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EQUIPOS ELECTROMECÁNICOS EN PLANTAS<br />

TRATAMIENTO DE AGUA<br />

DOSIFICACIÓN REACTIVOS E INST. DE DESODORIZACIÓN


Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

© Structuralia 2


Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

ÍNDICE<br />

ÍNDICE ........................................................................................................................................................................... 3<br />

1. DOSIFICACIÓN DE REACTIVOS ............................................................................................................................. 4<br />

1.1 Introducción ............................................................................................................................................................ 4<br />

1.2 Reactivos ............................................................................................................................................................... 4<br />

2. INSTALACIONES DE DESODORIZACIÓN ........................................................................................................... 23<br />

2.1 Introducción .......................................................................................................................................................... 23<br />

2.2 Desodorización Biológica .................................................................................................................................... 31<br />

2.3 Canalizaciones ..................................................................................................................................................... 37<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

1. DOSIFICACIÓN DE REACTIVOS<br />

1.1 Introducción<br />

En este apartado se analizaran los sistemas de preparación y dosificación de los reactivos<br />

mas utilizados tanto en potabilización como en depuración de agua.<br />

Dichos reactivos pueden ser servidos comercialmente en algunos de los 3 estados (S=<br />

sólido)(L= liquido)(G= gas).<br />

En el caso de potabilización de aguas los reactivos mas utilizados son los siguientes:<br />

§ Sulfato de Alúmina (L)<br />

§ Polielectrolito líquido (L)<br />

§ Sosa (L)<br />

§ Cal (S)<br />

§ Cloro (G) (L)<br />

§ Permanganato de Potasio (S)<br />

§ Carbón Activo (S)<br />

§ Ácido Sulfúrico (L)<br />

§ Ácido Flúor silícico (L)<br />

§ Ácido ortofosfórico (L)<br />

§ Dióxido de Cloro (G)(L)<br />

Para las instalaciones de Depuración de Aguas Residuales los reactivos mas utilizados,<br />

además de algunos de los anteriores son:<br />

§ Cloruro férrico (L)<br />

§ Polielectrolito sólido (S)<br />

§ Metanol (L)<br />

1.2 Reactivos<br />

A continuación se verán los sistemas de preparación y dosificación para distintos tipos de<br />

reactivos.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

1.2.1. Sulfato de Alúmina<br />

Un caso típico de reactivo líquido es el del Sulfato de Alúmina, cuyo producto comercial viene<br />

preparado para su dosificación directa al tratamiento.<br />

Dado su gran poder coagulante se utiliza como reactivo para obtener la floculación de la<br />

materia disuelta y en suspensión en el caso de potabilización de agua.<br />

imagen 7.1 esquema básico dosificación<br />

La riqueza de dicho producto es aprox. del 8 % y su densidad es de 1,3 Ton/m3 a 20 º C.<br />

En relación con su almacenamiento los depósitos mas utilizados son los de Poliéster Reforzado<br />

con Fibra de vidrio.<br />

Los mismos suelen dimensionarse para una autonomía de 15 días para caudal medio de<br />

tratamiento y a dosis máxima de consumo. Son del tipo cerrado y será necesario prever una<br />

serie de tubuladuras para:<br />

§ Aspiración a Bombas<br />

§ Vaciado<br />

§ Venteo<br />

§ Instalación Nivel<br />

§ Rebose<br />

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§ Tubería de carga<br />

En cuanto al almacenamiento del Sulfato de Alúmina se deberá tener especial cuidado con las<br />

temperaturas de almacenamiento para evitar la cristalización del producto.<br />

En relación con las bombas utilizadas para la dosificación del producto las más usadas son<br />

las de tipo de membrana en las cuales se puede ajustar tanto la carrera de desplazamiento del<br />

pistón como su cadencia.<br />

El rango de trabajo de las mismas se elige de tal manera que el caudal medio de reactivo a<br />

bombear coincida aprox. con el 50% de la capacidad máxima de la bomba. En relación con la<br />

presión a esperar, esta rara vez supera los 20 mca ( 2 bar)<br />

1.2.2. Polielectrolito Líquido<br />

En el caso de tener instalaciones de dosificación de Polielectrolito líquido la forma de la<br />

instalación es similar a la anterior<br />

La riqueza de dicho producto es del 50 % y su densidad es aprox. 1,15 Ton/m3.<br />

En este caso para consumos medios y pequeños es usual que el suministrador entrega<br />

directamente contenedores de 1000 lts para su uso directo. Los contenedores, de forma<br />

cúbica, están elaborados con material plástico y están reforzados externamente por un<br />

bastidor metálico.<br />

Para el caso de grandes instalaciones los depósitos se definen de manera similar que para el<br />

caso del Sulfato de Alúmina.<br />

Dada la viscosidad del producto las bombas más convenientes para la adición de este reactivo<br />

son las de tipo de tornillo helicoidal.<br />

Las mismas deberán estar equipadas con un variado electrónico para poder graduar la<br />

cantidad de producto a aportar en función de las necesidades del tratamiento.<br />

Para instalaciones de menor envergadura se puede especificar la instalación de un variador<br />

mecánico en la bomba.<br />

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1.2.3. Sosa<br />

Este reactivo de carácter básico se utiliza principalmente para la neutralización del Ph una vez<br />

se han añadido los reactivos desinfectantes, coagulantes y floculantes cuyo carácter es ácido.<br />

imagen 7.2 elementos en un sistema dosificación sosa<br />

La riqueza del producto comercial es del 25 % y su densidad es aprox. 1,27 Ton/m3 a 20 ºC<br />

y con un punto de fusión de -16 ºC.<br />

Dicho producto se sirve en estado líquido y la forma de almacenamiento y dosificaciones<br />

similar a los ya vistos. Para su dosificación se emplean bombas de membrana.<br />

Se debe tener especial cuidado en el caso que se gestione producto comercial a mayores<br />

concentraciones ya que su punto de fusión se eleva de manera considerable. Como ejemplo<br />

se cita que para una riqueza de producto del 50 % esta reactivo comienza a solidificarse a una<br />

temperatura de aprox. 11 ºC<br />

A continuación se muestra el esquema típico de una instalación para dosificación de reactivo<br />

líquido.<br />

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imagen 7.3 vista depósito y bombas dosificación<br />

1.2.4. Cal<br />

Como el anterior se utiliza para neutralizar el Ph del agua y en ocasiones para en combinación<br />

con otros reactivos, eliminar la agresividad del agua que puede afectar a las conducciones de<br />

hormigón.<br />

Posee una densidad baja de aprox. 0,7 Ton/m3.<br />

El producto comercial se presenta en polvo y posee una gran higroscopicidad, debiéndose por<br />

tanto almacenarse en silos cerrados.<br />

En ocasiones cuando se trata de consumos bajos, algunos fabricantes lo suministran sacos del<br />

tipo Big Bag.<br />

Vamos a detenernos en este sistema de dosificación ya que el sistema para silo ya se ha<br />

tratado en capítulos anteriores.<br />

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imagen 7.4 elementos sistema dosificación big-bag<br />

Como se puede ver en la imagen, el sistema se basa en una estructura portante donde se<br />

sujeta el saco de cal y una bandeja vibrante, la cual es la encargada de que el producto se<br />

deslice hacia la boca de admisión. De ahí el polvo de cal pasa a un tornillo transportador<br />

flexible para su envío a la correspondiente cuba de preparación de lechada de cal.<br />

Cada vez que es necesario preparar lechada de cal, dicho conjunto se pone en movimiento<br />

abriéndose además la entrada de agua de dilución a la cuba de preparación. Para evitar<br />

deposiciones de carbonato cálcico en la misma es menester agitar la solución de manera<br />

continua.<br />

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imagen 7.5 vista sistema big.bag<br />

Una vez preparada la lecha de cal, la misma es dosificada generalmente mediante bombas<br />

centrifugas con estator registrable o en su defecto con bombas de tornillo.<br />

La forma mas común de trabajo es la que contempla la preparación de lechada de cal a<br />

concentración constante y variando el caudal de dosificación según las necesidades de<br />

tratamiento.<br />

1.2.5. Cloro<br />

Este producto usado como desinfectante y oxidante puede ser suministrado tanto como cloro<br />

gas o bien como una solución de Hipoclorito sódico.<br />

En este último caso al tratarse de una solución acuosa, su dosificación se efectúa de manera<br />

similar a lo comentado más arriba para reactivos líquidos.<br />

Nos detendremos en el sistema de almacenamiento y dosificación de cloro gas.<br />

Dicho reactivo se puede servir bien en botellas o en contenedores cilíndricos.<br />

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En ambos casos el producto se encuentra en estado líquido, dada la alta presión de<br />

almacenamiento.<br />

imagen 7.6 vista sistema dosificación cloro gas<br />

A continuación se puede ver un esquema general de los elementos más importantes en una<br />

instalación de este tipo<br />

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imagen 7.7 esquema general de un sistema dosificación cloro gas<br />

La forma de dosificar el cloro gas es mediante la formación de una solución acuosa donde el<br />

mismo se diluye para su aportación posterior al agua de tratamiento<br />

Para la formación de la solución es necesario disponer de un flujo de agua aproximadamente<br />

de 3 o 4 m3/h a una presión de aprox. 3 Kg./cm2.<br />

La presión de la corriente de agua es necesaria debido al principio de funcionamiento del<br />

sistema de dosificación empleado, que se basa en la generación de vacío por efecto Venturi.<br />

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1- Regulador de vacío 6- Cilindro para absorción de gas<br />

2- Dosificador de gas con válvula automática 7- Sensor de fugas de gas<br />

3- Inyector 8 - Transmisor sensor de fugas de gas<br />

4- Intercambiador de contenedores por vacío 9- Caudalímetro para flujo de proceso<br />

5 - Unidad de indicación de falta de gas 10- Analizador de cloro residual<br />

imagen 7.8 esquema y partes sistema dosificación cloro gas<br />

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El flujo de agua a presión al pasar por el inyector genera un vacío que permite el paso del gas<br />

hacia dicho inyector. Tal como se indica en la figura anterior la cantidad de gas a aportar<br />

depende del dosificador que en este caso es del tipo automático.<br />

El ajuste de la dosificación de gas es función de una señal 4.20 ma proporcional al caudal de<br />

agua a tratar (2a).<br />

En este caso existe un segundo dosificador (2b) que sirve para ajustar la dosis final en el agua<br />

tratada. La misma se efectúa en función de la lectura de cloro residual en la misma.<br />

A continuación se puede observar un esquema de dosificación para botellas de cloro gas que<br />

posee los mismos elementos fundamentales que el anterior.<br />

imagen 7.9 esquema dosificación cloro gas botellas<br />

Como elemento complementario a la instalación de dosificación, se debe incluir el sistema de<br />

neutralización de fugas de cloro.<br />

Básicamente se trata de un sistema de extracción de aire que comienza a funcionar cuando el<br />

detector de fugas de cloro, instalado en la sala de almacenamiento y en la de dosificación,<br />

alcanza un valor prefijado, que usualmente se sitúa en aprox. 3 ppm.<br />

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El aire aspirado tanto de la sala de contenedores como de la sala de dosificadores se envía a<br />

una torre de neutralización donde se efectúa un lavado con sosa. El aire así limpio se envía a<br />

la atmósfera.<br />

La torre en cuestión esta rellena con material plástico de alta superficie especifica lo genera un<br />

contacto intimo entre al aire+gas con la solución de sosa.<br />

1.2.6. Permanganato Potásico<br />

Dicho producto comercial se utiliza como coagulante. Posee una densidad aprox. de 1,45<br />

Ton/m3 y tiene una riqueza del 95 %<br />

Al tratarse de un producto en polvo el mismo se dosifica una vez diluido en agua<br />

imagen 7.10 esquema dosificación permanganato potásico<br />

Como norma este tipo de instalaciones constan de:<br />

§ dosificador volumétrico de tornillo con tolva de almacenamiento<br />

§ agitador de hélice<br />

§ sonda de nivel para control<br />

§ aportación automática de agua de servicio<br />

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1.2.7. Carbón activo<br />

Este producto químico se utiliza en potabilización de agua siendo su principal uso el relativo a<br />

neutralizar componentes derivados del cloro. Se dosifica por lo general a la entrada a filtración<br />

para de esta manera conseguir un tiempo de contacto amplio que permita dicho objetivo.<br />

La forma de dosificación es similar a los utilizados en productos pulverulentos.<br />

imagen 7.11 esquema dosificación carbón activo<br />

1.2.8. Ácido Sulfúrico Concentrado<br />

La riqueza de dicho producto comercial es del 98 % y su densidad es aprox. 1,84 Ton / m3.<br />

Tiene un punto de fusión relativamente alto, de 4 ºC, por lo que se deberá tener cuidado en su<br />

gestión o implantar los medios necesarios. (calentamiento deposito mediante resistencias<br />

eléctricas).<br />

Su uso esta principalmente destinado a la neutralización de aguas básicas para permitir un ph<br />

adecuado de la misma paras su tratamiento y uso final.<br />

Al tratarse de un producto líquido el sistema de almacenamiento se efectúa en Depósitos de<br />

PRFV y las bombas de dosificación utilizadas son del tipo de membrana.<br />

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1.2.9. Ácido Flúor silícico<br />

El uso de este ácido esta circunscrito a la potabilización de aguas. Con el mismo se posibilita<br />

la aportación de flúor al agua tratada con el fin de efectuar una labor preventiva para la salud<br />

bucodental de la población.<br />

imagen 7.12 esquema sistema dosificación solución flúor<br />

En la imagen anterior se puede ver un esquema básico de la instalación.<br />

Consta principalmente de:<br />

§ Deposito de almacenamiento ( autonomía aprox. 15 días)<br />

§ Bomba de Trasiego<br />

§ Deposito Diario<br />

§ Dosificador automático<br />

§ Bomba dosificadora<br />

La particularidad de este reactivo es su alta toxicidad cuando su concentración en el agua<br />

rebasa el límite de 1 ppm.<br />

El agua fluorada se aporta al agua que se almacena en el depósito principal de agua tratada<br />

de la planta.<br />

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Para evitar el riesgo de que se puedan alcanzar concentraciones superiores a 1 ppm en el<br />

agua almacenada (fallo de bombas, programas de automatismo, etc) se establece la necesidad<br />

de trabajar con un depósito intermedio o deposito diario.<br />

Dicho depósito tiene el volumen equivalente al ácido necesario para que arrojara<br />

concentración máxima de 1 ppm para la totalidad del agua a tratar en la planta durante 1 día.<br />

Cada día se procede a llenar el tanque con la cantidad a emplear durante el mismo. Dicha<br />

labor se efectúa de manera manual por el operario<br />

La particularidad de este reactivo hace necesario que los depósitos de almacenamiento y de<br />

diario no contengan compuestos de sílice (vidrio). Por tanto es general el uso de depósitos de<br />

acero carbono para el cumplimiento de dichas funciones.<br />

1.2.10. Dióxido de Cloro<br />

Este reactivo es utilizado en potabilización de agua como agente oxidante y desinfectante.<br />

Se obtiene por la combinación de Cloro gas y de hipoclorito sódico.<br />

imagen 7.13 sistema generación dióxido cloro<br />

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La ventaja de este reactivo frente a la dosificación de cloro gas es que se obtiene una<br />

desinfección sin perjuicio del medio ambiente.<br />

Tras largos años de estudio se ha comprobado que cuando existen en el agua sustancias<br />

orgánicas (ácidos húmicos, etc.) se tiene una alta probabilidad de formación de compuestos<br />

derivados del cloro nocivos para la salud ( THM's, etc).<br />

1.2.11. Cloruro férrico<br />

Dicho producto es muy utilizado en tratamientos físico-químicos y en potabilización de agua<br />

dado su alto poder coagulante.<br />

También es utilizado en tratamiento de agua residual para la eliminación de fósforo.<br />

La riqueza de dicho producto es del 40 % y su densidad es aprox. 1,41 Ton/m3.<br />

Al tratase de un producto en estado liquido el sistema de almacenamiento y dosificación es<br />

similar al empleado para el Sulfato de alúmina.<br />

Se trata de un producto altamente corrosivo por lo que se deberá tener en especial<br />

consideración las indicaciones de la normativa vigente.<br />

1.2.12. Polielectolito Sólido<br />

Este reactivo se emplea con profusión como agente coagulador en el tratamiento de fangos<br />

provenientes tanto de plantas potabilizadoras como de aguas residuales.<br />

La riqueza de dicho producto es del 99 % y su densidad es aprox. 1,3 Ton/ m3.<br />

En el caso de deshidratación de fangos las dosis habituales de uso pueden fluctuar entre 4 y 8<br />

Kg. de producto por cada tonelada de materia seca presente en el fango.<br />

La forma de aportar este reactivo es mediante su dilución en agua para crear la solución<br />

madre. Dada la alta viscosidad del producto, posteriormente, se efectúa una dilución en línea<br />

para garantizar una mezcla óptima con el producto a tratar.<br />

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imagen 7.14 sistema preparación polielectrolito en polvo<br />

Desde hace años los fabricantes han puesto en el mercado plantas compactas de<br />

preparación en continuo y de dosificación de solución madre, estando las mismas totalmente<br />

automatizadas.<br />

Estas constan por lo general de 3 compartimentos, siendo el primero de preparación, el<br />

segundo de maduración del producto y el restante como deposito de regulación para las<br />

bombas dosificadoras<br />

El volumen de los mismos se dimensiona para garantizar, a consumo medio, un tiempo de<br />

maduración del reactivo de 1 hora. Por otra parte dada la capacidad del producto de degradar<br />

sus cualidades es aconsejable que el producto se use dentro de las 2-2,5 horas desde su<br />

preparación.<br />

Cada compartimento esta equipado con un agitador que facilita por un lado la mezcla con el<br />

agua aportada y por otra la homogeneidad del producto.<br />

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imagen 7.14 vista general equipo<br />

1.2.13. Metanol<br />

Su uso en tratamientos de agua es esporádico y se circunscribe básicamente en procesos de<br />

depuración de agua residual, cuando es necesario aportar materia orgánica adicional (Carbón)<br />

en procesos de Desnitrificación.<br />

Suele ser común en el caso de plantas con bajas concentraciones de carga y donde se exigen<br />

rendimientos elevados de eliminación de NITRÓGENO.<br />

Al tratarse de un producto altamente volátil y muy inflamable, es necesario prever una serie de<br />

sistemas de seguridad para evitar accidentes.<br />

La riqueza de dicho producto es del 99,8 % y su densidad es aprox. 0.78 Ton / m3.<br />

Posee un punto de inflamación bajo, 11 ºC , y el mismo es autoinflamable a 385 ºC<br />

Los tanques de almacenamiento deben estar construidos en acero (Carbono, Inox) y es<br />

necesario dotar al mismo de válvulas automáticos en la toma de carga.<br />

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de desodorización<br />

Además es necesario prever un venteo para permitir la salida del gas cuando se efectúa la<br />

carga del deposito.<br />

En relación con las bombas de dosificación, las mas utilizadas son las del tipo de<br />

desplazamiento positivo que evitan las pulsaciones en el fluido y por tanto los riesgos<br />

asociados de explosividad.<br />

1.2.14. Reglamentación<br />

En España los sistemas de Almacenamiento de productos químicos están sometidos al Real<br />

Decreto 379/2001, de 6 de abril, por el que se aprueba el Reglamento de almacenamiento de<br />

productos químicos y sus instrucciones técnicas complementarias:<br />

Las Comunidades Autónomas ejercen las competencias relativas a dichas instalaciones y son<br />

las encargadas de su legalización y registro<br />

Dentro del Reglamento de Almacenamiento de Productos Químicos se pueden distinguir las<br />

siguientes Instrucciones técnicas<br />

APQ1 > Almacenamiento de Líquidos Combustibles e Inflamables<br />

APQ2 > Almacenamiento de óxido de etileno.<br />

APQ3 > Almacenamiento de Cloro<br />

APQ4 > Almacenamiento de amoníaco anhidro.<br />

APQ5 > Almacenamiento y utilización de botellas y botellones de gases comprimidos, licuados<br />

y disueltos a presión.<br />

APQ6 > Almacenamiento de Líquidos Corrosivos.<br />

APQ7 > Almacenamiento de líquidos tóxicos.<br />

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desodorización<br />

2. INSTALACIONES DE DESODORIZACIÓN<br />

2.1 Introducción<br />

En los procesos de desodorización las sustancias responsables de los olores son causadas por<br />

los gases liberados en los procesos de descomposición de la materia orgánica o por sustancias<br />

disueltas en el líquido que son liberados o descompuestos en los distintos procesos de<br />

tratamiento.<br />

La mayoría de estas sustancias son derivados de los sulfuros (sulfuro de hidrógeno y sus<br />

derivados orgánicos, los mercaptanos) y de las aminas (amoniaco y derivados orgánicos).<br />

Compuestos olorosos<br />

Calidad de olor<br />

Aminas<br />

Amoniaco<br />

Diaminas<br />

Sulfuro de hidrógeno<br />

Mercaptanos<br />

Sulfuros orgánicos<br />

Eskatol<br />

A pescado<br />

Amoniacal<br />

Carne descompuesta<br />

Huevos podridos<br />

Coles Descompuestas<br />

Coles podridas<br />

Materia Fecal<br />

Las zonas, de una planta de tratamiento de aguas residuales, donde dichos gases-olores se<br />

generan con mayor intensidad son:<br />

§ Pretratamiento<br />

§ Balsas de Homogenización<br />

§ Espesadores de fangos<br />

§ Deshidratación de fangos<br />

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§ Secado Térmico de fangos ( no condensables)<br />

Para poder garantizar un bajo valor de emisión de olores, será necesario captar unos<br />

determinados volúmenes a la hora en cada uno de los recintos donde se desarrollan estos<br />

procesos.<br />

A titulo indicativo reflejamos las cuantías mas empleadas para el dimensionamiento de las<br />

instalaciones de desodorización.<br />

Pretratamiento<br />

Balsas de Homogenización<br />

Espesadores de fangos<br />

Deshidratación de fangos<br />

8-10 renov/hora<br />

6-8 renov/hora<br />

7-10 renov/hora<br />

8-10 Renov/hora<br />

Para el tratamiento de las atmósferas que se generan en dichas zonas, se pueden considerar,<br />

entre otros, los siguientes tratamientos:<br />

§ Desodorización por Lavado Químico<br />

§ Desodorización por Carbón Activo<br />

§ Desodorización Biológica<br />

A continuación pasaremos a describir de manera resumida los anteriores.<br />

2.1.1. Desodorización por Lavado Químico<br />

Este tipo de sistema, muy difundido en las estaciones de tratamiento de aguas presentes en<br />

ESPAÑA se basa en la neutralización de las materias presentes en el aire, mediante el lavado<br />

de dichos gases en torres de reacción química.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

imagen 7.15 vista general instalación lavado químico<br />

Como se puede apreciar en la imagen anterior, el sistema puede constar de 2 o 3 torres de<br />

lavado<br />

El aire ya captado se hace pasar por la primera torre, donde se recircula (a contracorriente del<br />

caudal de aire), de forma continua una solución de Ácido sulfúrico<br />

La velocidad de paso del aire a través del lecho es de aproximadamente 1,4-1,8 m3/m2/s.<br />

La reacción del reactivo con los elementos presentes en el aire se efectúa en la zona del<br />

relleno.<br />

imagen 7.16 detalle relleno plástico<br />

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de desodorización<br />

El relleno es un elemento que aporta una gran superficie especifica, lo que provoca un contacto<br />

intimo entre los gases y el reactivo facilitando así la neutralización de determinados<br />

compuestos.<br />

A continuación el aire se pasa por una segunda torre, donde de forma similar a la anterior<br />

fase, se hace "llover" una solución compuesta de Sosa e Hipoclorito Sódico.<br />

Con el primer reactivo se consigue llevar el pH del aire hasta una posición neutra, para facilitar<br />

así la acción del Hipoclorito sódico. Este se encarga de neutralizar el resto de gases<br />

generadores de olor.<br />

Para evitar el escape de gotas de reactivo en las torres, en ellas se dispone de un sistema de<br />

atrapamiento de gotas del tipo que se muestra en la siguiente figura.<br />

Dado que la continua recirculación de los reactivos, provoca la disminución de la concentración<br />

de sustancia activa, será necesario reponer cada uno de ellos periódicamente.<br />

imagen 7.17 separador gotas<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

Gracias a la instalación de medidores REDOX en cada torre, se puede proceder a la<br />

aportación de reactivos a partir del momento de la existencia de una concentración mínima<br />

fijada.<br />

La aportación de reactivos se efectúa a través de sendas bombas dosificadoras que se<br />

alimentan a su vez de depósitos de reactivos previstos a tal fin.<br />

Complementariamente, será necesario instalar tanto en el deposito de reactivo de cada torre<br />

(parte inferior) como en los depósitos de almacenamiento de cada reactivo, los<br />

correspondientes niveles de máximo y mínimo para la correcta gestión de las bombas.<br />

Cabe destacar que en ocasiones, cuando se trata de niveles de reducción de contaminantes<br />

muy exigentes se suele definir este tipo de instalaciones mediante 3 torres, una para cada<br />

reactivo, actuando de manera similar a lo descrito más arriba. Obviamente este tipo de<br />

configuración posee un coste de implantación mayor que la anterior.<br />

En relación con los costes de Explotación, dada la sencillez de la instalación, estos costes se<br />

circunscriben a: mantenimiento electromecánico de los equipos instalados, como trabajos<br />

propios de mantenimiento, costes de suministro eléctrico, y costes de consumo de reactivos.<br />

Dado el bajo consumo de reactivos y el valor de adquisición reducido de los mismos, hace que<br />

este sistema sea el más indicado para instalaciones de grandes caudales de aire a tratar.<br />

Dicho sistema esta especialmente indicado para plantas con unos caudales a tratar a partir de<br />

los 25000/ 30000 m3/h.<br />

La desventaja de este sistema frente a otros, es el eventual riesgo que puedan correr los<br />

operarios al gestionar agentes químicos muy agresivos.<br />

Además de dotar a los operarios de los medios de seguridad personal, para la manipulación de<br />

estos productos será necesario disponer de las correspondientes duchas - Lavaojos, para<br />

minimizar los efectos, generados por un posible accidente por escape de sustancia reactiva.<br />

2.1.2. Desodorización por Carbón Activo<br />

En este caso el aire contaminado es impulsada por un ventilador a una torre donde se aloja la<br />

sustancia neutralizante: carbón activo.<br />

27 © Structuralia


Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

El caudal de gas se reparte a través de los dos lechos de carbón donde se van a retener los<br />

contaminantes causantes de los males olores. De este modo se consigue una corriente de gas<br />

limpio por la chimenea superior.<br />

imagen 7.18 torre desodorización carbón activo<br />

Dado los costes de regeneración y/o sustitución del material y los costes de implantación de la<br />

instalación, este tipo de proceso tiene su campo de aplicación en instalaciones de hasta aprox.<br />

20.000 m3/h<br />

En relación con el carbón, su origen es vegetal procedente por ejemplo de la cáscara del<br />

COCO, y el mismo estará impregnado de una serie de sustancias químicas que reaccionaran<br />

con los contaminantes.<br />

© Structuralia 28


Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

El uso de un carbón activo normal eliminará de manera adecuada las sustancias con punto de<br />

ebullición por encima de 40 ºC, pero las sustancias anteriormente mencionadas (sulfuros y<br />

aminas) quedan por debajo de él, por lo que su retención es insuficiente.<br />

La solución a dicho problema está en el uso de carbones activados impregnados con distintos<br />

compuestos químicos, que unen a las fuerzas de adsorción la afinidad química de los distintos<br />

adsorbatos.<br />

De este modo el carbón activado aporta el área superficial y la retención se realiza por<br />

adsorción química o "quimisorción".<br />

En el caso de los sulfuros el método más habitual es la impregnación del carbón activo con<br />

sosa (NaOH), aunque también es posible la impregnación con KOH.<br />

El problema de esta impregnación es la disminución de la superficie disponible para la<br />

adsorción física y por tanto de retención de estos compuestos.<br />

En casos particulares deberían estudiarse otras posibles impregnaciones o soluciones<br />

alternativas. Como se puede observar, la elección de la impregnación y de su concentración<br />

es importante para el tratamiento correcto.<br />

A continuación se describen las características más importantes del material<br />

Radio medio de poro<br />

0.78 nm<br />

Humedad, (máx.) 4 %<br />

Cenizas, (máx.) 4 %<br />

Densidad aparente<br />

0.52-0.58 gr/cm3<br />

Resistencia mecánica >98 %<br />

Diámetro de pellet<br />

3-4 mm<br />

Se suministra el material en forma de pellets debido a que por su forma regular ofrecen una<br />

menor resistencia al paso de los fluidos.<br />

En cuanto al proceso de regeneración del carbón activo, esta se consigue mediante la<br />

inundación de la torre con una disolución de sosa durante un tiempo determinado.<br />

29 © Structuralia


Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

En relación con los costes de explotación, al tratarse de una instalación muy sencilla, son<br />

reducidos y se centran en el mantenimiento electromecánico de los equipos instalados, como<br />

trabajos propios de mantenimiento, costes de suministro eléctrico, y costes de conservación y<br />

mantenimiento de la sustancia adsorbente (carbón activo).<br />

En cuanto a los costes derivados de la conservación y mantenimiento del material adsorbente<br />

se dividen en dos partes:<br />

§ Coste de Regeneración del Carbón Activo con Sosa Cáustica<br />

Según estudios realizados sobre el Carbón Activo en este tipo de instalaciones, y dependiendo<br />

fundamentalmente de la carga contaminante (concentración de la sustancia contaminante y<br />

caudal a tratar), el tiempo mínimo necesario para proceder a la regeneración es de seis<br />

meses. A partir de esta fecha, se debe hacer un control de eliminación de SH2, comprobando<br />

si, efectivamente, la instalación funciona correctamente.<br />

Si no fuera así, habría que realizar la primera regeneración. Para la realización de dicha<br />

regeneración, se ha dotado al sistema de un depósito de reactivo regenerante (sosa cáustica al<br />

25%), provisto de un agitador, y de una bomba de trasiego.<br />

Para la regeneración se recomienda un lavado con sosa al 25% durante 24 horas, seguido de<br />

dos lavados con agua. Para la operación, se inunda la torre de lavado de gases con la sosa<br />

procedente del depósito, permaneciendo un tiempo mínimo de 24 horas, tras las cuales, se<br />

realiza dos o tres lavados con agua.<br />

El lavado con agua se hace necesario, ya que de lo contrario los hidróxidos excesivos pueden<br />

bloquear los poros del carbón<br />

Las partidas a considerar en Concepto de Regeneración son las siguientes:<br />

§ Coste de la sosa cáustica<br />

§ agua: se puede considerar que se toma de la propia planta.<br />

§ evacuación de la disolución utilizada: será necesario evacuar de forma controlada, la<br />

disolución utilizada en la regeneración para su posterior tratamiento.<br />

§ consumo de energía eléctrica: para el funcionamiento de los equipos mecánicos<br />

(bomba y agitador).<br />

© Structuralia 30


Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

§ Coste de sustitución del carbón activo:<br />

Hay que notar que con el procedimiento anterior no se elimina la totalidad de los compuestos<br />

orgánicos adsorbidos por el carbón. Por lo tanto, llegará un momento en el que será necesario<br />

reactivar térmicamente el carbón. La regeneración térmica se realiza a una temperatura<br />

superior a los 700 ºC y en una atmósfera de vapor de agua. Este tipo de regeneración es<br />

llevada a cabo por el fabricante de carbón activo.<br />

2.2 Desodorización Biológica<br />

En este caso la eliminación de los contaminantes presentes en el aire se consigue mediante el<br />

trabajo de unas bacterias selectivas que se desarrollan en un medio (lecho) a través del cual se<br />

hace pasar la mezcla de aire y gas.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

imagen 7.19 principios químicos de la desodorización biológica<br />

Dado los costes de sustitución del material y los costes de implantación de la instalación, este<br />

tipo de proceso tiene su campo de aplicación en instalaciones de hasta aprox. 60.000 m3/h<br />

El aire viciado captado en cada uno de los recintos, es enviado por un ventilador radial, hasta<br />

la cámara de acondicionamiento, donde es humidificado para crear las condiciones de trabajo<br />

de las colonias de bacterias.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

imagen 7.20 detalle unión ventilador - tubería<br />

Por lo general este acondicionamiento se consigue en una torre, donde se dispersa agua<br />

tratada de la misma planta.<br />

Después de ser acondicionado el gas se hace pasar a la cámara de distribución del falso fondo<br />

del filtro para posteriormente pasar a la biomasa donde será tratado.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

imagen 7.21 esquema movimiento agua-gas<br />

El material empleado (biomasa) es un compuesto de fibras de turba y acumulación de<br />

diferentes fibras de soporte estabilizadoras, que desintegran biológicamente las materias<br />

fétidas, las cuales serán transformadas en productos inofensivos como: sustancia celular + C02<br />

+ H20.<br />

En el caso de pequeñas instalaciones la biomasa se aloja en unas torres plásticas<br />

dimensionadas a tal fin, similares a las empleadas para la Desodorización por carbón activo.<br />

Cuando se trata de instalaciones con caudales de cierta entidad, el diseño del biofiltro se<br />

efectúa tomando como base un depósito rectangular abierto por su parte superior.<br />

La biomasa contenida en el filtro, esta colocada sobre un emparrillado de material plástico,<br />

por donde pasa la corriente de aire a tratar.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

imagen 7.22 vista parrilla soporte material<br />

Es importante mencionar que dada la compresibilidad del material (biomasa) la altura del lecho<br />

en el filtro estará acotada a una altura máxima de 1,5 m<br />

El aire una vez ha pasado por la biomasa pasa a la atmósfera ya despojada de la mayoría de<br />

los contaminantes.<br />

imagen 7.23 vista general deposito desodorización<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

El sistema mencionado está construido para la obtención de un rendimiento en la depuración<br />

del aire de un 95-98 %. Así queda garantizada la percepción de componentes odorantes en un<br />

valor menor a 100 unidades olfatorias.<br />

Se debe destacar que la pérdida de presión a través de todo el sistema de filtración asciende a<br />

un promedio de 550 Pa, lo cual conduce a un consumo de energía extremadamente bajo.<br />

Para generar un ambiente propicio para la degradación bacteriana, así como para generar el<br />

arrastre de las sustancias derivadas es necesario efectuar una rociado superficial de la<br />

biomasa con agua con ph neutro. El agua y los subproductos recogidos en la parte inferior<br />

del filtro son enviados a cabecera de planta para su tratamiento.<br />

Como comentario general se debe decir que la biomasa, con el paso del tiempo se va<br />

consolidando, disminuyendo así su capacidad de contener población bacteriana por un lado, y<br />

creando caminos preferentes para el paso del gas, aumentando así su velocidad de paso y<br />

reduciendo por tanto el rendimiento del tratamiento.<br />

imagen 7.24 trabajos mantenimiento del relleno<br />

Por tanto periódicamente es necesario efectuar un recambio de la biomasa, aprovechando<br />

dicha operación para el esponjamiento de la existente.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst. de<br />

desodorización<br />

Otro detalle a tener presente es que para instalaciones de cierta importancia, se emplean<br />

sistemas abiertos, donde la biomasa esta en contacto con la atmósfera, generándose así<br />

riesgos de incendio, dada la alta inflamabilidad del material.<br />

En cuanto a los costes de Explotación, se trata una vez más de una instalación sumamente<br />

sencilla, donde los costes de explotación se circunscribirán al mantenimiento electromecánico<br />

de los equipos instalados, como trabajos propios de mantenimiento y costes derivados de la<br />

sustitución de la biomasa y energéticos.<br />

2.3 Canalizaciones<br />

Dadas las diferentes densidades relativas de los gases presentes en las plantas de<br />

tratamiento, se deberá definir tanto una red de tuberías de captación superior como otra<br />

inferior.<br />

imagen 7.25 esquema situación tuberías captación<br />

Las conducciones de captación de gases y olores, para este tipo de estaciones de tratamiento<br />

de aguas, están construidas en materiales plásticos o en su defecto en chapa ligera de acero<br />

inoxidable.<br />

En el caso de materiales plásticos, el más utilizado es el POLIPROPILENO, dada la facilidad<br />

para efectuar uniones soldadas.<br />

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Equipos electromecánicos en plantas de tratamiento de agua – Dosificación reactivos e inst.<br />

de desodorización<br />

Las canalizaciones se dimensionan para poder conseguir unas velocidades de paso de entre<br />

10 y 15 m/s, generándose así solo una pequeña pérdida, pudiendo tener así toda la red en<br />

depresión.<br />

En lo que se refiere a las rejillas de captación, las mismas se suelen dimensionar para obtener<br />

unas velocidades de paso reducidas<br />

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