AUTORES
 

• Manuel Martinez Guirado, Técnico Obras e Instalaciones, PROINTEC, S.A.U.
• Amparo Bestuer Aguilar, Jefe de Equipo Control EDARs, PROINTEC.S.A.U.
• Claudia Llosa Llacer, Técnico de Control EDARs, PROINTEC, S.A.U.
• Héctor Rey Gosálbez, Especialista de Proceso, PROINTEC, S.A.U.
• Francisco Sánchez Fernández, Ingeniero de proyecto de Lynx Simulations
• Francisco Nicolás Pérez, Especialista en simulación CFD, Lynx Simulations
• José Antonio Basiero Sichet, Técnico de explotación de la Entidad Pública de Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana (EPSAR).

 

 

Es habitual asumir en la fase de diseño de una nueva EDAR un patrón de flujo ideal, sin tener en cuenta el comportamiento real del flujo en su interior. Sin embargo, la geometría y disposición del equipamiento pueden generar ineficiencias hidráulicas que afecten al proceso de depuración y a un mayor consumo energético. Este hecho se agudiza más si cabe, en instalaciones en las que es necesario realizar actuaciones de reforma, en las que antiguos elementos de la EDAR son reconvertidos a una nueva función dentro de la línea de proceso, con el fin de incrementar su capacidad de tratamiento sin necesidad de realizar grandes inversiones. Mediante la combinación de herramientas de simulación de Mecánica de Fluidos Computacional (CFD) y modelos bioquímicos como el ASM1, es posible analizar los procesos fluidodinámicos y bioquímicos que ocurren en el reactor, evaluando cómo las ineficiencias hidráulicas afectan al proceso de depuración.

 

En este contexto, en el presente estudio se ha realizado un análisis combinado CFD- ASM del reactor biológico de la EDAR de Algemesí - Albalat de la Ribera, tras el incremento de volumen del mismo debido a la adaptación de un antiguo reactor anaeróbico como parte final del reactor biológico de la EDAR, con el objetivo de, además de comprender mejor el funcionamiento del reactor, la mejora de este, tanto desde el punto de vista fluidodinámico como biológico: mitigación ineficiencias hidráulicas tales como caminos preferenciales o formación de zonas muertas, reducción del consumo energético de la aireación.

 

El modelo CFD desarrollado incluye el transporte de los diferentes componentes bioquímicos contemplados en el modelo ASM1 (biomasa, amonio, oxígeno, etc.), así como las reacciones que ocurren entre ellos, y la transferencia de oxígeno desde las burbujas de aire al licor mezcla. El estudio se ha realizado en tres fases fundamentales, que se resumen a continuación:

 

En primer lugar, se realiza un Análisis Fluidodinámico y bioquímico del reactor, bajo sus condiciones habituales de operación. La simulación fluidodinámica proporciona los campos de velocidad, turbulencia y distribución de tiempos de residencia (RTD) en el reactor.

 

Tomando como base los resultados de la simulación fluidodinámica, se resuelve el transporte y reacción de los diferentes componentes del modelo ASM1, lo que proporciona la distribución de su concentración a lo largo del reactor. La simulación RTD realizada, muestra un comportamiento del flujo intermedio entre el pistón ideal y el perfectamente mezclado, presentando un ligero retorno de licor de mezcla desde la cámara de aireación a la anóxica. A nivel cuantitativo, bajo el escenario de aireación OFF, se generan regiones de baja velocidad, susceptibles de sedimentación agua-fango, con un 82% del volumen con velocidad menor de 5 cm/s. Se observa una falta de mezclado en la primera parte de la cámara anóxica, así como una distribución heterogénea de oxígeno disuelto, que se acumula en ciertas zonas del reactor, bajando el SOTE del proceso. A pesar de todo ello, se comprueba que el reactor es capaz de depurar adecuadamente el agua residual bajo las condiciones habituales de operación.

 

• Anular los actuales pasos entre zonas y practicar ventanas en la parte inferior de los dos tabiques intermedios del reactor.
   
• Anular la cámara de estabilización del reactor, manteniendo el caudal de aire por difusor:
   
  • Introducción de tabiques en la zona óxica.
     
  • Modificación de la posición del agitador de la cámara anóxica, e instalación de agitadores en las cámaras aireadas.