OPERACIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS : AEROPUERTO ARTURO MERINO BENÍTEZ

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OPERACIÓN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS :

AEROPUERTO ARTURO MERINO BENÍTEZ

AUTORES

Rodrigo Cuevas Alonso Área Procesos USA-INTEC Ltda.

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RESUMEN

Se exponen aspectos relevantes de la experiencia de Operación, de la planta de tratamiento de aguas servidas del aeropuerto Arturo Merino B. Dicha planta corresponde al tipo lodos activados, versión aireación extendida.

El enfoque de esta ponencia incluye la evolución de diversos parámetros de calidad de efluente, y de indicadores de los procesos involucrados (degradación de materia orgánica, nitrificación de compuestos amoniacales, desechado de lodos, bioselección de microorganismos deseables, entre otros). Dichos tópicos son expuestos y discutidos.

Se hace mención a ciertas condiciones anómalas, tales como entradas puntuales de hidrocarburos y formaldehido a la planta, así como de la capacidad asimilativa de ésta y las acciones de control de procesos.

Finalmente, se concluye que se ha desarrollado un nivel de tratamiento tal que permite mantener altos índices de eficiencia de remoción de materia carbonácea (sobre 90%), y baja materia orgánica en el efluente (DBO5 menor a 10 mg/L).

1.- INTRODUCCIÓN

El Ministerio de Obras Públicas, a través de la Dirección Nacional de Aeropuertos, impulsó la creación de una planta de tratamiento de aguas servidas en el aeropuerto Arturo Merino Benítez. Junto a la necesidad de atender las distintas dependencias del recinto (restaurantes de los terminales, casino aeronáutico, descargas de aviones, entre otras), esta planta pretende ser un hito destacado en el tema ambiental para nuestro país.

Para ello, la Dirección Nacional de Aeropuertos contó con la asesoría de una consultora del área sanitaria, para realizar el estudio de prefactibilidad y preingeniería.

Las tecnologías aceptadas al momento de la licitación pública fueron aquellas alternativas del tipo rotores biológicos y lodos activados, desechándose la de filtros percoladores (problemas de olores y baja calidad de efluente).

La evaluación incluyó, tanto una parte técnica como una parte económica. El consorcio Constructora Belfi / Aero-Mod, Inc. ganó la propuesta, al obtener el mejor puntaje ponderado de ambos aspectos.

Aero-Mod, Inc., una compañía norteamericana especialista en el tratamiento de aguas servidas (tecnología de lodos activados, versión aireación extendida), fue la encargada de la ingeniería de procesos y el suministro de los equipos.

Específicamente, este proyecto contempló la implementación de una planta diseñada para manejar un caudal medio de 4.976 m3/día (caudal máximo de 8.438 m3/día; población equivalente de 30.000 habitantes), esperado en un plazo de diez años.

2.- DESARROLLO

2.1.- MANTENCION

En relación al pretratamiento (anexo Nº 1), la mantención ha incluido la limpieza de las cámaras desgrasadoras (mensualmente) y de la trituradora mecánica (semanalmente).

A su vez, en la planta se ha realizado la limpieza del área de clarificadores y de la reja mecánica (diariamente), además del retiro de residuos sólidos, en bolsas porosas (0,2 a 0,4 m3 semanales).

A su vez, los equipos mecánicos han recibido mantención preventiva, que ha consistido en inspecciones visuales y limpieza. En el caso de la reja mecánica, ésta fue engrasada a los tres meses de operación (julio).

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2.2.- RILES

Cabe consignar la entrada de hidrocarburos a la planta.

La primera llegada de estos compuestos correspondió al día 20 de mayo. Posteriormente, se han recibido tres nuevas descargas, pero de menor magnitud.

Las acciones tendientes a remover estos compuestos incluyeron la utilización del rebalse de emergencia de la cámara de elevación (anexo Nº1), y el drenaje del producto del fondo directamente hacia el colector de salida, utilizando una de las bombas sumergibles. Así, la entrada a la planta fue mínima, sin observarse secuelas apreciables.

Los hidrocarburos fueron vertidos a la red de colectores desde alguna dependencia del aeropuerto (no ha sido establecido claramente), por lo cual la Dirección Nacional de Aeropuertos ha impulsado un plan de prevención.

Otro asunto de interés lo constituye la presencia de formaldehido (desinfectante usado en baños de aviones) en el agua servida, lo que fue aceptado por el proveedor de la tecnología de procesos. Se previó que la dilución que recibiese dicho compuesto permitiría su degradación.

La ausencia del caudal esperado (Fig. Nº 3) para el inicio de la operación (2.600 m3/día,

aproximadamente), motivaron el contener el afluente en la cámara de elevación (138 m3; usada en igualación de flujo), a fin de lograr una mayor dilución. Esto se realizó en momentos de menor aporte desde las instalaciones de terminales, operándose en forma discontinua en tal situación. La discriminación de ello se hizo por inspección visual del agua cruda, determinándose como horas de mayor aporte de estas últimas, a aquellas en que ocurren los cambios de turno (12:00 y 18:00 horas, aproximadamente).

No obstante lo anterior, el extenso tiempo de retención hidráulico (48 a 96 horas), junto a favorables resultados de calidad de efluente, permitieron que se decidiera retornar a la operación contínua de la planta (julio).

Así, se reporta que el formaldehido podría ser mayormente noscivo para las bacterias nitrificantes, dado su baja tasa de crecimiento [4]; sin embargo, el índice de nitrificación (Fig. Nº 10) indica que la dilución de este compuesto ha sido suficiente para contrarrestar tal efecto. Dicha dilución se debería principalmente por el volumen de los estanques de aireación (4.258 m3), más que por el aporte de otras aguas residuales.

2.3.- PROCESOS

En cuanto a procesos de tratamiento, la Fig. Nº 1 muestra que sólo a partir de julio se obtuvieron niveles significativos de SSLM, lo cual es consecuente con la relativa estabilidad, tanto de la relación DBO5/DQO (Fig. Nº

4) del efluente, como del índice de volumen de lodos (Fig. Nº 5) [2].

Coincidentemente, la relación alimentación/microorganismos (A/M; Fig. Nº 8) alcanzó desde julio valores acordes a lo citado en la literatura, para el caso de la tecnología de aireación extendida (0,05 a 0,15) [2; 3].

El grado de lodos generados (Fig. Nº1), bajo para lo reportado (2.500 a 6.000 mg/L), es explicado por los bajos niveles de carga volumétrica (Fig Nº 6) respecto a lo que resultaría normal (0,16 a 0,4 Kg DBO5/(m3*día))

[3]. Lo anterior explica tambien los resultados irreales en cuanto a DBO5 de efluente, y porcentaje de remoción de

materia carbonácea, en la etapa de Puesta en Marcha (Fig. Nº 2).

Por otro lado, el sistema de operación de la planta ha requerido la programación de los cronómetros de control de la succión de lodos sedimentados, permitiéndose la sedimentación por períodos comprendidos entre 20 y 10 minutos (no es real la comparación de tasas de sedimentación, por la geometría atípica de los sedimentadores existentes en esta planta). Esto ha sido así pues, si bien los lodos han presentado desde un principio una alta velocidad de sedimentación (observaciones en laboratorio), sólo a partir de julio el nivel de SSLM ha permitido aumentar la frecuencia de extracción de lodos.

El lento desarrollo de biomasa se reflejó en la ausencia de protozoos ciliados y flagelados (inspecciones visuales) entre los meses de abril y junio, que constituyen poblaciones importantes en lodos activados [1 ; 2]. Posteriormente, se han observado protozoos ciliados, rotíferos y nemátodos (julio y agosto), sin constituir grupos predominantes en las muestras de lodos.

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Lo anterior es explicado por la limitación de desechado de lodos (excesiva edad de lodos; baja razón alimentación/microorganismos [2; 3] ), debido a que fallas de obra civil en el entorno de la planta, mermaron la alimentación de afluente.

Así, dado a que los inconvenientes derivados de obra civil aún persisten, a la latencia de posibles entradas de elementos noscivos, y al deseo de no provocar alteraciones al sistema mayores al 10% [2], se ha desechado lodos a un volumen tal, que permita mantener una concentración de SSLM cercana a 2.000 mg/L (Fig. Nº 1).

Lo anterior ha significado operar a una edad de lodos de 30 días. Se espera bajar este valor pues, si bien se cita como rango normal, para la tecnología de aireación extendida, tiempos de residencia celular que oscilan entre 20 y 30 días [3], se desea aumentar la actividad biológica. Ello no sería posible hasta que tales eventos dejen de representar un riesgo para el proceso de tratamiento.

No obstante, los resultados obtenidos en cuanto a la calidad de efluente (Fig. Nº 2; Fig. Nº 7) confirman la versatilidad de la modalidad aireación extendida, frente a variaciones en las características físico-químicas del afluente, comparado con la alternativa de lodos activados convencionales [2].

Por otro lado, no se ha observado interferencia de bacterias filamentosas, aun cuando la baja relación A/M (Fig. 8) podría facilitar su proliferación [3]. Lo anterior confirma la utilidad del estanque receptor del agua cruda (bioselector), que al crear un ambiente anóxico (concentración de oxígeno menor a 1,5 mg/L), limita su sobrevivencia antes de llegar a los estanque de aireación.

En relación a los niveles de coliformes fecales en el efluente, éstos no han sido mayores a 10 NMP/100mL (100 NMP/100mL, en el área de clarificadores). Dado lo anterior, se ha reducido al mínimo la dosificación de gas cloro en la etapa de desinfección (2 mg/L, como promedio), de acuerdo a las exigencias de la Inspección Técnica de las Obras.

Finalmente, de la Fig. Nº 9 podemos observar el grado de remoción de nitrógeno. El rango de variación de este parámetro oscila entre 55 y 94% (aproximadamente, 60 % a partir de julio). Aunque la denitrificación no ha ocurrido mayormente (Fig. Nº 10), pues la remoción involucra en mayor proporción al nitrógeno amoniacal, se espera conseguir mejores resultados (remoción de nitratos y de fósforo, adicionalmente) al operar a mayores cargas volumétricas (mayor relación carbono/nitrógeno; [2, 3,4]).

3.- CONCLUSIONES

a.- Las labores de mantención han sido mínimas, lo cual ha simplificado la operación de la planta.

b.- La planta de tratamiento ha obtenido buenos resultados de calidad de efluente (sólidos suspendidos totales y DBO5 inferior a 10 mg/L), aun cuando la edad de lodos actual resulta excesiva. Lo anterior muestra una notable

versatilidad de la planta de tratamiento frente a diversas vicisitudes.

REFERENCIAS

[1] Bitton, Gabriel. 1994. Wastewater Microbiology. University of Florida Press. 550 pp.

[2] Department of Civil Engineering. 1995. Industrial Waste Treatment. A Field Study Training Program. Vol. 2. California State University Press. 774 pp.

[3] Metcalf & Eddy. 1991. Wastewater Engineering. Treatment, Disposal, Reuse. Third Edition. 1334

pp.

[4] Garrido, Juan. 1996. Nitrificación e desnitrificación de aguas residuais con concentracións elevadas de formaldehido e urea. Tese de Doutoramento. Universidade de Santiago de Compostela. 411 pp.

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FIGURA Nº 1. SOLIDOS SUSPENDIDOS DE LICOR MEZCLADO 0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Febrero Febrero Marzo Marzo

Abril Abril Mayo Mayo Junio Junio Julio Julio

Agosto Agosto FECHA [mg/L] S.S.L.M. A.P. S.S.L.M. A.S. F I G U R A N º 2 . D B O 5 Y E F I C I E N C I A D E R E M O C I O N 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390

Febrero Febrero Marzo Marzo

Abril Abril Mayo Mayo Junio Junio Julio Julio

Agosto Agosto FECHA [mg/L] 0 20 40 60 80 100 120

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