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María Vivas, responsable de soluciones y ventas en CWT nos comenta los detalles de su tecnología GEM para el sector industrial

06/09/2018

María Vivas, responsable de soluciones y ventas en CWT nos comenta los detalles de su tecnología GEM para el sector industrial

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La innovadora unidad de flotación avanzada de CWT, denominada Sistema GEM, está diseñada para adaptarse o reemplazar a los tratamientos tradicionales DAF (de flotación por aire disuelto), de amplia aplicación como tratamiento físico-químico para la eliminación de sólidos en suspensión, grasas y aceites, DQO y DBO no disueltas, y como tratamiento post-biológico para la separación de los sólidos suspendidos del licor mezcla.
 
El Sistema de Energía de Mezcla de Gas (GEM), genera mejores resultados, puede manejar una carga contaminante mucho mayor y es capaz de adaptarse a amplios cambios de flujo estacionales; además produce lodos mucho más secos utilizando menos productos químicos que los sistemas DAF típicos.
 
María Vivas nos cuenta en esta entrevista todos los detalles de esta novedosa tecnología para el sector industrial.
 
 
María, ¿en qué consiste vuestra novedosa tecnología GEM?
 
El Sistema GEM es la mejor tecnología de flotación existente en el mercado actualmente. La tecnología va más allá del concepto de flotación por aire disuelto convencional, e introduce un nuevo factor que aporta un altísimo rendimiento, la llamada “energía de mezcla”.
 
Esta energía, que se suministra al sistema a través de efectos hidrociclónicos, permite un mezclado del agua, aire y químicos extremadamente eficiente, logrando conseguir excelentes rendimientos de eliminación de contaminantes trabajando, incluso, con altas cargas, además de aportar una serie de ventajas técnicas y operativas que se traducen en importantes ahorros económicos al cliente final, tanto en la inversión como en los costes de explotación de la planta.
 
 
¿A qué tipo de ventajas y ahorros te refieres? ¿Cómo se consiguen?
 
Son múltiples las ventajas que aporta el Sistema GEM. Por ejemplo, cuando ya existe una instalación de flotación, y se tienen necesidades de ampliación de capacidad de tratamiento, mejoras de rendimientos de eliminación de contaminantes, o incluso, necesidades de reducción de los costes de explotación, la tecnología Retrofit GEM es la solución idónea.
 
En estos casos, sólo adaptaríamos el “corazón” del Sistema GEM (su banco de cabezales LSGM) al tanque de flotación existente, consiguiendo con ellos duplicar, triplicar (o incluso más) la capacidad de tratamiento, aprovechando el mismo tanque de flotación y sin necesidad de espacio adicional. Aquí los costes de inversión son mínimos, y la limitante de espacio de implantación, factor muy importante a nivel industrial, quedaría totalmente resuelta. Esta aplicación de reconversión de DAFs existentes es una solución única que, en el mercado actual, sólo puede ofrecer la tecnología GEM.
 
Otro importante ahorro que aporta el Sistema GEM es sobre la gestión de los fangos producidos, ya que el Sistema GEM genera lodos con más del doble de sequedad que un sistema de flotación convencional. Hablamos como mínimo de un 7-8% de sequedad del fango flotado. Esto se traduce en que el total de los lodos generados se reducen en más de un 50% frente a los sistemas convencionales, aportando, por tanto, más del 50% de ahorro en costes asociados al transporte y tratamiento de los mismos. Para que veas el impacto de este parámetro te pongo un ejemplo común. En una instalación pequeña, de unos 100 m3/d, y aguas con una concentración media de sólidos suspendidos totales en torno a los 2.500 mg/L, podemos decir que un DAF convencional genera diariamente en torno a 8 toneladas de lodos a un 3% de sequedad. El Sistema GEM reducirá los fangos diarios generados a unas 3,5 toneladas como máximo, por lo que hablamos de un ahorro anual superior a los 30.000 € sólo en costes de transporte y tratamiento de fangos. 
 
Otro de los ahorros que me gustaría mencionar, y que aporta únicamente la tecnología GEM debido a su elevada eficiencia química y de mezcla en los cabezales LSGM, es el ahorro en el consumo de químicos, que podrá estar entre el 20 al 80%, dependiendo del tipo de agua. Lo común es tener ahorros del 50%, y en instalaciones de tamaño medio a grande, ya los ahorros anuales son bastante considerables.
 
Otro ejemplo de ahorro de inversión es en proyectos donde se prevé la ejecución de la depuradora en diferentes fases con ampliaciones futuras para sostener incrementos de producción de la fábrica. En estos casos la tecnología GEM aporta una flexibilidad incomparable, ya que a una misma cuba de flotación se le pueden adaptar uno o más bancos de cabezales adicionales, logrando ampliaciones futuras de capacidad de tratamiento con una mínima intervención y sin necesidad de espacio adicional o de ejecutar nuevas líneas de tratamiento paralelas. Esta flexibilidad permite a las ingenierías/EPCs del sector del agua presentar soluciones ganadoras al ofrecer a sus clientes finales la tecnología que aporta los mayores beneficios a nivel de CAPEX y OPEX. 
 
Esta característica de adaptar diferentes bancos de cabezales LSGM a un mismo sistema también tiene una gran utilidad en procesos industriales de producción estacional, ya que en épocas de baja producción se operaría el sistema con un solo banco de cabezales, mientras que en periodos de alta producción se activarían los restantes cabezales disponibles.
 
 
 
¿En qué consiste ese banco de cabezales LSGM que llamas el corazón del Sistema GEM? ¿Cómo funciona?
 
Los cabezales LSGM, que viene a significar “mezcla líquido-sólido-gas”, es la parte innovadora y patentada de la tecnología GEM, y es donde TODO ocurre. Cada banco consiste de 6 cabezales en serie, en los cuales se genera un movimiento centrífugo o hidrociclónico gracias a un innovador diseño que permite regular la velocidad o energía del mezclado que se necesitaría aplicar para un caudal y/o carga determinados. En el primero de los cabezales se introduce el 100% del agua a tratar, presurizada a unos 7 bares. En este mismo cabezal también se introduce el aire de manera intermitente. La energía de mezcla que se genera en el interior del hidrociclón permite que el aire se disuelva en el agua. Por lo tanto, tenemos que toda el agua a tratar se encuentra saturada con aire.
 
En los cabezales siguientes se adaptará la estrategia de químicos más adecuada a cada tipo de agua con combinaciones de coagulante, polímero catiónico y/o polímero aniónico (cuando éste sea necesario). Nuevamente, la energía de mezcla generada por el efecto hidrociclón permitirá el estiramiento de las cadenas poliméricas, haciendo que todos los puntos de carga de cada molécula queden disponibles para capturar más partículas contaminantes, optimizando al máximo el consumo de químicos en el sistema. De momento, el Sistema GEM es el único sistema físico-químico que permite el uso eficiente de ambos floculantes, permitiendo alcanzar aún mejores rendimientos de reducción y generando un fango aún más compacto.
 
A la salida de los seis cabezales se consiguen entonces flóculos formados con dos particularidades propias del Sistema GEM, que no se consiguen con ningún otro sistema de flotación: primero, cada flóculo está totalmente cargado con la máxima materia en suspensión que puede capturar, y, segundo, cada flóculo contiene el aire disuelto en su interior. Cuando esta mezcla de agua, aire y flóculos se despresuriza al pasar a la cámara de flotación, todo el aire disuelto tenderá a ir a la atmósfera, y empezará a expandirse formando una nube de millones de nanoburbujas que harán flotar todos los flóculos muy rápidamente, dejando un agua clarificada de excelente calidad. Gracias a ese corto tiempo de retención en el tanque de flotación, el Sistema GEM tiene un diseño ultra-compacto, llegando a ocupar menos del 50% del espacio requerido por los sistemas convencionales. Esto explica también las altas capacidades de ampliación cuando realizamos el retrofitting de DAFs existentes.
 
Otra de las diferencias únicas que aporta el Sistema GEM se relaciona con el aire disuelto, que hemos dicho que forma parte de cada flóculo, ya que el mismo se introduce en todo el caudal de agua antes del proceso de floculación, no es necesario un circuito de recirculación. Digamos que hacemos el proceso inverso de un DAF convencional, en el que primero se forman los flóculos y luego se inyecta el aire para hacerlos flotar. En el Sistema GEM el aire se encuentra en el interior de todos los flóculos, y, al expandirse, produce adicionalmente el efecto de desplazamiento de las moléculas de agua hacia fuera de los mismos, generando fangos más secos según hemos comentado anteriormente. Este efecto es duradero en el tiempo, y los fangos del Sistema GEM siguen espesándose en reposo, llegando a alcanzar sequedades superiores al 18-20% luego de 24-48 h de reposo, incrementando aún más los ahorros en la gestión de lodos.
 
 
María, según tu criterio, ¿en qué tipo de sectores industriales es donde la tecnología GEM ofrece las mayores ventajas y beneficios? ¿Y qué casos de éxito destacarías?
 
Son muchos los sectores donde la tecnología GEM ofrece amplios beneficios. Teniendo en cuenta que la tecnología está diseñada para eliminar sólidos en suspensión (tanto primarios como biológicos), grasas y aceites, DQO y DBO no disueltas, incluso también color, podríamos decir que puede aplicarse en aguas muy diversas. 
 

Todo el sector agroalimentario en general consigue en el Sistema GEM un gran aliado, ya que llega a optimizar a su “máxima expresión” la eficiencia del tratamiento físico-químico primario, pudiendo evitar, en ciertos casos, tratamientos posteriores. Dentro de este sector podríamos destacar algunos subsectores en los que contamos con importantes casos de éxito. Un ejemplo es el caso de una de las compañías de panificación más grandes del mundo, quienes están sumamente comprometidos con el medio ambiente, y ya cuentan con cerca de una veintena de fábricas a nivel global donde el Sistema GEM es su aliado medioambiental. Y así podría mencionarte casos de más de un centenar de otras importantes multinacionales y empresas del sector cárnico, alimentos procesados, snacks, lácteas, conserveras, bebidas, salsas, alimentos congelados, comida de mascotas y aprovechamiento de subproductos de origen animal, por mencionar algunas.
 
Otros sectores de buena aplicación son la industria papelera, cosmética y farmacéutica, industria química, petrolera, tratamiento de residuos, energía, automoción, textil, lavanderías, así como el sector municipal, principalmente para la flotación de fangos biológicos en exceso.
 
En España contamos con casos muy interesantes donde se han resuelto principalmente los problemas del espacio disponible y del incremento de caudal y cargas contaminantes. Tenemos el caso de una central quesera, donde se requería duplicar la capacidad de la flotación post-biológica en un espacio casi inexistente. En este caso hemos reconvertido uno de los dos DAFs existentes a Sistema GEM, triplicando su capacidad de diseño, reaprovechando la cuba de flotación existente e instalando el banco de cabezales LSGM en menos de 0,5 m2. Además, hemos reducido en un 50% tanto el consumo de químicos como la generación de los fangos. 
 
Otro caso es en una fábrica de snacks de patata y maíz, donde se requería mejorar la calidad del efluente para reducir el canon de vertido, nuevamente con una limitante de espacio muy marcada. En este caso, el Sistema GEM se ha podido adaptar perfectamente en un área de sólo 4,5 m2, maximizando el tratamiento físico-químico con vertido directo al colector, y reduciendo en más de un 50 % el canon de vertido. En un matadero y procesado de pavos, donde se tienen previsiones de incremento de la producción a un mediano plazo, han contado con la tecnología GEM debido a la gran flexibilidad que aporta el sistema para ampliar su propia capacidad de tratamiento y de carga, por lo que a futuro sólo será necesario instalar un nuevo banco de cabezales en el equipo original para incrementar su capacidad en más de un 40%, sin la necesidad de instalar una nueva línea de tratamiento. 
 
Fuera del sector agroalimentario, podría mencionar el caso de una empresa de tratamiento de residuos líquidos. El Sistema GEM les ha aportado una flexibilidad única para sus aguas tan cambiantes, pudiendo tratar las diversas aguas ajustando sólo algunos parámetros de proceso, con capacidad de respuesta inmediata. En una empresa de limpieza de cisternas, han reemplazado con el Sistema GEM las viejas membranas cerámicas de ultrafiltración aguas abajo del tratamiento biológico, reduciendo considerablemente los costes de explotación y mantenimiento de la planta.
 
 
Para finalizar María, además de la tecnología GEM, ¿qué otras tecnologías tenéis disponibles para el mercado español?
 
Este año hemos comenzado a introducir al mercado español otras dos tecnologías propias de CWT: el reactor biológico anaerobio EGSB de alta tasa y la deshidratadora de fangos de tornillo DSP.
 
El EGSB es una tecnología de biomasa granular expandida anaerobia, para el tratamiento de aguas con altas cargas orgánicas (DQOs por encima de 1.500 mg/L, llegando a superar los 30.000 mg/L o más si es necesario). Cuenta con un diseño exclusivo y muy eficiente de su separador trifásico, la pieza clave en este tipo de tecnologías para la separación del agua tratada, el biogás generado y la biomasa retenida. Su diseño ha involucrado conceptos avanzados de hidrodinámica y separación de fluidos, y está en proceso de patente. Al igual que el Sistema GEM, uno de sus principales puntos fuertes es su reducido footprint. Los reactores EGSB suelen tener solamente unos 3-4 m de diámetro, creciendo en altura. Tenemos muy buenas experiencias con el dúo GEM+EGSB cuando hay necesidades de optimización de plantas existentes, o de nuevas plantas con altas cargas y limitantes de espacio.
 
Por otro lado, la DSP es una deshidratadora que encaja muy bien con los fangos procedentes del GEM, generalmente aceitosos, o con fangos procedentes de aguas urbanas. Los rendimientos pueden llegar a alcanzar el 30-40% de sequedad en la deshidratación del fango primario expulsado del Sistema GEM. Otra característica a resaltar es el bajo coste de explotación de este equipo, gracias a su bajo coste de mantenimiento y consumo energético. La simplicidad prima con la DSP, y gracias a sus bajas revoluciones, es un equipo que puede dimensionarse para un caudal bajo y trabajar durante largas horas del día. También tenemos varias instalaciones con el dúo GEM+DSP cuando conviene deshidratar el fango en vez de almacenarlo para seguir espesándolo. En este caso, la demanda de químicos es prácticamente nula cuando el fango es enviado directamente desde el Sistema GEM hacia la DSP debido a la resistencia que sigue ofreciendo el flóculo a la salida del Sistema GEM.
 
Y antes de terminar José Miguel, sólo me queda agradecerte a ti y al equipo de AGUASRESIDUALES.INFO por esta entrevista, muchas gracias. 
 
 
Muchas gracias María
 
 
Más información sobre las soluciones de CWT en www.cleanwatertechnology.com
 
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07/09/2018
leon C Muñiz R escribió:
No todos los DAFs, son iguales, esto lo digo para no generalizar, nosotros tenemos los DAF Krofta, Clarificador circular, pioneros en Flotacion por Aire disuelto, con mas de 70 años en el mercado, llego a tener 19 Patentes, entre las cuales todavía están registradas y en función, la formación de Micro burbujas, que se forman con la ayuda de una Bomba centrifuga de alta presion (5.5 a 6 kg/cm2) y un tubo totalmente cerrado en el cual se tiene en el interior una membrana microporosa de PP, por donde pasara el aire de un compresor a 7 kg/cm2, el aire al pasar por la membrana genera una gran cantidad de microburbuja de aprox 20 micras, que saturan el agua de recirculación tomada de la descarga della misma agua clara que produce al DAF,. esta agua saturada de microburbujas, es mezclada con el agua a tratar, en un punto a la salida del serpentín de mezclado del Polimero Cat. y antes del punto de dosificación del Polímero Anion, con esto se garantiza, que al formarse el floc, este lleve las microburujas en su interior.

Si a esto le aunamos, otra patente que es la Velocidad cero, esto es, que el agua a clarificar, ya preparada con Polimeros y microburbujas, es depositado en el fondo de la tina, por un brazo movil, que gira en sentido contrario a la velocidad de entrada de las boquillas de descarga, como simulando una brocha cuando se aplica la pintura sobre una superficie, esto genera velocidad cero, libre de turbulencia, optimizando el efecto de flotación, A comparacion de los DAF rectangulares, que descargan el agua a presión, en el mismo lugar, como Jacuzzi, (mucha turbulencia) obligando al diseño de estos, a tener un nivel de agua muy grande, y la necesidad de tener Sedimentadores. aun cuando se tenga sistema Lamelar.

En cambio el DAF Krofta, solo requiere de 40 cm de profundidad, y llega a tener eficiencias del 99% en remocion de SST y GyA.

Por ultimo, es autolimpiable, a cada vuelta que da (cada 3 minutos) limpia el fondo y la pared interna del anillo exterior, con juntas raspadoras de neopreno, los DAF rectangulares tendrán que, parar, vaciar, desarmar para hacer la limpieza y volver a hacer el trabajo de armado y puesta en marcha.

Como verán, no se puede generalizar que "otros DAF" son inferiores técnicamente.

Soy su servidor

Ing Leon C Muñiz
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cwt / gem / flotacion / daf