptibles de oler de la

planta, cuente con un edificio propio para contener los olores. En caso de

existir este edificio, puede aprovecharse para colocar en su interior la

aspiración del aire del interior y, después, tratarlo químicamente para eliminar

los olores. Una extracción de aire con diez renovaciones horarias es suficiente.

2) La implantación de prensas continuas que, por deshidratar casi

completamente los detritus de las rejas, lo convierten en algo inerte y casi

imputrescible y, por la misma razón, almacenable durante mucho tiempo. Por

otro lado, la disminución drástica del volumen de residuos a transportar hace

más atractiva esta solución.


4

Desarenado

Los parámetros de funcionamiento más comunes en estas unidades son:

Velocidad de paso [m/s]

Carga hidráulica

[ ]

Aireación

[ ]

Desarenado en canal

0,30 70

Desarenado en canal con aireación

0,15 70 0,5-2

El no cumplimiento de estos parámetros definirá las condiciones causantes de

un problema como la acumulación excesiva de arenas. Este problema depende

de la granulometría de las arenas a extraer. En general, las bombas de arenas

habrán de cumplir la condición de una capacidad no inferior a 50 l/m3 de agua

residual en caso de no ser una red separativa, Siempre que esto no suponga

una mezcla de agua y arena, la solubilidad de la mezcla será mayor del 20/25 %,

salvo en caso de bombas muy especiales.

Los actuales bombeos sobre el puente de los desarenadores suelen no

presentar problemas por bombear suspensiones muy diluidas. Un caso

diferente es el de los desarenadores de rasqueta que concentran la arena,

provocan atascos y conllevan una mayor vigilancia operacional.

b) Decantación primaria

Se pueden dar los siguientes problemas:

1) Fermentaciones aerobias en el fondo del decantador.

Normalmente se manifiestan por burbujas más o menos extendidas en la

superficie, seguidas de pérdidas de rendimiento del proceso. En la última fase,

se podrán producir flotaciones de los fangos anaeróbicos del fondo. Las causas

de estos fenómenos suelen ser básicamente dos:

- Purgas insuficientes. Esto suele ocasionar, en una primera etapa, un aparente

buen espesamiento del fango en el propio decantador primario aunque, una

vez comenzados los procesos de fermentación, estos lodos pierden parte del


5

poder de espesamiento. Un buen control de planta deberá incluir el control de

nivel de fangos en el fondo del decantador.

- Averías en los sistemas de barrido. Estas averías pueden ser totales o parciales

y, de esa forma, se manifiesta en la superficie del decantador. La solución pasa

por la reparación del mecanismo afectado.

2) Altas concentraciones en la purgas.

Suelen ir acompañados de procesos de putrefacción de los lodos con los

efectos indeseables que esto provoca. De no solucionarse, el problema irá

creciendo y aumentará la aparente necesidad de purga. Esto, con fangos muy

concentrados, hará que los sistemas de espesamiento colapsen, bajen el

rendimiento y comiencen a verter en planta grandes cantidades de reciclados

lo que no hará sino agravar el problema.

3) Baja concentración de las purgas.

Un exceso de purga no será grave si la carga hidráulica a la que se someten los

sistemas de espesamiento es alta. Sin embargo, lo más frecuente es que una

avería del sistema de barrido no acerque los lodos al sistema de purga sino que

provoque la fermentación de los fangos en el decantador.

c) Tratamiento físico-químico (TFQ)

Este tratamiento se considera integrado dentro del proceso de coagulación y

floculación así como en el decantador primario. El inconveniente que se

plantea al intentar describir los problemas de su explotación viene dado por las

finalidades y calidades que el proyecto asigne a la instalación.

- TFQ previo a tratamiento biológico

Este procedimiento suele aplicarse allí donde los vertidos industriales y el

aumento de la DBO o sus variaciones bruscas suponen un obstáculo para un

correcto funcionamiento del reactor biológico. Este tratamiento tiene la

característica de ser un proceso blando, con dosis no muy altas de reactivos

como ClFe, Hipoclorito, neutralizadores de bacterias, etc.

- TFQ final


6

Se trata de procesos que intentan llegar a un rendimiento máximo en lo que la

alimentación de sólidos suspendidos se refiere. A su vez, esto influye en el

rendimiento de la DBO y la EDAR. Son tratamientos duros, con altas dosis de

reactivos que incluirán normalmente cal, coagulante y polímeros. Al mismo

tiempo, la instalación está dotada de sistemas completos de coagulación y

floculación, sin los cuales es impensable producir los resultados comentados.

Cuando el sistema no funciona correctamente, la solución aparente suele ser

una creciente dosificación de reactivos lo que a su vez suele llevar a una

generación formidable de fangos.

- Incorrecta incorporación de reactivos

La primera incorporación a realizar es la del reactivo acondicionador del pH,

debiendo determinarse la correcta finalización de la reacción antes de

producirse la adicción de cualquier otro reactivo. De esta forma, ahorraremos

un reactivo disminuyendo la excesiva formación de fangos en el sistema.

Inmediatamente después del reactor biológico y después de favorecer la

coagulación y floculación, se añadirán polímeros que actúen como aglomerante

en la decantación secundaria, de manera que rompa el flóculo y reduzca las

flotantes a la salida de agua tratada.

d) Tratamiento biológico

Dada la interacción que existe entre el reactor biológico y el decantador

secundario, no hay problemas aislados de uno solo de ellos pues, en general,

son problemas comunes excepto los mecánicos por lo que hablaremos de los

problemas según donde se detecten.

Problemas detectables en el reactor biológico

1) Disminución del índice volumétrico de los fangos

Suele ser debido a la presencia de grandes cantidades de materia inorgánica

tales como las arcillas. Suele presentarse en forma de fenómeno repentino y,

normalmente, no permite la regeneración de la edad del fango. La tasa de

volátiles podría estar por debajo de los límites de depuración y, por lo tanto, se

verá afectado el efluente de la planta con un aumento de la turbidez.

Aparentemente, este problema presenta características favorables por


7

aumentar la decantabilidad de los fangos pero, a corto plazo, planteará los

problemas descritos.

2) Aumento del índice volumétrico de fangos

En la literatura publicada sobre este tema se encuentran muchas causas para

este tipo de problemas. Entre estas causas se nombran el bajo pH, anoxias

locales en el reactor biológico, desnivel en los niveles de nitrógeno, altas cotas

del parámetro F/M o la proliferación de bacterias filamentosas. En general, se

atajarán las causas del problema permitiendo una generación rápida de lodos

mediante un aumento de las purgas. En el caso particular de las filamentosas,

se realizará una fuerte purga que aunque suba F/M, baje la edad del fango por

debajo de los 2 o 3 días. Este método es el que nos afecta a la calidad del agua.

Algunas filamentosas son susceptibles del tratamiento por anoxias.

Normalemente, las filamentosas dan un buen afluente aunque el problema se

plantea cuando el índica volumétrico (SVI) sube demasiado y no puede

garantizarse una separación correcta de agua y sólidos en la decantación

secundaria.

3) Formación de espumas

- Espumas ligeras.

Las aguas residuales contienen tensoactivos y detergentes pero sus efectos

solo son visibles cuando los sólidos volátiles (MLSS) son muy pequeños por

lo que el fenómeno es típico de la puesta en marcha. Cuando la

concentración en el reactor supera los 400 mg/l, el fenómeno se inhibe

solo. Para este caso, es aconsejable recircular gran cantidad y usar

rociadores, si existen. También pueden usarse antiespumantes aunque no

están indicados. Como la solución definitiva pasa por aumentar los MLSS, el

mejor remedio es bypassear el tratamiento primario para acelerar este

proceso.

- Espumas densas y consistentes

A este fenómeno también se le conoce por el nombre de foaming.

Normalmente está formada por Nocardia (bacterias filamentosas). En caso

de aireación forzada, este fenómeno ha de ser tenido en cuenta y

controlado pues la capa que se forma puede llegar a constituir un obstáculo


8

para la buena transferencia de oxígeno al agua y los elementos mecánicos

de aireación pueden sufrir bastante. Otro problema es la dificultad de

arranque de estos elementos por los picos de consumo.

Si estos mecanismos no son suficientes, y a fin de evitar espumas en el

secundario, se puede intentar una cloración suave a razón de 5-10 Kg/m3.

e) Decantador secundario

Los problemas comunes en el decantador secundario son los siguientes:

1) Agua turbia en el efluente

- Falta de oxígeno en el tratamiento. Se combate rápidamente con una enérgica

aireación durante un tiempo equivalente a un periodo de retención mientras se

aumenta al máximo la recirculación. Luego, según se va recuperando el

sistema, la planta se irá acoplando a su punto de funcionamiento normal.

- Muy baja edad de los fangos. Se presenta un crecimiento bacteriano disperso

sin floculación y, por tanto, con muy mala sedimentación. Es típica de la

segunda fase de la puesta en marcha. Si no se está en esta fase, se disminuirán

las purgas pero sin anularlas.

2) Pequeños flóculos

Se presentan en el seno del agua correctamente clarificada. Sus causas más

normales son la alta edad del fango y la desnitrificación. La retención de

nitrógeno gaseoso en coagulos hacen ascender a los flóculos. Para solucionarlo,

hay que disminuir la edad del fango y bajar la aireación.


9

Fig. 4.1. Diagrama de flujo de motogeneración de EDAR a través del consumo de

biogás. Esta solución se adopta cuando las producciones de gas son interesantes

económicamente. Los formatos de aplicación pueden variar desde una instalación

vertiendo energía a red, para lo que hay que tener un estudio previo de compañía, o

directamente en isla para autoconsumo. Esta última solución es la más extendía y pasa

por acoplar en paralelo un cuadro de control de motores (CCM) con el cuadro general

de distribución.


10

4.3 ESPESAMIENTO DE FANGOS

4.3.1 Método operatorio

Los métodos de espesamiento son relativamente sencillos de gestionar y optimizar y,

por el contrario, su importancia para el resultado final de los productos de la línea de

fangos es crucial. Así pues, no se tiene en pie la generalizada práctica de dejar para un

segundo nivel la optimización de la línea de fangos.

4.3.2 Espesamiento de gravedad

- Baja concentración de purgas

- Efluentes muy cargados. Las causas más frecuentes son la alta carga hidráulica, la alta

carga másica y la incompleta digestión en el caso de fangos digeridos.

4.3.3 Espesamiento por flotación

Normalmente, en el campo de las aguas residuales urbanas, este proceso se usa para

el espesamiento de fangos biológicos en exceso. El gran problema que se plantea es

lógicamente el de la no flotación o poca concentración en los flotantes.

La primera afirmación que es necesario hacer es que un fango que no tenga

características de flotabilidad, no flotará por más que lo sometamos a cambios

variables que no afecten a las características del mismo. Por tanto, su funcionamiento

pasa por unas elementales pruebas de laboratorio que, de una forma empírica pero

efectiva, nos den las claves de la operación.

Los fangos biológicos de retorno, es decir, de alta concentración, no tienen una buena

flotación. Una solución cara consiste en diluir los fangos hasta que sean fangos de

reactor hasta un máximo de 3.000 mg/l. Otra solución, si la instalación lo permite, es

una floculación con adicción de polímero.

En la mayoría de los casos, el mal funcionamiento viene dado por una incorrecta

regulación del punto de funcionamiento de la unidad. Básicamente, esta regulación se

deduce de la fórmula que nos da la relación aire/sólido y que se transcribe así:

(4.1)

Dónde:


11

C = A/S = 0.01 N aire/gr.sólido

S = Solubilidad del aire = 18.7 N aire/m3 agua

E = eficacia de mezclado aire/agua, propio de cada sistema = 0,6-0,7

P = Presión absoluta del sistema (atm)

R = Recirculación de agua clarificada

C = Carga másica = gr sólido/h

4.3.4 Digestión anaerobia

Fundamentos básicos

Para conocer el funcionamiento y la solución de los problemas de esta línea de

tratamiento, es necesario conocer al menos el esquema teórico en que se asienta el

sistema. Tras la observación de los sistemas, se pueden interpretar a luz de la teoría y

extraer, por tanto, las conclusiones que nos llevarán a la solución de problemas de

funcionamiento en esta línea, que es el objetivo central de este estudio.

- Acidogénesis

Es un mecanismo biológico basado principalmente en microorganismos, tipo

clostridio y cuyas funciones básicas son dos:

1) Solubilización mediante hidrólisis enzimáticas de productos orgánicos

complicados tales como grasas, proteínas, celulosas, etc. En esta operación

se obtiene una reducción de complejidad de los productos presentes.

2) Producción de derivados orgánicos a partir de otros más sencillos como

ácidos, alcoholes, aldehídos, etc.

- Metanogénesisis

Es la fase de gasificación propiamente dicha y, por tanto, un mecanismo

complementario y subsiguiente del anterior que, a partir de los productos

relativamente sencillos de la fase ácido-genética (también por vía reductora),

enlaza con productos gaseosos tales como el metano y el dióxido de carbono.


12

Estos elementos son los componentes típicos del biogás resultante y está claro

que, dado el tipo de reacción que ha tenido lugar, pueden aparecer otros

componentes como nitrógeno, monóxido de carbono, hidrógeno, sulfuro de

hidrógeno, etc., todos ellos en poco más que trazas.

Alimentación de los fangos al digestor

Los parámetros más importantes en la calidad de los fangos mixtos de entrada

a los digestores son:

1) Temperatura

2) Concentración. Es obvio que, a mayor temperatura y en condiciones

normales, se obtendrá un mayor rendimiento de descomposición de la

masa orgánica en el digestor. A su vez, estos vienen relacionados con la

concentración del lodo que entra y, por tanto, con el volumen bombeado al

digestor. Sin embargo, es más importante el efecto de barrido de los

microorganismos generadores de metano.

3) Elementos tóxicos. Sustancias químicas como hidrógeno, sodio, potasio o

amonio, en determinadas concentraciones se convierten en tóxicos para el

sistema y acaban por inhibirlo. Por lo tanto, habrá que acudir a soluciones

externas cuando se pueda. Las sustancias que se usan para correcciones,

por ejemplo, la cal o las magnesitas usadas para alcalinizar, también

presentan problemas solo que a dosis más altas. Respecto la acidez se

hablará más adelante.

4) Ácidos volátiles. Cantidades importantes de estos ácidos pueden inhibir el

proceso. Existen diferentes teorías sobre la intoxicación de los

microorganismos por el catión de hidrógeno, atribuyéndolo unas al efecto

de la toxicidad directa y otras al efecto del descenso de la reproductividad

que aparece con el descenso del pH.

En cualquier caso, dependiendo de la instalación, a partir de concentraciones

comprendidas entre 5.000 y 10.000 mg/l, se inhibe el proceso. En la práctica, lo

que observaremos con más frecuencia y trataremos de mantener es la relación

entre la acidez volátil y la alcalinidad, parámetro que se revela verdaderamente

eficaz en la puesta en marcha cuando todavía no se conoce el comportamiento

de la instalación. Posteriormente, en funcionamiento normal, suele ser

suficiente la vigilancia de las variaciones del pH. La anterior relación, según sus

valores, da idea del punto de funcionamiento de la instalación.


13

Fig. 4.2. Ciclo de control de la relación entre la acidez volátil y la alcalinidad


14

4.4 EXPLOTACIÓN DE LA EDAR

El objetivo principal de cualquier EDAR es conseguir unos rendimientos que sean acordes con la legislación vigente y a unos costos económicos, sociales y medio-ambientales mínimos. Esto viene marcado por el Real Decreto 509/1996, de 15 de marzo, de desarrollo del Real Decreto-ley 11/1995, de 28 de diciembre, por el que se establecen las normas aplicables al tratamiento de las aguas residuales urbanas.

Tabla 4.1 Parámetros de control de vertido para aguas residuales urbanas.

Parámetros Concentración Porcentaje mínimo de reducción (1)

Método de medida de referencia

Demanda bioquímica de oxígeno (DBO 5 a 20 ºC) sin nitrificación (2).

25 mg/l 02

70-90 40 de conformidad con el apartado 3 del artículo 5 R.D.L. (3).

Muestra homogeneizada, sin filtrar ni decantar. Determinación antes y después de cinco días de incubación a 20 ºC ± 1 ºC, en completa oscuridad. Aplicación de un inhibidor de la nitrificación.

Demanda química de oxígeno (DQO).

125 mg/l 02 75 Muestra homogeneizada, sin filtrar ni decantar. Dicromato potásico.

Total de sólidos en suspensión.

35 mg/l (4) 35 de conformidad con el apartado 3 del art. 5 R.D.L. (más de 10.000 h-e) (3). 60 de conformidad con el apartado 3 del art. 5 R.D.L. (de 2.000 a 10.000 h-e (3).

90 (4) 90 de conformidad con el apartado 3 del art. 5 R.D.L. (más de 10.000 h-e) (3). 70 de conformidad con el apartado 3 del art. 5 R.D.L. (de 2.000 a 10.000 h-e) (3).

Filtración de una muestra representativa a través de una membrana de filtración de 0,45 micras. Secado a 105 ºC y pesaje. Centrifugación de una muestra representativa (durante cinco minutos como mínimo, con una aceleración media de 2.800 a 3.200 g), secado a 105 ºC y pesaje.

(1) Reducción relacionada con la carga del caudal de entrada.

(2) Este parámetro puede sustituirse por otro: carbono orgánico total (COT) o demanda

total de oxígeno (DTO), si puede establecerse una correlación entre DBO5 y el

parámetro sustituto.


15

(3) Se refiere a los supuestos en regiones consideradas de alta montaña contemplada

en el apartado 3 del artículo 5 del Real Decreto-ley 11/1995, de 28 de diciembre.

(4) Este requisito es optativo.

Los análisis de vertidos procedentes de sistemas de depuración por lagunaje se llevarán a cabo sobre muestras filtradas; no obstante, la concentración de sólidos totales en suspensión en las muestras de aguas sin filtrar no deberá superar los 150 mg/l.

Requisitos de los vertidos procedentes de instalaciones de tratamiento de aguas residuales urbanas realizados en zonas sensibles cuyas aguas sean eutróficas o tengan tendencia a serlo en un futuro próximo. Según la situación local, se podrá aplicar uno o los dos parámetros. Se aplicarán el valor de concentración o el porcentaje de reducción.

Parámetros Concentración Porcentaje mínimo de reducción (1)

Método de medida de referencia

Fósforo total.

2 mg/l P (de 10000 a 100000 h-e). 1 mg/I P (más de 100.000 h-e).

80 Espectrofotometría de absorción molecular.

Nitrógeno total (2).

15 mg/l N (de 10000 a 100000 h-e). 10 mg/l N (más de 100000 h-e) (3).

70-80 Espectrofotometría de absorción molecular.

(1) Reducción relacionada con la carga del caudal de entrada.

(2) Nitrógeno total equivalente a la suma de nitrógeno Kjeldahl total (N orgánico y

amoniacal), nitrógeno en forma de nitrato y nitrógeno en forma de nitrito.

(3) Estos valores de concentración constituyen medias anuales según el punto 3 º del

apartado A) 2 del anexo III. No obstante, los requisitos relativos al nitrógeno pueden

comprobarse mediante medias diarias cuando se demuestre, de conformidad con el

apartado A) 1 del anexo III, que se obtiene el mismo nivel de protección. En ese caso, la

media diaria no deberá superar los 20 mg/l de nitrógeno total para todas las muestras,

cuando la temperatura del efluente del reactor biológico sea superior o igual a 12º C.

En sustitución del requisito relativo a la temperatura, se podrá aplicar una limitación

del tiempo de funcionamiento que tenga en cuenta las condiciones climáticas

regionales.

En consecuencia, en todos los países del mundo sucede que o no existen estaciones

depuradoras o las que existen no están bien dimensionadas o no funcionan al máximo


16

de sus posibilidades. Estas dos últimas situaciones no son exclusivas de países

subdesarrollados o en vías de desarrollo.

Los conceptos básicos que constituyen en la inversión económica para asegurar el

funcionamiento de una estación depuradora son los siguientes:

- Coste de construcción

- Revisión de precios de las obras en construcción

- Mantenimiento y explotación

- Mejora y ampliaciones

- Amortización

- Financieros

- Gestión

Los costes de construcción son los únicos que se consideran. Constituyen una parte

solo del coste total y, además, acaban con la ejecución de las obras. Sin embargo, los

costes de mantenimiento y explotación, aunque evolucionan de forma más gradual,

llegan a superar el coste de ejecución y han de preverse de forma continuada mientras

no se disponga de otra forma de depuración que exija mantenimiento.

Una estación depuradora tiene un objetivo claro que es la depuración de las aguas a

un costo mínimo. Este es el objetivo real. La construcción de la depuradora es un

medio para la consecución de este fin.

A este respecto, es oportuno señalar que uno de los problemas que más a menudo

tiene que afrontar el jefe de planta es el cómo actuar ante la llegada improvisada de

un vertido incontrolado que, en un principio, no se sabe cómo puede afectar al

funcionamiento de la planta y a sus instalaciones. Si se acepta el vertido, corre el

riesgo de que se produzcan inhibiciones en el proceso biológico, en la digestión de los

fangos o el deterioro en los equipos. Si el vertido es rechazado, pueden existir otras

posibilidades como desviar aguas abajo el vertido en cuestión.

Las arenas producen con frecuencia la colmatación de los desarenadores si llegan en

gran cantidad. El progresivo avance de las pequeñas partículas hasta las fases finales

del proceso, o sea, hasta la digestión, provocan la consiguiente perturbación en el

proceso digestivo.

Por ello, es aconsejable, según la experiencia, disponer en todas las estaciones

depuradoras de un pozo de gruesos o previo de desbaste.


17

Como resumen de lo expuesto puede afirmarse que todas las depuradoras, además de

los equipos convencionales, han de disponer de:

- Pozo de gruesos

- Sistema de tamizado de fangos

- Sistemas rápidos de vaciado y limpieza de digestores

El control de los vertidos es una tarea si no suficiente, sí necesaria para que una

depuradora funcione.

A la vista de objetivos básicos que ha de alcanzar toda estación depuradora, las tareas

fundamentales que se han de llevar a cabo son:

a) Mantenimiento y conservación de equipos e instalaciones.

b) Explotación de estos equipos e instalaciones para alcanzar los objetivos

previstos.

c) Control del proceso de esos equipos e instalaciones para alcanzar los objetivos

previstos.

d) Control y seguimiento de marcha económica, administrativa y del resto de los

aspectos generales de la planta.

Por ello, en casi todas las plantas, la organización se basa en cuatro áreas

supervisadas y controladas por el jefe de planta, correspondientes a estas

cuatro tareas:

- Mantenimiento

- Explotación

- Laboratorio

- Administración

Los factores que afectan al número total de personal, además del caudal total a

tratar, son:

- Disposición en planta de la estación

- Homogeneización del proceso y normalización de equipos

- Nivel y grado de tratamiento


18

- Tipos de residuos sólidos

- Vertidos industriales

Los tipos de ocupación que se dan en la mayoría de las plantas son, como mínimo,

cinco:

- Jefe de planta

- Administrativo

- Laboratorio

- Mantenimiento

- Explotación

Seguidamente se hacen unas breves consideraciones sobre el mantenimiento. Esta

tarea tiene por objeto asegurar y garantizar el normal funcionamiento de todos los

equipos en instalaciones. Dentro de los dos tipos de mantenimiento: preventivo y

correctivo.

Un hecho particular de las depuradoras es que son unas instalaciones que tienen que

funcionar 24 horas durante 365 días al año. Esto obliga a la existencia permanente de

unos equipos de repuestos que permitan la rápida reparación o la sustitución de las

piezas defectuosas.

El laboratorio ha de servir de apoyo al jefe de planta para que se pueda decidir en la

que se logra la explotación óptima de la estación depuradora, no solo desde el punto

de vista técnico, sino también económico y social.

El producto final de todo proceso de depuración es el residuo sólido proveniente de las

rejillas, grasas y flotantes, arenas, fango y gas. Los tres primeros no representan

problema técnico ni económico grave en su eliminación, ya que sus volúmenes no son

preocupantes. El agua tratada debe devolverse al cauce o reutilizarse si es

económicamente viable. El gas es recomendable reutilizarlo por su potencial técnico y

económico.

Todo proceso de depuración que funcione normalmente bien produce fangos. Debe

estimarse que, por cada metro cúbico de agua tratada por día, se producen al día un

ratio de 2 Kg MS/m3 de fango deshidratado.

El conseguir este producto exige una importante inversión en reactivos por tonelada

de fango deshidratado. A estas cifras hay que añadir los costes de retirada que,

independientemente de su uso ulterior, tienen un coste alto.


19

Parece claramente admitido que una digestión anaerobia de los fangos con generación

de gas y accionamiento de motogeneradores ofrece unas ventajas importantes:

1) Estabilización de los lodos y disminución de su volumen

2) Producción de energía

Del destino final de los fangos, hay cuatro escenarios típicos:

- Agricultura

- Descarga en vertedero o en el mar

- Secado térmico

- Incineración

Particularmente, merece la pena mencionar el tema de recuperación de energía. Del

presupuesto que se destina al mantenimiento y explotación de estaciones

depuradoras, se puede estimar que, como media, un porcentaje del 20 % al 35 % es

destinado al pago del consumo energético. Este porcentaje varía de manera

inversamente proporcional al tamaño de la planta, pudiendo ser en plantas pequeñas

entre cinco o seis veces más importante que en plantas grandes.

Desde el punto de vista teórico y atendiendo a los costes actuales de energía, parece

suficientemente justificada la inversión para caudales superiores a los 2 m3/s. Sin

embargo, en determinados casos puede ser razonable la recuperación para caudales

menores por medio de motogeneradores de tamaño reducido.

Las otras alternativas consisten en quemar el gas en antorcha, lo que puede constituir

un derroche energético, o bien estudiar la posibilidad de almacenar el gas sobrante

una vez filtrado. Este gas se puede utilizar como combustible en industrias próximas a

la depuradora o para el accionamiento de vehículos de la planta que no requieran

excesiva autonomía.

Riesgos

Los tres tipos de riesgos más frecuentes en las estaciones depuradoras,

estadísticamente, son:

- Caídas

- Riesgos eléctricos

- Asfixia, intoxicación o riesgos de explosión


20

Por ello, económica y socialmente, todas las inversiones serán de la mayor rentabilidad

encaminadas a reducir estos riesgos. En consecuencia, no sólo es aconsejable sino

legalmente obligatorio y con responsabilidad civil y penal, directa subsidiaria, seguir las

siguientes indicaciones:

- El que todas las actividades peligrosas sean realizadas por dos operarios. A la

larga, no es un gran desembolso.

- La abundancia de chalecos salvavidas, cinturones de seguridad, pértigas y

flotadores.

- El que las escaleras portátiles no sean metálicas para evitar el riesgo eléctrico.

Son particularmente peligrosas las caídas a los tanques de aireación pues el oxígeno

disuelto no favorece la natación.

Por todo ello, y por pequeña que sea la instalación, debe contarse con un equipo

mínimo constituido:

- Ventiladores portátiles para ventilar bocas de hombre y pozos.

- Linternas antideflagrantes para iluminar tanques o colectores con posible

existencia de gas.

- Cinturones de seguridad para entrar en las bocas de hombre y pozos.

- Máscaras de respiración autónoma para las posibles atmósferas nocivas o con

carencia de oxígeno.

- Medidores de gases para la detección de gases nocivos o explosivos.

Previamente a la puesta en marcha de una depuradora es aconsejable, desde los

puntos de vista legales, técnicos y humanos, la inspección previa de las instalaciones

por parte de los organismos competentes en materia de seguridad e higiene en el

trabajo.

En las plantas de grandes dimensiones es admitido, generalmente, que un nivel

razonable de automatismo contribuya a facilitar las tareas de mantenimiento y

explotación, sin que pueda eliminarse totalmente el control de personal que sigue

siendo necesario. Se contará con medios sencillos que permitan comprobar la

fiabilidad de las medidas de los aparatos automáticos para poder corregirlos en caso

necesario.


21

Es relativamente frecuente que instalaciones que funcionan automáticamente no lo

hagan de forma adecuada debido a fallos en los sensores o en los equipos automáticos

que controlan y envían señales erróneas a los operadores o los equipos que

comandan.

Las tareas básicas que suelen automatizarse son las siguientes:

- Información sobre la marcha del proceso

- Alarmas

- Elaboración y archivo de datos

- Información periódica

- Tareas auxiliares de mantenimiento y explotación

La realización de estas tareas se puede lograr mediante tres escalones:

1) Adquisición de datos y transmisión de los mismos al ordenador de planta

2) Control de proceso en la planta depuradora

3) Supervisión centralizada del conjunto de las planta depuradoras


22

4.5 MODELO DE EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA

A continuación, se desarrollarán los puntos más importantes que hay que tener en

cuenta a la hora de plantear una explotación de la planta y su mantenimiento a largo

plazo.

El objeto del informe es describir la organización necesaria para la explotación de las

instalaciones de la EDAR. La explotación se define como el conjunto de actividades

encaminadas a conseguir un funcionamiento óptimo de las diferentes instalaciones de

la Estación Depuradora de Aguas Residuales.

Estudiando las características de las instalaciones, se destacan tres actividades como

las más importantes:

Supervisión: Se realizará en cada una de las máquinas y elementos que constituyen los

procesos unitarios en lo referente a su funcionamiento normal dentro del proceso.

Operación: De los elementos y máquinas cuyo funcionamiento suponga intervención

manual, de forma continua o discontinua.

Control de procesos: Será llevado a cabo mediante un programa de muestreos

realizado en diferentes puntos de la planta y la ejecución de análisis cuyos resultados

permitan actuar sobre cada elemento, área y conjunto de las instalaciones, por razón

de adaptación, a nuevas condiciones de funcionamiento.

Supervisión

Se procederá a la entrada de agua residual proveniente del pretratamiento de la EDAR

actual, directamente a la arqueta de entrada del nuevo reactor biológico y de ahí a los

nuevos decantadores secundarios.

Se realizará el control de toda la planta basado en los criterios de funcionamiento

presentes en el anexo I del documento.

Las actividades a realizar por cada zona de la depuradora se encuentran descritas en

las tablas abajo:


23

TRATAMIENTO BIOLOGICO

Frecuencia: Cada 4 horas

Actividades:

I. ARQUETA DE REPARTO A REACTORES

- Comprobación de las lecturas y registros de los medidores de caudal electromagnético.

II. CÁMARA ANAEROBIAS 1, 2 Y 3

- Supervisión, control y registro de los caudales de recirculación externa de fangos.

- Comprobación del funcionamiento de los agitadores.

- Limpieza de la zona.

III. CÁMARA ANOXICA

- Comprobación de las lecturas y registros de los medidores redox


- Limpieza de la zona

IV. CAMARAS FACULTATIVAS 1 Y 2 Y CAMARAS OXICAS 1, 2 Y 3


- Comprobación de las lecturas y registros de los medidores de Oxígeno disuelto y de

medidor Redox..

- Comprobación de Instrumentación de los medidores de Oxígeno y Redox tras medición

portátil in Situ.

- Comprobación del funcionamiento de los sistemas de aporte de aire y consignas en los

mandos de control de operación.

- Comprobación cualitativa de niveles de ruido, vibraciones, calentamiento de los motores.

- Volumen de fangos, dejando decantar el "licor mezcla", durante media hora en una

probeta de 1 litro.


24

TRATAMIENTO BIOLOGICO ( cont.)


Actividades:

VI. DECANTACIÓN SECUNDARIA

- Inspección visual del agua.

- Inspección visual mediante probeta de la clarificación del efluente.

- Comprobación auditiva y visual del correcto funcionamiento de los motores reductores

de arrastre de rasquetas de barrido superficial y de fondo.

- Comprobación del funcionamiento de las purgas de fangos biológicos.

- Comprobación de los sistemas de seguridad y control.


VII. RECIRCULACIÓN DE FANGOS BIOLÓGICOS

- Comprobación de su correcto funcionamiento.


VIII. BOMBEO DE FANGOS EN EXCESO A FLOTADORES

- Supervisión auditiva del arranque y parada de las bombas.

- Comprobación de los sistemas de seguridad.


V. RECIRCULACIÓN INTERNA DEL LICOR-MIXTO ( LINEA 1)

- Comprobación de su correcto funcionamiento.

- Comprobación de las lecturas y registros de lo medidor de caudal de rec. interna




25


- Registros de fangos biológicos en exceso.

IX. BOMBEO DE FANGOS EN EXCESO A FLOTADORES




- Registros de caudalímetro de fangos biológicos en exceso.

AGUA TRATADA


Actividades:

- Comprobación del correcto funcionamiento del bombeo de agua

tratada al depósito de agua de servicio.

- Comprobación del correcto funcionamiento del grupo de presión y

del filtro de anillas.

- Registros del caudalímetro de agua tratada.

ESPESADORES DE FLOTACIÓN


Actividades:

- Comprobación del correcto funcionamiento del bombeo de

flotantes de la decantación secundaria y de las bombas de fangos

biológicos en exceso.


26

- Comprobación del correcto funcionamiento de los calderiles de

presurización y sus compresores.

DESHIDRATACIÓN DE FANGOS


Actividades: I. DEPÓSITO DE ALMACENAMIENTO

Comprobación de funcionamiento de los agitadores.

Comprobación de los niveles de fango.

Comprobación de los equipos de seguridad.

Registro del caudal de fangos a deposito almacenamiento.

II. BOMBEO DE FANGOS A DESHIDRATACIÓN


- Comprobación de su funcionamiento y temporizados.

- Comprobación de los equipos de seguridad.


- Registos de caudal de fangos a centrifugas.

III. POLIELECTROLITO

- Comprobación del funcionamiento de los equipos compactos de

dosificación, preparación de la mezcla, agitadores y niveles de las

cubas de dilución.

- Comprobación del funcionamiento de las bombas dosificadoras y

ajuste de los rotámetros de dilución.

- Registros de la cantidad de poli consumida en deshidratación.

III. CENTRÍFUGAS DECANTADORAS


27

- Supervisión el caudal impulsado por las bombas de fangos.

- Comprobar el funcionamiento de las centrífugas, comprobando la

entrada del fango y la descarga.

- Comprobación de la salida de sobrenadantes.


- Registro del caudal de fangos a centrifugas

IV. ALMACENAMENTO DE FANGOS DESHIDRATADOS

I. ELEVACIÓN DE FANGOS A SILOS DE ALMACENAMIENTO

- Comprobación del funcionamiento de las bombas de fangos,

supervisando el nivel de ruidos y vibraciones.

DESHIDRATACIÓN DE FANGOS ( CONT)


II. SILOS DE ALMACENAMIENTO

Actividades:

- Supervisión de los niveles de fangos.

- Comprobación del funcionamiento de las descargas.


- Registros del volumen de fangos retirados.


28

Las conclusiones que se pueden extraer de las operaciones descritas con anterioridad

son las siguientes:

- La línea de agua, debido a su carácter de proceso continuo, necesita una supervisión

de los equipos que la componen. Siempre que estos funcionen correctamente se

ajustarán a sus distintos parámetros para encaminar los procesos a un tratamiento

correcto del agua:

TRATAMIENTO DE ESCURRIDOS DE CENTRIFUGAS


Actividades:


escurridos a la cámara de mezcla rápida.

- Comprobación de la inyección de cloruro férrico en la cámara de

mezcla rápida.

- Comprobación del correcto funcionamiento del agitador de

mezcla rápida.

- Comprobación de la inyección de polielectrolito en la cámara de

floculación.

- Comprobación del correcto funcionamiento del agitador de

floculación

- Supervisión visual del decantador de sobrenadantes.


fangos y flotantes del decantador de sobrenadantes a cámara de

mezcla.

- Inspección y registro de los niveles de poliectrolito y cloruro

férrico.

- Registros del caudal de fangos del decantador de sobrenadantes

a cámara de mezcla.


29

a) Esta supervisión y ajuste de parámetros puede realizarse en un recorrido que

se efectúe desde el principio al fin de ella. Será una persona encargada en cada

turno, pudiendo ser acompañado por otro operario de explotación para

ayudarle en su labor y como medida de seguridad.

b) El encargado realizará este recorrido una o dos veces en su turno procurando

ajustarse en lo posible al intervalo fijado. No obstante, contará con cierta

libertad de acción para poder elegir el momento en caso de presentarse algún

inconveniente que requiera su presencia inmediata.

c) Para que no existan dudas sobre los puntos a supervisar ni sobre las

modificaciones en los parámetros que se hayan realizado, se rellenarán unos

partes de explotación donde figurarán todos los registros a realizar.

- La segunda conclusión que extraemos es que la línea de fangos, al ser un proceso más

delicado, requiere una dedicación permanente y exclusiva del personal de explotación

en la puesta en marcha y duración del proceso.

Operación

Las tareas de operación irán encaminadas a conseguir los siguientes objetivos:

a) Optimizar el rendimiento de los diferentes procesos y sistemas unitarios de que

constan las instalaciones.

b) Optimizar el empleo de los productos químicos, efectuando las pruebas

necesarias para determinar las características y dosis de aquellos que producen

las mejores prestaciones técnico-económicas.

c) Minimizar el coste derivado del consumo de energía eléctrica sin perjuicio del

pleno cumplimiento de la calidad exigida al agua tratada y a los fangos

evacuados de la depuradora, ni detrimento de la función para la que se

diseñaron las distintas instalaciones.


30

d) Tomar muestras y realizar los análisis precisos para obtener los valores de

todas las variables que definen el proceso en las líneas de agua y fango para

efectuar el control y funcionamiento de dichos procesos. En circunstancias

singulares (por vertidos anómalos u otras causas), se realizarán otras tomas de

muestras y determinaciones analíticas.

Control De Procesos

Se llevará a cabo, fundamentalmente, mediante un programa de muestreo realizado

en diferentes puntos de la planta y la ejecución de análisis cuyos resultados permitan

actuar sobre cada elemento, área y conjunto de las instalaciones.

La adecuada operación de los procesos de depuración se comprobará por

determinación de variables de control de calidad obtenidas mediante determinaciones

analíticas.

El control de los procesos incluye las tareas siguientes:

� Toma de muestras.

� Determinaciones analíticas de laboratorio.

� Toma de datos manuales.

� Registro de medidas en continuo realizadas mediante instrumentos.

La toma de muestras compuestas proporcionales al caudal y las determinaciones

analíticas se llevarán a cabo mediante un programa de muestreo realizado en

diferentes puntos de la planta. La ejecución de las analíticas en el laboratorio de la

EDAR, cuyos resultados permitan actuar sobre cada elemento, área y conjunto de las

instalaciones, se adaptarán a nuevas condiciones de funcionamiento. Esto será

realizado por personal cualificado.


31

Mantenimiento

Es el conjunto de operaciones a realizar en los diversos equipos de la planta para que,

en todo momento, se encuentren en óptimas condiciones de funcionamiento y

seguridad. Dividiremos esta actividad en dos apartados claramente diferenciados:

� Mantenimiento preventivo.

� Mantenimiento correctivo.

a) Mantenimiento preventivo

Se trata del conjunto de operaciones a realizar en todos y cada uno de los equipos

ofertados, de forma anticipada y con carácter sistemático que disminuyan al máximo

el factor de averías, roturas, accidentes y sus consecuencias.

La empresa encargada de la explotación de la planta depuradora practicará un

mantenimiento preventivo que evite el factor averías, gracias a una supervisión

constante y sistemática de los distintos equipos que integran la planta.

b) Mantenimiento Correctivo

Se entiende como mantenimiento correctivo el conjunto de operaciones necesarias

para reparar las averías y roturas producidas en los equipos durante su

funcionamiento.

Esta actividad está relacionada directamente con la efectividad del equipo y programa

de mantenimiento preventivo por lo que la tendencia de su evolución se corregirá

actuando sobre el mantenimiento preventivo implantado.

Personal

La determinación del personal necesario se efectúa conforme a los procesos en que

puede descomponerse el conjunto de las instalaciones de la estación depuradora,

evaluándose las necesidades en puestos de trabajo que requiere cada una de las

funciones que se desarrolla en las mismas. Por lo tanto, la distribución del personal se


32

ha realizado atendiendo a los puestos y turnos de trabajo y se ha reflejado

esquemáticamente.

Las necesidades de personal requerido para llevar a cabo el servicio de explotación se

han determinado tras el análisis de la estructura idónea de dicho servicio. Los puestos

de trabajo están clasificados en dos categorías:

� Explotación, Mantenimiento y Conservación.

� Dirección y Control.

a) De explotación, mantenimiento y conservación

En esta categoría se incluyen los operarios a nivel de planta por turno de trabajo.

Se estima que la operatividad idónea se consigue con tres turnos de ocho horas

cada uno, dejando por la noche la planta siempre con operarios. Nuestra

experiencia en la explotación de diferentes EDARs así nos lo aconseja.

b) De Dirección y Control

El personal de este grupo no tendrá un turno de trabajo coincidente con el resto de

los operarios ya que deberá ajustarse a las necesidades del funcionamiento de la

planta. Su trabajo, en régimen normal, lo realizarán en jornada partida.

De acuerdo con estas consideraciones, la distribución del personal se realizará de la

siguiente forma:

PERSONAL NECESARIO

(TURNOS DE 8 HORAS DE LUNES A VIERNES)

EXPLOTACIÓN MANTENIMIENTO Y

CONSERVACIÓN

Mañana

Tarde

Noche

*Jefe de Planta 0,50 0,50 -

*Jefe de Explotación 0,50 0,50 -

Operador 2,00 - -

Operador - 1,00 -

Operador - - 2,00


33

PERSONAL NECESARIO

(TURNOS DE 8 HORAS SABADO Y DOMINGO)

EXPLOTACIÓN MANTENIMIENTO Y

CONSERVACIÓN

Mañana

Tarde

Noche

Operador 1 1,00 - -

Operador 2 1,00 1,00 -

Operador 3 - 1,00 2,00

Análisis de costes

Esta estimación ayuda a planificar en la fase de proyecto los sistemas de depuración

pensando en la explotación, seleccionando el proceso idóneo para cada localidad. Se

evitarán aquellos que, por su complejidad, requerirían técnicos muy cualificados en las

plantas de pequeños o medianos municipios. Además se obviarán los sistemas que,

por minimizar la inversión inicial, multipliquen los costes de explotación y

mantenimiento.

De igual forma, es necesario planificar la generación de los recursos económicos que

soporten los costes de explotación y mantenimiento entre un 10-15 % anual de la

inversión inicial, adecuando las tarifas del agua a estos costes.

Coste de primera instalación

Para realizar la evaluación del coste que supone la implantación de una nueva

depuradora deben considerarse una serie de costes que puedan englobarse en tres

grupos:

a) Estudios Previos

- Evaluación de la contaminación actual y futura: parámetros y definición de

caudales presentes y futuros. Con estas bases se comienza el diseño de la EDAR.


34

- Definición de la tipología de la depuradora: adoptados los parámetros de diseño,

conocidas las características del agua residual y fijados el rendimiento que se

deben garantizar se define el tipo de EDAR.

- Tramitación medioambiental: estudio de impacto ambiental (EIA).

- Redacción del proyecto.

b) Costes de construcción

Aun teniendo en cuenta la incertidumbre en la estimación previa, con ratio de

costes medios, se puede realizar con márgenes de errores asumibles (± 10 %) que,

en buena medida, pueden servir para la toma de decisiones previas.

Para estimar el coste de las depuradoras en las que se pueda añadir o eliminar

alguno de los procesos incluidos en estas soluciones, puede utilizarse como ayuda

la estimación de los costes por unidades de proceso. En cada uno de ellos, se

tendrá en cuenta el peso relativo de la obra civil y de equipamiento que se incluyen

en la siguiente tabla:

PROCESO % PORCENTUAL

OBRA CIVIL EQUIPOS

Pretratamiento 7,1 29 71

Físico- Químico 5,3 44 56

Decantación primaria

4,1 59 41

Tratamiento biológico

8,9 50 50

Clarificación 5,4 57 43

Recirculación 2,4 42 58

Bombeo Fango 1,4 31 69

Espesamiento 2,9 36 64

Digestión 7,5 35 65

Deshidratación 8,2 20 80

Electricidad 13,2 4 96

Automatismo y control

5,0 100

Edificación 7,8 100

Obras externas 4,3 100

Resto de obra 16,6 84 16


35

c) Coste de explotación

En este apartado se aborda el análisis de los costes de la explotación, entendiendo que

en ese concepto se incluyen las labores de operación cuyo objetivo es obtener los

resultados de tratamiento previstos en la planta y los trabajos de mantenimiento. La

conservación, cuya finalidad es mantener las instalaciones en condiciones productivas,

evita el deterioro progresivo de los diferentes elementos individuales, tanto en el

equipamiento electromecánico como en la obra civil y edificios.

El análisis de los costes de explotación y mantenimiento de una EDAR se puede realizar

a través de un desglose de los mismos, simple pero no por ello menos eficaz. Así

pasamos a enumerar estos costes:

- Personal

- Energía

- Reactivos

- Evacuación y disposición de residuos

- Mantenimiento y conservación

1) Personal

El coste de personal viene dado por la plantilla necesaria y por el coste unitario de

cada uno de ellos. Los recursos humanos que se requieren en la explotación

ofrecen un aspecto creciente y, a la par, otro decreciente. La disminución de horas

anuales de trabajo en los convenios y legislación laboral implica un aumento en los

recursos humanos necesarios.

La dotación de recursos humanos de una planta varía en función de una serie

importante de factores, entre los que cabe destacar estos:

- Tipo de procesos existentes para el tratamiento del agua y fangos

- Existencia de instalaciones en exterior

- Grado de automatización

- Calidad y diversidad de equipamiento

- Antigüedad de las instalaciones

- Normativas laborales aplicables

- Normativa de seguridad y salud

- Tamaño de la planta


36

2) Energía

Su coste es muy importante a pesar de la bajada de los precios eléctricos unitarios

producida con la liberación del suministro eléctrico. Es, en gran parte, variable en

función de caudal y características del agua de entrada. Tanto el tamaño como el

tipo de EDAR hacen que el consumo eléctrico difiera sensiblemente entre unas y

otras plantas. Así, en los tratamiento blandos el consumo eléctrico es muy bajo o

incluso nulo (filtros verdes) y, en los tratamientos convencionales, el consumo es

mayor o menor según los diversos procesos.

Como ratio de consumo eléctrico habitual y englobando toda esta diversidad se

pueden adoptar estos:

0,25-0,65 Kwh/m3 de agua tratada

0,9-1,6 Kwh/kg de DBO5 eliminada

El coste total de energía supone habitualmente sobre un 20 % -30 % del total de la

explotación.

3) Reactivos

La variabilidad del importe de este coste es muy alta en función de que exista o no

tratamiento físico-químico en la línea de agua, estabilización química de los fangos,

etc.

En todo caso, las dosis habituales que para estos tratamientos pueden utilizarse así

como los precios unitarios según tarifa del 2013 son:


37

FASE I FASE II FASE II I FASE IV FASE V FASE VI FASE VII PEM

FLOCULANTE DESHIDRATACIÓN

Tn MS producidas (Tn MS/año) 0 0 1.180 1.180 1.180 1.180 1.180 1.180

Ratio de consumo poli (Kg poli/TnMS) 6 6 6 6 6 6 6 6

Consumo poli (Kg/año) 0 0 7.077,53 7.077,53 7.077,53 7.077,53 7.077,53 7.077,53

Consumo poli (Kg/d) 0 0 19,39 19,39 19,39 19,39 19,39 19,39

Coste producto (€/Tn) 2,70 € 2,70 € 2,70 € 2,70 € 2,70 € 2,70 € 2,70 € 2,70 €

Coste anual (€/año) - € - € 19.109,32 € 19.109,32 € 19.109,32 € 19.109,32 € 19.109,32 € 19.109,32 €

CLORURO FÉRRICO ELIM P

Caudal a tratar (m3/d) 21.898 21.898

Concentración a elim quimic (mg/l) 1 1

Masa a eliminar (Kg/d) 21,90 21,90

Ratio de Eliminación (Kg Fe/Kg P) 2,70 2,70

Consumo de pdto puro por dia (Kg Fe/d) 59,12 59,12

Concentración del pdto comercial (% FeCl3) 40% 40%

Consumo anual (Kg/d) 429 429

Consumo anual (Tn/año) 156 156

Dosis Pdto Comerc (mg/l) 20 20

Coste producto (€/Tn) 136 136

Coste anual (€/año) - € 21.272,23 € 21.272,23 €

CLORURO FÉRRICO SOBRENADANTES

Caudal a tratar (m3/d) 0 1.615,87 1.615,87 1.615,87 1.615,87 1.615,87 1.615,87

Dosis Pdto Comerc (mg/l) 20 20 20 20 20 20

Consumo anual (Kg/d) 4,3 4,3 4,3 4,3 4,3 4,3

Consumo anual (Tn/año) 11,80 11,80 11,80 11,80 11,80 11,80

Coste producto (€/Tn) 136 136 136 136 136 136 136

Coste anual (€/año) 1.604,24 € 1.604,24 € 1.604,24 € 1.604,24 € 1.604,24 € 1.604,24 €

FLOCULANTE SOBRENADANTES

Caudal a tratar (m3/d) 0 1.615,87 1.615,87 1.615,87 1.615,87 1.615,87 1.615,87

Dosis Pdto Comerc (mg/l) 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20

Consumo anual (Kg/d) 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04

Consumo anual (Tn/año) 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12

Coste producto (€/Tn) 3100 3100 3100 3100 3100 3100

Coste anual (€/año) 365,67 € 365,67 € 365,67 € 365,67 € 365,67 € 365,67 €

CLORURO FÉRRICO ELIM SH2

Caudal a tratar (nm3/d)

Concentración a elim quimic (mg/l)

Masa a eliminar (Kg/d)

Ratio de Eliminación (Kg Fe/Kg P)

Consumo de pdto puro por dia (Kg Fe/d)

Concentración del pdto comercial (% FeCl3)

Consumo anual (Kg/d)

Consumo anual (Tn/año)

Dosis Pdto Comerc (mg/l)

Coste producto (€/Tn)

Coste anual (€/año) 5.000,00 € 5.000,00 € 5.000,00 € 5.000,00 € 5.000,00 € 5.000,00 €

DESODORIZACIÓN

Coste anual (€/año) 2.705,14 € 2.705,14 € 2.705,14 €

FASE I FASE II FASE II I FASE IV FASE V FASE VI FASE VII PEM

Coste TOTAL anual (€/año) - € - € 26.079,23 € 26.079,23 € 26.079,23 € 28.784,37 € 50.056,60 € 50.056,60 €

FASES DE FUNCIONAMIENTO


Para el caso del ejemplo de dimensionamiento del bloque II desarrollado en este

curso:

Ratio de elimina de SH2 Kg H2S04/Kg 0,75

Ratio de elimina de CH3SH Kg H2S04/Kg 0,37

Ratio de elimina de CH32S Kg H2S04/Kg 0,15

Ratio de elimina de CH32S2 Kg H2S04/Kg 0,75


38

Ratio de elimina de SH2 Kg NaOH/Kg 2,34

Ratio de elimina de CH3SH Kg NaOH/Kg 1,67

Ratio de elimina de CH32S Kg NaOH/Kg 1,29

Ratio de elimina de CH32S2 Kg NaOH/Kg 1,7

Ratio de elimina de SH2 Kg ClONa/Kg 8,76

Ratio de elimina de CH3SH Kg ClONa/Kg 9,31

Ratio de elimina de CH32S Kg ClONa/Kg 10,81

Ratio de elimina de CH32S2 Kg ClONa/Kg 8,72

Consumo de H2SO4 Kg H2S04/h 0,027222465

Consumo de NaOH Kg NaOH/h 0,086342235

Consumo de ClONa Kg ClONa/h 0,335534806

Horas de funcionamiento día h/d 24 Días de funcionamiento año d/año 300

Consumo de H2SO4 Kg H2S04/año 196,0017476

Consumo de NaOH Kg NaOH/año 621,6640892

Consumo de ClONa Kg ClONa/año 2415,850607

Precio de H2SO4 €/Kg 0,27 Precio de NaOH €/Kg 0,2 Precio de ClONa €/Kg 0,130455115

En la estabilización de los fangos, las dosis de cal utilizada es del orden de 20-50 % de

la materia seca del fango. El polielectrolito catiónico utilizado en la deshidratación de

los fangos puede situarse entre 4–6 Kg. por tonelada de materia seca de fango

deshidratado.

Teniendo en cuenta estas consideraciones se puede resumir que el peso en el coste

derivado del empleo de reactivos está en torno al 5–15 % según las características de

la depuradora.


39

4) Evaluación y disposición final de los fangos

Los residuos producidos en una depuradora pueden agruparse en estos apartados:

- Materiales retenidos en el desbaste de agua y tamizado de fangos secos

- Arenas y flotantes eliminados en el pretratamiento

- Fangos procedentes del proceso mixto de depuración

En este apartado se incluyen los costes de transporte y disposición final que van desde

la aplicación agrícola a la valoración energética o vertederos, así como las tarifas y

cánones (tasas) a pagar en cada uno de los casos. Su coste es variable en función de la

cantidad y de la calidad del fango, así como del destino final de este y de la ubicación

de los diferentes destinos.

La cantidad de fango se incrementa significativamente con la utilización de reactivos

en la línea de agua y, sobre todo, si se usa cal. Igualmente viene incrementada con la

estabilización química de los fangos y, en cambio, disminuye con una estabilización

biológica de los mismos. Por tanto, la calidad y el destino final de los fangos influyen

significativamente en el coste de evacuación por la distancia de vertederos y da como

resultado los siguientes valores medios para nuestro ejemplo dimensional:

FASE I FASE I I FASE II I FASE IV FASE V FASE VI FASE VI I PEM

Caudal a tratar (m3/d) 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000 25.000

Caudal a tratar (m3/año) 9.125.000 9.125.000 9.125.000 9.125.000 9.125.000 9.125.000 9.125.000 9.125.000

Coeficiente Sol. Gruesos (g/m3) 35 35 35 35 35

Coeficiente Arenas (g/m3) 6 6 6 6 6

Coeficiente Grasas (g/m3) 6 6 6 6 6

Producción Sol Gruesos (Tn/año) - - - 319,4 319,4 319,4 319,4 319,4

Producción Arenas (Tn/año) - - - 54,8 54,8 54,8 54,8 54,8

Producción Grasas (Tn/año) - - - 54,8 54,8 54,8 54,8 54,8

Densidad Sol Gruesos (Tn/m3) 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85

Densidad Arenas (Tn/m3) 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

Densidad Grasas (Tn/m3) 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

Nº Contenedores a retirar. Sol Gruesos (nº/año) - - - 75,15 75,15 75,15 75,15 75,15

Nº Contenedores a retirar. Arenas (nº/año) - - - 9,13 9,13 9,13 9,13 9,13

Nº Contenedores a retirar. Grasas (nº/año) - - - 9,13 9,13 9,13 9,13 9,13

Coste Canon Sol Gruesos (€/retirada) 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 €

Coste Canon Arenas (€/retirada) 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 €

Coste Canon Grasas (€/retirada) 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 € 36,67 €

Coste TOTAL Canon Sol Gruesos (€/año) - € - € - € 11.710,42 € 11.710,42 € 11.710,42 € 11.710,42 € 11.710,42 €

Coste TOTAL Canon Arenas (€/año) - € - € - € 2.007,50 € 2.007,50 € 2.007,50 € 2.007,50 € 2.007,50 €

Coste TOTAL Canon Grasas (€/año) - € - € - € 2.007,50 € 2.007,50 € 2.007,50 € 2.007,50 € 2.007,50 €

Coste TOTAL Residuos (€/año) - € - € - € 15.725,42 € 15.725,42 € 15.725,42 € 15.725,42 € 15.725,42 €

g MS/m3 400 400 400 400 400 400

Tn MS producidas (Tn MS/d) - - 10 10 10 10 10 10

Sequedad de deshidratado 20% 20% 25% 25% 25% 25% 25% 25%

Tn Fango hum producido (Tn /año) 0 0 40 40 40 40 40 40

Coste Canon Sol Fango Hum (€/TN f hum) 16 € 16 € 16 € 16 € 16 € 16 € 16 € 16 €

Coste TOTAL Retirada Fangos (€/año) - € - € 233.600 € 233.600 € 233.600 € 233.600 € 233.600 € 233.600 €

FASE I FASE I I FASE II I FASE IV FASE V FASE VI FASE VI I PEM

Coste TOTAL Residuos y Fangos (€/año) - € - € 233.600 € 249.325 € 249.325 € 249.325 € 249.325 € 249.325 €




40

5) Mantenimiento y conservación

En este concepto se incluyen todos aquellos costes relacionados con el mantenimiento

y conservación de las instalaciones, excluidos los de personal propio que ya ha sido

contabilizado en el apartado correspondiente al personal. Entre los costes más

importantes se encuentran: la adquisición de repuestos, las reparaciones en talleres

externos o en la depuradora con personal externo, y el progresivo equipamiento de

talleres propios. Su coste es función del nivel de equipamiento, su calidad y del estado

de los mismos.

El cálculo del coste debería realizarse estudiando cada equipo y utilizando los ratios

medios de los costes del mantenimiento preventivo y correctivo habituales. Como

ratios habituales pueden adoptarse los siguientes:

- Costes del mantenimiento del conjunto del equipamiento electromecánico 2,5 %

anual del coste de adquisición.

- Obra civil y edificación el 0,5 % del coste de construcción.

La vida media de los equipos electromecánicos se suele encontrar en 8-12 años,

aunque los sometidos a condiciones especialmente duras pueden ser inferiores

(bombeo de químicos, depósitos con productos abrasivos). Los equipos de control e

instrumentación tienen una vida media de 4-8 años. En cuanto a la obra civil, su vida

útil media está entre 30-40 años.

Documents

Bloque IV Problemas de funcionamiento y analisis de … · eliminación de las causas por lo que habrá que operar, en el sentido de adaptar el punto de funcionamiento de la planta,