DEPURADORA - Currenta

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DEPURADORA - Currenta

DEPURADORA

Una empresa de

Bayer y LANXESS


DEPURADORA: introducción

IntRODUccIón

Las depuradoras del área de Medio Ambiente de

CURRENTA están especializadas en la depuración

de aguas residuales con componentes orgánicos.

El agua limpia es nuestro alimento más vital. Por eso

somos especialmente cuidadosos con el agua. Minimizamos

constantemente su uso optimizando los procesos; evitamos

siempre que sea posible la contaminación del agua

que utilizamos y aplicamos métodos altamente eficaces

–en parte desarrollados por nosotros mismos– para depurar

las aguas contaminadas.

La gestión responsable de los recursos hídricos cuenta

con una larga tradición en el CHEMPARK. Ya en 1901, una

«Comisión de Aguas Residuales» se ocupaba de este

elemento tan importante para la producción. Aunque en la

actualidad utilizamos los sistemas de depuración más eficaces

del mundo, no nos damos por satisfechos, sino que

seguimos investigando para optimizar la preservación de

este preciado líquido.

El agua: imprescindible para la química

En la química, el agua es imprescindible: como ingrediente

de productos, disolvente, limpiador y refrigerante, portador

de energía en forma de vapor y, naturalmente, para el uso

cotidiano de las personas que trabajan con nosotros.

El CHEMPARK de Leverkusen consume unos 240 millo-

02

nes de metros cúbicos de agua anuales. El 95% de esa

cantidad se extrae directa o indirectamente del Rin. En los

últimos 10 años, el consumo de agua se ha reducido significativamente,

manteniéndose la producción prácticamente

igual.

Depuración moderna de aguas en el área de Medio

Ambiente de CURRENTA


Tres cuartas partes de esa agua se utiliza con fines de

refrigeración en nuestras instalaciones de producción.

El agua de refrigeración no entra en contacto con ningún

producto. Por eso estamos autorizados a verterla directamente

al Rin después de su uso a través de un sistema

de canalización separado, tras el correspondiente control

independiente. También se derivan directamente al Rin las

aguas residuales que contengan sustancias inorgánicas

con pocas o ninguna impureza orgánica y que no deban ser

tratadas, así como las aguas pluviales no contaminadas.

Sólo en torno al 10% del agua empleada entra en contacto

con productos y debe ser depurada. Este volumen incluye

las aguas residuales ácidas, alcalinas y con sustancias

orgánicas procedentes de las instalaciones de producción,

laboratorios y plantas piloto, así como también las aguas

residuales de las instalaciones sanitarias y las cocinas.

Esta aguas residuales se depuran exhaustivamente en la

depuradora biológica propia de Leverkusen-Bürrig. Antes

se efectúan tratamientos fisicoquímicos previos en el

punto de generación. Ya en la misma planta se eliminan las

sustancias que no puedan eliminarse biológicamente o entorpezcan

el proceso de depuración biológica. Finalmente,

las aguas depuradas se emiten al Rin.

El proceso de depuración de aguas residuales

Las aguas residuales industriales y las procedentes del alcantarillado

público pueden depurarse conjuntamente de

forma óptima. La depuración de aguas moderna se realiza

en varias etapas, orientadas a las diferentes sustancias

presentes en el agua:

• Eliminación mecánica de sustancias macroscópicas y

arena (reja, filtro de arena)

• Neutralización (las aguas residuales ácidas y alcalinas se

neutralizan para no alterar el posterior proceso de depuración

biológica)

• Sedimentación previa para separar al mismo tiempo las

sustancias no disueltas y las precipitadas durante la

neutralización

• Homogeneización de las calidades de las aguas residuales

• Depuración biológica, en la que las sustancias biodegradables

son «devoradas» por bacterias. En este proceso

se genera una masa adicional de bacterias.

• Sedimentación final para separar los lodos biológicos del

agua depurada. Una parte de estos lodos se devuelve a

la etapa biológica para mantener una concentración de

lodo constante. El resto se deriva a las instalaciones de

tratamiento de lodos.

03


Historia de la depuración de aguas residuales

Los primeros principios mecánicos y biológicos para la depuración

de las aguas del alcantarillado público se establecieron ya

a finales del siglo XIX. El tratamiento mecánico, biológico y químico

de las aguas residuales industriales comenzó aproximadamente

a mediados de la década de 1950. Anteriormente se partía

en general de la base de que las aguas residuales químicas no

podían depurarse biológicamente.

1901

1909

1928

1954

1958

1966

1971

1975

1978

1980

2002

2007

Bayer crea una «Comisión de Aguas Residuales» en el

centro de producción de Leverkusen.

Las aguas residuales emitidas por la fábrica se registran

mensualmente.

Se analizan periódicamente determinados parámetros

(29 componentes) de las aguas residuales.

Se crea un laboratorio para el análisis de aguas residuales

y emisiones de gases (conocido como laboratorio AWALU).

Se construye la primera depuradora de Bayer AG en

la factoría de Dormagen de forma conjunta con EC

(Erdölchemie GmbH).

Una depuradora mecánico-biológica en la zona de Flittard

de la factoría de Leverkusen sucede al proyecto precursor

del año 1958. La experiencia obtenida con esta planta se

utiliza posteriormente en la construcción de la depuradora

común de Leverkusen. En esta depuradora común se depuran

las aguas residuales del CHEMPARK y de la cuenca

inferior del Wupper (Confederación del Wupper).

Se pone en marcha la primera fase de ampliación (ac-

tualmente segunda etapa de depuración).

Comienza a funcionar la depuradora biológica del

CHEMPARK de Uerdingen.

Creación de la segunda depuradora mecánico-biológica

en el CHEMPARK de Dormagen.

Segunda fase de la planta de Leverkusen, con incorpo-

ración de una biocolumna de Bayer.

El acuerdo de cooperación existente entre Bayer Industry

Services (actualmente CURRENTA) y la Confederación

del Wupper para la depuración de las aguas del

alcantarillado público se prorroga hasta el año 2011.

Concluye con éxito la primera fase de construcción de

la nueva biocolumna. El proyecto «Biología de cascada»

deberá concluir en 2010 y reducir el contenido de nitrógeno

de las aguas residuales en más del 40%.

Cifras y hechos

Puesta en marcha

Función

Módulos

principales

Capacidad

Volúmenes de

aguas residuales

Rendimiento de

degradación

Eliminación de

nitrógeno

Eliminación de

fosfatos

Tiempos de

permanencia

1971 Estanque biológico

1980 Biocolumna

2005–2010: Nueva construcción del estanque biológico

Depuración de aguas residuales con

componentes orgánicos

Neutralización, sedimentación previa,

depuración biológica, sedimentación final

Equivalente a 1,7 millones de habitantes, con la

siguiente distribución: CHEMPARK: 1,4 mill. hab.

Confederación del Wupper: 0,3 mill. hab.

CHEMPARK: 40.000 m 3 /d

Confederación del Wupper: 60.000 m 3 /d

con lluvia hasta 195.000 m 3 /d

Bürrig: (instalaciones sanitarias, prensado de lodos,

aguas de lavado de la incineradora, aguas de

filtración): ca. 10.000 m3 /d aprox.

95 % (del restante 5% se encarga la

capacidad de depuración natural del Rin)

Mediante la desnitrificación y nitrificación, desde

1995 se eliminan 800 t/a más de nitrógeno de las

aguas residuales que antes. Reducción adicional de

compuestos nitrogenados orgánicos en > 40%

(véase nueva construcción del estanque biológico)

Concentración de salida asegurada < 0,6 mg/l gracias

a la precipitación simultánea

Entrada (conducción Gisela): 1,5 h aprox.

Neutralización: 0,5 h aprox.

Sedimentación previa: de 3 a 5 h aprox.

Acumulación: de 15 a 20 h aprox.

Biocolumna: de 18 a 22 h aprox.

Estanque biológico I y II: de 5 a 8 h aprox.

Estanques de sedimentación final: de 6 a 8 h aprox.

Pozos de Dortmund: de 8 a 10 h aprox.

Permanencia total de las aguas residuales en la

depuradora: de 2 a 3 días aprox.


DEPURADORA: la depuradora de Leverkusen-Bürrig

LA DEPURADORA DE

LEVERKUSEn-BÜRRIG

Filtración mecánica gruesa

Las aguas residuales biodegradables del CHEMPARK de

Leverkusen fluyen a través de una conducción de doce

metros de profundidad y dos kilómetros de longitud hasta

la depuradora de Bürrig. Este recorrido les lleva dos horas.

En la depuradora, una reja retiene los componentes de

mayor tamaño.

Neutralización

Generalmente, debido a los procesos de producción el

agua es fuertemente ácida (pH 1,5 aprox.). A fin de proteger

a las bacterias de la depuradora se añade al agua lechada

de cal. Esto provoca la precipitación de sustancias inorgánicas

(entre otros, compuestos de calcio, aluminio y hierro)

y también algunas sustancias orgánicas.

Sedimentación previa

En la siguiente etapa, la sedimentación previa, los productos

de precipitación del proceso de neutralización, así

como otros sólidos, descienden al fondo y son separados

mecánicamente. Los lodos generados se recogen junto

04

Paso a paso:

Vista general de los

componentes de la

instalación y procesos

del ciclo de las aguas

residuales

con lodos procedentes de las otras etapas de depuración

(véase más adelante) y se envían a las instalaciones de

tratamiento de lodos de depuradora.

Acumulación

Las aguas residuales neutralizadas y sometidas a una

limpieza mecánica previa se acumulan provisionalmente

en depósitos intermedios donde se homogeneizan las

concentraciones y volúmenes del flujo de aguas residuales.

Esto mejora la biodegradación en la etapa posterior de

tratamiento biológico.

Depuración en la biocolumna

Estructura. Los procesos de la depuración biológica de

aguas residuales son comparables con la depuración natural

que tiene lugar en ríos y lagos: las bacterias metabolizan

los componentes de las aguas residuales y, utilizando

el oxígeno disuelto en el agua, los transforman en dióxido

de carbono, agua y biomasa.

En las depuradoras biológicas, este proceso tiene lugar en muy

poco espacio y de forma mucho más rápida que en la naturaleza.


Silo de

cal

Aguas residuales

de la fábrica Neutralización

Salida

Reja

Flotación

Pozos de

Dortmund

Estanques de sedimentación

final

El ciclo de las aguas residuales de la depuradora de Leverkusen-Bürrig.

La capacidad de biodegradación de las bacterias depende

de su especialización, que desarrollan al cabo de algún

tiempo en función de los componentes del agua. Además,

las bacterias deben recibir un suministro óptimo de

oxígeno. Esto tiene lugar de modo especialmente eficaz en

la biocolumna. Los expertos en tecnología de procesos del

área de Medio Ambiente de CURRENTA han conseguido inyectar

en la mezcla de aguas residuales y lodo bacteriano

el oxígeno del aire necesario para la biodegradación con

un consumo de energía especialmente bajo. Los inyectores,

que funcionan según el principio de las bombas de

chorro de agua, inyectan aire a presión en las columnas de

depuración.

Estos inyectores son un componente importante de las

biocolumnas. Los estanques de depuración abiertos habituales,

de gran superficie y tres a siete metros de profundidad,

con diferentes sistemas de aireación, se sustituyen

por columnas cubiertas de 30 metros de altura.

Como, gracias a la elevada columna de líquido, el oxígeno

del aire puede aprovecharse mucho mejor, se desprenden

muchos menos gases. Los gases desprendidos, que

también contienen sustancias orgánicas expulsadas, se

acumulan y se incineran en una planta de tratamiento

térmico de gases residuales. Esto hace que no se liberen

malos olores al entorno.

Estanques de sedimentación previa

Estanque

biológico abierto

Aguas del alcantarillado público

Aire

Depósito de

acumulación

Tratamiento de los lodos de depuradora

Incineración de gases residuales

Biocolumna

Desnitrificación

Sedimentación intermedia. Las aguas residuales tratadas

en las biocolumnas pasan a través de ciclones que eliminan

los gases de la mezcla de agua y lodo para llegar a la

zona elevada suspendida de sedimentación intermedia,

donde se separa el lodo biológico del agua. La mayor parte

del lodo biológico se devuelve a las biocolumnas mediante

bombas centrífugas; el pequeño exceso de lodo adicional

generado se retira y se lleva a la planta de tratamiento de

lodos de depuradora.

Nitrificación, desnitrificación. Para la degradación de

moléculas nitrogenadas, p.ej. compuestos de amonio, se

necesitan cepas de bacterias adicionales además de las

bacterias ya existentes que degradan los enlaces de carbono.

En un primer paso, las bacterias nitrificantes transforman

los compuestos de amonio y el oxígeno del aire en

nitratos, a temperaturas superiores a los 10 grados. Estos

nitratos se transforman en un proceso previo en nitrógeno

molecular, que se libera al aire circundante.

Como este proceso sólo tiene lugar en ausencia de oxígeno

y en presencia de compuestos de carbono, el 80%

de las aguas residuales que salen de las columnas se bombean

a un depósito aparte. Dicho depósito contiene muy

poco oxígeno y una cantidad suficiente de compuestos de

carbono procedentes de las aguas residuales de producción

que atraviesan dicho depósito antes de ser llevadas

05


a las columnas. Este proceso se conoce como desnitrificación

previa.

De este modo, anualmente se eliminan de las aguas residuales

más de 800 toneladas de emisiones de nitrógeno,

a las que se añaden importantes cantidades que se retiran

con los lodos sobrantes.

Eliminación de fosfatos. La neutralización con lechada

de cal provoca la precipitación de una gran parte de los

fosfatos, que se separan junto con los lodos de la sedimentación

previa. Además, en las etapas de tratamiento

biológico se precipitan fosfatos mediante la adición de

aluminio y sales de hierro.

Ventajas de la biocolumna. La biocolumna ofrece una se-

rie de ventajas frente a los estanques biológicos abiertos

de tipo plano:

• El inyector permite aprovechar de forma óptima el oxígeno

del aire introducido.

• La menor cantidad de gases generada disminuye los

costos de incineración de gases residuales.

• La construcción cerrada y el tratamiento de los gases

residuales evitan malos olores en las proximidades.

• El sistema de inyectores ahorra hasta un 70% de energía.

• La mezcla total de las aguas residuales y el lodo biológico

está garantizada sin necesidad de mezcladores mecánicos

adicionales.

• En la biocolumna no existen piezas móviles, por lo que la

instalación resulta fácil de mantener y presenta una gran

seguridad operativa.

• La construcción en altura permite una comprobación

segura y sencilla de posibles fugas. No es posible que se

produzcan filtraciones no detectadas de aguas residuales

al subsuelo.

• Las biocolumnas necesitan entre un 50 y un 70% menos

de espacio que las depuradoras biológicas convencionales.

Flotación

La flotación es una etapa de tratamiento adicional de las

aguas residuales. En este proceso se depositan burbujas

de gas sobre los copos de lodo situados en las aguas

residuales. Debido a su menor densidad con respecto al

medio circundante, ascienden a la superficie del líquido y

forman una capa de espuma que posteriormente se retira.

Depuración en el estanque biológico

El agua que sale de las instalaciones de sedimentación

intermedia de los depósitos de la biocolumna sigue tratándose

junto con las aguas residuales del alcantarillado

público de Leverkusen y los municipios circundantes. Esto

sucede en estanques biológicos abiertos, como segunda

etapa biológica. Aquí, la inyección de oxígeno y el mezclado

corre a cargo de aireadores de superficie. Las aguas

del alcantarillado público son depuradas mecánicamente

antes de llegar a los estanques en una planta propia de

limpieza previa de la Confederación del Wupper, mediante

reja, filtro de arena y estanque de sedimentación.

Sedimentación final

Finalmente, en los tres estanques de sedimentación final y

los diez pozos de Dortmund se separan los lodos biológicos

y se derivan al Rin las aguas depuradas, con vigilancia

en tiempo real de los parámetros. El lodo sobrante de la

sedimentación final se lleva a la planta de tratamiento de

lodos de depuradora.

Tratamiento de los lodos de depuradora

Los lodos generados en la depuradora de Bürrig (lodos de

sedimentación previa de las aguas residuales industriales

y de alcantarillado público, así como lodos biológicos

sobrantes) se concentran, homogeneizan y deshidratan

mediante filtros de presión de membrana. A continuación,

las tortas de filtración se eliminan en la incineradora propia

de residuos de depuradora. Las cenizas resultantes de la

incineración se depositan en el vertedero propio.

La galería transitable «Gisela», por la que pasan las aguas residuales

del CHEMPARK hasta Leverkusen-Bürrig.


DEPURADORA: control y vigilancia

cOntROL Y VIGILAncIA

Mediante amplios estudios el área de Medio

Ambiente de CURRENTA garantiza permanentemente

que se cumplan las complejas exigencias

de una eliminación de desechos sostenible.

06


Periódicamente, las aguas residuales sin tratar, el agua

procedente de las distintas etapas de depuración y el agua

depurada de la última etapa de tratamiento se someten

a análisis biológicos y químicos para garantizar el correcto

funcionamiento de la depuradora. El agua depurada

se controla continuamente para asegurarse de que se

respetan los valores autorizados. Además, el rendimiento

de depuración se comprueba de forma continua mediante

otros parámetros.

Los datos analíticos del agua de entrada y de salida, junto

con el volumen de agua tratado, permite conocer las cantidades

y composición de las impurezas presentes en el

agua y el rendimiento de la depuradora. Entre otras cosas

se miden las materias sedimentables, parámetros globales

como la demanda química y bioquímica de oxígeno, componentes

inorgánicos y orgánicos importantes y contenido

en sales. Además, se comprueba constantemente si las

aguas residuales contienen sustancias que puedan perjudicar

la actividad de degradación del lodo bacteriano.

Para las autoridades de supervisión se ha establecido

un punto de control accesible en todo momento para las

aguas tratadas biológicamente que salen de la depuradora.

En el marco del deber de vigilancia de las autoridades,

periódicamente se extraen muestras a la salida de

la depuradora y se comprueba que cumplan los límites

establecidos en la autorización. La toma de muestras por

representantes oficiales se realiza en cualquier momento

(también en fines de semana y en horario nocturno) sin

previo aviso.

La calidad de las aguas residuales tratadas se controla continuamente.

07


Editado por

Currenta GmbH & Co. OHG

51368 Leverkusen

Alemania

www.currenta.de

Fecha: marzo de 2010

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