ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE ZUMOS VALENCIANOS DEL MEDITERRANEO (PUERTO DE SAGUNTO, VALENCIA)

Por: Estíbaliz Huete1; Gorka García1; Raquel López1; Alicia Torres2; Luis Carlos Martínez1

1 AEMA (Agua, Energía y Medio Ambiente Servicios Integrales S.L.)

Polígono Industrial El Pilar, C/ Fitero, 9. 26540 Alfaro, La Rioja

Tel.: 941 18 18 18

aema@aemaservicios.com. www.aemaservicios.com

2 Laboratorios Alfaro

Polígono Industrial El Pilar, C/ Fitero, 7. 26540 Alfaro, La Rioja

Tel.: 941 18 44 44

www.laboalfaro.com

RESUMEN

La empresa Agua, Energía y Medio Ambiente Servicios Integrales S.L. (AEMA S.L.) ha diseñado, construido y puesto en marcha la planta depuradora de la empresa Zumos Valencianos del Mediterráneo S.A. (ZVM) en Sagunto, Valencia.

La solución propuesta e implantada por AEMA combina un tratamiento físico químico con  un tratamiento biológico mediante sistema MBR. La excelente calidad del efluente obtenido cumple perfectamente con los requisitos legislativos y posibilita su reutilización directa para diferentes usos según lo dispuesto en el “RD 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas”.

1.-INTRODUCCIÓN

Las aguas industriales producidas por la industria agroalimentaria contienen contaminantes que en muchos casos superan los parámetros establecidos por la legislación. Suelen presentar altas cargas orgánicas, lo cual se caracteriza por sus elevados niveles de Demanda Química de Oxígeno (DQO) y de Demanda Biológica de Oxígeno (DBO). Esta problemática provoca que la reducción de los niveles de carga contaminante, con el propósito de cumplir los parámetros impuestos por la legislación, se haya convertido en una prioridad para este tipo de industrias.

La empresa AEMA posee una amplia experiencia en el tratamiento de este tipo de vertidos y ofrece las mejores soluciones para cada industria en particular. En este sentido, AEMA ha finalizado recientemente la instalación y puesta en marcha de la estación depuradora de la empresa “Zumos Valencianos del Mediterráneo S.A.” (ZVM) ubicada en Puerto de Sagunto, Valencia.

2.- CARACTERÍSTICAS DEL VERTIDO

ZVM es una empresa cuya actividad principal es la producción de zumos exprimidos de cítricos con una producción estimada de 100 millones de litros de zumo de naranja al año.

La EDAR está diseñada para tratar un agua con las siguientes características:

PARÁMETROS DE DISEÑO

Caudal de diseño (m3/día)

2.000

Caudal medio en 24 horas (m3/h)

83,33

Caudal punta (m3/h)

96 – 170

pH

4 – 6

DBO5 (mg/l)

6.000

DQO (mg/l)

10.000

SS (mg/l)

1.100

AyG (mg/l)

9 – 10

NTK (mg/l)

70

Ptotal (mg/l)

9 – 10

Conductividad (µS/cm)

400 – 1.600

Tabla 1. Datos de diseño de la depuradora.

Actualmente, la empresa vierte a colector público y los límites de vertido aplicables son los siguientes:

         LÍMITES DE VERTIDO A COLECTOR

Parámetro

Concentración media

diaria máxima

Concentración instantánea máxima

pH

5,5 – 9,0

5,5 – 9,0

DBO5 (mg/l)

500

1.000

DQO(mg/l)

1.000

1.500

SS (mg/l)

500

1.000

AyG (mg/l)

100

150

N amoniacal (mg/l)

20

85

N nítrico (mg/l)

20

65

Ptotal (mg/l)

15

50

Conductividad (µS/cm)

3.000

5.000

Tabla 2. Límites de vertido aplicables

Sin embargo, y dado el conocimiento que AEMA, S.L. dispone en el tratamiento de aguas residuales mediante sistemas de membranas, se diseñará una estación depuradora de aguas residuales de forma que se obtengan unos parámetros de vertido inferiores a lo dispuesto en el Real Decreto 509/1996 de 15 Marzo, por el que se establecen las normas aplicables al tratamiento de las aguas residuales urbanas:

R.D. 509/1996

D.Q.O. (mg/l)

£ 125

D.B.O.5 (mg/l)

£ 25

S.S.T. (mg/l)

£ 35

Tabla 3. Límites de vertido a cauce público

3.- LINEA DE AGUA

Para conseguir esta capacidad de reducción de sólidos y carga orgánica, la solución propuesta e implantada por AEMA ha sido la instalación de un tratamiento físico-químico seguido de un tratamiento biológico con tecnología de biorreactor de membranas.

Figura Línea de proceso de la planta depuradora de aguas residuales industriales de ZVM

3.1.- DESBASTE

Debido a la gran cantidad de desechos sólidos generados en este tipo de industrias, como pueden ser restos de fruta, peladuras, ramas, hojas, etc. es imprescindible instalar un equipo de desbaste para separarlos y proteger a los equipos integrantes de la depuradora frente a posibles obstrucciones. Por ello, se ha instalado un tamiz de tornillo de elevada eficiencia. Con este equipo se pueden eliminar aquellos sólidos que posean un diámetro superior a 3 mm.

3.2.-HOMOGENEIZADOR

El agua tamizada cae al pozo de bombeo de agua bruta y desde aquí se introduce en la balsa de homogeneización. En este tanque se consigue laminar tanto las cargas como los caudales de entrada, de tal manera que el vertido tratado sea lo más homogéneo posible,

El tanque dispone de un sistema de aireación mediante difusores de burbuja fina en el fondo del mismo. Este sistema permite que la materia más fácilmente biodegradable se empiece a oxidar. De esta manera se consiguen reducir los tratamientos posteriores.

En el homogeneizador se realiza el control de pH mediante la adición de sosa debido al carácter marcadamente ácido, con valores entre 4 y 6, que presentan las aguas residuales que entran a la planta depuradora.

3.3.- TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO

Dado el elevado contenido en aceites esenciales del vertido producido en la planta, se considera necesaria la instalación de un tratamiento físico-químico compuesto por un tanque de coagulación – floculación seguido por un sistema de flotación por aire disuelto (DAF) para la separación de aceites y grasas.

3.3.1. Cámara de coagulación-floculación

El agua del homogeneizador es bombeada a las cámaras de coagulación-floculación: en la primera cámara se dosifica el coagulante y en la segunda el floculante. La dosificación de estos productos mejora el rendimiento del sistema DAF al provocar la formación de flóculos. Desde estas cámaras el agua pasa al equipo de flotación por rebose.

3.3.2. Equipo de flotación D.A.F.

El equipo de flotación DAF está diseñado para un caudal de 100 m3/h. Este sistema permite eliminar aceites y grasas, materia coloidal y sólidos sedimentables mediante la inyección de aire a presión, provocando la flotación de dichas sustancias. La instalación de esta unidad de tratamiento resulta fundamental para poder eliminar los aceites esenciales que genera la piel de la naranja, ya que de lo contrario estos podrían inhibir el posterior tratamiento biológico. Este hecho es debido a la presencia del D-Limoneno, un potente bactericida capaz de inhibir cualquier proceso biológico (Falk et al.), 1998).

El clarificado del DAF se recoge en un pozo de bombeo para ser impulsado por medio de dos bombas sumergibles al tratamiento biológico. Por otro lado, los fangos separados son bombeados al tanque de digestión de fangos para su tratamiento.

3.4.- TRATAMIENTO BIOLÓGICO

El tratamiento biológico en esta E.D.A.R se realiza mediante tecnología MBR, la cual combina la tecnología convencional de fangos activos con tecnología de membranas.

El tratamiento biológico propiamente dicho comienza en el reactor biológico, formado por dos reactores de 7.000 m3 aproximadamente funcionando en serie, lo cual mejora el rendimiento global de la planta.

En los reactores biológicos un grupo de bacterias se pone en contacto con el agua a depurar en presencia de oxígeno en exceso. Este oxígeno es aportado a través de cuatro soplantes de 315 kW cada una, que introducen aire de manera uniforme a través de parrillas de difusores de burbuja fina.

Para el control de la oxigenación del reactor, los grupos soplantes han sido dotados de un variador de frecuencia y se han instalado equipos de medición del oxígeno disuelto (OD) en los reactores biológicos. De este modo, el caudal de aire aportado por las soplantes es controlado desde el PLC que actúa sobre el variador de frecuencia a partir de la medida de OD registrada en el reactor biológico, para situar este parámetro dentro de un rango (set-point de OD) predeterminado.

3.4.1. Membranas de ultrafiltración

Los sistemas MBR instalados por AEMA utilizan membranas de ultrafiltración de fibra hueca reforzada, en configuración interna.

Este tipo de membranas trabajan sumergidas, en este caso en un depósito anexo al reactor biológico que recibe el licor mezcla de este. Así se facilitan las labores de mantenimiento y limpieza de las membranas, respecto a aquellas membranas que se alojan directamente en el reactor biológico.

La filtración se produce sometiendo las membranas a una ligera depresión (0,5-1 bar) de manera que el permeado atraviesa la membrana y circula por su interior y los sólidos se quedan fuera. Estas membranas de ultrafiltración presentan un tamaño de poro alrededor de 0,035 μm, por lo que son capaces de retener todos aquellos sólidos que superen este tamaño, bacterias y algunos virus.

En el caso de ZVM concretamente, el diseño consiste en dos trenes de membranas de ultrafiltración de funcionamiento independiente. Este sistema es capaz de tratar un caudal de hasta 100 m³/h.

El proceso se controla automáticamente por medio de un controlador programable. El automatismo del sistema optimiza la gestión del proceso y la secuencia de operación sin necesidad de la presencia de personal.

El efluente que se obtiene del proceso atraviesa un caudalímetro y se vierte a colector.

Los fangos producidos se recirculan al tanque de aireación para que se pueda mantener una concentración de fangos determinada y el exceso de fangos es purgado y enviado a la línea de fangos para su acondicionamiento.

4.- LÍNEA DE FANGOS

La línea de fangos tiene como objetivo disminuir el volumen de lodos y estabilizarlos para eliminar los malos olores. Esta línea esta compuesta por un digestor aerobio, un espesador de gravedad, una centrífuga y un silo de almacenamiento.

4.1.- Digestor de fangos

El fango sobrante del tratamiento primario y secundario se purga al digestor de fangos. Este tanque dispone de un sistema de aireación para conseguir la descomposición química del fango residual. La digestión aerobia de los lodos resulta una vía muy adecuada para la reducción de microorganismos y contenido de materia orgánica, lo que reduce su potencial de generación de malos olores (Ávila et al., 2007) así como la cantidad de fango a gestionar.

4.2.- Espesador de gravedad

Del digestor se pasa el fango hasta el espesador de gravedad. El objetivo es reducir el volumen  del fango mediante la eliminación parcial del agua presente en el mismo. Con este sistema se consiguen fangos con un 4-6 % de materia seca.

4.3.- Centrífuga y silo de almacenamiento

El fango concentrado es bombeado desde el espesador hasta la centrífuga para conseguir reducir la cantidad de agua. Antes de que el fango entre en este equipo se acondiciona mediante la adición de poliectrolito para aumentar el tamaño de las partículas y ayudar a su deshidratación. A la salida de la centrífuga se consigue un fango con un porcentaje de materia seca superior al 20%, el cual es almacenado para su gestión posterior.

4.4. Edificio de planta y equipo de desodorización:

Tanto el equipo de control y cuadros eléctricos, como el equipo de deshidratación y los skid de membranas se encuentran dentro del edificio de planta. El mismo ha sido dotado de un sistema de desodorización para minimizar el impacto que la instalación pudiera tener en el ambiente.

5.- RESULTADOS

En la siguiente tabla se muestran los resultados obtenidos en la planta, tanto del afluente como del efluente, así como rendimientos de eliminación de DQO, DBO, SST y AyG.

Tal y como se puede observar, durante todo el periodo en que se ha operado la planta, los valores de los distintos parámetros han resultado muy por debajo de los límites establecidos para el vertido a cauce público, que obligan a respetar un valor menor a 125 mg DQO/L, 25 mgDBO/L y 35 mgSST/L. Por otro lado, también se puede observar que, a pesar de las fluctuaciones del afluente a la planta, el comportamiento de esta ha sido muy robusto consiguiéndose un efluente muy estable durante todo el periodo con rendimientos máximos en todo momento.

AGUAS RESIDUALES DE ZUMOS
AGUAS RESIDUALES DE ZUMOS

6. CONCLUSIONES

Los valores obtenidos en el efluente muestran que el tratamiento diseñado e implantado por AEMA en ZVM consigue un efluente que cumple holgadamente 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”.

En este sentido, la combinación de un tratamiento físico-químico seguido por un tratamiento biológico con sistema MBR de ultrafiltración ha demostrado una gran eficiencia para el tratamiento de los vertidos producidos por la empresa ZVM. Y no sólo una gran eficiencia sino también una gran estabilidad ante las variaciones del afluente a la planta.

Además, las características obtenidas en ensayos realizados con anterioridad (Huete et al, 2010) han demostrado que los efluentes de sistemas MBR implantados por AEMA, son capaces de alcanzar los límites necesarios para su reutilización según lo establecido en el “Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre,  por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas”.

El efluente obtenido con el sistema MBR podría ser reutilizado para el riego de zonas verdes urbanas, baldeo de calles, sistema contra incendios y lavado industrial de vehículos (Uso Urbano, calidad 1.2: Servicios), así como para uso agrícola, uso recreativo y para algunos usos industriales sin necesidad de ningún tratamiento terciario ni desinfecciones adicionales.

7.- REFERENCIAS

Ávila Díaz A.C., Domínguez Alonso F.J. (2007) “Estabilización de lodos por digestión aerobia”. Ingeniería Química vol.443. págs. 112-122.

Falk A., Bard J., Karlsoon S. (1998) “Limonene”. Concise International Chemical Assessment. Document 5. World Health Organization.

García G., Huete E., Martínez L.C., Torres A. (2010) “Reutilización de agua depurada mediante reactores biológicos de membrana (MBR)”. Tecnología del Agua nº 319, págs. 34-39.

Huete E., Martínez L.D. (2010) “Tecnología M.B.R. para reutilización de agua depurada en riego de zonas verdes”. Infoenviro nº Abril, págs. 88-89.

Real Decreto 509/1996 de 15 de marzo, de desarrollo de Real Decreto-ley 11/1995 de 28 de diciembre, por el que se establecen las normas aplicables al tratamiento de aguas residuales urbanas. BOE nº77, págs. 12038-12041.

Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. BOE nº 294, págs. 50639-50661.