Depuración para principiantes VIII-II: Estabilización de fangos. Ejemplo

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Sobre el blog

Jorge Chamorro
Ingeniero especialista en tratamiento y depuración de aguas y en desalación.
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  • Depuración principiantes VIII-II: Estabilización fangos. Ejemplo

La estabilización de los fangos generados en una estación depuradora de aguas residuales (EDAR) se realiza para:

  • Obtener una estabilización de la materia orgánica que permite su manipulación y usos posteriores con las menores afecciones ambientales posibles.
  • Reducir los gérmenes patógenos
  • Reducir el volumen de fangos a evacuar (solo se logra por vía biológica)

La estabilización de los fangos se puede realizar por tres vías:

  • Aerobia
  • Anaerobia
  • Química.

Para el diseño de estas instalaciones, es conveniente seguir los siguientes pasos:

  1. Establecer los datos de diseño
  2. Diseñar las instalaciones y equipos
  3. Verificar los parámetros de funcionamiento.

Primero: Establecer los datos de diseño

Los datos de diseño que se necesitan son:

Segundo: Diseñar las instalaciones y equipos

Para el diseño del depósito de mezcla se deben de seguir los siguientes pasos:

1) Calcular el caudal diario de fangos mixtos:

2) Determinar el tiempo de retención hidráulica en horas:

3) Calcular el volumen:

4) Definir los equipos de agitación:

Para el diseño de los digestores aerobios, se deben de seguir los siguientes pasos:

1) Definir el bombeo de alimentación:

2) Definir el número de unidades a instalar:

3) Calcular el volumen:

4) Calcular las dimensiones unitarias:

5) Calcular la materia volátil de salida:

6) Calcular las necesidades de oxígeno en condiciones estandar:

7) Calcular las necesidades de oxígeno en condiciones reales:

8) Definir el número de equipos de aireación:

9) Calcular el fango estabilizado:

Para el diseño de los digestores anaerobios, se deben de seguir los siguientes pasos:

1) Definir el bombeo de alimentación:

2) Definir el número de unidades a instalar

3) Calcular el volumen:

4) Calcular las dimensiones unitarias:

5) Calcular la materia volátil de salida:

6) Calcular la producción de biogás:

7) Calcular las necesidades de calor:

9) Definir la cogeneración:

10) Calcular el fango estabilizado:

Tercero: Verificar los parámetros de funcionamiento

Con las dimensiones definidas, verificar, para cada una de las instalaciones que se cumplen los parámetros de diseño:

Recomendaciones

Para un buen diseño de las instalaciones, se recomienda tener en cuenta las siguientes observaciones:

  1. Diseñar las bombas de alimentación para su funcionamiento, como mínimo, en 16 h/día
  2. Disponer de un mínimo de dos unidades en cada proceso
  3. Ubicar los digestores aerobios en las proximidades de las balsas biológicas de la línea de fangos para:
  • Poder aprovecharlas como balsas biológicas de la línea de agua en ampliaciones futuras
  • No hipotecar, en ampliaciones futuras, el sistema de estabilización de los fangos.

Consideración final

Sin querer entrar en un balance energético fino, se expone, a continuación los consumos energéticos estimados para ambos procesos:

Mientras que la estabilización aerobia es demandante de energía, la estabilización anaerobia es excedentaria en energía. Es cierto que para disponer de esa energía excedentaria es necesario realizar una inversión en motores de cogeneración,  que suelen tener periodos de amortización inferiores a los cinco años.

NOTA FINAL: Las imágenes que presentan este blog son gentileza de fabricantes de equipos. En ningún momento suponen un aval o conformidad con lo recogido en el blog, que es de total responsabilidad del autor del mismo

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