LÍNEA DE FANGOS

ESPESADOR

Los fangos procedentes del exceso de la 1ª etapa y de la 2ª etapa, son almacenados en el espesador de fangos.Su misión es concentrar los fangos antes de su tratamiento anaerobio en el digestor. Dentro del digestor unmecanismo concentrador rotatorio impide que los fangos se apelmacen en las paredes y fondo del vaso,permitiendo además que los gases producidos sean aspirados por un sistema de desodorización con carbónactivo, antes de su emisión al exterior. Las características constructivas principales del espesador son lassiguientes:

- Volumen: 438 m3

- Superficie total: 125 m2

- Carga superficial: 6,25 m3/día

- Volumen de fangos a digestión: 168 m3/día

- Concentración de salids: 5%

- Tiempo de retención medio: 1 día y 14 horas

Agitador interior del espesador

BOMBEO DE FANGOS A DIGESTIÓN

Diariamente se extraen los fangos espesados en el espesador mediante dos bombas de tornillo (una dereserva) alojadas en una cámara seca, cuyo funcionamiento se realiza de forma automática programada. Estosfangos se envían al digestión para continuar con su proceso de inertización la capacidad de cada una de lasbombas es de 30 m3/h.

Bombeo

DIGESTIÓNLa digestión es un proceso anaerobio en el que se consigue que la materia sólida se licúe y gasifique, es decir,que el lodo se reduzca y origine gases. Esta licuefacción y gasificación se debe a dos tipos de bacteriasdistintas. Un grupo está formado por organismos que atacan a las substancias orgánicas complejas. El otrotipo, son las llamadas metánicas, por ser el gas que en mayor proporción se desprenden. Estas bacterias nopueden subsistir en un medio que tenga oxígeno, por lo tanto, no empiezan a actuar hasta que anterioresbacterias absorban el oxígeno presente en el tanque de digestión.

Todas las reacciones tienen un desarrollo lento, por lo que los fangos deben estar mucho tiempo retenidos, conel fin de llegar a alcanzar su máxima depuración. La acción de las bacterias varía proporcionalmente con latemperatura, produciéndose la máxima actividad a 32º y disminuyendo progresivamente hasta quedar anuladaa 7 º C. Con esto no se quiere decir que por debajo de esta temperatura las bacterias desaparezcan, sino que loque ocurre es que no entran en actividad y no se produce ninguna depuración.

DIGESTIÓN PRIMARIA

El digestor primario presenta las siguientes características:

Volumen 2.600 m3

Tiempo de retención del fango 18,66 días

Con este tiempo de permanencia y de acuerdo con el gráfico "tiempo de digestión", considerando un contenidode materia volátil en el lodo del 70 %, se obtiene una reducción de la materia volátil del 48 %. El 7,5 % de losorganismos sobreviven sólo un día con los lodos obtenidos en una digestión de 6 días de retención, mientrasque sólo el 0,4 % sobreviven en lodos digeridos durante 20 días.

Debido a la geometría del digestor, se ha optado por un sistema de agitación mediante recirculación conbombas externas, que se compone de dos bombas centrífugas horizontales de impulsión (una en reserva) de630 m3/h y un sistema de cuatro boquillas, dos dobles y dos simples. Estas boquillas se instalan en el interiordel digestor en una posición que garantiza el movimiento de los fangos tanto tangencialmente en las paredescomo helicoidalmente en el centro del mismo. Con este sistema se asegura un buen mezclado de los fangos deldigestor..

Boquillas

El lodo penetra en el digestor por la parte superior, y se extrae por rebose en la parte superior, manteniéndoseel nivel constante. En la parte superior del digestor, por donde se efectúa la salida de gases, se ha dispuesto uncierre hidráulico regulable.

Este biogás, así como el producido en el digestor secundario, se utiliza para calentar los fangos,incrementándose el rendimiento de la instalación.

DIGESTIÓN SECUNDARIA

La digestión de los fangos se completa en el tanque secundario, donde permanecen retenidos del orden de 6días. Al mismo tiempo, hay que tener en cuenta que los fangos todavía tienen una cierta cantidad de agua queinteresa eliminar antes de que vayan al secado, y por tanto, favorecer su rendimiento y eficacia. Con el fin deextraer el agua sobrenadante, se ha situado una toma que está unida el rebose de este digestor.

Cúpula digestor secundario

El sistema de agitación es análogo al del digestor primario pero con bombas de 250 m3/h de capacidad

Bomba de agitación

CALENTAMIENTO DE FANGOS

La instalación de digestión se complementa con el sistema de calefacción para mantener a 35ºC el fango en elinterior del digestor.

El sistema de calefacción de fangos en digestión secundaria está constituido por dos intercambiadores de calorespiral agua-fangos de 300.000 Kcal/h de capacidad calorífica. Los fangos a calentar son extraídos de losdigestores y bombeados hacia los intercambiadores mediante bombas de tornillo helicoidal.

Intercambiadores

La generación de agua caliente se realiza de forma continuada mediante la disposición de una calderapirotubular de 350.000 Kcal/h de potencia calorífica, con sus correspondientes quemadores mixtos biogás-gasoil, bomba aceleradora de 10 m3/h y 2 mca y un depósito de expansión de 50 litros.

Caldera

DESHIDRATACIÓN DE LODOS

Antes de que el lodo pueda valorizarse o utilizarse para relleno de terrenos, o como fertilizante, tiene que serdeshidratado convenientemente. Existen varios métodos: los lechos de arena, las prensas, los filtros de vacíosy las centrífugas.

En la planta de Melilla se ha optado por la CENTRIFUGACIÓN:

Esquema de centrifugación

Centrífuga 20 m3/h de capacidad

SECADO TÉRMICO DE LODOS

El objetivo del proyecto es dar un secado complementario a los lodos generados en la Estación Depuradora paraque su sequedad sea superior al 50%, mínimo necesario, para que puedan ser valorizados energéticamente enla Planta Incineradora de la ciudad.

La capacidad de tratamiento es de 20 T diarias de lodos con una sequedad del 20-25%

Control de proceso

El aporte calorífico de la energía necesaria para la evaporación del agua contenida en el producto húmedo, sepuede obtener a través de un circuito cerrado de agua caliente, que puede proceder tanto de caldera de gasnatural, biogás, etc., como de cogeneraciones u otros sistemas de aporte energético. En este caso se ha optadopor la tecnología de bomba de calor, que se aportan desde las instalaciones de la EDAR, lo cual supone unconsumo eléctrico para la generación del calor requerido para el secado.

La energía es transferida mediante intercambiadores agua/aire, dispuestos a todo el largo del secadero, al aireque circula por el interior de los módulos de secado. El paso de aire a través de los intercambiadores es forzadopor los ventiladores principales, produciéndose un incremento de temperatura controlado del mismo. De estamanera se consigue aire caliente y seco, con capacidad de absorción de agua. Este aire pasará posteriormentea través del fango, el cual cederá, por equilibrio higrométrico con el aire, parte del agua que contiene. Esta

ganancia de agua por parte del aire se produce de forma adiabática, lo que supone que el aire se ha enfriado ycargado de humedad.

Esquema de proceso de secado térmico

Para poder mantener el potencial de absorción de agua del aire de secado, se requiere que este vuelva a suscondiciones iniciales. La reducción del contenido de humedad del aire se logra haciendo pasar una parte delmismo a través de foco frío descrito en el apartado siguiente, condensando el agua eliminada. De esta manera,se puede mantener un circuito cerrado de aire dentro del túnel, sin necesidad de tratamiento del mismo.

Esquema módulo de secado

La regulación del caudal de agua caliente que alimenta cada módulo, y por lo tanto la temperatura del aire decada unidad se regula mediante conjuntos acoplados de válvulas de 2 vías, de manera independiente para cadamódulo. Esta regulación permite que en cada caso se puedan establecer las temperaturas de trabajoadecuadas, para optimizar la cinética de secado. En cualquier caso, la temperatura del aire de secado varíaentre 65‐80ºC.

Implantación de equipos

La potencia instalada en secado térmico es 315 Kw.

INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS PARA EL SECADO TÉRMICO

Implantación de las instalaciones

Los equipos proyectados son:

1. SISTEMA DE ENERGÍA DE APOYO Y BOMBA DE CALOR

1 Ud. Caldera de apoyo con una potencia térmica máxima de 170 kW. Depósito de gasóleo de 1,5 m3.

4 Uds. Bombas de calor de 170 kW de potencia calorífica y 120 kW de potencia frigorífica por unidad.

Sinóptico bomba de calor

2. SISTEMA DE APORTE DE AGUA FRÍA Y LIMPIEZA

1 Ud. Descalcificadora de agua, de 3 m3/h.1 Ud. Depósito de almacenamiento de agua descalcificada de 3 m3.1 Ud. Equipo de presión de agua descalcificada de 3 m3/h.1 Ud. Intercambiador de placas con potencia calorífica de 384 Kw.1 Ud. Torre de enfriamiento con una potencia térmica de 250.000 Kcal/h.

Sinóptico torre de refrigeración

3. SISTEMA DE DESODORIZACIÓN

El secadero trabaja con el circuito de aire cerrado, pero de vez en cuando es necesario deconcentrar los gasesgenerados procedentes de los fangos. El aire purgado lleva la siguiente composición: aire + H2S + CH3SH +(CH3)2S + (CH3)2S2 + NH3, en concentraciones variables. Este aire produce olores molestos por dichoscompuestos y deben ser eliminados. El caudal de diseño del purgado es de 600 Nm3 y la instalación que sepropone es de un proceso en dos etapas a través de dos columnas donde el aire a desodorizar entre encontracorriente con una ducha ácida en la 1ª columna y con una básica y esterilizante en la 2ª columna.

Esquema desodorización

4. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

Bombeo de los fangos descargados desde la centrífuga existente, a caudal medio de 2,5 m3/h de fangos al 25% M.S., hasta la tolva mezcladora de 3 m3 de capacidad. La bomba proyectada es del tipo volumétricotrabajando a alta presión.

5. SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE FANGOS

Tornillo transportador de fangos secos, que recoge los fangos secos en la salida del secadero y los descargasobre los contenedores de 7 m3 disponibles en la planta. Su instalación es inclinada unos 20° para alcanzar laaltura de descarga precisa.

6. ACOMETIDA ELÉCTRICA

En este proyecto incluimos una acometida nueva, para el total de las instalaciones, secadero y periféricos. Estaacometida se iniciará en el CT2 de la EDAR con un cuadro general de principio de línea y terminará en el cuadrogeneral de protección, maniobra y control de todos los motores del secadero y periféricos.

7. COLECTORES DE INTERCONEXIÓN

Impulsión de fangos deshidratados a silo y tolva secadero.

Aspiración de fangos de silo.

Conducto de purga de aire del secadero a ventilador de desodorización.

Colectores de ida y retorno desde la caldera de apoyo al secadero y desde la torre de refrigeración aintercambiador en el secadero.

Colectores de agua fría entre descalcificador y depósito y entre el equipo de presión y la torre.

Acometida de agua potable