ACELERACIÓN de la puesta en marcha de EDAR mediante la dosificación de arcillas bentoníticas - Federico López Galindo

ACELERACIÓN de la puesta en marcha de EDAR mediante la dosificación de arcillas bentoníticas

20/07/2016

ACELERACIÓN de la puesta en marcha de EDAR mediante la dosificación de arcillas bentoníticas


Federico López Galindo

Federico López Galindo

  • Jefe de Explotación en la UTE SAV - DAM Aguas 79


Hace algunos años, durante el arranque y puesta en marcha de una estación depuradora de aguas residuales urbanas de tamaño mediana-pequeña (1.800 m3/día) en la provincia de Badajoz, nos encontramos con un problema inesperado, la dificultad de crear y retener la biomasa en el reactor biológico de la planta, principalmente debido al alto caudal de entrada y la baja carga contaminante del afluente.
 
Indagando en el mercado sobre posibles soluciones comerciales que nos pudiesen ayudar a realizar la puesta en marcha con éxito y gracias a la colaboración de nuestros proveedor de polielectrolito en aquel entonces, llegó a nuestras manos información sobre las arcillas bentoníticas y sus propiedades.
 
Con pocos recursos y mucho esfuerzo, realizamos un estudio con el objetivo de valorar la adición controlada de bentonita al reactor para conseguir retener la materia orgánica y acelerar el proceso de arranque y puesta en marcha del proceso biológico.



Propiedades de la bentonita


Las arcillas bentoníticas son arcillas de grano muy fino (incluso muy inferior a la caolinita) que poseen hidróxidos de magnesio, silicio, potasio y óxidos de hierro, aluminio, manganeso, magnesio y titanio. Su densidad es de 2500 Kg/m3. Las bentonitas dado que tienen un contenido en sílice alto poseen una carga superficial neta que les permite actuar como intercambiadores de iones débiles. Otro dato es que su floculación en medio acuoso está determinada por cargas negativas y no por puentes de hidrógeno.
 
Son extremadamente efectivas en la disminución de concentración ciertos componentes catiónicos y tienen una notable afinidad por los metales. (García y Suárez, 2001), también actúa como coagulante y floculante natural y consigue disminuir con estos procesos los sólidos en suspensión presentes en el agua (Clement y Farmer, 2000) y también es capaz de adsorber virus patógenos, bacterias, aflatoxinas, pesticidas y herbicidas. (Gómez Dángelo y González, 2006)
 
Además hay una presencia elevada de microorganismos heterótrofos en el agua procedentes de la arcilla, (Chaerum et al., 2005) por lo que se desaconseja su uso para potabilización de agua, pero no así en la depuración de residuales.
 
Es conocido que los microorganismos son capaces de adherirse a las superficies sólidas y enlazarse a los poros de las mismas (Sanglay, Eifert y Summer, 2004) y las bentonitas tiene la propiedad de promover el crecimiento bacteriano sobre su superficie.
 


Dosificación de la arcilla


La manera ideal de dosificación de la bentonita, es previa maduración en tanques y dosificación continua en la entrada de alimentación del reactor biológico. 
 
En nuestro caso, al no disponer la planta de ningún sistema de maduración y dosificación, optamos por dosificar la arcilla en estado sólido al final de la arqueta de desarenado con la soplante de desenmulsionado arrancada.
 
El limitante como es lógico, es la cantidad de bentonita y el tiempo máximo previsto, en nuestro caso se limitó en 21 días, dosificando el primero de los días 200 kg como tratamiento de choque y 50 kg los días siguientes.
 
La dosificación de la arcilla bentonítica ha de realizarse muy lentamente, evitando la formación de grandes flóculos. Nosotros optamos por trabajar en un solo reactor y dos decantadores para favorecer la decantabilidad y la acumulación de fangos.
 
Para el control de los fangos generados realizamos un análisis diario de conos Imhoff y gravimetrías, además de análisis de DBO5 cada dos días y gravimetrías de los influentes y efluentes correspondientes.



Conclusiones del estudio

 
  • Los resultados del estudio fueron mayores de lo esperado ya que no fue necesario dosificar hasta el día 21 para comenzar a ver la mejoría del proceso
  • La dosificación de bentonita nos supuso una disminución en el tiempo de puesta en marcha de la planta de entorno al 45 %
  • La ausencia de espumas tanto de tensoactivos como de bacterias filamentosas fue total y continua durante todo el proceso
  • La eliminación de sólidos en la salida también fue importante desde los primeros días de la aplicación de la arcilla, con una eliminación media del 75 %
  • La eliminación de la DBO5 desde la aplicación del tratamiento, también fue muy alta cumpliendo desde los primeros momentos con la legislación
  • Como advertencia, indicar que los fangos tratados con arcillas bentoníticas, pueden llegar a atascar con más facilidad las conducciones desde los decantadores a la arqueta de recirculados y exceso, por la alta concentración de solidos en suspensión que pueden llegar a alcanzar, por tanto se recomienda realizar purgas frecuentes



Reflexión final

 
Lo cierto es que las bentonitas disponen de propiedades que podrían ser muy interesantes para el sector del tratamiento del agua, pues es seguro que contribuyen a la mineralización del fango, pero un estudio posible sería el de observar su influencia en el grado inertización, ya que se están oyendo voces críticas con el grado de mineralización de los fangos y la cantidad de colonias en los mismos. 
 
Además este producto es en cierto grado económico, seguro y de sencillo tratamiento, en comparación con otros reactivos químicos.
 
Aprovechando la oportunidad que brinda AGUASRESIDUALES.INFO, me gustaría lanzar una cuestión referente a las arcillas bentoníticas.
 
¿Alguno de los lectores está usando o ha usado arcillas bentoníticas para la puesta en marcha de instalaciones o para algún otro fin en tratamiento de aguas? ¿qué resultado habéis obtenido?
 
Con esta cuestión la pretensión buscada es aprender más de los posibles aplicaciones de la bentonita dentro de las aguas residuales.
 
Para concluir, me gustaría destacar que también he estado usando las bentonitas en una EDAR de mediano tamaño, durante un grave episodio de bulking y foaming y los resultados fueron bastante buenos. No fue una mejora inmediata pero combinado con una reducción de sólidos del licor mixto, los resultados eran notables al cabo de pocas semanas.
 
 
Federico López Galindo
 
 

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Comentarios Publicar comentario
26/07/2016
Federico Lopez Galindo escribió:
Carlos buenos días, si que es cierto que en exceso puede provocar los problemas que indicas, pero en las EDAR´s tipo urbano el nivel de mineralización es bajo, por lo que un pequeño exceso de arcilla, puede incluso beneficiar a la decantación y a la deshidratación. Gracias por plantear este punto de vista pues mi conocimiento en el tratamiento de aguas industriales es limitado.
22/07/2016
Carlos González escribió:
En mi caso, he tenido que utilizar bentonita en el tratamiento de aguas residuales industriales en varias ocasiones.

Con la adición de pequeñas concentraciones de bentonita en el Reactor Biológico es posible mejorar la decantación del fango, siendo bastante interesante en tratamiento de aguas residuales industriales, debido a que los fangos producidos suelen tener caracterísitcas de decantación bastante bajas. Además, y consecuentemente a la adición de pequeñas concentraciones de bentonita en el Reactor biológico, la deshidratación final del fango suele ser mucho mayor, obteniéndose un mayor rendimiento de los equipos y, por tanto, un menor volumen de fango a gestionar.

En cambio, hay que destacar algunos problemas que se pueden ocasionar debido a estas dosificaciones: Por un lado, y como bien se ha comentado en el artículo, la mineralización que se puede llegar producir en le fango biológico puede llevar a reducir las propiedades de depuración biológica, debido a la baja concentración bacteriológica existente en el mismo. Por otro lado, la excesiva dosificación o una dosificación incorrecta, puede provocar un aumento en la abrasión de equipos mecánicos (bombas, equipos de deshidratación,...) lo que puede concluir en un aumento de averías y, por tanto, en un aumento en los costes de reparaciones y sustituciones de equipos.

En conclusión, considero que es una herramienta más con la que se puede ayudar a mejorar el tratamiento biológico, pero para su aplicación es necesaria una experiencia y un control que evite futuros problemas.
20/07/2016
Pablo De Andrés escribió:
En Aplicaciones Especiales del Valles, hemos combinado esta técnica con una pequeña siembra procedente de un reactor aerobio con nitrificación, se añade un floculante a la salida hacia el decantador secundario en una dosis baja, 2-5 ppm.
Desde el primer minuto tienes el agua cristalina y en 1 semana tienes la planta cumpliendo en nitrógeno.
Lo hemos hecho con aguas agroalimentarias y ha funcionado fenomenal.
Es un buen lugar mataderos y azucareras para cumplir en nitrógeno rápidamente.

Un saludo Federico.