En los sistemas unitarios de alcantarillado, sobre todo en núcleos de población con escasa pluviometría y episodios meteorológicos extremos ya sea de precipitación o altas temperaturas “olas de calor”, se pueden generar altas concentraciones y emisiones de gases como consecuencia de la descomposición de la materia orgánica depositada en la red de colectores además de la incidencia de otros factores ambientales.
Dichas deposiciones de materia orgánica generadas, unas veces por la escasa pendiente hidráulica de los colectores y otras por el escaso caudal circulante, y los sólidos volátiles generados por turbulencias en el flujo de caudal de aguas residuales y pluviales en su caso, provocan la emisión de gases generadores de malos olores, que sobre todo además de afectar la durabilidad de la infraestructura, provoca molestias en el devenir diario a los ciudadanos, sobre todo en localizaciones urbanas.
El biocassette es un equipo plug & play de diseño compacto y modular, con bajos consumos de agua y electricidad y con una vida útil de alta duración (hasta 8-10 años) gracias a las características del biomedio inorgánico seleccionado de alta eficacia (donde se produce la degradación de los compuestos odoríferos a tratar) y un funcionamiento estable y fiable.
El sistema está fabricado mediante panel sándwich de fibra de vidrio con espuma aislante de poliuretano en su interior. El aire contaminado se introduce en la parte inferior del equipo y mediante un flujo ascendente es depurado a través del medio filtrante. El ventilador encargado de conducir el aire a través del biomedio está integrado en el propio equipo. El biomedio es humectado con aspersores ubicados sobre la superficie del biomedio mediante agua de red que es conectada en la parte inferior del equipo.
SUEZ cuenta con el sistema de biofiltración Biocassette basado en la tecnología de Biofiltración de Altas Prestaciones. Esta tecnología puede considerarse la Mejor Tecnología Disponible (MTD) para tratar emisiones odoríferas de depuradoras, plantas de tratamiento de RSU y plantas de compostaje y biodigestión entre otras, pudiéndose alcanzar típicamente concentraciones finales de olor de 500 - 1.000 uoE/m3, lo que permite garantizar inequívocamente el cumplimiento de los límites de emisión odorífera más exigentes.
Las principales ventajas de los Biofiltros avanzados de Altas Prestaciones respecto a los biofiltros convencionales son, además de presentar mejoras en el diseño general, el desarrollo de medios biotecnológicos específicos que permiten rendimientos superiores al 95%.
Las principales ventajas de los Biofiltros avanzados de Altas Prestaciones respecto a los biofiltros convencionales son, además de presentar mejoras en el diseño general, el desarrollo de medios biotecnológicos específicos que permiten rendimientos superiores al 95%. El soporte del Biomedio Avanzado consta de dos fases, una de ellas de tipo inorgánico y otra de tipo orgánico. La fase inorgánica con una elevada porosidad y regularidad geométrica aporta una estructura mecánica muy homogénea y resistente. Por otra parte, la fase orgánica previamente esterilizada y posteriormente inoculada con el consorcio apropiado de microorganismos ofrece el soporte adecuado y una densidad elevada de microorganismos “útiles” para la depuración. La inoculación del soporte se realiza con microorganismos específicos de origen natural seleccionados entre más de 50 tipos distintos de cepas en el Biotechnological Institute en Kölding (Dinamarca), con el objeto de establecer el tratamiento más eficiente en cada aplicación.
De otra parte, la biofiltración avanzada también permite una serie de ventajas respecto a tecnologías de tratamiento de adsorción. En los sistemas de adsorción, la capacidad de retención de contaminantes es limitada, generalmente de un 10 a un 20% de su peso, y una vez superada dicha carga el filtro fuga. En ese momento hay que reponer el material adsorbente por uno nuevo y gestionar el material saturado como residuo. Sin embargo, la depuración en los Biofiltros avanzados de Altas Prestaciones se realiza a través de unos microorganismos que se reproducen y regeneran en función de la carga contaminante presente en el aire a tratar. Los Biofiltros avanzados tienen una vida útil muy elevada, de unos 8-10 años aproximadamente frente a los 3 meses habituales de un sistema de adsorción. Los costes de explotación son mucho menores, ya que la reposición se debe realizar con mucha menor frecuencia y los costes asociados de adquisición del nuevo material y de gestión del material saturado son sensiblemente inferiores y como la pérdida de carga es inferior en consecuencia disminuye el consumo eléctrico de ventilación.
La infraestructura donde se ha instalado el sistema de desodorización está ubicada frente a la EDAR MURCIA ESTE tiene como misión entre otras, la recogida de parte del caudal de aguas residuales (40%) generado por la ciudad de Murcia, además de contener la infraestructura de alivio a cauce público (río Segura) para el caso de producirse episodios extremos de precipitación.
Dicha infraestructura hidráulica de EMUASA en la que se ha instalado este sistema de biofiltración avanzada presentaba altos valores de concentración de olores (concentración de gas sulfuro de hidrógeno superior a 100 ppm).
Con el fin de reducir la concentración de gases, en especial de H2S se analizó la conveniencia de disponer un sistema de desodorización con una mínima infraestructura y mantenimiento reducido, razón por la que se estimó conveniente la instalación de un sistema de desodorización avanzada, en este caso la biofiltración mediante el Biocassette.
Como se ha indicado, tras el análisis del problema, SUEZ presentó como alternativa a la reducción de olores, este nuevo sistema de biofiltración avanzada para el tratamiento de las emisiones de sulfuro de hidrógeno, ejecutándose ésta por Sorigué, a través de su empresa Acsa, adjudicataria de las obras.
Este biofiltro avanzado permite tratar un caudal de 250 m3/h y emisiones hasta 300 ppm de sulfuro de hidrógeno (H2S). Así mismo, gracias a las propias características del biomedio permite también eliminar olores producidos por compuestos orgánicos volátiles (COVs).
De otra parte, cabe destacar la necesidad de disponer de un aprovisionamiento de agua (regenerada o potable) para el funcionamiento del sistema (riego del biofiltro), razón ésta por la que se dispuso de un almacenamiento de agua (5.000 litros) al no disponer de canalización de agua en la instalación. El consumo de agua para el funcionamiento de este sistema es de 20 litros/día, siendo la frecuencia de riego del biofiltro de entre 15 y 20 minutos cada intervalo de 3 horas, dependiendo de la concentración de gases, la temperatura exterior o ambiental y la humedad relativa, siendo la presión de agua necesaria de 3 a 5 bares, por lo que se ha dispuesto una pequeña bomba.
Igualmente se precisa de una fuente de alimentación energía eléctrica (potencia eléctrica 50 watios) para el funcionamiento de la soplante de la unidad.
Para disponer en tiempo real de la caracterización de gases y funcionamiento del sistema de desodorización, se ha instalado un dispositivo de telecontrol que mediante las señales establecidas permite conocer dicha información.
Los parámetros de entrada en el sistema son los que se indican a continuación en la Tabla 1.
El dimensionamiento del Biocassette se hace “a medida” según las necesidades del tratamiento de caudal a tratar. El rendimiento del equipo alcanza hasta el 95% para una concentración de H2S de entrada inferior o igual a 300 ppm.
Para el tratamiento de esta concentración de gases, se diseña el sistema de biofiltración avanzada cuyas características son las que se describen a continuación en la Tabla 2.
Para mantener la eficiencia prevista del sistema, es esencial que la temperatura de los gases no sobrepase los 35ºC y para ello se deberán proteger mediante elementos antitérmicos las canalizaciones para la salida y recirculación de los gases a tratar, así como los equipos en contacto con los mismos. Un incremento elevado de dicha temperatura podría dañar los microrganismos inoculados de la fase de orgánica del biomedio.
Los parámetros de calidad del agua utilizada en el riego del biomedio no debe sobrepasar los siguientes valores, Tabla 3.
En la siguiente figura se observa la unidad de biofiltración compacta, así como equipamiento hidráulico compuesto de tuberías de aspiración y recirculación de gases, y unidad de control operativo del sistema.
Como se ha indicado, las tuberías y aquellos elementos en contacto con los gases recirculados, deberán disponer de elementos de aislamiento térmico para garantizar la eficiencia operativa del sistema de biofiltración, siendo este aspecto el de mayor impacto sobre todo en zonas áridas o semiáridas como puede ser el Sureste de España.
En el caso expuesto, un recubrimiento de las tuberías de recirculación de PVC mediante lana vidrio, espuma de poliestireno expandido o similar y elementos de fábrica de hormigón desmontables, reducen en alto grado la temperatura de exposición y por lo tanto la de los gases circulantes permitiendo una operación eficiente del biomedio.
En la obra realizada además del equipamiento de desodorización indicado se contemplaba la instalación de una unidad de calidad del agua para la medición y control de los parámetros de calidad del agua exigidos por la normativa medioambiental en el caso de generarse un vertido eventual a cauce público en episodios de lluvias intensas.
Adicionalmente, en el punto de vertido al río Segura, se han instalados unos sistemas de retención de sólidos al cauce.
La instalación por primera vez en España de este sistema innovador en la infraestructura hidráulica de la Empresa Municipal de Aguas y Saneamiento de Murcia (EMUASA), participada por la multinacional VEOLIA, abre una alternativa al uso de la biofiltración avanzada para el tratamiento de emisiones de sulfuro de hidrógeno.
La generalización e implantación de la biofiltración avanzada podría subsanar la problemática cada vez más extendida de olores en la infraestructura de saneamiento, debido en parte a los efectos generados por el cambio climático con una mayor escasez de lluvias obligando a una mayor labor de mantenimiento.
La instalación por primera vez en España de este sistema innovador en la infraestructura hidráulica de EMUASA abre una alternativa al uso de la biofiltración avanzada para el tratamiento de emisiones de sulfuro de hidrógeno.
En resumen, las principales ventajas de la implantación de este sistema de biofiltración respecto a otros, en la infraestructura urbana de alcantarillado son las siguientes:
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