Primeramente
considero necesario dar las más sinceras muestras de agradecimiento al
Ingeniero Alejandro Rivera por su amabilidad, disponibilidad y paciencia en el
tema de tratamientos de agua en Buenaventura.
Agradecer
además a nuestro tutor, Ingeniero Francisco Arango quien es el responsable de
guiarnos en el desarrollo de la materia Diagnostico Industrial.
No
podemos iniciar un diagnostico sin antes conocer las generalidades del sitio,
en este caso del PH Buenaventura.
Situado
en un entorno tropical y natural con extensas áreas verdes, lagos y frondosos
árboles, Buenaventura se compone de lujosas casas frente al mar, villas frente
al lago, condominios, lofts y el lujoso JW Marriott Panama Golf & Beach
Resort
Buenaventura
es una comunidad de playa exclusiva ubicada en las costas del Pacífico de
Panamá. Es un destino perfecto donde los residentes pueden jugar golf, navegar,
nadar, observar aves, practicar senderismo, pescar, cenar, socializar o simplemente
vivir la vida que soñó en su propiedad. Con casas lujosas rodeadas de
impresionantes vistas a exuberantes jardines, lagunas, canales y una playa de
arena blanca, Buenaventura pertenece a una categoría única.
Dentro
de las especificaciones y tratamientos utilizados en la planta de aireación
extendida de PH Buenaventura, se toman en cuenta los siguientes aspectos.
AJUSTE DE LA TRANSFERENCIA DE
OXIGENO
La cantidad de aire que debe ser
difundido en cada cámara de aireación dependerá del total de la carga
contaminante en peso, igualmente, el tamaño del reactor.
La aireación tiene como objetivo
transferir oxígeno al efluente, lo suficiente para conservar el sistema
biológico imperante. Es importante conservar un residual de 2 mg/l en cada
cámara.
Otro objetivo de la aireación es
mantener el licor mezclado en forma satisfactoria, eso que las bacterias
contenidas en los lodos tengan acceso a los nutrientes que llegan al reactor.
Se espera que en el primer estratum
aeróbico exista mayor demanda de oxígeno debido a que esta recibe enteramente
la carga volúmica residual procedente desde el reactor anaeróbico, que contiene
gases carboniceos disueltos que consumen oxígeno.
En la medida que el efluente pasa de un
estratum a otro la demanda por oxígeno es menor, por lo tanto se debe procurar
una alimentación de aire mayor en el primer estratum que el tercero.
FORMA DE REGULAR LA TRANSFERENCIA
DE OXÍGENO
Para regular la transferencia de
oxígeno es necesario un Analizador Portátil de Oxígeno
Disuelto. Se debe introducir el sensor
en el efluente del primer estratum y leyendo la lectura deberá ajustar la
válvula que alimenta de oxígeno hasta conseguir el residual deseado. Esta
operación de ajuste debe realizarla desde el tercer estratum hacia el primero.
En caso de no poseer un Analizador de
Oxígeno Disuelto inicie el ajuste en el tercer estratum para que este reciba un
20% aproximado del total de la aireación, luego permita un 30% para el segundo
estratum y el resto para el primer estratum.
INTERPRETACIÓN DEL CUADRO TIEMPO
DE OPERACIÓN DEL
SOPLADOR
La cantidad de aireación es
directamente proporcional a las concentraciones de DBO5 y TKN, que también,
determinan el tamaño de los reactores.
En la medida que tengamos mayor
eficiencia en la remoción del DBO5 en los reactores anaeróbicos, incidirá en
reducir el volumen requerido para ser difundido dentro del reactor, porque
requerirá menor transferencia de oxígeno. Esto significa que si hacemos más
eficiente la reacción anaeróbica mayor ahorro de energía eléctrica podemos
obtener.
El diseño de ingeniería por TAMA
considera el nivel mínimo posible de reducción de la carga contaminante por el
método anaeróbico como base para la determinación del volumen de aire para la
transferencia de oxígeno.
TAMA elige el Soplador que tenga la
capacidad suficiente para lograr cubrir los requerimientos de oxígeno
suficiente para garantizar el ecosistema aceptable y deseado.
En la selección es posible que se
adjudique la operación a un equipo que tenga mayor capacidad, de manera que
mantendrá una disponibilidad ociosa que llamaremos “Capacidad Disponible”,
usualmente representa un 10~20%.
El tiempo de operación del soplador
deberá considerar esta capacidad disponible para producir los períodos de
descanso. Esto se consigue desactivando la energía a los motores de o los
sopladores para que se inicie un período de anoxión, que significa la carencia
de oxígeno producto de la inactividad de los sopladores.
Los sistemas biológicos dentro de la
cámara de aireación también, inciden en la demanda por oxígeno. Si existen
bacterias filamentosas pueden crear una demanda mayor de oxígeno y baja
productividad en la remoción de la carga contaminante.
También, existen bacterias facultativas
predominantes que son capaces de mantener una eficiencia elevada en la remoción
de la carga contaminante requiriendo un consumo bajo de oxígeno, lo cual, por
ende, representa la condición deseada.
PROCESO DE CLORINACIÓN
DEL EFLUENTE
La clorinación del efluente
es necesaria e importante como tratamiento terciario, la razón es que la planta
no puede reducir en su totalidad la presencia de Coliforme, aunque todos los
demás parámetros logren cumplir las normas ambientales.
Los Coliformes Fecales
pueden producir problemas a la salud humanas, por lo que es importante su
reducción.
El método que exponemos
aquí se trata de un encapsulado de pastillas de cloro no mayor a 3” de
Diámetro.
Este dosificador consta de
tres partes: La primera, es la tapa, la segunda es el encapsulado y la tercera,
es la tapa giratoria utilizada para regular la dosificación de cloro.
MODO EN QUE OPERA
Se depositan una cantidad limitada de
pastillas de cloro dentro del compartimiento para el encapsulado de pastillas
de cloro.
Se ajusta la tapa giratoria para que
coincidan los huecos y se proyecte enteramente con el hueco del compartimiento
del encapsulado, de manera que se pueda apreciar la pastilla de cloro
totalmente acostada.
Coloque la tapa del encapsulado e
inserte el dosificador dentro de la cámara de contacto.
Cuando el efluente moja la pastilla de
cloro, esta se disuelve y suelta el cloro contenida en ella. Entre mayor es el
volumen de agua mayor será su capacidad para disolver cloro, de manera que
permite una dosificación proporcional al volumen de agua que la rodea.
El cloro no reacciona de inmediato, por
lo que requiere un tiempo de contacto no menos a treinta (30) minutos. Es por
esta razón es que las cámaras de cloro se dimensionan para que tenga ese tiempo
de retención hidráulico.
MODO DE CONTROLAR LA DOSIFICACIÓN
Se requiere un comparador de cloro
similar a los utilizados para medir cloro libre en las piscinas.
Se debe medir la cantidad de cloro del
efluente que sale de la planta de tratamiento. El obtener muestras después del
encapsulado de cloro o en su etapa intermedia de tratamiento de desinfección no
garantizará un resultado verdadero.
Se obtiene 10 mililitro de efluente ya
tratado y se le aplica cinco (5) gotas de ototiledín.
La presencia de cloro en la muestra con
el ototiledín tendrá una reacción que producirá una coloración amarillenta de
acuerdo al volumen de cloro contenido en ella. La intensidad del color
amarillento indicará el nivel de concentración de cloro contenida en la
muestra.
Para un efluente que abandona la planta
de tratamiento en dirección al cuerpo receptor debe mantener un residual entre
0.5 a 1 miligramo por litro.
Si la dosificación es mayor a lo
indicado en el párrafo anterior, debe cerrarse la abertura de los huecos
girando la tapa de ajuste.
Como la nueva dosificación surgirá un
cambio a los 30 minutos posteriores, debe procurar obtener la muestra para
analizar la concentración después de este período.
MODO PARA ACTIVAR LA
DESNITRIFICACIÓN
La Desnitrificación es un proceso que
libera nitrógeno a la atmósfera y reduce, por lo tanto, las concentraciones de
Óxido Nítrico, Nitritos y Nitratos en el efluente en tratamiento.
Esto tiene importancia porque el
Nitrógeno es un nutriente para la flora y fauna contenida en los cuerpos de
agua y es el responsable de la formación de moho y limo.
Altas concentraciones puede afectar el
contenido de oxígeno en el cuerpo de agua receptor.
El Óxido Nítrico, Nitritos y Nitratos
se crean por la oxidación de los Amoniacales contenidos en la orina, heces y
algunos compuestos químicos utilizados en limpieza.
Son producidos por la intervención de
oxígeno en la cámara de aireación y la intervención de bacterias Nitrosomas y
Nitrobacter que completan la transformación.
Esta transformación mantiene la misma
cantidad de Nitrógeno contenida en los
Amoniacales, de manera que proyecta su
impacto como nutriente en el cuerpo receptor.
COMO SE ACTIVA LA DESNITRIFICACIÓN
El Óxido Nítrico (NO), Nitritos (NO2) y
Nitratos (NO3) son moléculas formadas por el Nitrógeno acompañado por un, dos y
tres átomos de oxígeno. El proceso de
desnitrificación consiste en secuestrar
el oxígeno para que el Nitrógeno quede liberado a su forma natural como gas.
Existen un grupo de bacterias que activan este proceso de desnitrificación,
pero tienen que trabajar en conjunto con una fuente energética que activa el
proceso, esta es el Metano (CH4). Se concluye que para activar la
desnitrificación se requiere el Metano más la actividad biológica.
El metano es conseguido a través de la
actividad anaeróbica como un tratamiento secundario previa a la cámara de
aireación, donde el gas mantenido disuelto en el efluente en tratamiento pasa a
la cámara de aireación y se mezcla con el licor mezclado.
Para activar la desnitrificación es
necesario reducir el Oxígeno Disuelto contenido en el licor mezclado mediante
un proceso llamado Anoxión, que consiste en detener la operación de los
sopladores por un intervalo de una hora aproximadamente. Durante este tiempo se
consume el oxígeno disuelto y se produce una demanda de oxígeno que activan las
bacterias desnitrificantes, que utilizan el metano disuelto en el efluente
entrante como fuente energética para iniciar el proceso de secuestro de oxígeno
de los Óxido Nítrico, Nitritos y Nitratos.
En ese tiempo de Anoxión se produce una
demanda de oxígeno y el efluente que entra a la cámara de aireación con su
contenido de Metano disuelto activa las Bacterias Desnitrificante. Estas
estimulan el secuestro del oxígeno que forma las moléculas de óxido nítrico,
nitratos y nitritos.
Este proceso de secuestro libera
Nitrógeno y CO2 a la atmósfera, también se forma H2O.
La Desnitrificación se ejecuta por si
sola bajo el estímulo de la Anoxión, pero la planta de tratamiento debe estar
configurada para este propósito. Si los diseños contemplan este proceso, la
desnitrificación se da por si sola con el período de anoxión aceptable y
suficiente.
Un período de anoxión corto no surge
efecto, porque el oxígeno contenido en el efluente oxida los compuestos que
forman gases carboniceos, que incluye el Metano, transformándolos en CO2 y
Agua.
BACTERIAS FILAMENTOSAS
Los sistemas biológicos que forman los
micros fauna y flora contenida en los tratamientos secundarios aplicados para
la reducción de la carga contaminante son cambiantes, evolutivos y sujetos a
una especie dominante.
El sistema biológico imperante es
responsable de la eficiencia en la remoción denutrientes contenidos en la masa
volúmica del afluente.
La eficiencia biológica es clasificada
por la orientación de la reducción por tipos de carga contaminante, como por
ejemplo: La contenida en aceites y grasas orgánicas, en los sólidos
sedimentados de las heces, como también, aquellas bacterias clasificadas por su
capacidad de reducir metales contenidos en los afluentes, etc.
Los reactores anaeróbicos y aeróbicos
llegan a formar un tipo de bacterias que forman el ecosistema, lo que llamamos
Caldo Bacterial.
Una planta de tratamiento, en condición
normal, que reduce la carga contaminante en forma aceptable con un sistema
biológico innato posee un caldo bacterial “aceptable y deseado”. Existen
factores que pueden alterar el sistema biológico y puede cambiar su condición a
“no aceptable e indeseado”. Esta transformación del Caldo Bacterial puede motivarse
por causas inducidas, como el uso indiscriminado de sustancias que contengan
metales pesados, como la potasa, cloro, amonio cuaternario, entre otros, que producen
el aniquilamiento de las bacterias dentro de los reactores o las inhiben. Las bacterias
que ofrecen mayor resistencia a los cambios en el medio serán las que se reproducirán
y formarán las dominantes.
Algunas bacterias dominantes “no
deseadas e indeseables” pueden ser del grupo de las filamentosas, que
intervienen dentro de la actividad anaeróbica y aeróbica, como la Nocardia, Phaerotilus, SA Nasa, entre
otras.
Un tipo de bacterias filamentosa se
crean por el exceso de oxidación en la cámara aeróbica, mientras que otras
pueden reproducirse en ambiente totalmente si presencia de oxígeno. Una de sus
características es que son menos densas que el agua, lo que hace que se
mantengan en el efluente en completa suspensión o en flotación formando la natilla
flotante.
Otros tipos de bacterias pueden
producir alteraciones en el biosistema y producir bajo rendimiento en la
remoción de la carga contaminante. Algunas de ellas se caracterizan por ser
poseer menor densidad a la del agua y por lo tanto, se mantienen en suspensión en
el efluente, incidiendo en elevar los valores de Sólidos Suspendidos y por lo
tanto, marcaciones elevadas en DBO5, conteo de Coliformes entre otros
parámetros.
La baja densidad de la masa bacterial
dominante crea problemas en la sedimentación de los lodos. Se ha observado en
muchos casos la formación de flóculos biológicos que crean la flotación de los
lodos en forma de nata de color chocolate oscuro, chocolate café en forma
gelatinosa, entre otras.
Las bacterias indeseadas pueden
reproducirse tanto en ambientes anaeróbicos como aeróbicos, algunas fomentan
malos olores.
La baja densidad de las bacterias
afecta la clarificación de los efluentes aeróbicos, porque se mantienen en
suspensión en el clarificador evitando que los lodos biológicos se sedimenten,
lo que incide en aumentar la turbidez, presencia de sólidos suspendidos, en la
marcación de DBO5 y aumentar el consumo en desinfectante.
El inocuo de bacterias inducidas es una
solución para cambiar ecosistemas no deseados.
FORMA PARA CONTRARRESTAR LAS
BACTERIAS FILAMENTOSAS
Recomendamos dos procedimientos a
seguir:
1- Produzca un período de Anoxión en la
cámara de aireación por 45 ~ 60 minutos.
Esto evitará la formación de bacterias
filamentosas aeróbicas.
2- Consultar al personal técnico de
TAMA para las debidas recomendaciones de tratamiento.
FORMA DE MANTENER UN ECOSISTEMA DE
ALTA EFICIENCIA
Se recomienda el inocuo de bacterias
Gram Negativo en dependencia de las condiciones que presenta el efluente y los
objetivos que se desea perseguir.
Es necesario consultar a un técnico de
TAMA para la recomendación del tipo de bacteria a utilizar.
No podemos aseverar
que Buenaventura tenga malas prácticas en cuanto al manejo de la aireación
extendida, lo que si podemos recalcar y poner en sobresalto es que PH
Buenaventura se preocupa por el mejoramiento del medio ambiente, el tratamiento
de las aguas, y la salud de los residentes sin dejar de lado la estética y la
belleza que los caracteriza.
A continuación imágenes de la planta de
tratamiento de aguas en PH Buenaventura.
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