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CASO DE ÉXITO – REMODELACIÓN DE LOS FILTROS PERCOLADORES DE UNA EDAR MUNICIPAL

Durante los años 2014 a 2016, se ha realizado una completa remodelación de la EDAR QUINTA DA BOMBA en Almada-Seixal (sur de Lisboa-Portugal) para adaptarla a los caudales presentes y hasta el horizonte 2030 substituyendo el relleno mineral de los filtros percoladores por el relleno plástico BIOFILL® fabricado por BIOLOGÍA Y FILTRACIÓN S.L. (BIO-FIL), al mismo tiempo que se realizaban obras de mejora en los demás procesos de la planta. La descarga de las aguas se realiza en el estuario del rio Tajo en Corroios.

En el año 2010 se inició el diseño de remodelación de la empezándose la ejecución en 2014.

Maqueta - Quinta da bomba Vista informatizada de la planta remodelada

 

 

REMODELACIÓN DE LA PLANTA

El proyecto ejecutivo de la remodelación fue llevado a cabo por la empresa ABB GROUP (Alexander Barbosa Borges), la cual subcontrató a BIOLOGÍA Y FILTRACIÓN S.L. (BIO-FIL) para el rediseño de los filtros percoladores y suministro del relleno plástico.

En este caso el encargo fue mantener el diseño de alta carga igual que el proyecto actual, pero con un relleno plástico de alta eficacia ya que en el proyecto inicial el relleno era piedra.

La operación consistió en vaciar el relleno mineral de cada uno de los lechos uno después del otro, realizar la reparación de los muros y fondo de los depósitos, instalar el nuevo relleno BIOFILL® TIPO B e instalar nuevos distribuidores de agua rotativos.

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DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El proyecto inicial EDAR Quinta da Bomba, es de fecha 1989, para una población de 194.900 H. Incluye una solución de tratamiento biológico por filtros percoladores de alta carga y acondicionamiento químico de los lodos por floculación con polímeros y posterior deshidratación mecánica. La solución tuvo en cuenta el limitado espacio disponible y las condiciones del entorno de trabajo, así como la minimización de los impactos ambientales, incluyendo los olores y ruidos.

La estación depuradora de Quinta de Bomba, trata las aguas residuales de la población Almada y Seixal entró en funcionamiento en 1994 habiéndose diseñado el tratamiento biológico mediante filtros percoladores de alta carga provisto de un relleno mineral.

Durante su vida útil, la EDAR Quinta da Bomba ha sido objeto de trabajos de optimización y mejora permanente de los equipos mecánicos (sobrenadantes de rechazo de los clarificadores primarios, equipos de deshidratación de lodos, bombas sumergibles,etc…). En el inicio, el pretratamiento tenía solamente una reja de desbaste con una luz de malla de 20 mm hasta que en 2007 se le añadió un tamiz de finos de 3 mm. Los decantadores primarios estaban cubiertos y provistos de desodorización mediante un lavado químico del aire extraído.

La necesidad de poder tratar un caudal superior por el crecimiento de la población y por la escasa eficiencia que ofrece el relleno mineral instalado se planteó la necesidad de substituirlo por un relleno plástico de alta eficacia.

El proceso de tratamiento comprende las siguientes operaciones y procesos unitarios:

Fase líquida

  • Desbaste de gruesos
  • Tamizado de 3mm
  • Desarenado y sedimentación primaria convencional
  • Tratamiento biológico de filtro percolador
  • Sedimentación secundaria convencional

Fase sólida

  • Floculación de los lodos
  • Deshidratación mecánica mediante filtros banda

Fase gas

  • Tratamiento de los olores en zona de tratamiento primario mediante limpieza de gases con reactivos químicos en dos etapas en serie
  • Tratamiento de la zona de deshidratación de lodos con filtro de carbón activo

Los filtros percoladores imitan lo que sucede en la naturaleza a lo largo del curso de un río.

En la depuración de aguas residuales, los filtros percoladores han ocupado siempre una posición destacada. Su aplicación viene de finales del siglo XIX, pero su eficacia no iba más allá del 50%, debido al uso de rellenos minerales: grava, piedra volcánica, antracita, etc. Esto ha cambiado desde el momento en que se han introducido los rellenos plásticos, que han aumentado la superficie de contacto entre el agua y las colonias de microorganismos y el paso del aire para la oxidación de la materia orgánica y la respiración endógena de las bacterias.

Los rellenos plásticos BIOFILL® se han diseñado para constituir una alternativa válida a todos estos rellenos, permitiendo rehabilitar al filtro percolador como el proceso más eficaz, más seguro y más económico para la depuración de todo tipo de efluentes.

Un filtro percolador es uno de los sistemas de depuración  biológicos de lecho con biomasa fija, que opera bajo condiciones aeróbicas. El agua residual a depurar se rocía sobre el relleno que conforma el filtro, mediante un sistema mecánico rotativo que en general estará impulsado hidráulicamente, sin necesidad de energía eléctrica, solamente cuando los filtros percoladores tienen un diámetro extremadamente grande, se instalará un motorreductor de baja potencia para garantizar el movimiento del sistema, que gane su inercia de peso . 

En el caso particular de los filtros percoladores, hemos de tener una consideración especial con los microorganismos aerobios, los principales y mejores constituyentes de la película biológica presente en este tipo de instalaciones.

La cantidad de oxígeno en el agua controla el desarrollo de las bacterias y como consecuencia determina el grado de depuración que se puede obtener.

Un contenido de 0,5-1 mg/l de oxígeno disuelto es suficiente para mantener activo el proceso de depuración. La eliminación de la materia orgánica de los efluentes ocurre a través de un contacto íntimo entre las bacterias, que están formando la biomasa, y el agua que transcurre sobre ellas.

El tratamiento biológico de cualquier agua residual es efectuado por microorganismos que se agrupan en colonias, formando la biomasa presente en el filtro percolador.
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Los principales componentes son: rotíferos, bacterias, protozoos, hongos, gusanos y larvas. La variación de su presencia, ya sea numérica o cualitativa, condiciona todo el proceso de depuración del agua.
Microorganismos
 

RELLENOS PLÁSTICOS BIOFILL®

Los rellenos plásticos BIOFILL® se han diseñado para constituir una alternativa válida a todos los rellenos minerales, permitiendo rehabilitar los filtros percoladores como el proceso más eficaz, más seguro y más económico para la depuración de todo tipo de efluentes.

La sociedad BIOLOGÍA Y FILTRACIÓN, S.L., bien conocida en el sector de plantas de depuración por su extensa gama de cuerpos de relleno plástico, ha obtenido los BIOFILL® después de largos ensayos y cuidadosas verificaciones, gracias a la utilización de estos materiales, se ha llegado a una nueva y sorprendente revalorización del tratamiento biológico sobre filtros percoladores. Se pueden así optimizar los parámetros más importantes como:

  • Solución técnico económica.
  • Dimensiones de la instalación.
  • Garantía de resultados para los usuarios.

Todos los modelos de rellenos plásticos BIOFILL® están fabricados por inyección de tecnopolímeros especiales que presentan elevadas características mecánicas y una gran resistencia a los agentes químicos, físicos y biológicos con los cuales entran en contacto durante su utilización.

Estudios específicos, modificaciones y ensayos han llevado a realizar las actuales estructuras geométricas  esferoidales a fin de obtener:

  1. La mayor superficie útil para la realización del proceso de depuración  biológica.
  2. El mayor tiempo de retención del agua y en consecuencia un elevado tiempo de contacto entre el efluente y la biomasa.
  3. Una elevada presencia de aire en toda la masa del relleno y por consecuencia del oxígeno indispensable para el proceso aerobio que se desea desarrollar y utilizar.
  4. La interrupción continua del  flujo líquido con el fin de evitar la formación indeseable de canales. Es importante fraccionar el fluido descendiente reduciéndolo a delgadas capas de finas gotitas para activar al máximo el  proceso de oxidación.
  5. La eliminación de caminos preferentes y de encharcamientos que pueden provocar colmataciones y la aparición de condiciones anaerobias.
  6. El mejor hábitat para la fijación de las colonias bacterianas, por medio de superficies especialmente rugosas. Otros rellenos plásticos existentes presentan, a causa de los imperativos de la fabricación por extrusión, superficies completamente lisas.
  7. La mínima densidad conocida entre los materiales filtrantes y en consecuencia la mayor relación superficie útil / peso.
     

La combinación de todas estas destacables ventajas que no se encuentran en otros rellenos, permiten calificar al BIOFILL® como el relleno más eficaz y seguro para los procesos de depuración mediante filtro percolador.

BIOLOGÍA Y FILTRACIÓN S.L., produce dos gamas de rellenos para filtros percoladores :

En el caso de Quinta da Bomba el relleno instalado es el tipo B-1.

Más información del relleno plástico BIOFILL® B-1.

 

DISEÑO DE FILTROS PERCOLADORES

Los diseños de los filtros percoladores, se pueden realizar bajo uno de estos tres conceptos:

  • Filtro de alta carga.  Este diseño normalmente se utiliza para un tratamiento secundario de primera etapa, es decir, para una eliminación de carga orgánica, no superior al 60-70%. La carga másica de trabajo normalmente superará 1g de DBO/m3 de relleno.
  • Filtro de carga media. Este diseño se utilizará como tratamiento secundario standart, es decir, para eliminar orgánica superior al 90 % pudiéndose alcanzar hasta una eliminación del 98 % de la DBO. La carga másica de trabajo puede oscilar entre 0,4 y 1 g de DBO/m2 de relleno.
  • Filtro de carga baja. Este diseño se utiliza como tratamiento secundario nitrificante, es decir, además de alcanzar un rendimiento en eliminación de la DBO de hasta el 98-99 %, se consigue un grado de nitrificación importante pudiéndose alcanzar una nitrificación total en función de la carga másica de diseño, esta siempre será inferior a 0,4 g de DBO/m2 de relleno. Cuanto más baja es ésta, mayor es el grado de nitrificación.

 

Más información sobre los Filtros percoladores