Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto, estado de São Paulo (Brasil) FERNANDO MORCILLO*

Y

ANTONIO ADAN** * Director de Aguas, INIMA, Servicios Europeos de Medio Ambiente, S. A. ** Jefe del Departamento Técnico-Comercial, INIMA, Servicios Europeos de Medio Ambiente, S. A.

RESUMEN

En Riberao Preto se esta llevando a cabo la concentración, conducción y depuración de las aguas residuales generadas por una población de unos 600.000 habitantes de forma que el agua, una vez tratada, cumpla con los requerimientos establecidos en la legislación vigente permitiéndose su incorporación al cauce receptor sin afectar negativamente a la calidad de sus aguas. La inversión que acompaña la ejecución de estas obras será recuperada en la fase de explotación de la planta depuradora mediante el correspondiente canon, el cual tiene una componente fija y otra variable función del caudal que se trate. Las actuaciones están previstas realizarlas en dos fases, 2006 y 2016, correspondientes a las necesidades previsibles de caudal y carga contaminante a tratar. La Estación de Tratamiento de Aguas Residuales (EDAR) dispone de edificio de control, edificios industriales y del equipamiento de lo mas completo para instalaciones de esta índole, siendo la línea de tratamiento la siguiente: El agua recogida y conducida por la correspondiente red de colectores y estaciones de bombeo llega a la planta donde se eleva hasta el pretratamiento. Este proceso es completo (desbaste de sólidos gruesos y finos, desarenado-desengrasado y tratamiento de los residuos gene-

1079

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

rados) y se ha diseñado para el futuro, por lo que no es necesario su ampliación para el año 2016. Tras el pretratamiento, se prevé el tratamiento primario formado por decantadores donde tiene lugar la eliminación de la materia sedimentable. El corazón de toda planta depuradora es el tratamiento biológico donde tiene lugar la eliminación de materia coloidal y disuelta. El diseño adoptado responde a una de los mas avanzados ya que permite eliminar materia orgánica y nutrientes (nitrógeno). De esta manera se controla la eutrofización de las aguas mejorando la fauna piscícola del cauce donde se produce el vertido de estas aguas. Como tratamiento final y ante situaciones de epidemias se dispone de una cámara de desinfección mediante hipoclorito sódico. Los fangos producidos en el tratamiento primario y en el biológico se concentran para facilitar su manejo y reducir el equipamiento necesario para proceder a su estabilización. Dadas las características diferentes de los fangos producidos, los primarios se envían a espesadores de gravedad mientras que los biológicos son conducidos a los flotadores. En plantas de estas dimensiones es habitual, por motivos de índole económico, proceder a la estabilización anaerobia dado el elevado consumo energético que conlleva la digestión aerobia. Inherente a este proceso esta la producción de biogas, el cual se emplea para elevar la temperatura de los fangos favoreciendo los procesos metabólicos que tiene lugar en esta etapa. Los fangos estabilizados se someten a una deshidratación final antes de su evacuación. Como se ha descrito anteriormente, se genera gas metano que se produce y se consume en función de las necesidades reales. Para ello se dispone de los correspondientes elementos de almacenamiento, trasiego y eliminación del biogas sobrante.

1080

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

1.

INTRODUCCIÓN

La Prefectura Municipal de Ribeirao Preto y DAERP (Departamento de Aguas y Esgotos de Ribeirao Preto), convocaron un concurso para la concesión de los servicios públicos de tratamiento y destino final de las aguas residuales sanitarias de la ciudad, por un plazo de 20 años prorrogables. Dicho concurso fue adjudicado a AMBIENT, Servicios Ambientales de Ribeirao Preto, S. A. Este consorcio esta participado por el Grupo OHL directamente ya través de su empresa INIMA Servicios Europeos de Medio Ambiente, S.A. con un 80% en el conjunto de su capital, mientras que el 20% restante esta en poder de la empresa local REK Constructora Limitada, ambas para el Municipio mencionado de Ribeirao. La adjudicación comprende la construcción y explotación de dos depuradoras, EDAR de Caiçara para un caudal en el año horizontal (2016) de 28.000 m3/día y la EDAR Ribeirao Preto para un caudal en el año horizonte (2016) de 150.000 m3/día. La concesión para tratar todas las aguas residuales de la población de Ribeirao Preto, supondrá una inversión de 38,6 millones de dólares (45 millones de euros o 7.470 millones de pesetas), el consorcio recupera dicha inversión mediante el cobro de tarifas a los usuarios. Este sistema de adjudicación es totalmente novedoso con respecto a como se realizan en España la ejecución de las infraestructuras, siendo las correspondientes Administraciones (Estatal o Autonómicas) las que financian las obras. Puede pues afirmarse que si no se hubiera realizado este tipo de adjudicación, la realización de las obras se habrían retrasado por falta de capacidad financiera de la Prefectura Municipal. De hecho la citada Prefectura ha pedido al consorcio adjudicatario AMBIENT, la inclusión dentro del conjunto de la concesión la construcción de 4,5 Km de colectores que debería de haber realizado la municipalidad a través de su empresa DAERP. La citada inversión además de la construcción de las depuradoras lleva consigo la ejecución de la red de colectores asociada a cada una de ellas. Esta red de colectores tiene una longitud de 21 km y está construida en hormigón armado con diámetros comprendidos entre 30 y 180 cm, por los cuales el flujo discurre por gravedad, excepto en un corto tramo debido a razones topográficas, fue necesario construir la estación elevadora de PALMEIRAS donde a través de un sistema de bombeo el agua recorre 495 metros por tubería de hierro fundido, volviendo de nuevo a seguir por gravedad hasta la EDAR de Caiçara. A continuación vamos a describir las principales características de cada una de las depuradoras indicadas anteriormente. 2. 2.1.

EDAR DE CAIÇARA Introducción

La inversión de esta primera depuradora incluyendo la red de colectores y la estación de bombeo de Palmeiras ascendió a 6,6 millones de dólares (7,6 millones de euros o 1.278 millones de pesetas).

1081

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

Es de destacar el corto plazo de ejecución de las obras, con el fin de cumplir con el plazo exigido de 120 días. Los trabajos en campo se iniciaron el 1-6-2000 y se terminaron el 20-9-2000 lo que supone 112 días de plazo real en los que se trabajo las 24 horas diarias, incluso festivos y fines de semana. En esta primera etapa se ha ejecutado una de las tres líneas previstas hasta el año horizonte previéndose ampliaciones en los años 2006 y 2016. La capacidad media de tratamiento de la instalación construida en la actualidad es de 150 l/s. 2.2.

Descripción de las instalaciones

Hay que distinguir entre la línea de agua y la línea de fango. Para una mejor comprensión ofrecemos una vista general de toda la planta en la figura 1 y desarrollaremos a continuación nuestra información, que necesariamente debe ser muy condensada, de acuerdo con la cadencia numérica allí establecida.

Figura 1.

Características del agua bruta DBO5 SS NTK

251 mg/l 279 mg/l 28 mg/l

Características del agua tratada DBO5 SS

1082

≤50 mg/l ≤30 mg/l

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

Características del fango Sequedad 2.3.

≥22%

Línea de agua

Comprende las instalaciones numeradas de 1 a 6, que son las siguientes: A)

Pozo de llegada y by-pass general (zona 1)

La extracción de los residuos sedimentados se efectúa por cuchara bivalva hidráulica de 500 l de capacidad y está sostenida desde un puente grúa que permite la fácil evacuación de los residuos al contenedor. A la salida del pozo de gruesos se dispone una reja formada por carriles ferroviarios. La abertura entre perfiles es de 60 mm y el ancho total de la reja es de 4 m.

Figura 2.

B)

Pretatamiento.

Elevación de agua bruta (zona 2)

Las aguas procedentes del pozo de gruesos pasan a una cámara de bombeo, que impulsa el caudal al desbaste de sólidos. La instalación está formada por tres bombas centrífugas sumergibles, elevando todo el caudal a una altura manométrica de 7,80 m.c.a., siendo el caudal unitario variable entre 275 y 475 m3/h, para lo que se coloca un variador de frecuencia, que permite adaptar el caudal óptimo de bombeo en función del caudal de entrada. Se ha colocado una bomba en reserva.

1083

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

C)

Desbaste de sólidos finos (zona 2)

Para el desbaste de sólidos finos se han instalado pensando en las futuras ampliaciones, cuatro canales paralelos de 1,00 m de anchura, con un tamiz para el tratamiento de las aguas con sistema de limpieza automática de 3 mm de paso, siendo comandado el arranque por un interruptor de nivel situado aguas arriba, y la parada por un temporizador (foto 4). Los residuos extraídos se vierten sobre un tornillo transportador compactador. Los residuos ya prensados son almacenados en un contenedor de 7 m3 de capacidad. En el canal lateral se instala en by-pass una reja de limpieza manual de 20 mm de luz libre entre pletinas y 10 mm de ancho de pletinas. D)

Desarenador-desengrasador (zona 2)

Se ha construido una unidad de funcionamiento combinado tipo «canal» con preaireación, separación de grasas y extracción de arenas.

Figura 3.

Desarenado-desengrasado.

En esencia, la unidad se compone de dos canales paralelos de 15 m de longitud, uno de 2,20 m de anchura que actúa como desarenador y otro lateral de 1,10 m de anchura, separado del central por un tabique de 0,25 m de espesor, que funciona como desengrasador, por lo que en adelante lo denominaremos canal desarenador y canal desengrasador, respectivamente.

1084

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

La altura total es de 3,70 m siendo la superficie unitaria de 50 m2, proporcionando una carga superficial a caudal medio de 10,6 m3/m2/h. La velocidad de circulación a caudal máximo en la zona de desarenado es de 0,4 m/seg. El volumen total es de 125 m3, dando un tiempo de retención a caudal medio de 14 minutos. La preaireación se ha diseñado para que aporte un caudal de 8 Nm3/h de aire por metro de superficie del canal de desarenado, lo que significa un caudal de aire necesario de 400 Nm3/h. Con esto se asegura el movimiento helicoidal en el canal de desarenado y el desemulsionado de las grasas. El caudal de aire necesario se suministra mediante 2 soplantes de émbolos rotativos, una de ellas en reserva, de 400 Nm3/h de caudal unitario a 4 m.c.a. La inyección de aire en los desarenadores se realiza mediante una parrilla por cada uno, equipada con 40 difusores de burbuja gruesa, proporcionando un caudal máximo por difusor de 10 Nm3/h. E)

Extracción y separación de arenas (zona 2)

Sobre cada unidad de desarenado-desengrasado, se dispone un puente móvil, soporte del bombeo de arenas y del sistema de rasquetas de superficie, dotado de movimiento longitudinal mediante motorreductor, y dirigido en su sentido de desplazamiento por unos inversores de marcha. Se prevé un contenido de arena en el agua bruta de 200 gr/m3 que con una concentración del 0,25% significa un caudal de agua-arena de 595 m3/día. Para la extracción de la mezcla se instaló una bomba vertical de rodete sumergido, especial para arenas, instalada en cada puente móvil, con caudal unitario de 50 m3/h. La mezcla agua-arena es bombeada a un canal longitudinal situado en los laterales del desarenador que la conducen a un clasificador-lavador de rastrillo oscilante de 0,60 m de ancho y 9,90 m de longitud, que permitirá la extracción de partículas con un tamaño superior a 0,2 mm con un contenido en materia orgánica inferior al 5%. Las arenas extraídas por el clasificador-lavador se recogerán en un contenedor de 7 m3 de capacidad para su posterior transporte a vertedero. Los reboses de clasificador-lavador, así como su vaciado, se conducirán al pozo de gruesos. F)

Extracción y separación de grasas y flotantes (zona 2)

Las grasas, una vez en las zonas de tranquilización citadas, son arrasadas por las rasquetas superficiales del puente hacia un canal transversal con fuerte pendiente hacia un lateral, realizándose la evacuación de grasas y flotantes por gravedad. Para facilitar el arrastre de las grasas en el canal de evacuación se instalaron rociadores de agua a presión. La mezcla de agua y grasa pasa a un separador de rasquetas situado en un tanque metálico. Se ha centralizado en este separador, para una mayor facilidad de mantenimiento, la retirada de grasas y flotantes de los decantadores.

1085

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

G)

Medida y limitación del caudal (zona 2)

Para medir y limitar el caudal que ha de pasar al tratamiento biológico se utiliza un medidor electromagnético.

Figura 4.

H)

Medida de caudal.

Reactor biológico (zona 3)

Para el tratamiento biológico se adoptó un proceso de fangos activados con baja carga en modalidad de aireación prolongada y la utilización de un reactor biológico en forma de circuito hidráulico, (Carrousel) con aireadores superficiales.

Figura 5.

1086

Reactor biológico.

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

Como concentración de sólidos en el reactor se adoptó 3.500 mg/l refiriéndonos a sólidos totales. El reactor biológico se ha dimensionado para una carga de 0,1 kg de DBO5/kg MLSS/día, con el fin de asegurar la estabilización del fango para las distintas temperaturas de proceso. En esta primera fase, ya inaugurada y en funcionamiento, se instalaron dos turbinas de aireación con una potencia unitaria de 110 kW. Además se han instalado también dos agitadores sumergidos de 2.500 mm de diámetro y 4,60 kW de potencia unitaria.

Figura 6.

I)

Turbina aereadora.

Decantador secundario (zona 4)

Para la decantación secundaria se instaló, siempre en referencia a esta primera etapa, un decantador de gravedad. Se trata de un decantador circular de 35 m de diámetro, con un calado en borde de 4 m lo que supone un volumen total aproximado de 3.850 m3. La extracción de fango se realiza mediante un sistema de rasquetas de barrido, sujetas al puente giratorio, que lo conducen hasta una poceta situada en la parte central del aparato. Desde aquí es conducido hasta la arqueta de bombeo de fangos mediante tubería de 400 mm de diámetro en fundición.

1087

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

Figura 7.

Decantador secundario.

Para la recogida de flotantes, el puente lleva incorporada una rasqueta superficial, que arrastra dichos flotantes hasta un deflector instalado en posición previo al vertedero, en el muro del depósito. Aquí son recogidas por una rasqueta oscilante, también anclada al puente, que conduce los flotantes hasta una caja de extracción situada en el perímetro exterior. Las flotantes así recogidas son enviadas a una arqueta de recogida, de hormigón, con fuerte pendiente hacia el fondo, de donde aspiran dos bombas centrífugas horizontales, una en reserva. Estas bombas impulsan un caudal de 15 m3/h al concentrador de flotantes instalado en el pretratamiento. J)

Cloración (zona 6)

El agua procedente del tratamiento biológico pasa por gravedad a una cámara de contacto donde se adiciona hipoclorito sódico para proceder a la desinfección del efluente. La cámara tiene un volumen de 475 m3, lo que proporciona un tiempo de contacto a caudal punta de 34 minutos. La dosificación media prevista de hipoclorito sódico es de 6,0 mg/l, realizándose mediante dos bombas dosificadoras, (una de ellas en reserva), con un rango de caudales comprendido entre 15 y 150 l/h a 60 m.c.a. El hipoclorito sódico se almacena en un depósito de poliéster de 17.000 l de capacidad. El agua así tratada se envía al río Pardo.

1088

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

2.4.

Línea de fangos

Comprende las instalaciones numeradas de 7 a 10 en la figura 1. La extracción de fangos en el decantador secundario se realiza de forma continua, recogiéndose en la poceta central de cada decantador, por tubería de fundición de 600 mm de diámetro que lo conduce hasta la arqueta de bombeo de fangos. Además, para mantener la concentración de diseño en el reactor biológico es preciso realizar una recirculación de fangos desde el decantador; la cual es función del caudal medio en 24 horas, de la concentración a mantener en el reactor y de la de fango en el decantador. Se ha adoptado un caudal del 114% sobre el caudal medio, con una concentración del 0,8%. La recirculación de fangos se realiza mediante dos grupos motobomba centrífugas sumergibles de rodete desplazado tipo Vortex, una en reserva, con un caudal unitario de 600 m3/h a 4 m.c.a. El tiempo de funcionamiento se ha previsto de 24 h, pudiéndose, a través de PLC, realizar una programación del funcionamiento de los grupos de bombeo. La producción de fangos en exceso es de 2.450 kg/día. Para la elevación de los fangos en exceso hasta el espesamiento por gravedad se han incluido dos grupos motobomba sumergibles con un caudal unitario de 50 m 3/h a 5 m.c.a. A)

Espesador de gravedad (zona 7)

Para el espesamiento de los fangos se ha instalado un espesador por gravedad de accionamiento central.

Figura 8.

Espesador de gravedad.

1089

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

El espesador tiene un diámetro de 12 m con un calado en el borde de 4 m, lo que proporciona un volumen de 498 m3. B)

Deshidratación de lodos (zona 8)

La instalación de bombeo de lodos a deshidratar se compone de tres bombas de tornillo helicoidal, una en reserva, con un caudal unitario variable entre 2 y 10 m3/h. La deshidratación de los lodos se realiza mediante centrífugas obteniéndose a la salida una sequedad superior al 22%. Las operaciones de deshidratación precisas para las cargas de fango producidas se realizan en 5 días a la semana, durante 6 horas al día. Para el acondicionamiento químico de este tipo de fangos se utiliza polielectrolito catiónico. El fango deshidratado es conducido hasta la tolva de almacenamiento mediante una bomba transportadora de fangos de 1,5 m3/h del tipo de tornillo helicoidal.

Figura 9.

C)

Deshidratación.

Almacenamiento de fangos deshidratados (zona 9)

Los fangos deshidratados se almacenan en una tolva de 30 m3 de capacidad, desde la que se recogen para su utilización posterior o transporte a vertedero. 2.5.

Aguas potable industrial (zona 10)

El agua potable para el personal de la planta y el agua de servicio o industrial, precisa para todos los usos, se capta del subsuelo mediante un pozo de 102 m de profundidad al que se dotó de una bomba sumergible de 45 m3/h de caudal.

1090

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

Figura 10.

Almacenaje de fangos deshidratados.

El agua impulsada pasa por un filtro y se almacena en un depósito de regulación de 18 m3 de capacidad, del que se alimenta un grupo de agua a presión de 30 m3/h a 6 kg/cm2 que da servicio para realizar la limpieza de todos los puntos de la instalación. La red de agua potable se alimenta del mismo depósito mediante un grupo de presión de 10 m3/h a 3 kg/cm2 que impulsa el agua a través de una instalación de desinfección por rayos ultravioletas, dando servicio al edificio de control y al edificio de deshidratación. 2.6.

Otras intalaciones

A)

Edificio de control (zona 11)

Es un edificio destinado a las actividades administrativas y de control de la planta, además cuenta con taller-almacén, aseos, un despacho y sala de cuadros. El centro de control está dotado de los siguientes elementos, entre otros: ■ ■ ■ ■ ■

B)

Cuadro sinóptico del tipo proyector. PLC de control. Ordenador. Impresora de eventos. Impresora de informes. Edificio de transformación (zona 12)

Es un edificio que alberga en su interior los transformadores, la sala para el cuadro general de distribución y la sala de celdas. Tiene una superficie de 115 m2 y una altura libre de 3,60 m.

1091

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

Figura 11.

C)

Centro de transformación.

Instalaciones de servicio

Presenta especial interés la de Electricidad, que comprende: ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

Acometida de Media Tensión. Centro de Seccionamiento y Medida. Celdas de Entrada y Salida de Línea. Celda de Medida en Media Tensión. Celda de Protección General. Centro de Transformación. 2 Celdas de Protección del Transformador. 2 Transformadores de Potencia de 800 KVA. Armario de Contadores. Alumbrado General. Alumbrado de Emergencia. Red de Fuerza en Baja Tensión. Red General de Puesta a Tierra.

Otras instalaciones han sido: ■ ■ ■ ■ ■ ■

Red de Saneamiento de Edificios e Instalaciones. Fontanería y Aparatos Sanitarios. Red del Suministro del Aire de Servicios. Telefonía. Almacén-Taller en edificio de Deshidratación. Jardinería.

1092

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

3.

EDAR DE RIBEIRAO PRETO

3.1.

Introducción

La inversión prevista para esta depuradora, incluyendo la red de colectores asociada a la misma asciende a 32 millones de dólares (36,8 millones de euros o 6.122 millones de pesetas). En la actualidad, esta EDAR se encuentra en fase de ejecución de la Obra Civil y fase de compra del equipamiento electromecánico. En esta primera fase de ejecución, la capacidad media de tratamiento prevista es de 1,2 m3/sg, previéndose ampliaciones de tratamiento en los años 2006 y 2016 hasta alcanzar la capacidad media de tratamiento prevista en el año horizonte de 1,75 m3/sg. 3.2.

Descripción de las instalaciones

Como en el caso de la EDAR de Caiçara distinguiremos entre la línea de agua y la línea de fangos para lo cual nos serviremos de la planta general refiriéndonos en cada unidad de obra a la numeración de la leyenda de la citada implantación general. Características del agua bruta DBO5 SS NTK

265 mg/l 294 mg/l 28 mg/l

Características del agua tratada DBO5 SS NTOTAL

≤50 mg/l ≤30 mg/l ≤22 mg/l

Características de los fangos Sequedad Estabilidad (reducción de volátiles) 3.3. A)

≥25% ≥45%

Línea de agua Obras de llegada, pozo de gruesos y bombeo de agua bruta (zona 1)

Esta unidad de obra en cuanto a la Obra Civil se refiere se construye para las necesidades del año horizonte. La obra de llegada esta formada por dos canales paralelos de 2,0 m de anchura y 12 m de longitud, uno de entrada a la EDAR y otro para bypass general. Con el fin de poder aislar el pozo de gruesos y bombeo de agua bruta se dispone de una compuerta en la entrada del pozo de gruesos. Con el fin de proteger las instalaciones de bombeo de agua bruta se incorpora un pozo de gruesos, con unas dimensiones en planta de 12 × 6 m2 y una altura recta de 1,5 m y trapecial de 2 m. La extracción de los residuos depositados se realizará mediante una cuchara bivalva de 750 l y el correspondiente puente grúa.

1093

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

Con el fin de evitar que el agua entre en condiciones anaerobias se preve una aireación del mismo mediante (1 + 1 R) grupos motosoplantes para un caudal unitario de 385 Nm3/h. Para elevación del agua bruta se incluyen tres bombas sumergibles con una capacidad unitaria de 2.856 m3/h, instaladas en dos pozos con unas dimensiones de 6 × 6,3 m2 y 9 m de altura. B)

Desbaste (zona 3)

Se incluyen cuatro canales paralelos de 1,30 m de anchura y un calado de 2,0 m. En la primera fase de construcción se equiparan dos canales instalándose en cada uno de ellos una reja automática de gruesos con un paso de 50 mm y un tamiz de finos con una luz de 3 mm. El cuarto canal funcionará como bypass y en él se instalará una reja de gruesos de funcionamiento manual. Los residuos eliminados serán conducidos mediante dos tornillos transportadores compactadores a dos containers de 7 m3 de capacidad. Para aislamiento de los canales se incluyen dos compuertas por canal de accionamiento motorizado. C)

Desarenado-desengrasado (zona 3)

Se incluyen dos unidades de funcionamiento combinado tipo canal con preaireación y separación de grasas y extracción de arenas. Cada unidad se compone de dos canales paralelos de 23 m de longitud y 3,80 m de anchura que actúa como desarenador y un lateral de 1,90 m de anchura separados por un muro de 0,2 m que actúa como desengrasador. La altura total es de 5 m. El sistema de preaireación se ha dimensionado para proporcionar un caudal de aire de 8 Nm3h/m2 para lo cual se disponen de (2 + 1 R) grupos motosoplantes para un caudal unitario de 700 Nm3/h.

Figura 12.

1094

Desarenado-desengrasado.

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

La extracción de arenas se ha dimensionado considerando un contenido de arenas de 200 g/m3 para lo cual se incluyen en cada puente desarenador un grupo motobomba centrífuga vertical con una capacidad unitaria de 100 m3/h. La mezcla de agua y arena será conducida a dos clasificadores de arena tipo vaivén con unas dimensiones unitarias de 0,6 × 10,85 m. Las grasas separadas serán recogidas en un canal transversal y desde allí serán conducidas por gravedad y con arrastre de agua a presión a dos separadores de grasas del tipo de rasquetas. D)

Medición de caudal (zona 4)

La medida de caudal de agua pretratada se realiza en un canal Parshall con un rango de medida de 265-10.530 m3/h. E)

Decantación primaria (zona 6)

Como tratamiento primario se incluyen tres decantadores circulares de 42 m de diámetro y un calado de 3,0 m, lo que implica una carga superficial a caudal medio de 1,1 m3/m2/h. Los fangos son conducidos por gravedad desde el fondo del decantador hasta una arqueta y bombeados (zona 7) a los espesadores de gravedad. Los flotantes eliminados son conducidos por gravedad hasta tres arquetas y bombeados a los concentradores de grasas instalados en el pretratamiento (zona 8). Las reducciones de contaminación previstas en la decantación primaria son las siguientes: S.S: DBO5 NTK

Figura 13.

65% 30% 10%

Decantación primaria.

1095

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

F)

Tratamiento biológico (zona 9)

Se incluyen cuatro líneas con unas dimensiones unitarias de 40 m de longitud por 18,50 m de anchura y 6,0 m de altura útil. La concentración de sólidos en el reactor adoptada es de 3.000 mg/l. Teniendo en cuenta la reducción de DBO5 necesaria 72,6%, la carga másica adoptada es de 0,35 kg DBO5/kg MLSS/día. La tasa de producción de fangos en exceso calculada será 0,92 kgDBO5 eliminado, lo cual implica una producción de fangos de 20.347 kg/d al año horizonte y una edad del fango de 4,3 días. El proceso de nitrificación esta garantizado durante todo el año ya que a 28 °C es necesaria una edad del lodo muy baja. El proceso de desnitrificación esta garantizado mediante la inclusión de una cámara anóxica y una cámara facultativa con un volumen unitario de 555 m3. Las necesidades reales de oxígeno en el año horizonte en condiciones medias son de 2.821 kg/h y en condiciones punta de 3.769 kg/h. El suministro de aire en esta fase de construcción será realizado mediante dos turbocompresores con un caudal unitario de 21.000 Nm3/h (zona 10). Dichos turbocompresores incorporan un sistema de regulación de caudal según la concentración de O2, mediante sistema de difusor variable en impulsión y aspiración (prerotación).

Figura 14.

Tratamiento biológico.

Cada una de las líneas del tratamiento biológico va equipada con 2.300 difusores de membrana elástica en la zona óxica y 500 difusores en la zona facultativa. Se incluyen cuatro decantadores secundarios circulares del tipo de succión con un diámetro de 42 m y un calado de 4,30 m, lo que implica una carga superficial al caudal medio de 0,75 m3 /m2/h en el año horizonte.

1096

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

Los flotantes son recogidos en caja sumergida y conducidas a una arqueta bombeándose a los espesadores de flotación (zona 13).

Figura 15.

Decantador secundario.

La extracción de lodos de los decantadores secundarios y la recirculación a los reactores biológicos se realiza de forma continua hasta la arqueta de purga (zona 14), mediante 4+1R bombas centrífugas horizontales con una capacidad unitaria de 1.150 m3/h. El grado de recirculación alcanza el 100% sobre el caudal medio y el ajuste del caudal de recirculación se regula con un variador de frecuencia que incorpora cada bomba. Los fangos en exceso son bombeados a los espesadores de flotación. G)

Medida caudal agua tratada (zona 15)

El caudal de agua tratada es medido mediante un medidor de caudal electromagnético montado en tubería de DN1500. H)

Cámara de cloración (zona 16)

Se incluye una cámara de contacto con un volumen de 2.087 m3, que proporciona un tiempo de contacto de 20 minutos al caudal medio. Para la dosificación del hipoclorito se incluyen bombas dosificadoras capaces de adicionar una dosis de 6 ppm de cloro activo a caudal medio. 3.4. A)

Línea de fangos Espesadores de graves (zona 18)

Los fangos primarios son espesados en dos espesadores circulares de gravedad de diámetro 16 m y una altura cilíndrica útil de 5,5 m, lo cual implica una carga hidráulica de 0,60 m3/m2/h.

1097

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

Figura 16.

Cámara de cloración.

Los fangos espesados son bombeados mediante 2+1R bombas de tornillo helicoidal con una capacidad unitaria de 17 m3/h hasta la cámara de mezcla de lodos espesados (zona 21). Los fangos espesados tendrán una concentración del 7%.

Figura 17.

B)

Espesador de gravedad.

Espesamiento lodos biológicos (zona 21)

Se incluyen dos espesadores del tipo de flotación con unas dimensiones unitarias de 9 × 3,50 m, lo cual implica una carga hidráulica de 1,4 m3/m2/h. Estos lodos tendrán una concentración aproximada del 3%.

1098

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto...

Una cámara de mezcla recibe ambos tipos de fangos homogeneizándose y alcanzando una concentración media aproximada entre el 3,5-4%. C)

Digestión anaerobia (zona 19)

Los lodos mixtos espesados son bombeados a la digestión anaerobia mediante 2+1R bombas de tornillo helicoidal con un caudal unitario de 25 m3/h. Se incluyen dos digestores anaerobios con unas dimensiones de 30,50 m de diámetro y una altura cilíndrica útil de 8,8 m, un tiempo de retención de 20,8 días y una carga de volátiles de 1,7 kg/m 3/d. Para agitación y rotura de la costra de los digestores utilizaremos una bomba por digestor con un caudal de de 1.360 m3/h, que en un plazo inferior a cinco horas posibilita la mezcla del mismo. Para calentamiento de los lodos de digestión cada digestor incluye el siguiente equipamiento alojado en el edificio de digestión (zona 21). ■

■

■ ■

Un intercambiador de calor del tipo espiral con una potencia calorífica de 450.000 Kcal/h. Una caldera con quemador dual biogas-gasoleo con una potencia calorífica de 650.000 Kcal/h. Una bomba de recirculación de lodos para un caudal de 78 m3/h. Una bomba para recirculación de agua caliente para un caudal de 78 m3/h.

La reducción de sólidos volátiles prevista será superior al 45%. D)

Almacenamiento de fangos digeridos (zona 20)

Los lodos digeridos pasan por gravedad a dos depósitos tampón para su almacenaje y posterior deshidratación. Las dimensiones de cada uno de los depósitos tampón son 16 de diámetro y 5,50 m de altura cilíndrica útil, con lo que tendremos un período de retención de 2,6 días. Con el fin de mantener el lodo homogéneo cada depósito tampón irá provisto de dos agitadores sumergibles con una potencia unitaria de 5,5 kW. E)

Deshidratación de fangos (zona 21)

El sistema de deshidratación de fangos está formado por el siguiente equipamiento: ■

■ ■

■

2+1 R Bombas de tornillo helicoidal para una capacidad unitaria de 10-30 m3/h dotadas de variador de frecuencia para impulsión a centrífugas. Dos centrífugas para una capacidad unitaria de 25 m3/h. Para acondicionamiento del lodo a deshidratar se incluye un equipo compacto de preparación de polielectrolito con una capacidad de 2.500 L, del que aspiran 2+1R bombas de tornillo helicoidal provistas de variador de frecuencia con un caudal unitario de 80-800 l/h. Dos bombas de tornillo helicoidal con una capacidad unitaria de 4 m3/h para impulsión del fango deshidratado al silo de almacenaje.

La concentración del fango deshidratado será superior al 25%.

1099

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

F)

Almacenaje del lodo deshidratado (zona 23)

Para almacenaje del lodo deshidratado se incluye un silo con una capacidad de 80 m3. 3.5.

Línea de gas

A)

Gasómetro (zona 22)

El gas producido en la digestión 14.800 Nm3/d es almacenado para su utilización en el calentamiento de los lodos de digestión en un gasómetro de membrana con una capacidad unitaria de 2.150 m3. Como by-pass del sistema de almacenaje se incluye un quemador de gas en exceso (antorcha) con una capacidad de quemado de 1.000 Nm3/h. En la red de biogas están incluidos los elementos de protección tales como válvulas de seguridad presión/vacío, apagallamas, cortallamas, válvulas reguladora de gas en exceso, válvula antiexplosión y pote de condensado con purgadores. 3.6. ■

■

■

■

■

Instalaciones auxiliares Instalación de desodorización por vía química para una capacidad de 30.000 Nm3/h para desodorización del edificio de llegada de agua bruta, espesadores de gravedad, depósito tampón de fangos y edificio de deshidratración. Red de agua potable incluyendo un grupo de presión de 10 m3/h y sistema de desinfección por UV. Red de agua de servicio incluyendo un grupo de presión para una capacidad de 30 m3/h. Red de vaciados zona de tratamiento primario y zona de tratamiento biológico incluyendo en cada zona 1+1R bombas sumergibles con una capacidad de 100 m3/h. Red de aire de servicio zona de lodos primario y zona de lodos secundarios, incluyendo en cada una un compresor.

3.7. ■

■ ■ ■ ■ ■

Electricidad e iluminación Sistema de alimentación en media tensión a 13,2 Kv mediante línea subterránea desde poste de la compañía eléctrica. Centro de transformación número 1 incluyendo: — — — —

Cabina de medida. Dos transformadores de 800 KVA para 13,2/0,380 KV. Celdas de protección transformadores. Cabina salida a centro de transformación número 2.

■

Centro de transformación número 2 incluyendo:

■

— Cabina de protección transformadores.

1100

Sistema de saneamiento y depuración de aguas residuales de Ribeirao Preto... ■ ■ ■ ■

■ ■ ■

3.8.

— Dos transformadores de 2.500 KVA para 13,2/6 KV. — Tres transformadores de 800 KVA para 13,2/0,38 KV. Cuadro de distribución general en baja tensión. Centro de Control de Motores (pretratamiento, tratamiento biológico y decantación, espesamiento y deshidratación, digestión). Líneas de alimentación a cuadros y receptores en BT. Red de puesta a tierra. Red de alumbrado exterior, interior y emergencia. Sistema de control e informática

■

■ ■

3.9.

Sistema de PLC de control distribuido en las diferentes zonas de tratamiento y anejos a los CCM indicados en el capítulo de electricidad. Cuadro sinóptico del tipo de mosaico. Sistema informático incluyendo ordenador, monitor, teclado, impresora de eventos y el software correspondiente. Edificación

La edificación prevista en la EDAR es la siguiente: ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

4.

Edificio de obra llegada, pozo de gruesos y bomba de agua bruta (1). Edificio de turbocompresores (10). Edificio de espesamiento, digestión y deshidrtación (21). Centro de transformación número 1 (27). Centro de transformación número 2 (28). Edificio de control (30). Edificio de administración (32).

PROCESOS CONSTRUCTIVOS

En general las obras descritas han supuesto pocos problemas de tipo constructivo, en el uso de movimiento de tierras, hormigones, cimentaciones, instalaciones, etc. En los depósitos se ha utilizado cimentación directa sobre losa. En los Edificios se ha utilizado cimentación mediante zapatas cuadradas debidamente arriostradas. En el caso de la obra de llegada en la EDAR Ribeirao Preto se ha utilizado un lastre de 0,80 m de hormigón en masa anclado a la solera para evitar la flotación debido a los empujes del nivel freático. Igualmente con el fin de evitar la flotación de diferentes depósitos (tratamiento biológico, decantación secundaria) en el caso de encontrarse vacios y producirse un aumento del nivel freático se han incluido en las soleras de los mismos unas tapas de seguridad, que en el caso de producirse una sobrepresión superior al peso del depósito se abrirán dejando pasar agua procedente del subsuelo equilibrando los esfuerzos.

1101

I Congreso de Ingeniería Civil, Territorio y Medio Ambiente

Las calidades utilizadas en la edificación de forma general han sido las siguientes: ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

■ ■ ■ ■ ■

Estructura de hormigón armado. Forjado unidireccional formado por viguetas prefabricadas y casetones cerámicos. Cubierta inclinada de teja en los edificios de administración y control. Cubierta plana no transitables en el resto de edificios. Cerramiento formado por fabrica de ladrillo para revestir. Particiones interiores con tabicón de ladrillo. Solado de terrazo. Solado de mortero de cemento ruleteado con tratamiento antiácido y antideslizante en edificios industriales. Carpintería de aluminio en ventanas. Carpintería de chapa de acero en puertas de paso para edificios industriales. Pintura plástica en edificios endustriales. Pintura al gotéele en edificios de control y administración. Instalación de aire acondicionado mediante bomba de calor en edificios de control y administración.

Según se indico en la introducción cabe resaltar en el caso de la EDAR Caiçara el corto tiempo (120 días) de realización de las obras, utilizándose en las mismas: Acero: Hormigón: Excavaciones y terraplenes: Red de colectores:

32.500 kg 6.100 m3 15.000 m3 9.300 m

En la EDAR Ribeirao Preto se esperan utilizar durante la construcción: Acero: Hormigón: Excavaciones y terraplenes: Red de colectores:

3.950.000 kg 22.800 m3 190.000 m3 11.000 m

Se han generado 500 puestos de trabajo directos. Las previsiones para la entrada en servicio de EDAR son el mes de septiembre de 2002.

1102