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La importancia de una correcta separación de aceites y grasas, en el tratamiento de las aguas residuales urbanas

Si bien siempre se ha tenido en cuenta la separación de aceites y grasas en el diseño de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) en España, nunca se ha prestado demasiada atención a este proceso, ni se ha estudiado en detalle, qué tecnología resulta más adecuada para llevarlo a cabo de manera eficiente.

Las grasas son un componente que está presente, en mayor o en menor medida, en todas las aguas residuales urbanas. Sus concentraciones medias se sitúan entre los 40 y los 80mg/l, pudiendo superar en ocasiones los 100mg/l. Esto supone que en una depuradora con un caudal de 12.000m³/día, estén entrando entre 25 y 50 kg de aceites y grasas a la hora, sin tener en cuenta los vertidos puntuales que puedan provenir de actividades industriales.

Son conocidas por los especialistas del sector las afecciones que esto produce aguas arriba de la depuradora, produciendo incrustaciones en las canalizaciones que conducen las aguas residuales hasta las depuradoras. Pero estas afecciones no se limitan sólo a las conducciones, sino que una vez en las depuradoras, continúan produciéndose otras de diferente naturaleza. Además de consolidarse como un sólido hidrófobo que tiene tendencia a incrustarse y producir atascos, los aceites y grasas tienen otras propiedades que repercuten directamente en el proceso depurativo.

Caracteristicas de las grasas y  aceites

Una de sus principales características, es que las grasas son el componente de las aguas residuales que tiene una mayor tendencia a oxidarse. Esto provoca que, al llegar a los reactores biológicos, fijen rápidamente el oxígeno disuelto disponible, pudiendo ocasionar situaciones de anoxia puntuales que podrían propiciar la proliferación de microorganismos filamentosos. Además, las grasas y aceites tienen tendencia a flotar, debido a que su densidad es inferior a la del agua, lo que genera capas en la superficie de los reactores biológicos, dificultando la transferencia de oxígeno

Ejemplo de reactor biológico con presencia de flotantes en la superficie

Cada kg de grasa supone entre 2 y 2,5kg de DQO, lo que implica que las grasas y aceites en su proceso oxidativo, consumen importantes cantidades del oxígeno disuelto en los reactores biológicos, pudiendo generar situaciones puntuales de deficiencia.

Pero el problema no acaba aquí, las grasas se oxidan, pero no son fácilmente degradables aeróbicamente, por lo que éstas pueden continuar su tránsito aguas abajo del reactor, manteniéndose presentes en todo el proceso incluso, excepcionalmente, en la salida de la planta. Una parte, sedimentan arrastradas por los sólidos en suspensión que decantan en los reactores biológicos y otra es retirada por los rascadores superficiales de los decantadores secundarios. De esta manera, parte de las grasas es retirada con los fangos.

Las grasas, por sus propiedades tixotrópicas, dificultan la deshidratación de los fangos por medios mecánicos, reduciendo la capacidad de extracción del agua de estos sistemas. De esta manera, procedimientos de deshidratación como la centrifugación, no alcanzan sus valores objetivo entre 20-30%, quedándose en valores de 10-15%, dependiendo de la concentración de grasas que contengan.

Lodo de depuración con presencia de grasas

Las grasas que no se extraen por los procesos descritos anteriormente, continúan el proceso, pudiendo llegar a colmatar filtros de arenas, si se dispone de tratamientos terciarios, o siendo finalmente vertidas al medio.

Resumiendo, es importante realizar un adecuado desengrase en nuestras depuradoras, para optimizar el proceso depurativo, pero ¿Se realiza correctamente esta separación de grasas? Pues la verdad es que, en muchos casos, la respuesta es no.

 

 

Tecnologías para la separación de aceites y grasas

Una de las tecnologías más instaladas en las depuradoras de aguas residuales para la separación de grasas, son las soplantes y difusores. Estos sistemas fueron concebidos para la transferencia de oxígeno al agua y para generar efectos de agitación y mezcla. Fijémonos en esta afirmación, si un sistema ha sido diseñado para generar un efecto de agitación y mezcla ¿Es apropiado para la separación de dos sustancias de diferente densidad en dos fases? La respuesta, nuevamente, es no.

La separación de dos fluidos de diferente densidad finaliza en un estado de relativo reposo. Si se produce un efecto constante de agitación y mezcla esta separación no se podrá realizar de manera eficiente.

Es muy habitual encontrarse plantas depuradoras con difusores y soplantes en los desarenadores y observar las zonas de extracción de grasas vacías, a lo que la mayoría de las personas que observan esta situación responden: “- No tenemos grasas en esta depuradora”. Lo que probablemente no sea tampoco cierto. Ya que, si el sistema de extracción es inadecuado y no separas correctamente este sustrato, no lo encontrarás en flotación en el desarenador, aunque estén presentes en el proceso.

La palabra clave finalmente es flotación: Las flotantes flotan. Esta afirmación, aunque resulta evidente, da una pista sobre el proceso que debe llevarse a cabo en un desarenador para la separación eficiente de aceites y grasas. De hecho, con el paso del tiempo, la mayor parte de las grasas acabarían en la superficie, pero necesitaríamos tiempos de detención enormes y, por ende, desarenadores kilométricos.

¿Qué debemos hacer entonces? Inducir esta flotación con un sistema adecuado. Los difusores, ya sean de burbuja gruesa o fina, generan una aireación turbulenta que produce un efecto mezcla que es precisamente el efecto contrario al que queremos conseguir. Además, en los diseños de desarenadores, es habitual observar pantallas deflectoras por encima del nivel del agua, lo que impide el tránsito de las flotantes a la zona de extracción, en el caso de que consiguiéramos llevarlas a la superficie.

Desarenador con pantalla deflectora sobre el nivel del agua

Seguramente, viendo un desarenador como el de la imagen, a muchos de los lectores de este artículo les vendrán a la cabeza innumerables ejemplos de depuradoras con sistemas idénticos. Lo que podemos observar en esta imagen es un desarenador tipo, equipado con difusores y soplantes. A simple vista, se aprecia un borboteo en la superficie, síntoma inequívoco de una aireación turbulenta. En este caso, como pasaría también, aunque en menor medida con los difusores de burbuja fina, se produce un efecto de agitación y mezcla que retorna al efluente las flotantes que alcancen la superficie.

Si nos fijamos en la zona de extracción de grasas, ésta se encuentra vacía. Seguramente se separarían más flotantes, en este caso, si no hubiera aireación, pero de ningún modo sería una solución a la presencia de grasas en nuestra planta depuradora.

La solución es introducir condiciones de flotación, para que ésta se produzca de manera eficiente. Y ¿Cómo conseguimos condiciones de flotación? Pues produciendo una aireación libre de turbulencias. Realmente existen muy pocas tecnologías que hayan sido diseñadas para la separación de grasas por flotación en depuradoras urbanas. Quizás la más conocida en España sea la tecnología Aeroflo. Aeroflo es un equipo que produce una inyección de microburbuja en el agua, de un diámetro tal, que las burbujas alcanzan la superficie manteniendo una trayectoria ascensional recta y una velocidad ascensional baja. De esta manera se produce una fuerza ascensional constante, aumentando la velocidad ascensional de todas aquellas partículas que tengan una densidad inferior a la del agua, acelerando su tránsito hasta la superficie. El hecho de que apliquemos una aireación libre de turbulencias permite que las flotantes que alcanzan la superficie, se mantengan en flotación hasta su extracción, ya que no están sometidas al efecto mezcla de las aireaciones turbulentas.

Planta depuradora con tecnología de flotación Aeroflo

En la imagen, se aprecia una superficie en perfecta calma (la única turbulencia que se aprecia es la de la entrada de agua) y una cantidad más que razonable de grasas que se mantienen en flotación, hasta su extracción con el puente desarenador. Además, algo muy importante, la pantalla deflectora está sumergida (al nivel del deflector de salida) por lo que no existe ninguna barrera física que impida el tránsito de las flotantes a la zona de recogida. Cuando la superficie del líquido es el medio a través del cual éstas se transportan, no tiene ningún sentido que exista una barrera física que impida su paso a la zona de extracción.

Solución Aeroflo

El sistema Aeroflo, permite la separación de la mayor parte de las grasas y aceites presentes en las aguas residuales, consiguiendo un sustrato ideal para la generación de biogás, en plantas con digestores anaeróbicos, ya que los contenidos en grasa, suelen ser superiores al 60%  (la grasa es uno de los mejores sustratos para la generación de metano, en digestores anaeróbicos) De esta forma, protegemos además nuestra planta ante vertidos puntuales de grasas, aceites, hidrocarburos o tensoactivos, convirtiendo el desarenador, en un tanque de flotación.

teqma, aporta tecnología específica para la separación de grasas en desarenadores de depuradoras urbanas, diseñando sistemas que consiguen eficiencias elevadas. Pregúntennos sobre la mejor manera de adaptar su desarenador a la tecnología Aeroflo, le sorprenderá lo fácil y económico que resulta convertir su desarenador en un desengrasador eficiente.

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