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ESQUEMA DE UNA EDAR
PRETRATAMIENTOS
Enrique Ortega de Miguel
Área de Tecnología del Agua
Centro de Estudios Hidrográficos del CEDEX
XXXII Curso sobre tratamiento de aguas residuales
y explotación de estaciones depuradoras
CEDEX. Noviembre de 2015
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ESQUEMA DE UNA EDAR
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• Primer objetivo de una EDAR: reducción de la contaminación de las
aguas residuales hasta límites aceptables para el cauce receptor.
Calidad exigida a los efluentes depurados Directiva 91/271/CEE
• Segundo objetivo: Tratar los fangos producidos, para conseguir un
producto que cumpla con las condiciones exigidas según destino
(vertedero, uso agrícola , compostaje, etc.)
• El diseño de la EDAR debe tener en cuenta globalmente: la
depuración del agua residual, el tratamiento de los fangos producidos
y la gestión posterior del sistema.
ESQUEMA DE UNA EDAR
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ESQUEMA DE UNA EDAR
Pretratamiento Tratamiento
primario
Tratamiento
secundario
Tratamiento
terciario
Espesamiento Espesamiento
Fangos mixtos
Recuperación
energética del
biogás
Almacenamiento
biogás
Estabilización
de fangos
Deshidratación
de fangos
Acondicionamiento
Efluente
depurado
Fangos biológicos
en exceso
Fangos
primarios Sólidos
Arenas
Grasas
Disposición
final de
fangos
Agua
Residual
Bruta
(Caso de digestión anaerobia)
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PRETRATAMIENTOS Desbaste / Desarenado.- Desengrasado
TRATAMIENTOS
PRIMARIOS
Decantación Primaria / Tratamiento F/Q /
Fosa séptica / Tanque Inhoff
TRATAMIENTOS
SECUNDARIOS
Procesos de Película Fija
Procesos de Fangos Activos
Procesos extensivos o naturales
Procesos Anaerobios
Procesos Híbridos
TRAT. SECUNDARIOS
MAS RIGUROSOS
Eliminación de NT / Eliminación de PT
Eliminación de NT y PT
TRATAMIENTOS
TERCIARIOS
Reducción de DBO5 y SS
Desinfección
Reducción de sales
Procesos que pueden encontrarse en la línea de agua de una EDAR
LÍNEA DE AGUA
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ESPESAMIENTO Espesamiento por gravedad / Flotación / Tambores
rotativos / Mesas espesadoras / Centrífugas
ESTABILIZACIÓN Digestión Anaerobia (M / T) / Estabilización Aerobia
(M /T ) / Estabilización Química (Cal)
ACONDICIONAMIENTO DEL
FANGO
Químico / Térmico / Ultrasonidos
DESHIDRATACIÓN DE
FANGOS
Centrífugas / Filtros Banda / Filtros Prensa / Eras de
Secado
SECADO TÉRMICO Secado térmico
TRATAMIENTOS
TERMOQUÍMICOS
Incineración (Combustión completa)
DISPOSICIÓN FINAL DEL
FANGO
Vertedero / Uso Agrícola Directo / Compostaje /
Utilización en obras públicas y cementeras
• Dificultad creciente para evacuar fangos en vertedero
• Priorización en Plan Nacional de Lodos: 1) su aplicación agrícola, 2) su
reciclaje en otros usos y 3) su valorización energética.
LÍNEA DE FANGOS
Niveles de tratamiento y procesos mas importantes en línea de fangos
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OBRA DE LLEGADA
Y PRETRATAMIENTO
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Aliviadero
y By-pass
general
PREDES-
BASTE
DESARENADO
DESENGRA-
SADO
DESBASTE
-Rejas
-Tamiz
BOMBEO
Cauce
ASPECTOS A TENER EN CUENTA
Problemas relacionados con la red de colectores.
a) Vertidos incontrolados / Medida de pH
b) Desprendimiento de gases (SH2) / Producción de olores
Cubrimiento del pretratamiento
Extracción localizada y desodorización en torres de lavado: a)
eliminación compuestos nitrogenados con ácido sulfúrico y pH 2-3;
b) eliminación SH2 con ClONa en medio alcalino (NaOH) y pH 9-10
Ubicación del bombeo
Medida de
caudal
OPERACIONES UNITARIAS
OBRA DE
LLEGADA
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Edificio de pretratamiento y sistema de desodorización (EDAR Fuengirola)
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PREDESBASTE Y DESBASTE
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Vertedero y by-pass general de la EDAR
Caudal de diseño de la EDAR:
QMAX en tiempo seco
Caudal a tratar en tiempo de lluvia:
• Condiciones del organismo de cuenca en las autorizaciones
de vertido (Medidas e instalaciones para regular los desbordamientos y
episodios de lluvia)
• R.D. 1290/2012 establece criterios para tener en cuenta en las autorizaciones,
sobre este tema redes separativas, dotación en vertederos de sistemas de
eliminación de sólidos y flotantes, instalación de tanques de tormentas, etc.).
El MAGRAMA no ha elaborado las NORMAS TECNICAS para diseño de
instalaciones de gestión de lluvias.
• Utilización de coeficiente de dilución exigido para aliviar por el
vertedero: agua residual + agua de lluvia (2-5)
agua residual
• Sobredimensionamiento del pretratamiento (valores
usuales: 3 - 5 veces el QMEDIO)
OBRA DE LLEGADA
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Retornos procedentes de la línea
de fangos en la obra de llegada
Capacidad del sistema de by-pass
Velocidad mínima en el sistema de
desagüe: 0,8 m/s
Compuerta motorizada a la salida de
la obra de llegada
Retornos procedentes de la línea de
fangos (Incremento del 5% del Q y
carga contaminante como agua bruta,
excepto NT: +10%)
Arqueta de toma de muestras del agua
bruta (toma muestras automático)
Sistema de drenaje
OBRA DE LLEGADA
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POZO DE GRUESOS
Parámetros de
Dimensionamiento
• Velocidad ascensional
(Va): ≤ 300 m3/m2.h (a Qmáx)
• Profundidad mínima: 2 m
• Tiempo de retención (Tr):
0,5-1,0 min
• Reja de 100 mm de paso
• Velocidad máxima en reja:
1,5 m/s
Cuchara hidráulica
Polipasto o
puente grúa
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POZO DE GRUESOS
Sistema de evacuación de escurridos de la cuchara
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Reja extraible mediante polipasto
POZO DE GRUESOS
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DESBASTE
a) Rejas
b) Tamices
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TIPO DE REJAS
TIPO DE REJA Luz entre barrotes Espesor barrotes
Reja de gruesos 20-40 mm 10-25 mm
Reja de finos 6-12 mm 6-12 mm
REJAS: Separación de sólidos por medio de barrotes
•Tipos de rejas en función de la separación entre barrotes
• Según el sistema de limpieza:
- Reja de limpieza manual
- Reja de limpieza automática
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REJAS DE LIMPIEZA MANUAL
Inclinación de barrotes: 60-80º
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REJAS MECANIZADAS
TIPO DE REJAS
a) Reja curva b) Rejas rectas
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Funcionamiento de la reja (secuencia)
Automatismo: Por temporización y/o por diferencia de nivel
Inclusión de limitados de par, para caso de sobrecarga
REJAS MECANIZADAS
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ASPECTOS RELACIONADOS CON EL DISEÑO
• Número de canales de desbaste.mínimo 2
• Velocidad del agua en el canal:
Va > 0,4 m/seg (a Qmin) Va: 0,6-1,0 m/seg (a Qmax)
• Velocidad de paso entre barrotes
V < 1,0 m/seg (a Qmedio) V < 1,5 m/seg (a Qmáx)
• Colmatación diseño: 30%
• Anchura canal: 0,5-1,5 m (> 0,3 m en pequeñas poblaciones)
• Instalación de compuertas aguas arriba y aguas abajo
• Pérdida de carga: a) Rejas de grueso: 0,1-0,2 metros / b)
Rejas de fino: 0,2-0,4 metros
• Material reja: acero inoxidable AISI-316 L
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QSC
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QV
Siendo:
Q = Caudal de paso (m³/s)
S = Sección del campo de reja (m²) para caudal Q
V = Velocidad efectiva de paso para Q (m/s)
E = Distancia entre barrotes
e = Espesor de barrotes
C = Coeficiente de atascamiento 1,3
ASPECTOS RELACIONADOS
CON EL DISEÑO
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Tamizado: filtración sobre soporte delgado (barras,
láminas, chapa perforada o malla fina)
Paso: EDARs en general, de 3–6 mm; b) MBR, de
0,5 -2 mm
Rendimientos:
Retención de SS: 15%
Retención de DBO5: 10%
Retención de arenas: 20-40%
Material inoxidable: AISI-316l ó plástico
TAMICES
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TAMICES ESTÁTICOS
Pérdida de carga: 2 m
Inclinación: 65-45º
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TAMICES ROTATIVOS
Pérdida de carga: 2 m
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TAMICES DESLIZANTES
Pérdida de carga: 0,1-0,4 m
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TAMIZ DESLIZANTE
Diente
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TAMIZ DE PERFIL EN CUÑA, CON
PRENSA DE RESIDUOS INTEGRADA
Pérdida de carga: 0,2-0,4 m
Inclinación: 35º
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TAMIZ TIPO CUNA PARA
PROCESOS BRM
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El volumen de residuos depende de:
• La separación entre barrotes y pletinas
• El caudal de agua residual
• El tipo de red de colectores
• Las características de cada comunidad
Volumen de residuos (valores tipo):
• Rejas gruesas: 2-5 litros/ habitante.año
• Rejas finas: 5-15 litros /habitante.año
• Tamices: 15-40 litros /habitante.año
VOLÚMEN DE RESIDUOS
RETENIDOS EN EL DESBASTE
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EVACUACIÓN DE LOS
RESIDUOS RETENIDOS
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Transportador de tornillo
Presa de residuos
EVACUACIÓN DE LOS
RESIDUOS RETENIDOS
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ASPECTOS RELACIONADOS CON LA
OPERACIÓN
1. Olores
- Gestión de residuos (frecuencia evacuación; prensa)
- Gases producidos en la red (Confinamiento)
2. Atascos en las rejas
- Atascos sin acumulación de arenas (elevada velocidad
de paso)
- Atascos con acumulación de arenas (arenas procedente
de la red; baja velocidad de paso)
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SISTEMA DE CUBRIMIENTO
DE UNIDADES DE DESBASTE
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CUBRIMIENTO DEL CONTENEDOR
DE RESIDUOS
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DESARENADO DESENGRASADO
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FUNCIONAMIENTO DE UN DESARENADOR
VELOCIDAD DE SEDIMENTACION
Se toman como base los datos de sedimentación libre, para
partículas granuladas no floculantes de densidad 2,65, diámetro
0,200 mm, temperatura el agua 15,5º C y una eliminación del 90%.
VELOCIDAD CRÍTICA DE BARRIDO
Vc : 0,25 m/seg (en la práctica se adopta 0,3 m/seg
Diámetro partículas eliminadas Velocidad sedimentación
0,150 mm 40-50 m/h
0,200 mm 65-75 m/h
0,250 mm 85-95 m/h
0,300 mm 105-120 m/h
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DESARENADOR ESTÁTICO (CANALES DESARENADORES)
TIPOS DE FLUJO: Variable o constante
Para mantener una velocidad constante se
equipan con un vertedero de salida de
ecuación lineal
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DESARENADOR AIREADO
Esquema de un desarenador aireado
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DESARENADOR-DESENGRASADOR
AIREADO
Sección transversal típica de un desarenador-desengrasador
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PARÁMETROS DE DISEÑO DE UN
DESARENADOR-DESENGRASADOR
RENDIMIENTOS A GARANTIZAR
• Eliminación de arenas 90% y de grasas 80%
• Sequedad de las arenas: 90%
• Materia orgánica en la arena: ≤ 5%
PARÁMETROS CONSTRUCTIVOS
• Carga hidráulica máxima: 35 m3/m2.h (a Qmáximo)
• Tiempo de retención hidráulica: 10-15 min (a Qmedio)
• : 5-8 min (a Qmáximo)
• Velocidad horizontal mínima: 0,15 m/seg
• Relación longitud / anchura: 3:1 – 5:1 (valor típico 4:1)
• Profundidad: 2-5 metros
• Caudal de aire necesario: 5-8 m3/h por m2 de superficie
del desarenador
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Cálculo de la superficie:
CH = Q max ; S = Q max
S CH
Cálculo del volumen y profundidad
V = Q max x Tr ; h = V ; Tr = L
S Vc
Siendo:
CH: Carga hidráulica (m/h) Q max: Caudal máximo (m3/h)
S: Superficie (m2) Vc : Velocidad en el canal
Tr: Tiempo de retención (h) V: Volumen (m3)
h: Profundidad (m) L: Longitud (m)
DISEÑO
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DESARENADOR-DESENGRASADOR
Bomba de extracción de arena y rasqueta superficial
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ELIMINACIÓN DE GRASAS
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Edificio de pretratamiento de la EDAR de Fuengirola
(operación de desarenado-desengrasado)
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Sistema de
colectores
Litros/ 100 m3 agua
residual
Litros/habitante/año
Unitario 8 – 80 10 – 30
Separativo 6 – 20 5 – 10
Diseño de los sistemas de extracción:
- Red separativa: 5 litros / m3 de agua residual
- Red unitaria: 50 litros / m3 de agua residual
Volumen de arenas extraídas
Aspectos que influyen en el volumen de arena extraída:
•El sistema de recogida (red unitaria o separativa)
•Estado de los colectores
•Condiciones climáticas
•Tipos de vertido
VOLUMEN DE ARENA EXTRAIDA
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Volumen de arenas extraídas
• En la operación de desengrasado se eliminan grasas,
aceites, espumas y demás materias flotantes más
ligeras que el agua
• La cantidad de grasas que entra a una EDAR es muy
variable en función de los vertidos que se realizan a la
red de colectores.
• Si no se dispone de datos reales, pueden adoptarse los
siguientes valores:
- Concentración: 20-40 gramos / m3
- Reducción: 80%
- Densidad: 0,9 T/m3
VOLUMEN DE GRASAS EXTRAIDA
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Separación mecánica mediante tornillo de Arquímedes
SISTEMAS DE SEPARACIÓN
ARENA-AGUA
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Separación de arenas mediante tornillo de Arquímedes
SISTEMAS DE SEPARACIÓN
ARENA-AGUA
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Separación mediante clasificador alternativo de rastrillos
SISTEMAS DE SEPARACIÓN
ARENA-AGUA
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CONCENTRADOR DE GRASAS
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ASPECTOS RELACIONADOS
CON LA OPERACIÓN
• Olores (SH2, CO, NH3) - Producción de gases
- Desodorización
- Seguridad del personal
- Vigilancia en continuo parámetros de seguridad en atmósfera
- Intensificación limpiezas y recogida arenas y grasas
• Corrosiones
• Arenas con mucho contenido en volátiles - Insuficiente aireación
• Baja eliminación de arenas - Sobrecarga hidráulica
• Baja eliminación de grasas - Aireación en exceso
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MEDICIÓN DE CAUDAL
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MEDICIÓN DE CAUDAL
• Tipos: a) en canal abierto (flujo de lámina libre) ; b) en
conducciones en carga
• Medición en canal abierto:
- Mediante vertedero (perdida de carga importante)
- Canal tipo Parshall
- La medición de las variaciones de altura se realizan mediante
sistema ultrasónico.
Vertedero triangular Canal Parshall
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CANAL PARSHALL
W W A B C D E F G
3” 7,6 cm 46,6 45,7 17.8 25,9 38,1 15,2 30,5
9” 22,9 88,0 86,4 38,0 57,5 61,0 61,0 45,7
Dimensiones típicas de medidores Parshall de de W 3 y 9 pulgadas
1 pulgada
= 2,54 cm
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MEDICIÓN DE CAUDAL
• Medición en conducciones en carga:
- Mediante una reducción del diámetro de la tubería (pérdida
de carga): Venturi o placas de orificio aguas poco
cargadas de SS.
- Medidor magnético No tiene pérdida de carga, ni le
afectan los SS
• La medida de caudal será en
continuo, con registrador y
totalizador
• Tipo de medición más adecuada
en función de su ubicación
Medidor magnético de caudal
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INCORPORACIÓN DE LÍQUIDOS
PROCEDENTES DE FOSAS SÉPTICAS
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Elemento
Concentración
(mg/l)
Carga unitaria
(kg/hab.día)
Intervalo
Valor típico Intervalo Valor típico
DBO5 2.000-30.000
6.000 0,005-0,015 0,01
SS 2.000-100.000
15.000 0,01-0,05 0,025
NTK 100-1.600
700
PT 50-800
250
Grasas 100-1.000
300
INCORPORACIÓN DE LÍQUIDOS
PROCEDENTES DE FOSAS SÉPTICAS
Cargas típicas de líquidos procedentes de fosas sépticas
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• Lugar de incorporación de estos vertidos
• Operaciones necesarias:
a) Zona de descarga (sistema de tamizado paso 3-6 mm)
b) Tanque de almacenamiento y homogenización (con
equipo de agitación, cubierto y desodorizado)
c) Transporte a las instalaciones de la EDAR
INCORPORACIÓN DE LÍQUIDOS
PROCEDENTES DE FOSAS SÉPTICAS
ZONA DE
DESCARGA
TANQUE DE
ALMACENAMIENTO
BOMBEO
A LA EDAR
(Sistema de agitación) (Tamizado)
