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XXII CONGRESO DE CENTROAMERICA Y PANAMA DE INGENIERIA SANITARIA YAMBIENTAL “ SUPERACION SANITARIA Y AMBIENTAL: EL RETO”

AIDIS: Asociación Interamericana de Ingenieria Sanitaria y Ambiental -Capitulo Honduras 1

CANALES DE OXIDACIÓN

Autor Principal: Ing. Ricardo KjaerRicardo Kjaer es Ingeniero Industrial Superior por la Universidad de Copenhague(Dinamarca). Comenzó a trabajar en el campo del tratamiento del agua hace 20 años enKrüger, hoy perteneciente al grupo Vivendi Water. Durante estos años, lleva trabajando enel saneamiento y potabilización de aguas para los mercados Europeo y Latinoamericano.

Dirección: Calle Electrodo, 52 – Polígono Industrial Santa Ana – Rivas Vaciamadrid -Madrid - 28529 - España - Tel.: +34 (91) 660 4000 - Fax: +34 (91) 666 77 16E-mail: [email protected]

INTRODUCCIÓN

Introducción:La depuración de aguas residuales provenientes de actividades urbanas o industrialesrequieren, por lo general, de un tratamiento biológico capaz de eliminar las cargascontaminantes orgánicas en forma de materia en suspensión o disuelta.

Los canales de oxidación, en sus diferentes modalidades, ofrecen soluciones para diversasaplicaciones. La característica principal es su gran versatilidad y la posibilidad de poderadaptar las instalaciones construidas a nuevas exigencias ambientales o incrementos en lacontaminación que llega a la planta.

Los canales de oxidación trabajan bajo la modalidad de fangos activados, en donde elreactor biológico es de mezcla total con aireación por rotores superficiales cubiertos y lasalida del agua es regulada por un vertedero móvil.

El programa de canales de oxidación incluye los siguientes sistemas de operación:

1. Canal de oxidación tipo A. para poblaciones de hasta 1000 habitantes equivalente.

2. Canal de oxidación tipo D para poblaciones de hasta 5.000 habitantes equivalente.

3. Canal de oxidación tipo T para poblaciones de hasta 300.000 habitantes equivalente.

4. Sistema Biodenitro y Biodenipho.

Todos estos sistemas deben ir complementados con un pretratamiento acorde con lascaracterísticas del afluente a tratar. El pretratamiento puede incluir: desbaste, desarenado,desengrasado y, eventualmente, decantación primaria. De igual manera, dependiendo deluso que se pretenda dar al agua tratada, puede complementarse el tratamiento biológico conun tratamiento terciario de filtración y cloración.

El sistema de aireación que se aplica, rotores superficiales, tiene la ventaja de ser un aparatosimple que está instalado fuera del agua por lo que se puede inspeccionar fácilmente y,además, va cubierto por lo que evita la producción de aerosoles que arrastrados por el vientopodrían producir un importante impacto ambiental en el entorno.

Los vertederos móviles en la salida, permiten dirigir el caudal de acuerdo con lasnecesidades operativas, controlar el nivel hidráulico en los canales y utilizar el mismo canalcomo un decantador secundario.



DESARROLLO

Canales de oxidación tipo AEste sistema consiste en un único reactor con entrada continua que lleva a cabo la funciónde aireación, decantación y descarga, en forma secuencial. El agua entra en continuo y ladescarga se produce por un vertedero móvil controlado automáticamente.

En la fase de aireación se produce la degradación de los contaminantes del agua residual pormedio de los microorganismos del fango activado. En la decantación, los fangos sesedimentan en el propio canal permitiendo, después de unos minutos, el inicio de ladescarga del agua depurada por el vertedero móvil regulable.

El fango activado en exceso se elimina del reactor por medio de un bombeo que lo envía aconcentración y deshidratación.

Las fases están controladas por un autómata y sólo requiere supervisión y control para laoperación de la instalación.

Los parámetros de salidas que normalmente se alcanzan en este tipo de instalación son:

BOD< 20 mg/l

SS< 35 mg/l

Nitr.< 2 mg/l

Los fangos en excesos son estabilizados en el proceso aerobio de depuración y no producenolores al extraerlos.

Figura 1. Ciclo de operación del Canal Tipo A.

N

S

S

Phase A Phase B Phase C

N = Eliminación deDBO y NitrificaciónS = Sedimentación

N = Eliminación de DBO yNitrificación

S = Sedimentación



Canales de oxidación tipo DEl sistema de canales deoxidación tipo D, igual queel tipo A, realiza la funciónde decantación en el propiocanal, pero al tener doscanales la operación escontinua, alternándose loscanales para trabajar en lafase de aireación ydecantaciónsecuencialmente.

La secuencias estáncontroladas por autómatas ylos parámetros de vertidosson similares a los del Canaltipo A.

Canal de oxidación tipo T

En el canal de oxidación tipo T, la sección de fangos activados está integrada por trestanques de aireación con decantación y aireación alternante en los dos tanques de extremo yaireación continua en el tanque del centro. Los tres tanques están intercomunicadoshidráulicamente a través de un orificio en los muros divisorios y el flujo del agua es dirigidopor medio de la arqueta de reparto de entrada y los vertederos de salida de cada tanque.Este sistema es especialmente ventajoso en depuradoras de una capacidad de 30.000 a300.000 habitantes equivalentes.

Figura 2. Canal de Oxidación Tipo D

O p e ra c ió n d e l c a n a l tr ip le

F a s e A , B , C y D

��

��

��

��

F A S E A

A E R A C I O N A E R A C I O N 0 , 5 - 1 h o r a

F A S E B

A E R A C I O N A E R A C I O N 2 , 5 - 3 h o r a s

F A S E C

A E R A C I O N A E R A C I O N 0 , 5 - 1 h o r a

F A S E D

A E R A C I O N A E R A C I O N 2 , 5 - 3 h o r a s

��

��

��

��

Figura 3. Canal de Oxidación de Tipo T



Las dos principales ventajas de este sistema son:- Sencillez operativa, al no tener decantación secundaria exterior ni recirculación de

fangos- Obtención de altos niveles de calidad del efluente con costes de inversión competitivos,

al poder realizar prácticamente toda la obra civil en una estructura tipo canal sinarmaduras significantes.

Proceso Biodenitro/Biodenipho.

El proceso Biodenitro, es un proceso de depuración biológico para eliminar nitrógeno en elagua residual que viene en forma de amoníaco, basado en la nitrificación y desnitrificaciónsecuencial en dos canales de oxidación con decantación externa.

En la primera fase los rotores de ambos canales están en operación, oxidando la materiacarbonada y nitrificando el amoníaco a nitrato.

En la segunda fase, se deja de airear en un canal y por lo tanto se producen condicionesanoxias sin oxígeno libre. En esta fase trabajan las bacterias desnitrificadoras que utilizan eloxígeno de los nitratos para su respiración, produciendo nitrógeno libre y por lo tanto ladesnitrificación del agua residual.

En la tercera y la cuarta fase se repite los procesos pero invertido en los canales. El períodode cada fase se ajusta de acuerdo a las características del vertido a tratar y todo el períododura normalmente de 4-8 horas.

Los parámetros de vertidos que se obtienen

DBO<10 mg/lSS<10 mg/lNitratos< 2 mg/lNitrógeno total< 6 mg/l

B io d e n itro

I

II

N

D N

S

N

N D N

N

N

N

S

S

S

I

II

II

I

I

II

P h a se A P h a se B P h a se C P h a se D

0 36 72 10 8 14 4 18 0 21 6 25 2 28 8 32 4 36 0

6

5

4

3

2

1

0

N D N N D N N

T im e(m in .)

C o n c e n tra tio n(m g N /l)

D A B C A B C

N itra te

A m m on ium

D

N = e lim in a c ió n d e B O D y n itr if ic a c io nD N = e lim in a c ió n d e B O D

yd e n itrif ic a c io nS = S ed im e n ta c ió n

Figura 4. Ciclo de Operación del Sistema Biodenitro



El proceso Biodenipho tiene similar modo de operación al Biodenitro, solo que se agrega untanque anaerobio en la entrada de los canales para seleccionar los microorganismos capacesde retener alto contenido de fósforo y pudiendo de este modo obtener valores en la salidainferiores a 1 mg/l de fósforo total.

Conclusión:Los canales de oxidación es un sistema de depuración que ofrece una forma de operaciónsencilla, con un impacto ambiental muy reducido y pudiéndose obtener resultados en losparámetros de vertidos y operación que satisfacen legislación ambiental muy exigente tantocon respecto a la DBO, a los sólidos en suspensión, como a las sales nutrientes de nitrógenoy fósforo.Los canales de oxidación ofrecen la posibilidad de ampliación de un tipo de canal a otro,con gran posibilidad de utilizar al 100% lo construido en la primera fase.

Figura 5. Esquema de una planta Biodenipho

Canales de Oxidación

Ing. Ricardo Kjaer

Bekox, S.A.

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Diapositiva 2CONGRESO AIDIS

Honduras, 21 - 24 Agosto 2001

Ponente: Ing. Ricardo Kjaer

Ponencia: Canales de Oxidación

Canales de Oxidación

➜ Tecnologías de canales de oxidación:

! Canal tipo A

! Canal tipo D

! Canal triple

! Biodenitro/Biodenipho

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Elementos de un Canal de Oxidación

DISTRIBUIDOR

ROTOR VERTEDERO

VERTEDERO

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Vertedero

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Rotor de Aireación

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N

S

S

Fase A Fase B Fase C

N = Nitrificación yeliminación de DBO

S = Sedimentación

Canal de Oxidación Tipo A

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Canal de Oxidación Tipo D

PHASE C

Sedimentación y descarga

Aireación

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Modo de Operación del Canal D


Aireación


Sedimentación


Aireación


Sedimentación

|





Canal de OxidaciónCanal Triple

Fase A Fase B Fase C

I

II

III

I

II

III

I

II

III

S

N

N

DN

N

S

N

S

N

N = Nitrificación yeliminación de DBO

DN = Denitrificación yeliminación de DBO

S = Sedimentación

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Caracteristicas particulares de losCanales A, D y T

➜ Presinden de la decantación externa y de

la recirculación de fangos

➜ Compactos y de simple operación

➜ Amplian la capacidad, mínimo, al 100 %

con un decantador externo

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Canales de Oxidación tipo Biodenitro

ANOXICO (Denitrificación)

AEROBIO (Nitrificación)

FASE A

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Eliminación Biológica de Fósforo

Wastewater Excess sludgeReturn sludge4 - 6 %

2Denitrification

1Anaerobictreatment

3Nitrification

4

Settling

BOD

P

BOD

P P

PChem.-P

P P

PP

BOD

PPP

PPP

PPP

P

NO3-

N2

O2

PP

PPP

P

CO2+H2O

P

(Phosphorus/BOD - Substitution)

|





Eliminación Biológica de Fósforo

➜ Reactor anaerobio separado

➜ Facilita la acumulación de fósforo en los

microorganismos

➜ Evita la proliferación de bacterias

filamentosas

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Selector anaerobio

Denitrificación

Anaerobio

Recirculación

Agua de entrada

|





Biodenipho

|





DN

I

II

I

I

II

II

I

II

N

P

SP

NS

P

N

DN

NS

P

N

N

S

Phase A Phase B Phase C Phase D

N = Eliminación de DBO ynitrógeno.P = Eliminación de fósforoDN = Eliminació de DBO ydenitrificación

S = Sedimanetación

Diagrama de OperaciónBiodenipho

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Carácteristica Generales de losCanales de Oxidación

➜ Versatilidad

➜ Alto rendimiento en la depuración

➜ Bajo impacto ambiental

➜ Costes de inversión bajos

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Ponencia: Canales de OxidaciónAMELIA, VA. - .3 MGD

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Depuradora BiodeniphoDamhusaaen, Copenhague - Dinamarca

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Depuradora Cana Tipo TSilkeborg, Dinamarca

canales de oxidaciÓn autor principal: ing. … en el propio canal permitiendo, después de unos...

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