Proyecto básico de implantación de tratamiento terciario en la E.D.A.r. de Benissa-Senija. Benissa (Alicante)

Abstract

[EN] The Waste Water Treatment Plant of Benissa-Senija is located at the village of Benissa (Alicante) and was built in 2002. It treats mainly wastewater from the villages of Benissa (most of the flow), and Senija. The plant was designed for a wastewater flow of 2,500 m3/d, although it is currently treating a flow of 918 m3/d. The treatment consists of a pretreatment, a secondary or biological treatment and finally a disinfection by chlorination. In parallel to the construction of the plant, Benissa Village Hall studied the possibility of recycling the treated water for municipal use (street cleaning, irrigation of public gardens) and industrial use, estimating this demand at a flow of 690 m3/d. A Project made in 2001 included all the necessary infrastructure for the distribution of treated water to the points of consumption. The project has been implemented in phases and is now almost fully implemented, the executed part is now in use. In the W.W.T.P., located at altitude +120, a pump station was built in 2009 that pumps the treated water to a reservoir located in the village of Benissa at altitude +273; from this reservoir the water is distributed to the points of consumption. The public company responsible of the plant, EPSAR, authorized the construction of the pump station; however, they warned that water could not to meet a minimum of quality at the point of suction pumps, the chlorination channel, for its high concentration of suspended solids. For this reason was placed a turbidity sensor at the point of suction pumps, which switches off the pumps if the water has a high solids loading. Moreover, in 2007 was made a study of the demand of recycled water for agricultural use around the W.W.T.P., concluding that there is a potential demand for recycled water which can cover the excess of flow. All water reuse planning were made before the approval of the Spanish law Real Decreto 1620/2007, that establish the legal regime for the reuse of treated water. This law establishes the minimum conditions of quality to be met by water for reuse; the existing treatment is unable to get this level of quality. To date none of the administrations concerned has tackled the obligation to guarantee a minimum quality of treated water, the current criterion is not to reuse water (not pump) when these minimum requirements are not met. This Master's Final Work is primarily intended to define and evaluate economically, at a preliminary level, a tertiary treatment to ensure high water quality for its reuse. The treatment scheme consists of two identical lines, each designed for half the design flow of the plant, 1,250 m3/d. One of them would be built in the first implementation and the second in the future. The proposed treatment is formed by a conventional physic-chemical (coagulation-flocculation), filtration through 10 microns mesh drum filter, with a final UV disinfection. The physic-chemical treatment is formed firstly by a little reservoir where a coagulant (aluminum sulfate) is added and mixed by a vertical axis agitator; and secondly by another reservoir where an adjuvant to flocculation (polyelectrolyte) is added, and also mixed by an agitator. This treatment is necessary to form aggregates that may be retained by the filter and reduce turbidity below the target of 10UTN value. The drum filter is very suitable for this case because the micro screen, with a mesh of 10 microns, is able to retain both suspended solids such as the eggs of intestinal nematodes. The filter works as an open channel flow, with very little hydraulic head loss. Its simple mechanical design results in much reduced power consumption. The filter washing water is conducted at the beginning of the plant treatment. The closed-vessel ultraviolet reactor is designed for being located in pressurized pipes. In order to always maintain the service in maintenance operations, two reactors are arranged in parallel to treat each half of the flow. The UV treatment is dimensioned to achieve the quality of 100 CFU/100ml of Escherichia coli and 100 CFU/L of Legionella spp. The project includes a small building in the tertiary design to accommodate the UV reactors, electric panels and chemical agents dispensing equipment; also it includes a deposit of aluminum sulfate and a pumping station in the beginning of the treatment, necessary to compensate the hydraulic head loss of the process. The location of tertiary treatment is proposed in the north area of the plant, next to the pumping station of treated water, so it will be necessary to acquire approximately 500 m2 of rural land for its construction. The water is taken from the existing pipeline from the decanter to the chlorination channel and returned to the chlorination channel at the top; so the affect on the plant operation is minimal, and no modification of suction pumps is necessary. Although the energy consumption of the tertiary treatment is quite small (around 17 kW of installed power with a single line and 30 kW with two lines in operation), the existing secondary treatment has been studied in order to check whether a process optimization can lead to a reduction in energy consumption to compensate the new demand of the tertiary. It has been found that the possibilities of regulating the flow of air supplied in the bioreactor are currently very little. A slight change in the system of downpipes and air grills diffusers, that can operate the oxygenated zone of the reactor in five separate areas, could improve the nutrient reduction with less oxygen demand. Given that the total installed capacity of blowers to biological reactor is 88 kW, a small reduction in air consumption can compensate the electrical consumption of the tertiary treatment. The cost of alterations to the air supply to the bioreactor and the implementation of tertiary treatment in its first stage has been estimated. Adding this to the cost of land acquisition, the management of the project, and taxes, results approximately seven hundred fifty thousand euros (€ 750,000.00).

[ES] La E.D.A.R. de Benissa-Senija está situada en la población de Benissa (Alicante) y fue puesta en servicio en 2002. Trata las aguas residuales procedentes principalmente del núcleo urbano de Benissa (la mayor parte del caudal), y de Senija. La planta fue diseñada para un caudal medio de aguas residuales de 2.500 m3/d, aunque actualmente está tratando un caudal medio de 918 m3/d. El esquema de tratamiento del agua residual está formado por un pretratamiento, un tratamiento secundario y una desinfección del agua por cloración. En paralelo a la construcción de la planta el Ayuntamiento de Benissa planteó la posibilidad de reutilizar el agua tratada para usos municipales (baldeo de calles, riego de jardines públicos) e industriales, estimando esta demanda en unos 690 m3/d. Un Proyecto redactado en 2001 recogía todas las infraestructuras necesarias para la distribución del agua tratada hasta los puntos de consumo. El Proyecto se ha ido ejecutando por fases y actualmente está casi ejecutado en su totalidad, estando en servicio la parte ejecutada. En la E.D.A.R., situada a cota +120, se construyó un bombeo en 2009 que impulsa el agua tratada hasta un depósito de regulación a cota +273 situado en el núcleo urbano de Benissa, desde el que se distribuye el agua hasta los puntos de consumo. La EPSAR autorizó la construcción del bombeo, advirtiendo de que el agua puede no cumplir unos requisitos de calidad mínima en el punto de aspiración de las bombas, el canal de cloración, por la concentración de sólidos suspendidos que escapan del decantador, y obligando a la colocación de un sensor de turbidez enclavado con el bombeo, de manera que impida su funcionamiento si el agua tiene una elevada carga de sólidos. Por otra parte, en 2007 se efectuó un estudio de la demanda para uso agrícola en el entorno de la E.D.A.R. del excedente de agua tratada, comprobándose que hay una potencial demanda de agua reutilizada que puede cubrir el excedente hasta el caudal de diseño de la planta. Todos los planteamientos de reutilización del agua fueron anteriores a la aprobación del R.D. 1620/2007, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. En este Real Decreto se establecen unas condiciones mínimas de calidad que deben cumplir las aguas regeneradas y que el esquema de tratamiento existente no es capaz de conseguir. Hasta la fecha ninguna de las administraciones implicadas ha abordado la obligatoriedad de garantizar una calidad mínima del agua tratada, siendo el criterio actual no reutilizar el agua (no bombear), cuando no se cumplan estas condiciones mínimas. El presente Trabajo Fin de Master tiene por objeto principal definir y valorar económicamente, a nivel de anteproyecto, un tratamiento terciario que garantice la calidad mínima del agua para los usos previstos. Para tal fin se propone un esquema de tratamiento formado por dos líneas idénticas diseñadas cada una para la mitad del caudal de diseño de la planta, 1.250 m3/d, de manera que se construya una sola de ellas en la primera implantación y se amplíe a la segunda en el futuro. El tratamiento propuesto es de tipo directo, formado por un físico-químico convencional (coagulación-floculación), una filtración a través de tela de 10m de paso en filtro de tambor, con una posterior desinfección ultravioleta. El físico-químico está formado por un cámara de mezcla rápida con adición de coagulante (sulfato de aluminio), dotada de agitador de eje vertical, y de una cámara de mezcla lenta, con adición de coadyuvante a la floculación (polielectrolito), también dotada de agitador. Esta etapa es necesaria para formar agregados que puedan ser retenidos por el filtro y reducir así la turbidez por debajo del valor objetivo de 10 UTN. El filtro de tambor es muy adecuado para este caso puesto que la luz de paso de 10 m es capaz de retener tanto sólidos suspendidos como los huevos de nematodos intestinales, todo ello con un funcionamiento en lámina libre con pérdida de carga hidráulica muy pequeña y una gran sencillez en su diseño mecánico que deriva en consumo eléctrico muy pequeño. El agua de lavado del filtro se conduce hasta cabecera de planta de la E.D.A.R. El reactor ultravioleta es de tipo tubería, con el fin de mantener siempre el servicio cuando se efectúa un mantenimiento de cambio de lámparas por ejemplo, se disponen dos reactores en paralelo para tratar cada uno la mitad del caudal. El tratamiento ultravioleta se ha dimensionado para lograr el objetivo de calidad de 100 UCF/100ml de Escherichia Coli, y de 100 UFC/L de Legionella spp. En el diseño del terciario se incluye un pequeño edificio para alojar los reactores UV, los cuadros eléctricos y los equipos de dosificación de reactivos; se incluye también un cubeto con un depósito de sulfato de aluminio y un bombeo en cabeza necesario para compensar toda la pérdida de energía hidráulica del agua a su paso por el proceso. La implantación del tratamiento terciario se propone en una zona actualmente de cultivo situada al norte de la parcela, junto al bombeo de reutilización, por lo que será necesario adquirir unos 500m2 aproximadamente de suelo rústico para su construcción. Las aguas se toman de la conducción existente desde el decantador hasta el canal de cloración y se devuelven al inicio del canal de cloración por su parte superior por lo que la afección al funcionamiento de la planta es mínimo, y no es necesaria ninguna modificación de la aspiración del bombeo de reutilización. Aunque el consumo energético del tratamiento terciario es bastante reducido, (alrededor de 17 kW de potencia instalada con una sola línea y 30 kW con las dos líneas en funcionamiento), se ha estudiado el tratamiento secundario existente con el fin de comprobar si una optimización del proceso puede dar lugar a una reducción del consumo energético que compense la nueva demanda del terciario. Se ha comprobado que las posibilidades de regulación del caudal de aire suministrado en el reactor biológico son actualmente escasas. Una ligera modificación en el sistema de bajantes y parrillas, de manera que se pueda operar la zona óxica del reactor en cinco zonas independientes, da lugar en las simulaciones efectuadas, a una mejora en los rendimientos de reducción de nutrientes con descenso significativo de la demanda de oxígeno total. Teniendo en cuenta que la potencia total instalada de soplantes a reactor biológico es de 88 kW, una pequeña reducción en el consumo puede compensar la demanda del terciario.

Se ha estimado el coste de las modificaciones del sistema de suministro de aire al reactor biológico, así como el de implantación del tratamiento terciario en su primera fase. Sumado éste al coste de adquisición de los terrenos y al de dirección de las obras, resulta un Presupuesto para Conocimiento de la Administración del orden de setecientos cincuenta mil euros (750.000,00€).