DEPURADORA

Una empresa de Bayer y LANXESS

DEPURADORA: introducción

Introducción Las depuradoras del área de Medio Ambiente de CURRENTA están especializadas en la depuración de aguas residuales con componentes orgánicos.

El agua limpia es nuestro alimento más vital. Por eso

nes de metros cúbicos de agua anuales. El 95% de esa

somos especialmente cuidadosos con el agua. Minimiza-

cantidad se extrae directa o indirectamente del Rin. En los

mos constantemente su uso optimizando los procesos; evi-

últimos 10 años, el consumo de agua se ha reducido signifi-

tamos siempre que sea posible la contaminación del agua

cativamente, manteniéndose la producción prácticamente

que utilizamos y aplicamos métodos altamente eficaces

igual.

–en parte desarrollados por nosotros mismos– para depurar las aguas contaminadas. La gestión responsable de los recursos hídricos cuenta con una larga tradición en el CHEMPARK. Ya en 1901, una «Comisión de Aguas Residuales» se ocupaba de este elemento tan importante para la producción. Aunque en la actualidad utilizamos los sistemas de depuración más eficaces del mundo, no nos damos por satisfechos, sino que seguimos investigando para optimizar la preservación de este preciado líquido.

El agua: imprescindible para la química En la química, el agua es imprescindible: como ingrediente de productos, disolvente, limpiador y refrigerante, portador de energía en forma de vapor y, naturalmente, para el uso cotidiano de las personas que trabajan con nosotros. El CHEMPARK de Leverkusen consume unos 240 millo02

Depuración moderna de aguas en el área de Medio Ambiente de CURRENTA

Tres cuartas partes de esa agua se utiliza con fines de

El proceso de depuración de aguas residuales

refrigeración en nuestras instalaciones de producción. El agua de refrigeración no entra en contacto con ningún

Las aguas residuales industriales y las procedentes del al-

producto. Por eso estamos autorizados a verterla direc-

cantarillado público pueden depurarse conjuntamente de

tamente al Rin después de su uso a través de un sistema

forma óptima. La depuración de aguas moderna se realiza

de canalización separado, tras el correspondiente control

en varias etapas, orientadas a las diferentes sustancias

independiente. También se derivan directamente al Rin las

presentes en el agua:

aguas residuales que contengan sustancias inorgánicas

•E  liminación mecánica de sustancias macroscópicas y

con pocas o ninguna impureza orgánica y que no deban ser tratadas, así como las aguas pluviales no contaminadas.

arena (reja, filtro de arena) •N  eutralización (las aguas residuales ácidas y alcalinas se neutralizan para no alterar el posterior proceso de depu-

Sólo en torno al 10% del agua empleada entra en contacto con productos y debe ser depurada. Este volumen incluye

ración biológica) •S  edimentación previa para separar al mismo tiempo las

las aguas residuales ácidas, alcalinas y con sustancias

sustancias no disueltas y las precipitadas durante la

orgánicas procedentes de las instalaciones de producción,

neutralización

laboratorios y plantas piloto, así como también las aguas

•H  omogeneización de las calidades de las aguas residuales

residuales de las instalaciones sanitarias y las cocinas.

•D  epuración biológica, en la que las sustancias biodegradables son «devoradas» por bacterias. En este proceso

Esta aguas residuales se depuran exhaustivamente en la depuradora biológica propia de Leverkusen-Bürrig. Antes

se genera una masa adicional de bacterias. •S  edimentación final para separar los lodos biológicos del

se efectúan tratamientos fisicoquímicos previos en el

agua depurada. Una parte de estos lodos se devuelve a

punto de generación. Ya en la misma planta se eliminan las

la etapa biológica para mantener una concentración de

sustancias que no puedan eliminarse biológicamente o en-

lodo constante. El resto se deriva a las instalaciones de

torpezcan el proceso de depuración biológica. Finalmente,

tratamiento de lodos.

las aguas depuradas se emiten al Rin. 03

Historia de la depuración de aguas residuales

Cifras y hechos

Los primeros principios mecánicos y biológicos para la depuración de las aguas del alcantarillado público se establecieron ya a finales del siglo XIX. El tratamiento mecánico, biológico y químico de las aguas residuales industriales comenzó aproximadamente a mediados de la década de 1950. Anteriormente se partía en general de la base de que las aguas residuales químicas no podían depurarse biológicamente.

1901

Bayer crea una «Comisión de Aguas Residuales» en el centro de producción de Leverkusen.

Puesta en marcha

1971 Estanque biológico 1980 Biocolumna

1909

Las aguas residuales emitidas por la fábrica se regis-

1928

Se analizan periódicamente determinados parámetros

1954

Se crea un laboratorio para el análisis de aguas residuales

1958

Se construye la primera depuradora de Bayer AG en la factoría de Dormagen de forma conjunta con EC

2005–2010: Nueva construcción del estanque biológico

tran mensualmente.

Función

componentes orgánicos

(29 componentes) de las aguas residuales.

Módulos principales

Neutralización, sedimentación previa, depuración biológica, sedimentación final

y emisiones de gases (conocido como laboratorio AWALU).

Capacidad

Una depuradora mecánico-biológica en la zona de Flittard de la factoría de Leverkusen sucede al proyecto precursor del año 1958. La experiencia obtenida con esta planta se utiliza posteriormente en la construcción de la depuradora común de Leverkusen. En esta depuradora común se depuran las aguas residuales del CHEMPARK y de la cuenca

Equivalente a 1,7 millones de habitantes, con la siguiente distribución: CHEMPARK: 1,4 mill. hab. Confederación del Wupper: 0,3 mill. hab.

(Erdölchemie GmbH).

1966

Depuración de aguas residuales con

Volúmenes de aguas residuales

CHEMPARK: 40.000 m3/d Confederación del Wupper: 60.000 m3/d con lluvia hasta 195.000 m3/d Bürrig: (instalaciones sanitarias, prensado de lodos, aguas de lavado de la incineradora, aguas de filtración): ca. 10.000 m3/d aprox.

inferior del Wupper (Confederación del Wupper).

1971

Se pone en marcha la primera fase de ampliación (ac-

1975

Comienza a funcionar la depuradora biológica del

Rendimiento de degradación

95 % (del restante 5% se encarga la capacidad de depuración natural del Rin)

tualmente segunda etapa de depuración).

Eliminación de nitrógeno

CHEMPARK de Uerdingen.

Mediante la desnitrificación y nitrificación, desde 1995 se eliminan 800 t/a más de nitrógeno de las aguas residuales que antes. Reducción adicional de compuestos nitrogenados orgánicos en > 40%

1978

Creación de la segunda depuradora mecánico-biológica

1980

Segunda fase de la planta de Leverkusen, con incorpo-

2002

El acuerdo de cooperación existente entre Bayer Industry Services (actualmente CURRENTA) y la Confederación del Wupper para la depuración de las aguas del

(véase nueva construcción del estanque biológico)

en el CHEMPARK de Dormagen.

Eliminación de fosfatos

Concentración de salida asegurada < 0,6 mg/l gracias a la precipitación simultánea

ración de una biocolumna de Bayer.

alcantarillado público se prorroga hasta el año 2011.

Tiempos de permanencia

Entrada (conducción Gisela): 1,5 h aprox. Neutralización: 0,5 h aprox. Sedimentación previa: de 3 a 5 h aprox. Acumulación: de 15 a 20 h aprox. Biocolumna: de 18 a 22 h aprox. Estanque biológico I y II: de 5 a 8 h aprox.

2007

Concluye con éxito la primera fase de construcción de la nueva biocolumna. El proyecto «Biología de cascada» deberá concluir en 2010 y reducir el contenido de nitrógeno de las aguas residuales en más del 40%.

Estanques de sedimentación final: de 6 a 8 h aprox. Pozos de Dortmund: de 8 a 10 h aprox. Permanencia total de las aguas residuales en la depuradora: de 2 a 3 días aprox.

DEPURADORA: la depuradora de Leverkusen-Bürrig

LA DEPURADORA DE LEVERKUSEN-BÜRRIG Paso a paso: Vista general de los componentes de la instalación y procesos del ciclo de las aguas residuales

Filtración mecánica gruesa

con lodos procedentes de las otras etapas de depuración (véase más adelante) y se envían a las instalaciones de

Las aguas residuales biodegradables del CHEMPARK de

tratamiento de lodos de depuradora.

Leverkusen fluyen a través de una conducción de doce metros de profundidad y dos kilómetros de longitud hasta la depuradora de Bürrig. Este recorrido les lleva dos horas.

Acumulación

En la depuradora, una reja retiene los componentes de mayor tamaño.

Las aguas residuales neutralizadas y sometidas a una limpieza mecánica previa se acumulan provisionalmente

Neutralización

en depósitos intermedios donde se homogeneizan las concentraciones y volúmenes del flujo de aguas residuales. Esto mejora la biodegradación en la etapa posterior de

Generalmente, debido a los procesos de producción el

tratamiento biológico.

agua es fuertemente ácida (pH 1,5 aprox.). A fin de proteger a las bacterias de la depuradora se añade al agua lechada de cal. Esto provoca la precipitación de sustancias inorgá-

Depuración en la biocolumna

nicas (entre otros, compuestos de calcio, aluminio y hierro) y también algunas sustancias orgánicas.

Estructura. Los procesos de la depuración biológica de

aguas residuales son comparables con la depuración na-

Sedimentación previa

tural que tiene lugar en ríos y lagos: las bacterias metabolizan los componentes de las aguas residuales y, utilizando el oxígeno disuelto en el agua, los transforman en dióxido

En la siguiente etapa, la sedimentación previa, los pro-

de carbono, agua y biomasa.

ductos de precipitación del proceso de neutralización, así como otros sólidos, descienden al fondo y son separados

En las depuradoras biológicas, este proceso tiene lugar en muy

mecánicamente. Los lodos generados se recogen junto

poco espacio y de forma mucho más rápida que en la naturaleza.

04

Silo de cal

Estanques de sedimentación previa

Depósito de acumulación

Aguas residuales de la fábrica

Neutralización Tratamiento de los lodos de depuradora

Reja

Incineración de gases residuales

Flotación

Desnitrificación Pozos de Dortmund

Salida

Estanque biológico abierto Biocolumna

Estanques de sedimentación final Aguas del alcantarillado público

Aire

El ciclo de las aguas residuales de la depuradora de Leverkusen-Bürrig.

La capacidad de biodegradación de las bacterias depende de su especialización, que desarrollan al cabo de algún

Sedimentación intermedia. Las aguas residuales tratadas en las biocolumnas pasan a través de ciclones que elimi-

tiempo en función de los componentes del agua. Ade-

nan los gases de la mezcla de agua y lodo para llegar a la

más, las bacterias deben recibir un suministro óptimo de

zona elevada suspendida de sedimentación intermedia,

oxígeno. Esto tiene lugar de modo especialmente eficaz en

donde se separa el lodo biológico del agua. La mayor parte

la biocolumna. Los expertos en tecnología de procesos del

del lodo biológico se devuelve a las biocolumnas mediante

área de Medio Ambiente de CURRENTA han conseguido in-

bombas centrífugas; el pequeño exceso de lodo adicional

yectar en la mezcla de aguas residuales y lodo bacteriano

generado se retira y se lleva a la planta de tratamiento de

el oxígeno del aire necesario para la biodegradación con

lodos de depuradora.

un consumo de energía especialmente bajo. Los inyectores, que funcionan según el principio de las bombas de chorro de agua, inyectan aire a presión en las columnas de depuración.

Nitrificación, desnitrificación. Para la degradación de

moléculas nitrogenadas, p.ej. compuestos de amonio, se necesitan cepas de bacterias adicionales además de las bacterias ya existentes que degradan los enlaces de car-

Estos inyectores son un componente importante de las

bono. En un primer paso, las bacterias nitrificantes trans-

biocolumnas. Los estanques de depuración abiertos habi-

forman los compuestos de amonio y el oxígeno del aire en

tuales, de gran superficie y tres a siete metros de profun-

nitratos, a temperaturas superiores a los 10 grados. Estos

didad, con diferentes sistemas de aireación, se sustituyen

nitratos se transforman en un proceso previo en nitrógeno

por columnas cubiertas de 30 metros de altura.

molecular, que se libera al aire circundante.

Como, gracias a la elevada columna de líquido, el oxígeno

Como este proceso sólo tiene lugar en ausencia de oxí-

del aire puede aprovecharse mucho mejor, se despren-

geno y en presencia de compuestos de carbono, el 80%

den muchos menos gases. Los gases desprendidos, que

de las aguas residuales que salen de las columnas se bom-

también contienen sustancias orgánicas expulsadas, se

bean a un depósito aparte. Dicho depósito contiene muy

acumulan y se incineran en una planta de tratamiento

poco oxígeno y una cantidad suficiente de compuestos de

térmico de gases residuales. Esto hace que no se liberen

carbono procedentes de las aguas residuales de produc-

malos olores al entorno.

ción que atraviesan dicho depósito antes de ser llevadas 05

a las columnas. Este proceso se conoce como desnitrifica-

público de Leverkusen y los municipios circundantes. Esto

ción previa.

sucede en estanques biológicos abiertos, como segunda etapa biológica. Aquí, la inyección de oxígeno y el mezcla-

De este modo, anualmente se eliminan de las aguas resi-

do corre a cargo de aireadores de superficie. Las aguas

duales más de 800 toneladas de emisiones de nitrógeno,

del alcantarillado público son depuradas mecánicamente

a las que se añaden importantes cantidades que se retiran

antes de llegar a los estanques en una planta propia de

con los lodos sobrantes.

limpieza previa de la Confederación del Wupper, mediante reja, filtro de arena y estanque de sedimentación.

Eliminación de fosfatos. La neutralización con lechada

de cal provoca la precipitación de una gran parte de los fosfatos, que se separan junto con los lodos de la sedi-

Sedimentación final

mentación previa. Además, en las etapas de tratamiento biológico se precipitan fosfatos mediante la adición de

Finalmente, en los tres estanques de sedimentación final y

aluminio y sales de hierro.

los diez pozos de Dortmund se separan los lodos biológicos y se derivan al Rin las aguas depuradas, con vigilancia

Ventajas de la biocolumna. La biocolumna ofrece una se-

en tiempo real de los parámetros. El lodo sobrante de la

rie de ventajas frente a los estanques biológicos abiertos

sedimentación final se lleva a la planta de tratamiento de

de tipo plano:

lodos de depuradora.

• El inyector permite aprovechar de forma óptima el oxígeno del aire introducido. • La menor cantidad de gases generada disminuye los

Tratamiento de los lodos de depuradora

costos de incineración de gases residuales. • La construcción cerrada y el tratamiento de los gases residuales evitan malos olores en las proximidades.

Los lodos generados en la depuradora de Bürrig (lodos de sedimentación previa de las aguas residuales industria-

• El sistema de inyectores ahorra hasta un 70% de energía.

les y de alcantarillado público, así como lodos biológicos

• La mezcla total de las aguas residuales y el lodo biológico

sobrantes) se concentran, homogeneizan y deshidratan

está garantizada sin necesidad de mezcladores mecáni-

mediante filtros de presión de membrana. A continuación,

cos adicionales.

las tortas de filtración se eliminan en la incineradora propia

• En la biocolumna no existen piezas móviles, por lo que la instalación resulta fácil de mantener y presenta una gran

de residuos de depuradora. Las cenizas resultantes de la incineración se depositan en el vertedero propio.

seguridad operativa. • La construcción en altura permite una comprobación segura y sencilla de posibles fugas. No es posible que se produzcan filtraciones no detectadas de aguas residuales al subsuelo. • Las biocolumnas necesitan entre un 50 y un 70% menos de espacio que las depuradoras biológicas convencionales.

Flotación La flotación es una etapa de tratamiento adicional de las aguas residuales. En este proceso se depositan burbujas de gas sobre los copos de lodo situados en las aguas residuales. Debido a su menor densidad con respecto al medio circundante, ascienden a la superficie del líquido y forman una capa de espuma que posteriormente se retira.

Depuración en el estanque biológico El agua que sale de las instalaciones de sedimentación intermedia de los depósitos de la biocolumna sigue tratándose junto con las aguas residuales del alcantarillado

La galería transitable «Gisela», por la que pasan las aguas residuales del CHEMPARK hasta Leverkusen-Bürrig.

DEPURADORA: control y vigilancia

CONTROL Y VIGILANCIA Mediante amplios estudios el área de Medio Ambiente de CURRENTA garantiza permanentemente que se cumplan las complejas exigencias de una eliminación de desechos sostenible.

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Periódicamente, las aguas residuales sin tratar, el agua procedente de las distintas etapas de depuración y el agua depurada de la última etapa de tratamiento se someten a análisis biológicos y químicos para garantizar el correcto funcionamiento de la depuradora. El agua depurada se controla continuamente para asegurarse de que se respetan los valores autorizados. Además, el rendimiento de depuración se comprueba de forma continua mediante otros parámetros. Los datos analíticos del agua de entrada y de salida, junto con el volumen de agua tratado, permite conocer las cantidades y composición de las impurezas presentes en el agua y el rendimiento de la depuradora. Entre otras cosas se miden las materias sedimentables, parámetros globales como la demanda química y bioquímica de oxígeno, componentes inorgánicos y orgánicos importantes y contenido en sales. Además, se comprueba constantemente si las aguas residuales contienen sustancias que puedan perjudicar la actividad de degradación del lodo bacteriano. Para las autoridades de supervisión se ha establecido un punto de control accesible en todo momento para las aguas tratadas biológicamente que salen de la depuradora. En el marco del deber de vigilancia de las autoridades, periódicamente se extraen muestras a la salida de la depuradora y se comprueba que cumplan los límites establecidos en la autorización. La toma de muestras por representantes oficiales se realiza en cualquier momento (también en fines de semana y en horario nocturno) sin previo aviso.

La calidad de las aguas residuales tratadas se controla continuamente.

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Editado por Currenta GmbH & Co. OHG 51368 Leverkusen Alemania www.currenta.de Fecha: marzo de 2010