Casos anormales de funcionamiento

Tras la realizar el diseño de la planta depuradora para el caso general, se han de tener en cuenta posibles desviaciones de las condiciones normales de funcionamiento de la planta. Esto lleva a poder prever y actuar con mayor rapidez ante problemas, evitando así tener que parar la planta u obtener una eficacia menor en la depuración.

A continuación se van a evaluar distintos escenarios para cada una de las lagunas:

8.5.1

Laguna anaerobia

Fallo en una de las lagunas anaerobias: Se han colocado 4 lagunas anaerobias, tres de ellas van a trabajar en continuo, y la cuarta actuará como laguna de reserva en caso de avería o cuando estemos extrayendo los lodos de la laguna. En principio el fallo en una de las tres

lagunas no supondría un problema, pues tenemos una laguna de reserva, sin embargo, se han calculado las posibles consecuencias que tendría trabajar con dos lagunas, en vez de con tres. Cada una de las lagunas tiene un volumen de 1750,87 m3.

Se trabaja con dos lagunas, por lo que el caudal a tratar en cada laguna será de 750,37

día m3

. Con esto se obtiene un tiempo de retención de 2 días.

Finalmente la carga que llega a cada una de las lagunas será de 263

día KgDBO

, con esto y el

volumen, se calcula la carga volumétrica: 150

día m grDBO

3

Vemos que el fallo en una de las lagunas supone que el tiempo de retención sea menor y que la carga volumétrica aumente.

Aumento del caudal que llega a nuestra planta: Existe la posibilidad de que en una determinada época del año, debido al aumento del consumo de agua debido al incremento puntual de la población pueda existir un aumento del caudal de agua que llega a nuestra planta. Se han planteado dos situaciones de aumento de caudal:

En el caso extremo en que el caudal se doble, se parte de los siguientes datos:

Caudal que llega a la planta (se dobla): 3001,5

día m3

Caudal a tratar en cada una de las tres lagunas: 1000,5

día m3

Volumen de cada laguna: 1750,87 m3.

Con estos datos, se obtiene un tiempo de retención de 1,75 días, este tiempo de retención es muy pequeño. Esto supone un desequilibrio en el proceso anaerobio, desarrollándose únicamente las fases hidrolítica y acidogénica, pero no la de formación de metano, que es más lenta que las otras dos. Por esta razón, se producirán olores y se obtendrá una eliminación muy baja de la materia orgánica.

Esto podría solucionarse utilizando la laguna de reserva, se trabajaría por tanto con las 4 lagunas, consiguiéndose de esta manera un tiempo de retención algo mayor (2,3 días) que eliminaría los problemas asociados a tiempos de retención bajos.

Si el caudal aumenta en un 25%, no se van a producir problemas en el funcionamiento de las lagunas anaerobias, se podrá seguir trabajando con 3 lagunas, dejando la cuarta de reserva. Se obtiene para este caso un tiempo de retención de 2,8 días y una carga volumétrica de 125

día KgDBO

.

Disminución del caudal que llega a nuestra planta: de la misma manera, puede ocurrir que en un momento dado se rompa una tubería o se estropee la planta potabilizadora de agua, con lo que el caudal que llega a la planta depuradora de aguas residuales sería inferior al caudal de diseño.

En el caso extremo en que el caudal se reduzca a la mitad, se parte de los siguientes datos:

Caudal que llega a la planta (se reduce a la mitad): 750,375

día m3

Caudal a tratar en cada una de las tres lagunas: 250,125

día m3

Volumen de cada laguna: 1750,87 m3.

Con esto, se obtiene un tiempo de retención muy elevado, las condiciones de diseño, marcan un tiempo de retención de entre 2 y 5 días, y en este caso se obtiene un tiempo de 7 días, por lo que se va a trabajar con una laguna menos, es decir, con dos lagunas.

Caudal que llega a la planta (se reduce a la mitad): 750,375

día m3

Caudal a tratar en cada una de las tres lagunas: 375,18

día m3

Así, se obtiene un tiempo de retención de 4,6 días, que cumple las especificaciones, pero la carga volumétrica está por debajo del rango (75

día m grDBO

3 ). Se pasa a trabajar con una sola laguna. De esta manera se consigue cumplir las especificaciones propias de las lagunas anaerobias, obteniéndose un tiempo de retención de 2,3 días y una carga volumétrica de 150

día m grDBO

3 .

Si el caudal se reduce en un 25%, se obtiene un tiempo de retención adecuado, sin embargo la carga volumétrica es menor que la requerida, por lo que no se podría realizar satisfactoriamente la depuración anaerobia.

Utilizando únicamente 2 lagunas, se consiguen cumplir los parámetros requeridos, se obtiene de esta manera, un tiempo de retención de 3 días y una carga volumétrica de 112,5

día m grDBO

3 . Aumento de la concentración de DBO5 al doble: para este caso, la carga volumétrica se sale del rango de trabajo al utilizar las tres lagunas anaerobias. Para solucionar este problema, habría que poner en funcionamiento la cuarta laguna anaerobia. De esta manera se consiguen un tiempo de retención de 4,6 días y una carga volumétrica de 150

día m grDBO

3 .

La depuración en lagunas anaerobias presenta una tolerancia bastante alta a cambios medioambientales, tanto en carga orgánica aplicada como en temperatura y pH, ya que los tiempos de retención son muy elevados.

8.5.2

Laguna facultativa

Al igual que en las lagunas anaerobias, se van a evaluar posibles situaciones anormales en el funcionamiento de las lagunas facultativas y soluciones, en la medida de lo posible, que permitan hacer frente a esos problemas.

Fallo en una de las lagunas facultativas: Se han colocado 4 lagunas facultativas, tres de ellas van a trabajar en continuo, y la cuarta actuará como laguna de reserva en caso de avería. En

principio el fallo en una de las tres lagunas no supondría un problema, pues tenemos una laguna de reserva, sin embargo, se han calculado las posibles consecuencias que tendría trabajar con dos lagunas, en vez de con tres.

Vemos que el fallo en una de las lagunas supone que el tiempo de retención disminuya, sin embargo no causa problemas importantes que requieran la parada de la planta. Se obtiene para este caso, un tiempo de retención de 9,3 días.

Para el diseño de la planta de depuración, se ha considerado, a pesar de tratarse de un clima cálido, una eliminación de materia orgánica, en forma de DBO5, del 50% en las lagunas anaerobias. Se ha elegido el peor de los casos, pero probablemente se consigan rendimientos mucho mayores, por lo que en este caso se van a evaluar diferentes rendimientos en las lagunas anaerobias, y cuántas facultativas sería necesario utilizar en cada caso.

La superficie de cada una de nuestras lagunas es de 5836 m2. Por ejemplo, para el 66% de reducción de la DBO inicial y suponiendo además una carga superficial de 150 Kg de DBO / Ha*día, tenemos:

33% DBO5 inicial 173,25

día KgDBO

.

La superficie necesaria para la correcta eliminación considerando una carga superficial de 150

día Ha KgDBO

. = 1,155 Ha 11550 m 2

. Si se multiplica esta superficie por la altura (1,2 m) se obtiene que sólo sean necesarias dos lagunas funcionando en paralelo.

En la siguiente tabla se resume, para diferentes intervalos de eliminación, cuántas lagunas es necesario utilizar para el correcto funcionamiento de la fase facultativa, y cuál es el tiempo de retención

Porcentaje de eliminación de la DBO en las lagunas anaerobias

50 – 65% 66 – 82% A partir del 83%

Laguna facultativa 1 En funcionamiento En funcionamiento En funcionamiento Laguna facultativa 2 En funcionamiento En funcionamiento Reserva

Laguna facultativa 3 En funcionamiento Reserva Reserva

Tiempo de retención 14 - 9 días 9 - 5 días < 5 días

Tabla 20. Utilización de las lagunas para diferentes porcentajes de eliminación de DBO