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Proyecto de desodorización: EDAR ROPEC (Ottawa)

2021-10-04 12:53:56

Descripción del Proyecto

Recientemente BION ha conseguido la adjudicación del suministro de granulados filtrantes de alta capacidad para la eliminación de olores  en dos sistemas de desodorización en una planta de tratamiento de aguas residuales (EDAR), ubicada en la capital canadiense, Ottawa.

El Robert O. Pickard Environmental Centre (ROPEC) se encuentra en el extremo este de la ciudad, justo al lado del río Ottawa. Gracias al uso de una extensa red de alcantarillado, recoge todas las aguas residuales procedentes de las zonas urbanas e industriales entre Stittsville, Orleans y Manotick.

La EDAR de ROPEC trata un promedio de 390 millones de litros de agua residual por día, generando 39 Toneladas de biosólidos secos al día, que se utilizan como fertilizante agrícola.

La planta depuradora ROPEC  tiene un importante número de depósitos empacados con carbón para purificar todas las corrientes contaminadas generadas en diferentes áreas de la planta. Todos ellos son lechos fijos verticales, empacados con granulados filtrantes soportados sobre rejillas de plástico reforzadas con fibra (Figura 1).

Los depósitos de medias fueron diseñados originalmente para la regeneración in situ (utilizando agua y soluciones cáusticas). Sin embargo, la regeneración es un proceso arduo y el granulado filtrante tendía a perder, en promedio, el 70% de su capacidad inicial.

Con el fin de obtener una solución óptima, la ciudad de Ottawa lanzó una licitación para el suministro de carbón activado, determinando una serie de criterios (capacidad, eficiencia de eliminación de olores, superficie, distribución de tamaño de poro, densidad aparente, etc ...).

Después de evaluar a todos los licitadores, Chemco Inc., distribuidor canadiense de Bioconservacion, consiguió la adjudicación del contrato para suministrar el granulado filtrante de repuesto para la desodorización de la zona de Pre-tratamiento (rejillas) y de los Biosólidos.

Caracterización de las Emisiones en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

Las emisiones gaseosas típicas en una EDAR abarcan un gran número de compuestos orgánicos volátiles (COVs), H2S  a concentraciones entre 10 - 50 ppmv, compuestos reducidos de azufre y otros contaminantes tales como NH3 o mercaptanos entre otros. Dependiendo de la naturaleza de las aguas residuales y el área de la planta, la concentración de los contaminantes puede variar en composición y concentración.

El objetivo de este proyecto era reducir los niveles de concentración de H2S a concentraciones por debajo de 1 ppmv, así como la disminución de concentraciones del resto de contaminantes olorosos.

Los depósitos de desodorización de la EDAR  de ROPEC se pueden dividir en tres áreas principales, donde la composición de las corrientes se asume que son similares. Esta consideración se llevó a cabo asumiendo una humedad relativa de al menos 90% y una temperatura entre 10 - 30 ° C. Las áreas consideradas y los requisitos de los granulados sin los siguientes:

  • Zonas de Pre-tratamiento: requieren granulados con alta capacidad para la eliminación de H2S, compuestos reducidos de azufre (principalmente DMS, DMDS, MM) y una gran variedad de compuestos orgánicos volátiles (COVs).
  • Zona de Biosólidos: requiere granulados  con alta afinidad por el H2S, compuestos reducidos de azufres (principalmente DMS, DMDS, MM), compuestos orgánicos volátiles (COVs) y amoníaco / aminas.

Solución

Después de estudiar la composición y concentración de los flujos a tratar, así como el diseño de las instalaciones existentes, Bioconservacion propone la siguiente solución:

  • Zonas de Pre-tratamiento: 100% Bi-On Carb OX.
  • Zona de Biosólidos: 75% Bi- On Carb OX y el 25% de Bi-On ACPA.

Es importante destacar que la solución propuesta no requiere regeneración alguna, lo que simplifica el funcionamiento de los sistemas de purificación.

Descripción de los granulados filtrantes:

  • BION ACPA consiste en un carbón impregnado con un compuesto ácido para la reducción de contaminantes básicos, tales como amoníaco o aminas.
  • BION carb OX consiste en un carbón activado de madera de alta calidad y una mezcla exclusiva de fases catalíticas inorgánicas, que permite una capacidad extraordinariamente alta de adsorción de H2S hasta valores de 80% w/w (80 kg H2S/media kg 100).

Comparando con otros productos, BION carb Ox no convierte H2S en ácido sulfúrico (H2SO4), que podría causar problemas de corrosión en el equipo. Los centros activos del óxido metálico del BION Carb OX, convierten H2S en azufre (S). Posteriormente este azufre migra y se acumula en los microporos del carbón activo. Como resultado, los óxidos metálicos están de nuevo disponibles para oxidar nuevas moléculas de H2S.

BION carb OX alcanza resultados muy eficaces en la eliminación de otros gases ácidos tales como dióxido de azufre (SO2) y cloruro de hidrógeno (HCl). Además, es un granulado muy eficaz para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles, que muy probablemente se encuentren en la corriente de gas a tratar.

A diferencia de otros carbones impregnados, la alta capacidad de adsorción de H2S no se ve afectada, incluso en presencia de niveles altos de CO2. Además, tiene una temperatura de ignición alta (420 ºC), lo que minimiza el riesgo de incendio del lecho.

Gracias a estas ventajas, el granulado filtrante BION carb OX es ideal para su uso en plantas de tratamiento de aguas residuales debido a su alta eficiencia de eliminación de H2S, así como su afinidad por otros típicos compuestos malolientes tales como los mercaptanos y un amplio abanico de compuestos orgánicos volátiles. Otras aplicaciones donde se puede emplear este granulado son: refinerías, fábricas de pulpa y papel, estaciones de bombeo, tanques de almacenamiento de lodos, instalaciones de compostaje, etc.

Evaluación de rendimiento

BION ofrece un servicio personalizado a través de una estrecha relación con nuestros socios y clientes finales, y que continúa una vez que la solución ha sido implementada.
Chemco y Bioconservacion visita esta planta una vez que el contrato se adjudicó,  antes del suministro de los granulados filtrantes y durante el cambio, con el fin de presenciar la instalación y atender a cualquier pregunta que pudiera surgir.

BION también ofrece el servicio para realizar un análisis de vida remanente de los granulados filtrantes, a mitad de su vida estimada, con el fin de optimizar la reposición de la mezcla de granulados, en caso que las condiciones reales de trabajo difieran de las iniciales que se tuvieron en cuenta en la caracterización.

 

En nuestro blog...

Tratamiento de Olores en Conductos de Ventilación en Túneles de Aguas Residuales

Tratamiento de olores en conductos de ventilación de túneles de aguas residuales Case Study: Planta de Aguas Residuales de Izmir (Turquía) Descripción de Proyecto El distribuidor de BION de aplicaciones en municipalidades, biogás y tratamiento de olores  en Turquía, Biotek, ha ganado recientemente un contrato para suministrar equipos y medias filtrantes para la reducción de olores procedentes de conductos de ventilación en túneles de aguas residuales  en el municipio de Izmir, gestionada por IZSU. Estos túneles se emplean para eliminar el aire viciado en zonas subterráneas y sustituirlo por aire fresco, son habituales en minas y plantas de aguas residuales Una amplia variedad de contaminantes malolientes está presente en estos gases. Dependiendo del contenido de O2 y la tasa de renovación, los compuestos presentes pueden variar desde aldehídos, cetonas o compuestos inorgánicos tales como NH3 o H2S, hasta los realmente problemáticos procedentes de procesos anóxicos como dimetilsulfuro, dimetildisulfuro, mercaptanos, especialmente problemáticos por los bajos niveles de detección. EL conducto de ventilación tiene un diámetro de 3.6 m. Hay dos pozos de aireación en el túnel, cuyas dimensiones son 2.5x4 m y se cierran con tapas AISI 316L. La corriente gaseosa se hace pasar por un tanque empacado con media filtrante con el fin de liberar aire libre de contaminantes.   Los problemas de olores generalmente aparecen entre los meses de agosto y septiembre.   Caracterización de la corriente gaseosa  Biotek analizó la composición del efluente del conducto de ventilación con el fin de encontrar la solución más precisa en cuanto a la selección de medias filtrantes. Los resultados revelaron concentraciones de H2S y concentraciones de NH3 en un rango de 1 a 5 ppmv, el contenido de O2 entorno a un 20% v v-1, mientras que el CO2 se midió a niveles más bajos que en el aire. Es interesante señalar que el CH4 se midió a concentraciones de alrededor de 0,5% v v-1, lo que puede indicar una falta de O2 en ciertas zonas del conducto.   Solución    Después de estudiar la composición y la concentración de la corriente olorosa, así como el diseño de la instalación, Biotek con el asesoramiento de BION, sugirieron la siguiente propuesta de tanques y medias filtrantes:   BION ACPA en la capa inferior para eliminar NH3 Mezcla de BIONSIGMA y BIONISORB para eliminar H2S y compuestos orgánicos volátiles con bajo peso molecular   Es importante destacar que la solución propuesta tiene una mayor capacidad debido a la presencia de O2, que ayuda al BIONSIGMA a la auto-regeneración, lo que prolonga la autonomía de la unidad.   Descripciones de las medias filtrantes  BION ACPA es una media adsorbente impregnada con ácido fosfórico. Se ha empleado ampliamente en aplicaciones relacionadas con olores y gases irritantes asociados a las impresoras, fertilizantes, productos de limpieza, orina y el procesado de pescado. BION ISORB está diseñado para atacar con éxito una amplia gama de gases. Se recomienda especialmente para el control de gases ácidos, compuestos que contienen Nitrógeno, compuestos de azufre y gases de bajo peso molecular. BIONISORB utiliza la combinación de dos procesos para la eliminación de contaminantes. Uno de naturaleza física, atrapando las moléculas dentro del pellet debido a su gran área de superficie interna y una segunda por oxidación química. Los gases oxidados se convierten en productos inocuos. Una particularidad del BIONISORB es que mantiene su efectividad incluso en el tratamiento de corrientes con contenidos de humedad relativa con valores por encima del 95%. Esta media filtrante se utiliza habitualmente en aplicaciones tales como plantas de tratamiento de aguas residuales, plantas de pulpa y papel, aeropuertos, plantas químicas, refinerías o de corte con láser y grabado. BION SIGMA es una media filtrante especialmente indicada para la adsorción de H2S, que consiste consiste en un pellet extrusado compuesto po un material poroso e hidróxido de hierro Fe(OH)3. El sulfuro de hidrógeno se elimina de la corriente de gas de acuerdo a la siguiente reacción:                                                2 Fe(OH)3 + 3 H2S ® 2 FeS + 1/8 S8 + 6 H2O   La generación de sulfuro ferroso, FeS,  cambia el color original del pellet de amarillento a negruzco, lo que indica que la media se ha consumido. Una vez agotada. la media se puede regenerar con aire, llevándose a cabo la siguiente reacción:                                                2 FeS + 3/2 O2 + 3 H2O ® 2 Fe (OH)3 + 1/4 S8 No se libera H2S durante  el proceso de regeneración. Teniendo en cuenta que un ciclo se define como la finalización de estas dos reacciones, BIONSIGMA puede someterse por lo menos a 10 ciclos antes de su total agotamiento.Cada ciclo da como resultado la eliminación de 45 mg H2S por gramo de BIONSIGMA lo que significa que la capacidad total de eliminación es de aproximadamente 450 mg H2S / g de media filtrante. En ausencia de oxígeno, BIONSIGMA muestra una capacidad de absorción de H2S más alta que un carbón activado con impregnación cáustica. Por otra parte, el carbón activado gastado que no se puede regenerar y por lo tanto debe ser desechado después de un solo ciclo. La aplicación principal del BIONSIGMA es la eliminación de H2S en corrientes de gas en condiciones anaerobias, por ejemplo, para desulfuración de biogás. Sin embargo, dependiendo del contenido de O2, BIONSIGMA se puede emplear para el tratamiento de concentraciones bajas de H2S, como en esta aplicación, donde los procesos de agotamiento y de regeneración tienen lugar al mismo tiempo.

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Tratamiento de malos olores en EDARs . Caso SIMTEJO (Portugal)

Controlar los problemas de malos olores en colectores y plantas depuradoras de aguas residuales es actualmente uno de los principales objetivos para reducir y prevenir los posibles problemas relacionados con la seguridad de los trabajadores y minimizar la percepción social negativa que los problemas de olores pueden generar.  Las principales fuentes de generación de malos olores en EDARs son las fases en condiciones de anaerobiosis, donde la falta de oxígeno favorece el desarrollo de las bacterias sulfato reductoras que utilizan los sulfatos presentes en el sistema y los reducen a H2S, en colectores y estaciones de bombeo.  BIOCONSERVACION firmó recientemente un contrato con SIMTEJO (Grupo Águas de Portugal) para la sustitución de medias filtrantes en varias estaciones de bombeo ubicadas en Lisboa (Portugal). El objetivo del proyecto era reducir los niveles de H2S por debajo de 1 ppmv. SIMTEJO es una empresa de referencia en Portugal que tiene como principal objetivo estratégico el control de la contaminación de los recursos hídricos. Por lo tanto, la recolección y el tratamiento de los contaminantes generados en actividades domésticas e industriales, la protección de los recursos hídricos y la garantía de que el agua vuelva a la naturaleza libre de contaminantes, son sus objetivos principales. SIMTEJO tiene como objetivo contribuir al bienestar de unos 1.5 millones de personas en un área geográfica de 1000 Km2.  Características de la estación de bombeo  Todas las estaciones de bombeo presentan un espectro de contaminantes muy similar en tipo y concentración, que se ven incrementadas de manera notable durante la temporada de verano. Las estaciones de bombeo están instaladas al aire libre a excepción de algunas que se encuentran bajo tierra debido a su delicada ubicación urbana. Los sistemas de purificación que se han implementado son básicamente reactores estándar de flujo ascendente. Sin embargo, en algunas estaciones de bombeo, donde se tratan caudales más altos, se han instalado reactores de tipo Split con el objetivo de conseguir un mejor rendimiento. Caracterización de las emisiones en las estaciones de bombeo Las emisiones generadas en estaciones de bombeo normalmente contienen un gran número de compuestos orgánicos volátiles (COVs), concentraciones de H2S en un rango entre 10-30 ppmv, además de otros contaminantes tales como NH3 o mercaptanos entre otros, dependiendo de la naturaleza de las aguas residuales. Puntualmente, se pueden llegar a medir picos de concentración de H2S de hasta 100-200 ppmv. El objetivo es reducir los niveles de concentración de H2S por debajo de 1 ppmv, así como el resto de los contaminantes malolientes.   Solución Teniendo en cuenta la naturaleza de las emisiones que estamos tratando,  se escogió el BION carb OX como la media más adecuada para el caso, debido a una serie de ventajas: BION Carb OX consiste en una combinación de carbón activo de madera de muy alta calidad y una mezcla exclusiva de fases catalíticas inorgánicas, lo que permite alcanzar una capacidad de absorción de H2S extraordinariamente alta (80 kg H2S/100 kg BION Carb OX). A diferencia de otros productos, BION Carb OX no convierte H2S a ácido sulfúrico (H2SO4), lo que podría acarrear problemas de corrosión en equipos y dificultar la eliminación de los residuos generados. En cambio, los centros activos de los óxidos metálicos de BION Carb OX convierten, mediante catálisis, el H2S a azufre (S). A continuación, el azufre migra y se acumula en los microporos del carbón activo. Por consiguiente, los óxidos metálicos están de nuevo disponibles para oxidar nuevas moléculas de H2S. BION Carb OX también rinde muy bien en la eliminación de otros gases ácidos tales como el dióxido de azufre (SO2) o el cloruro de hidrógeno (HCl). Además, es un medio notablemente eficaz en la eliminación de algunos COVs que puedan estar presentes en la corriente de gas a tratar.  A diferencia del caso de carbones impregnados, la presencia de elevadas concentraciones de CO2 no afecta a la capacidad de absorción de H2S. Minimización del riesgo de incendios, debido a la muy elevada temperatura de ignición del producto (420 ºC)  En resumen, BION Carb OX es un producto ideal para usar en plantas de tratamiento de aguas residuales debido a la elevada capacidad de absorción de H2S, así como su buen rendimiento con otros compuestos malolientes tales como el metilmercaptano y algunos COVs. Otras aplicaciones incluyen refinerías, industria papelera, estaciones de bombeo y depósitos de lodos.   Evaluación de la media en funcionamiento BION sigue colaborando con el cliente final una vez implementada la solución y verifica el resultado. Mediante la evaluación de la capacidad remanente de las media es posible volver a optimizar el proceso para obtener la máxima rentabilidad de la instalación. Por otra parte, BION sigue la evolución de varios parámetros de operación clave mediante sensores versátiles que pueden ser fácilmente ubicados en los reactores. Con los datos que se recogen, BION es capaz de volver a adaptar y re-optimizar el proceso sobre cada instalación específicamente. Este hecho refuerza la relación cliente-proveedor, cosa que termina en mejoras técnicas de la propia instalación.  

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Prevención de malos olores en Depuradoras de aguas residuales

Prevención de malos olores en Depuradoras de aguas residuales. Caso: EDAR Cambrils  La Agencia catalana de Agua (ACA) encargó un proyecto para minimizar la emisión de olores procedentes de los tanques de sedimentación primaria de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (EDAR) de Cambrils (Tarragona), emisiones que, habitualmente, generaban quejas del vecindario. BION fue seleccionado como el candidato para llevar a cabo un interesante proyecto que consistía en el tratamiento de los contaminantes en fase gaseosa, (H2S principalmente) emitidos a la atmósfera. El principal foco de olores en los tanques de decantación primaria es el área en el que el agua clarificada cae a la siguiente etapa de tratamiento a través de pequeños saltos de agua. Justo en este punto, es donde se liberan cantidades importantes de compuestos orgánicos e inorgánicos volátiles. Bioconservacion sugirió cubrir dicha área con el fin de evitar la liberación de H2S libre a la atmósfera. Una vez confinado este espacio, se instalaron dos reactores empacados con medias filtrantes específicas para la eliminación de H2S, concretamente BION Carb OX (con una capacidad de adsorción de hasta un 80 % en peso).  Ambos reactores fueron diseñados para tratar hasta 750 m3 / h.    Implementación Una posible solución en esto casos es confinar el sedimentador mediante la instalación de una cúpula que cubra todo el tanque y conectar la fase gas a unos reactores empacados con media.  En este caso se necesitaría una cúpula de 29 m de diámetro y la capacidad de procesamiento requerida sería de 20.000 m3/h. Sin embargo, confinando solamente la zona problemática (corona exterior) la corriente a tratar disminuiría a 1.500 m3/h. Evidentemente esta propuesta también representa una obra civil mucho más ventajosa en términos económicos que un confinamiento total.  En resumen, la solución propuesta por Bioconservación representaba un ahorro del 50% en la inversión inicial frente a las soluciones habituales para este tipo de instalaciones, y también una reducción importante en los costes de operación posteriores.  Además, las cubiertas de la corona se diseñaron de tal forma que pudieran ser retiradas del perímetro del tanque de sedimentación para facilitar tareas de mantenimiento. Cubierta desmontable a lo largo del perímetro de uno de los tanques de sedimentación primaria Uno de los reactores intalados empacados con media filtrante. Esta instalación se llevó a cabo a finales de junio de 2010, y desde entonces los problemas relacionados con emisiones odoríferas molestas han cesado. Desde su implantación, Bioconservacion ha suministrado las medias filtrantes y ha mantenido un estrecho contacto con el personal de la planta. Esta colaboración nos permite comprender mejor las necesidades reales de cada sector y desarrollar productos que se adapten mejor a ellas. Dentro de los proyectos que el Departamento de Investigación y Desarrollo, hay uno que pretende llevar a cabo pruebas de campo con una nueva media filtrante desarrollada específicamente para ambientes con humedad superior al 99%.  Actualmente se han iniciado conversaciones con la EDAR de Cambrils para realizarlas conjuntamente en sus instalaciones

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