Una planta de tratamiento alemana logra una reducción del 97,5 % en su carga de fósforo

• Estricto límite de descarga ambiental satisfecho por una dosificación fiable de cloro sulfato de hierro

La actualización de un equipo de dosificación de productos químicos en una planta de tratamiento de aguas residuales de Alemania está generando un alto rendimiento en el proceso de eliminación de fósforo, afirma Thomas Klobuczynski, ingeniero de Ventas Industriales de Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS) Alemania.

La planta de tratamiento de aguas residuales que presta servicio a la ciudad de Hessisch-Lichtenau, en Alemania, está adoptando un enfoque innovador de la dosificación de productos químicos en una aplicación de eliminación de fósforo. Están sustituyendo dos bombas de diafragma, que se usaban originalmente para eliminar el fosfato, por una única bomba peristáltica Qdos CWT de WMFTS, el primer caso en el país.

La planta de tratamiento de aguas residuales de Fürstenhagen atiende a una población equivalente de 18.500 habitantes en el distrito de Werra-Meissner del estado de Hessen.

El sistema principal de procesamiento de aguas residuales comprende un sistema de prelimpieza mecánica con una parrilla y trampa de arena y un tanque de aireación con denitrificación aguas arriba y nitrificación aguas abajo, además de recirculación. Hay dos tanques de clarificación secundaria y una unidad de tratamiento de lodos.

Dosificación férrica

En la etapa de tratamiento biológico, es necesario dosificar productos químicos con el agente precipitante cloro sulfato de hierro (FeClSO4) para lograr una reducción uniforme del contenido de fósforo, ya que la carga de fósforo en la entrada de la planta es muy variable. Las normativas ambientales implican que la descarga del efluente tratado en el río Losse tiene un límite estricto de 0,70 miligramos por litro (mg/l) de fosfato total, un promedio de 0,50 mg/l de fosfato total al año y 0,20 mg/l de ortofosfato.

Se utiliza una dosificación de punto único para añadir el precipitante, mientras que la bomba de dosificación de productos químicos extrae el cloruro férrico de un tanque de retención de 25 m3. Después, se transfiere al punto de dosificación, a unos 30 metros de distancia.

Según el operario, resulta crucial dosificar de manera uniforme las 24 horas, los 7 días de la semana, pero las dos bombas de diafragma que se usaban antes para esta tarea operaban alternamente, eran poco fiables y necesitaban mantenimiento frecuente.

El gerente de operaciones de aguas residuales, Marco Quehl, señaló que "necesitamos dosificar una cantidad básica constante de precipitante, y la cantidad debe aumentar de forma automática de acuerdo con la carga de fósforo en la entrada”.

“En pocas palabras, la nueva tecnología Qdos CWT es la mejor para dosificar agentes precipitantes en nuestra planta. No es necesario que venga nadie más a ofrecerme otras soluciones”.

Marco Quehl, gerente de Operaciones de Aguas Residuales

El desafío de la corrosión

Según Quehl, el mayor problema de las bombas de diafragma era que el cloro sulfato de hierro, un producto corrosivo, dejaba residuos de hierro en las válvulas de la bomba, lo que generaba problemas en el sellado contra los asientos de las válvulas y pequeñas fugas de manera constante.

“Esto nos exigía tareas menores pero frecuentes de mantenimiento y, tras un tiempo promedio de funcionamiento de unos 12 meses, en que ambas bombas de diafragma funcionaban de manera alterna, teníamos que reemplazar el cabezal o, incluso, la bomba completa”, agregó. “Teniendo en cuenta también las tareas de limpieza necesarias, el sistema resultó ser lento y costoso a largo plazo”.

La mayoría de las bombas dosificadoras de productos químicos necesitan mantenimiento periódico para funcionar. Este mantenimiento puede llegar a inhabilitar la bomba durante varias horas, lo que suele exigir el uso de una bomba auxiliar para mantener el proceso en marcha. Además, la tarea requiere la atención plena de, al menos, un técnico especializado in situ.

Ahorro de tiempo

Ningún cabezal de la gama Qdos de Watson-Marlow necesita desmontarse. En cambio, el cabezal se retira completo y se instala uno nuevo. Un operario tarda menos de un minuto en hacerlo, una ventaja considerable en términos de ahorro de tiempo y de salud y seguridad in situ, ya que el personal de mantenimiento no tiene contacto con los productos químicos.

“Ya habíamos tenido una experiencia positiva con bombas de manguera Qdos de Watson-Marlow para la dosificación de cloro sulfato de hierro y otros químicos, así que aceptamos probar la bomba CWT en nuestra planta”, indicó Quehl.

La nueva Qdos CWT es la primera bomba peristáltica sin manguera del mundo, lo que implica un cambio en la mecánica del diseño de las bombas peristálticas. La bomba superó su primera prueba de campo en la planta de Fürstenhagen, como parte de un período de prueba a largo plazo.

Menos tensión

Mientras que una manguera peristáltica convencional queda plana al comprimirse por deformación plástica, el cabezal Qdos CWT cuenta con un elemento de EPDM que se comprime elásticamente contra una pista de PEEK. Esto reduce la tensión y la fatiga del material, extiende la vida útil de forma considerable y reduce el mantenimiento y las interrupciones en la planta.

La bomba es autocebante y no hay reflujo de fluido, incluso cuando la bomba no está en funcionamiento. Esto evita también los bloqueos de gas, por lo que no hay riesgo de interrupción y no se necesitan otros equipos, como válvulas de retención de presión, válvulas de descarga de aire o bombas de retención.

El gerente de Operaciones Bernd Sennhenn expresó lo siguiente: “Instalamos la unidad Qdos CWT hace 12 meses y ha estado funcionando sin problemas desde entonces. Pudimos instalar esta bomba como sustituta directa de una bomba de diafragma”.

Al reflexionar acerca de la prueba llevada a cabo en la planta de Fürstenhagen, Quehl comentó que “la unidad Qdos CWT ha estado operando durante más de 8000 horas, ha dosificado casi 90.000 litros en total de agente precipitante y no ha necesitado ningún tipo de mantenimiento.

“Además, en comparación con las bombas de diafragma, la unidad Qdos CWT dosifica de manera más uniforme y con una pulsación más baja, lo que protege las tuberías y los conectores. No es necesario instalar amortiguadores de pulsaciones”.

Funcionamiento continuo

La actualización de las bombas dosificadoras ha ahorrado a la planta una cantidad considerable de tiempo y dinero. La unidad Qdos CWT ha estado funcionando a un promedio del 75 % de su capacidad máxima, lo que demuestra su capacidad y fiabilidad en los rangos más altos de rendimiento.

Este grado de fiabilidad de la unidad Qdos CWT radica en el diseño de su tecnología. El elemento en contacto con el fluido se somete a bajos niveles de tensión y, aunque hay una segunda bomba dosificadora en reserva en Fürstenhagen para garantizar la disponibilidad operativa, prácticamente nunca se necesita.

Debido a la fiabilidad general y a la funcionalidad del cabezal Qdos CWT, a lo largo del año la planta de Fürstenhagen ha alcanzado una reducción del 97,5 % en la carga de fósforo.

“En pocas palabras, la nueva tecnología Qdos CWT es la mejor para dosificar agentes precipitantes en nuestra planta. No es necesario que venga nadie más a ofrecerme otras soluciones”, concluyó Quehl.

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