Depuradora del Cono Norte de la Ciudad de Arequipa, Perú

Las obras pertenecientes a esta infraestructura han sido promovidas por SEDAPAR, que es la empresa pública responsable del abastecimiento de agua potable y alcantarillado de Arequipa. Dichas obras se han llevado a cabo a través de ACCIONA Agua, suponiendo una inversión de unos 17,5 M€ incluyendo la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), el colector principal y la operación y mantenimiento durante 3 años. El propósito es mejorar los vertidos que se realizan al río Chili, principal sistema hídrico de la ciudad de Arequipa.

El pasado mes de agosto tuvo lugar la inauguración oficial de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) que dará servicio al Cono Norte de Arequipa Metropolitana y que comprende los municipios de Cerro Colorado y Yura. 

La actuación “Construcción de Emisor y Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales del sector denominado Cono Norte de Arequipa Metropolitana” cuyas obras han sido ejecutadas por SEDAPAR a través de la empresa ACCIONA Agua, ha supuesto una inversión total de 17,5 M€, incluyendo la PTAR, el colector de llegada a la misma y la operación y mantenimiento de las instalaciones por un periodo de 3 años.

La actuación ha sido financiada por el Gobierno Regional de Arequipa, las municipalidades de Cerro Colorado y Yura, así como la propia SEDAPAR.   

PROBLEMÁTICA Y OBJETO

El presente proyecto tiene como objetivo el tratamiento de las aguas residuales recolectadas del Cono Norte de Arequipa Metropolitana.

Con ello se pretende reducir la contaminación de las aguas que conduce el río Chili, actualmente contaminadas a su paso por la ciudad de Arequipa con el consiguiente problema de salud que esto supone cuando son utilizadas por la población, esencialmente para el riego de campos de cultivo. Así mismo, supone un deterioro del medio ambiente y pérdidas económicas para los agricultores por no cumplir la normativa al utilizar aguas contaminadas en su actividad, al no poder exportar sus productos con la consiguiente influencia negativa en la economía de la zona.

DATOS BÁSICOS DE LA PTAR

Las obras que ya se han ejecutado y están en funcionamiento dentro del Proyecto global corresponden a la FASE I, habiéndose previsto en la distribución, el espacio suficiente en planta para poder abordar las futuras FASES II, III Y IV.

Caudales de Diseño  

Los caudales considerados en el diseño de las diferentes fases se muestran en la tabla 1.

Contaminación. Agua Bruta

En la tabla 2 se muestran los valores de los parámetros principales del agua residual que entrará en la PTAR.

Valores de Salida. Agua Tratada

Los valores de los parámetros considerados en el agua tratada se exponen en la tabla 3.

Características del Fango a evacuar

El fango tras su espesamiento, deshidratación y tratamiento en el Secado Térmico Solar cumplirá con el siguiente requisito: Sequedad (% en peso de sólidos secos): > 84%

Línea de agua

El agua residual llegará a  la PTAR a través de un nuevo colector que forma parte del presente Proyecto. Dicho emisor tiene una longitud de casi 773 m y está conformado en su mayor parte por tuberías de PRFV de 800 mm de diámetro y 8 buzones a lo largo de su trayecto. La capacidad máxima de transporte es de 0,925 m3/s. 

Los elementos que componen la línea de agua son los siguientes:

Pretratamiento

• Obra de llegada/Pozo de gruesos.
• By-pass general.
• Desbaste de sólidos gruesos y finos.
• Desarenado-desengrasado.
• Clasificador de arenas.
• Concentrador de grasas.
• By-pass agua pretratada.

Tratamiento secundario

• Reactor biológico: fangos activos aireación prolongada.
• Decantación secundaria.

Tratamiento terciario

• Microfiltración.
• Desinfección con lámparas UV.

Línea de fangos

• Bombeo de recirculación de fangos biológicos.
• Bombeo de fangos en exceso a espesamiento por gravedad.
• Bombeo de fangos a deshidratación.
• Acondicionamiento químico (dosificación de polielectrolito).
• Deshidratación de fangos mediante centrífugas.
• Almacenamiento de fangos deshidratados.
• Secado Térmico Solar.
• Almacenamiento de fangos secos.

Elementos Auxiliares

• Red de vaciados.
• Red de agua potable.
• Red de agua servicios auxiliares.
• Línea de flotantes y sobrenadantes.
• Red de aire comprimido.
• Alumbrado exterior e interior.
• Desodorización mediante adsorbentes químicos.
• Edificio de control y laboratorio.
• Edificio de soplantes y deshidratación.
• Salas de centro de control de motores.
• Grupo electrógeno.
• Depósito de gasóleo.
• Centro de transformación.
• Sistema de videocámaras de vigilancia.

DESCRIPCIÓN DE LAS OBRAS E INSTALACIONES CONSTRUIDAS

Obra de llegada

El agua bruta llega a la PTAR a través de un emisario que forma parte del presente Proyecto. Su funcionamiento será por gravedad desde su inicio en el buzón proyectado B-1, hasta su descarga final en el Pozo de Gruesos de la PTAR Escalerilla y tendrá una longitud de aproximadamente 773 m, de los cuales 709 m trabajarán como un canal circular y los 63.35 m restantes estarán sometidos a presión (por vasos comunicantes). 

Pozo de Gruesos

El pozo de gruesos tiene forma tronco piramidal con base superior rectangular, con un volumen útil de 19,6 m3, con un periodo de retención de 1 min a caudal máximo. Para la extracción de los residuos se instala una cuchara bivalva de 100 litros de capacidad, suspendida en un puente grúa para su desplazamiento.

Aliviadero en Pozo de Gruesos

En la misma obra de llegada donde se encuentra el pozo de gruesos, se ubica el aliviadero que hace la función de by-pass para el agua bruta que no puede ser tratada en la etapa de pretratamiento. Se trata de un vertedero rectangular abierto y la evacuación del agua se realiza por nivel alcanzado en el pozo de gruesos.

Canales de Desbaste

Se han construido 2 canales de desbaste de sección rectangular, dotados cada uno con una reja de gruesos de 20 mm de paso y un tamiz autolimpiante tipo AQUAGARD de 6 mm de paso, ambos de limpieza automática, por combinación entre temporización y diferencia de nivel, pudiendo independizarse ambos sistemas.

Desarenado - Desengrasado con aireadores sumergibles

Se trata de dos equipos que realizan la doble labor de eliminar las arenas por sedimentación y las grasas y aceites por flotación. Cada uno tiene un volumen total de 290.4 m3. La aportación de aire se realiza mediante 6 aireadores sumergibles (3 por línea).
Dos bombas verticales de 12 m3/h para la extracción de arenas instaladas en un puente móvil (1 por línea), que conducirá las arenas a un clasificador común para ambas líneas. Desde el mismo, una vez separadas del agua, las arenas se disponen en contenedor para ser evacuadas.

Unas rasquetas de una longitud igual al ancho del desarenador acopladas en dicho puente empujan a su vez los flotantes hacia un canal de extracción de grasas que comunica con un clasificador de grasas de sistema de rascado continuo, común para ambas líneas y que envía los elementos flotantes a un contenedor. 

Tratamiento biológico

El tratamiento biológico tiene lugar mediante dos líneas de tratamiento. Se trata de un proceso mediante fangos activados operado en forma de aireación prolongada. 

Cada línea está dotada de 4 aceleradores de flujo de 6,3 kW de potencia, originando velocidades de circulación mayores de 0.30 m/s. El aire será suministrado a través 4 + 1 soplantes,  dos por línea y una de reserva de 250 kW de potencia unitaria.
Cada reactor cuenta con 2924 difusores distribuidos en 4 parrillas, de forma que existe una zona aireada y una zona anóxica claramente definidas.

Con objeto de adecuar la aportación de aire a las necesidades reales del tratamiento biológico, se ha diseñado un sistema que permite el control del funcionamiento de las soplantes mediante tres opciones: a través del oxígeno disuelto en el fango activado, potencial redox y por tiempos de marcha y paro. Para ello se dispone de sondas de oxígeno y redox en cada reactor, así como la programación de tiempos de funcionamiento a través del sistema SCADA. Los medidores de oxígeno y de potencial redox mandan su señal a los variadores de frecuencia de las soplantes mediante un lazo PID.

El licor mixto a la salida del reactor biológico se envía a los decantadores secundarios. El reparto a dichos decantadores se realiza mediante una arqueta, anexa al reactor biológico, donde se realiza un equirreparto hidráulico por vertedero hacia cada clarificador.
Los lodos de recirculación se recogen individualmente en cada sedimentador y son enviados a cabecera del reactor biológico.

Decantación secundaria

En un proceso de lodos activados es necesario separar la biomasa del agua tratada, siendo éste el objeto de la sedimentación. La función de esta etapa de tratamiento es la de clarificación para producir un efluente bien tratado y la de espesamiento para obtener en la extracción de lodos una concentración suficiente.

Se cuenta con 2 decantadores secundarios circulares, de 33 m de diámetro, de 4 m de sección cilíndrico-cónica, con una altura de la zona cilíndrica de 4 m, con un volumen unitario de 3891.61 m3 cada uno.

La recogida de los fangos sedimentados en el fondo del sedimentador se hace mediante un puente radial de succión. La concentración del fango sedimentado en el fondo no es uniforme, y por cada tubo sale fango con una concentración distinta.
Para la recirculación de lodos se cuenta con 4 bombas, 2 por cada línea, de caudal unitario 500 m3/h, que funcionan alternadamente de acuerdo al tiempo programado.

La purga de lodos consta de 2+2 bombas, de 25 m3/h de caudal unitario, que funcionan una media de 19,2 h/día, por lo que su funcionamiento esta temporizado. Los fangos en exceso purgados de la arqueta de fangos se envían a un espesador de fangos por gravedad.

Recogida de flotantes

En los decantadores secundarios es de esperar pocas grasas y aceites en la superficie del agua. Sin embargo, existe todavía el peligro de que se produzca una desnitrificación incontrolada, originando la flotación del lodo por desprendimiento de burbuja de nitrógeno. Otra fuente de flotantes de origen biológico son las espumas viscosas del tipo NOCARDIA, que se pueden generar en la cuba de aireación.

Frente a flotantes de origen tan diverso, en lugar de la evacuación directa de las mismas tal como se recogen, es decir una pequeña cantidad con mucha viscosidad, es preferible su mezcla con un gran caudal de agua que facilite su transporte.
Los flotantes recogidos por las rasquetas de superficie de los sedimentadores son bombeados al clasificador de grasas de pretratamiento a través de dos bombas por clarificador de 15 m3/h de capacidad unitaria.

Tratamiento terciario

Su objetivo es obtener un agua con la calidad requerida para su reutilización. El agua clarificada es conducida por tubería a un micro tamiz (filtro de discos) compuesto de 23 discos filtrantes de 10 micras de paso. Cuando el agua en el canal de alimentación alcanza un nivel prefijado debido a la acumulación de sólidos en el interior de los discos, el ciclo del contralavado se inicia automáticamente, activando el mecanismo de rotación de los discos y el sistema de inyección de agua a alta presión ubicado en la parte superior del filtro. El giro del filtro es intermitente o continuo, según el tipo de control y/o la cantidad de sólidos suspendidos filtrados. El flujo de contralavado a través de los inyectores limpia los medios filtrantes del exterior al interior con un consumo mínimo de agua. Los sólidos acumulados son entonces recogidos y descargados al interior del tubo colector. El agua de lavado se almacena en un tanque y se descarga en el reactor biológico. Este proceso asegura un contenido de SS ≤ 15 mg/l y de huevos de helminto < 1 und/1000 ml. 

El agua, una vez filtrada, llega al proceso de desinfección que se realiza mediante radiación ultravioleta hasta conseguir el nivel de desinfección de coliformes termotolerantes <1000 NMP/100 ml, tal como lo exigen las normas vigentes.

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