Diseño de un sistema de depuración de aguas residuales industriales complejas mediante la tecnología granular anaerobia

Abstract

El estudio de la corriente residual obtenida del proceso productivo está siendo cada vez más relevante en la toma de decisiones de una planta. En todo tipo de actividades industriales se debe estudiar el vertido de residuos y su impacto en el medio. Como contexto, en este proyecto se estudia la tarea de depuración de la corriente líquida producida en una industria petroquímica, cuyas aguas presentan una elevada cantidad de materia orgánica además de otros contaminantes difíciles de caracterizar. Este proyecto pretende ser el inicio de un cambio en la mentalidad de trabajo, en el sentido de mejorar continuamente la calidad del vertido, en este caso al mar, de modo que éste no sufra ningún impacto negativo. En el presente trabajo final de grado se estudia el diseño de un sistema de depuración de aguas residuales procedentes de la industria petroquímica mediante la tecnología granular anaerobia, cuyo caudal a tratar es de 7.800 m3 diarios. Esta instalación se emplazará previamente al sistema de tratamiento biológico actual, de fangos activados aerobios, de modo que se estará eliminando gran parte de la materia orgánica presente en las aguas que pueda dificultar la actividad consecutiva. El motivo principal por el que se elige esta tecnología surge de la necesidad de ahorro energético, además de una mejor transformación de la materia orgánica. Otro motivo esperanzador por el cual se piensa que esta tecnología es la idónea es que las condiciones sobre las que se rige la misma son similares a las características inherentes que presentan las aguas residuales, entre ellas destaca la temperatura, que debe rondar los 35ºC y la gran capacidad de asimilación de materia orgánica. En cuanto a la parte más técnica, este mecanismo consiste en la instalación de un reactor anaerobio y granular de flujo ascendente y una fase. Asimismo, la parte superior está dotada de un separador trifásico, elemento principal que es capaz de separar los sólidos y el líquido clarificado dualmente, además del biogás producido, que asciende por la campana del mismo. Anticipando acontecimientos, cabe indicar que se instalarán cuatro tanques idénticos para tratar todo el caudal de líquido residual. Este proceso es llevado a cabo gracias a la acción de distintos microorganismos, presentes en los fangos en la parte inferior del reactor. Estos fangos, en forma de gránulos, en cuyo interior se produce el crecimiento bacteriano, se implementan al inicio de la operación o puesta en marcha del reactor. El proceso de depuración de los microorganismos se divide en distintas etapas, a través de las cuales van asimilando la materia orgánica presente en las aguas residuales hasta que, finalmente, la transforman en una corriente de biogás, compuesto habitualmente por metano y dióxido de carbono, con un elevado valor energético que puede ser utilizado como fuente de energía. Como se ha comentado anteriormente, el sistema de depuración estudiado en el presente trabajo estará anexionado al actual proceso de depuración aerobio en la planta petroquímica, de manera que se construye con el objetivo de mejorar notablemente los rendimientos de depuración y obtener una corriente de biogás como fuente de ingresos en el proceso. Se procederá a la realización del diseño completo de aquellas unidades necesarias para llevar a cabo el proceso de depuración de aguas complejas, cuya justificación se detalla a continuación, teniendo en cuenta las limitaciones espaciales y las obligaciones normativas. - Por una parte, instalar un reactor anaerobio granular de flujo ascendente para llevar a cabo el proceso de depuración de las aguas mediante la actividad interna de una serie de microorganismos. - Se instala también el sistema de conducciones que requiere este tipo de reactor, y se estudian las necesidades de bombeo en distintos tramos. - El biogás producido se almacenará en un gasómetro a partir del que, tras un proceso de purificación, se almacenará en un depósito análogo, antes de su conexión a la red gasista o su empleo en cogeneración. Finalmente se realizará un estudio de viabilidad económica a partir del que se concluirá si resulta rentable o no la instalación de este sistema de depuración, teniendo en cuenta distintos pros y contras, como pueden ser la producción de una corriente de biogás y el coste de construcción de los equipos u obra civil, respectivamente.