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E.D.A.R. LAGARES – VIGO
Estudio previo para justificar la opción tecnológica
seleccionada, como combinación de procesos físico
químicos y de desinfección con rayos UVA, para lograr
los niveles de desinfección del agua mediante la
instalación prevista en la EDAR Provisional de la EDAR
de Lagares (Vigo).
Ponente: Mercè Baldi Fecha: Abril 2015
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Objetivo de diseño:
Cumplimentar el criterio propuesto para la desinfección de la EDAR PROVISIONAL
Capacidad de Desinfección:
Caudal máximo de diseño tiempo seco actual 2 m3/seg
DBO5 agua efluente desinfección 140 mg/l
SS agua influente desinfección 85 mg/l
Coliformes Fecales (E. Colis) efluente desinfección 10˄3 UFCF/100 ml
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - OBJETIVO DEL DISEÑO -
Capacidad Hidráulica:
Caudal máximo hidráulico de diseño de la instalación provisional
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA -
Campañas de campo en
la EDAR
Toma de muestras y estudio de
desinfección en
laboratorio
Selección de alternativas
para el estudio de simulación
Simulación del coste de desinfección
Resultados:
Selección de la opción
tecnológica para la desinfección
PROCESO DEL ESTUDIO
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Obtención del patrón de variación horaria de parámetros de diseño: Para
determinar la variabilidad de los parámetros que afectan a la dosis real se realizó
la campaña “Campaña para establecimiento de un patrón de variación
horaria de UVT/SS en relación al caudal, para definir los criterios de diseño del
equipo UV y del tratamiento FQ.”
Efectividad del PAX a la salida del desarenador: Para determinar la
efectividad de la dosificación del PAX y de polielectrolito a la salida del pretratamiento
actual se realizó la campaña “Propuesta de campaña para la comprobación de la
efectividad del PAC dosificado a la salida del desarenador
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA -
CAMPAÑAS DE CAMPO: OBTENCIÓN DE DATOS EN LA EDAR
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Ensayo de haz colimado: Para determinar la dosis necesaria para reducir la
concentración de coliformes fecales hasta los límites exigidos, se realizaron ensayos de
haz colimado para diferentes calidades de efluente, en la campaña denominada
“Campañas para determinación de la dosis efectiva del sistema conjunto,
tratamiento físico químico y desinfección para el diseño de ambas unidades de
tratamiento.”
Campaña Desinfix: Para determinar el grado de desinfección conseguido al aplicar
diferentes dosis de DEX-135 (acido perfórmico que al descomponerse forma radicales
hidroxilo que matan bacterias) KEMIRA realizó una campaña de laboratorio.
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA -
CAMPAÑAS DE CAMPO: OBTENCIÓN DE DATOS ENSAYOS DEL LABORATORIO
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGIA -
A PARTIR DE LOS RESULTADOS DE LAS CAMPAÑAS:
Selección de las opciones tecnológicas para el estudio de costes: A
partir de los resultados de las campañas, se definen los criterios mínimos de diseño de
los equipos considerados en la simulación (Dosis UV (mJ/cm2) y UVT (%) de diseño)
Simulación de los costes de desinfección: A partir de los datos de las
campañas, extrapolando y calculando la variación horaria de potencia de desinfección y
consumo de reactivos (coste de desinfección) para las diferentes opciones tecnológicas
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
Diámetro medio bacterias: 20 µ
Grado penetración de los rayos UV: Máximo 10 µ
Comportamiento asintótico entre 30 y 50 mJ/cm2
A) DOSIS UV MINIMA TRAT FQ+DEC CONVENCIONAL: 40 mJ/cm2
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
B) DOSIS UV MINIMA PARA DECANTACIÓN LASTRADA : 35 mJ/cm2
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
B: Agua Bruta
D: Agua Decantada
JTA: Jar-Test PAC
JTF: Jar-Test Cloruro Férrico
C) SELECCIÓN DE COAGULANTE PARA ELIMINACIÓN DE SS: PAC
10
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
B: Agua Bruta
D: Agua Decantada
JTA: Jar-Test PAC
JTF: Jar-Test Cloruro Férrico
D) SELECCIÓN DE COAGULANTE PARA ELIMINACIÓN DE E.colis: PAC
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
HORA TRANSMITANCIA DOSIS PAC
En horas punta Para llegar a 40% Necesitamos 70-80 ppm
E) DOSIS DE COAGULANTE PARA REDUCCIÓN DE LA TRANSMITANCIA: PAC
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
F) DOSIS DE DEX 135 NECESARIO PARA LA DESINFECCIÓN : 30 ppm
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
G) EFECTIVIDAD DESINFECCIÓN PARA DOSIS DE DEX-135 A LO LARGO DEL DIA
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
H) TIEMPO DE CONTACTO DEX 135 NECESARIO PARA LA DESINFECCIÓN : 30 min
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - CAMPAÑAS -
I) PERÍODO DE OBTENCIÓN DE DATOS (CADA HORA)
• Del 21 de Marzo al 11 de Junio 2012 Periodo estudiado
• El estudio limita el caudal a ≥ 2 m3/s Días de lluvia
• Sin datos por fallos en el PLC’S, PAMSA y otras incidencias
Del 12/04/2012
Al 9/05/2012
Total días 55
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS PARA LA SIMULACIÓN -
1. Equipo de desinfección definido a partir de las campañas.
2. Equipo de desinfección ofertado en el proyecto de licitación para la EDAR Definitiva.
3. Equipo de desinfección ofertado en el proyecto de licitación para EDAR Provisional.
4. Equipo de desinfección seleccionado a partir de campañas para DEC1ª+ACTIFLO.
5. Desinfección de aguas de EDAR Provisional mediante desinfección por vía química
DESINFIX
Equipos dimensionados para tratar:
. Caudal medio : 1,4 m3/s
. Caudal máximo : 2 m3/s
. Caudal hidráulico : 3 m3/s (sin garantía de desinfección)
ALTERNATIVAS DE DESINFECCIÓN ESTABLECIDAS PARA LA SIMULACIÓN DE COSTES
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - METODOLOGÍA -
ALTERNATIVA DESCRIPCIÓN UVT (%) DOSIS UV
mJ/cm2
POTENCIA
EQUIPO Kw Nº LAMPARAS
1 FQ+Decantador Convencional definido a
partir del resultado de las campañas 40 40 480 1.920
2 FQ+Decantador Convencional equipo
EDAR Definitiva 37 40 540 2.160
3 FQ+Decantador Convencional equipo
Licitación 35 50 810 3.240
4 DEC.1ª+ACTIFLO+UV (UVT50%-
UV35mJ/cm2) 50 35 304 1.216
5 DESINFIX 0 0
TABLA RESUMEN DE ALTERNATIVAS
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN -
TYPE OF UV DISINFECTION SYSTEM DESIGN Ft TYPICAL* Cleaning
Interval
Unwiped Unit in treated wastewater, cleaned regularly 0.75 1-4 months
Mechanically Wiped Unit for Reuse Purposes
(NWRI/AWWARF 2003) 0.80 1-6 months
Chemically Wiped (e.g. Trojan, Berson) 0.9 6 months
HOMOGENEIZACIÓN DIMENSIONAMIENTO EQUIPOS UV
http://www.iwawaterwiki.org/xwiki/bin/view/Articles/WastewaterDisinfectionTreatment2
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN -
INFORMACIÓN FACILITADA POR EL PROVEEDOR DEL EQUIPO UV CON LAMPARAS DE MEDIA
PRESIÓN
Fabricante Equipos UV
Validación
Dosis/Q/Pot/UVT
Fórmula: Dosis (UV/UVT/FF/EOLL/Pot)
El uso de cepas MS2 para validación de equipos UV se
recomienda para desinfección con lámparas de media presión y
para dosis de 40 mJ/cm2. (EPA, NSF International)
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VERIFICACIÓN MICROORGANISMO OBJETIVO DE LA VALIDACIÓN
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN -
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: DOSIFICACIÓN DE REACTIVOS -
La dosis de reactivo calculada en el
estudio de costes cuando el caudal y
la transmitancia lo requieren se ha
previsto según el siguiente patrón
horario.
Hora FQ+DEC.CONV.
ppm de PAC
DEC.1º+ACTIFLO
ppm de PAC
Dosis Polielectrolito 100%
0:00 50,0 78 0,5
1:00 50,0 78 0,5
2:00 50,0 78 0,5
3:00 50,0 78 0,5
4:00 35,0 56 0,5
5:00 35,0 56 0,5
6:00 35,0 56 0,5
7:00 30,0 56 0,5
8:00 30,0 56 0,5
9:00 10,0 56 0,5
10:00 10,0 56 0,5
11:00 30,0 56 0,5
12:00 35,0 56 0,5
13:00 70,0 78 0,5
14:00 70,0 78 0,5
15:00 70,0 78 0,5
16:00 70,0 78 0,5
17:00 70,0 78 0,5
18:00 70,0 78 0,5
19:00 70,0 78 0,5
20:00 70,0 78 0,5
21:00 70,0 78 0,5
22:00 70,0 78 0,5
23:00 70,0 78 0,5
Este patrón se ha determinado
teniendo en cuenta la variación
horaria de concentración de sólidos
del agua decantada.
PATRON HORARIO DE
DOSIFICACIÓNDE REACTIVOS
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN -
PRECIO
kwh 0,08 €/kWhkW-h
Termino fijo de energía 1,39 €/kW-mes
PAX Comercial 18% 0,235 €/Kg
Polielectrolito 3 €/Kg
Para la comparativa de costes en la simulación se han considerado los siguientes
costes energéticos y de reactivos
COSTE DE REACTIVOS Y ENERGÍA
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS -
Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la
ALTERNATIVA 1
Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100%
5.500-7.200 40 41,0
5.500 35 41,8
4.500 30 39,6
Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios:
Q > 5.500 m3/h UVT<40 %
4.500 m3/h < Q < 5.500 m3/h UVT<35 %
Q < 4.500 m3/h UVT<30 %
A) EQUIPO UVT 40% DOSIS UV40 mJ/cm2
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS -
Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la
ALTERNATIVA 2
Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios:
B) EQUIPO UVT 37% DOSIS UV40 mJ/cm2
Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100%
5.500-7.200 37 40,4
5.500 32 40,5
4.500 28 39,4
Q > 5.500 m3/h UVT<37 %
4.500 m3/h < Q < 5.500 m3/h UVT<32 %
Q < 4.500 m3/h UVT<28 %
25
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS -
Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la
ALTERNATIVA 3
Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios:
C) EQUIPO UVT 35% DOSIS UV50 mJ/cm2
Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100%
5.500-7.200 35 49,8
5.500 31 51,5
4.500 27 49,8
Q > 5.500 m3/h UVT<35 %
4.500 m3/h < Q < 5.500 m3/h UVT<31 %
Q < 4.500 m3/h UVT<27 %
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE APORTACIÓN DE REACTIVOS -
Caudales y transmitancias por debajo de las cuales se dosificará reactivos para la
ALTERNATIVA 4
Dosificación de reactivos en los siguientes escenarios:
D) EQUIPO UVT 50% DOSIS UV35 mJ/cm2
Q (m3/h) % UVT Dosis UV mj/cm2 al 100%
5.500-7.200 50 41,6
5.500 38 35,7
4.500 35 37,2
Q > 5.500 m3/h UVT<50 %
4.500 m3/h < Q < 5.500 m3/h UVT<38 %
Q < 4.500 m3/h UVT<35 %
27
ESTUDIO DE COSTES APLICANDO LOS DATOS REALES DE LA CAMPAÑA PARA TODAS LAS
ALTERNATIVAS:
• SERIE DE DATOS: Se utilizan los datos obtenidos en la campaña
• Con reactivos
• Sin reactivos
• Con reactivos
• Sin reactivos
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN -
PLANTEAMIENTO GENERAL DE LA SIMULACIÓN DE COSTES
Equipo al 100% Potencia
Datos reales caudal y
transmitancia
Cálculo de la dosis UV (mJ/cm2)
Gráfica de resultados
Dosis de diseño según alternativa
Datos reales caudal y
transmitancia
Cálculo de la Potencia (kW)
Gráfica de resultados
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SIMULACIÓN: ESQUEMA DE CONSUMO ENERGÉTICO -
Gráfica resultado del estudio para los días del
periodo estudiado, en el cuál obervamos como
para transmitancias bajas, el consumo de
energía se dispara sin dosificación de
reactivos.
Cálculo realizado según fórmula del fabricante.
ENERGÍA CONSUMIDA EQUIPO DESINFECCIÓN
29
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 1 en tiempo seco
30
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 1 en tiempo de lluvia
31
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 2 en tiempo seco
32
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 2 en tiempo de lluvia
33
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 3 en tiempo seco
34
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 3 en tiempo de lluvia
35
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 4 en tiempo seco
36
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - ANEJO 1: ESTUDIO COSTES DE EXPLOTACIÓN -
Alternativa 4 en tiempo de lluvia
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - COSTES SISTEMA DESINFIX -
Según coste ofertados por el proveedor
El proveedor garantiza un consumo máximo anual de reactivos para 1,4 m3/s.
El precio ofertado es fijo durante 28 meses de duración en EDAR Provisional.
COSTE DESINFECCIÓN MEDIANTE SISTEMA DESINFIX
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E.D.A.R. LAGARES-VIGO - TABLA RESUMEN DE COSTES ANUALES DE DESINFECCIÓN -
El estudio de costes de explotación se ha realizado extrapolando a 365 días los costes
calculados para la serie de 55 días de la campaña. Qmed periodo = 1,27 m3/s
A Alternativa Dosis PAC
ppm
Potencia
equipo kW
Coste Fijo
Electricidad
€/año
nº LAMPARAS
Reac.desinfec
ción (1,27
m3/s)
Reactivos
FQ 1,27
m3/s (€)
Coste
variable
Electric
1,27 m3/s
(€)
Total
variable
1,27 m3/s
(€)
Total año
1,4 m3/s
(€)
1 UVT40%-
UV40mJ/cm2 10-30-35-50-70 480 8.006,40 1.920 584.547 290.281 874.828 969.712
2 UVT37%-
UV40mJ/cm2 10-30-35-50-70 540 9.007,20 2.160 553.863 326.255 880.118 976.528
3 UVT35%-
UV50mJ/cm2 10-30-35-50-70 810 13.510,80 3.240 531.357 484.743 1.016.100 1.130.195
4 UVT50%-
UV35mJ/cm2 56-78 304 5.070,72 1.216 897.521 176.284 1.073.805 1.185.173
5 DESINFIX 15-17-35 0 1.050.512 292.273 1.342.785 1.475.709
39
E.D.A.R. LAGARES-VIGO - SELECCIÓN -
Dosificación del coagulante y floculante a la salida del desarenador
Tratamiento Físico-Químico
en decantadores
primarios actuales
Equipo de desinfección
por UV
TRANSMITANCIA = 37%
Dosis UV = 40 mJ/cm2
(Validada por Bioensayo)
OPCION TECNOLOGICA SELECCIONADA PARA EL TRATAMIENTO DE LA EDAR PROVISIONAL
40 40
Gracias por su atención