Infoenviro, Abril 2012

Abril / April 2012 83

An Exclusive Plant ReportAn Exclusive Plant Report www.infoenviro.es

83 a 98. Edar de Gava 16/4/12 12:08 Página 83


T ras casi 25 años de funcionamiento, la EDAR de Gavà-Vilade-cans ha sufrido una completa remodelación para adecuar el tra-tamiento de las aguas residuales a las nuevas exigencias euro-

peas en materia de vertidos en zonas sensibles y permitir asimismosu reutilización en el medio natural. Esta instalación trata las aguas re-siduales de los municipios de Castelldefels, Gavà, Viladecans, Sant Cli-ment de Llobregat, Les Botigues de Sitges y una parte de Sant Boi deLlobregat, lo que supone dar servicio a una población de 375.000 ha-bitantes equivalentes.

Las obras de mejora, ejecutadas por la UTE Ferrovial Agroman-Ca-dagua, han consistido básicamente en convertir un proceso de de-puración convencional por fangos activados en dos procesos, unomediante sistemas de biorreactores con membranas (MBR) y otrocon tratamiento de soportes móviles (IFAS). Cada una de estas líneas puede tratar un caudal de 32.000 m3/día. Por otra parte, de-bido a que dichas obras están ubicadas en el espacio de la Red Na-tura 2000, para compensar la pérdida de hábitat asociada se hanrealizado una serie de actuaciones compensatorias medioambienta-les encaminadas fundamentalmente a la renaturalización de losmárgenes derecho e izquierdo de la laguna de la Murtra.

Con el nuevo tratamiento se ha conseguido una importante mejoraen la eliminación biológica de materia orgánica y en la eliminación denitrógeno y fósforo, y por lo tanto en el rendimiento de la depuración.Además, el agua obtenida tiene una calidad excelente para su poste-rior reutilización en usos como el riego agrícola y el de jardines urba-nos, entre otros.

Las actuaciones en la depuradora de Gavà-Viladecans están incluidasen el Programa de Saneamiento de Aguas Residuales Urbanas (PSA-RU). Las mejoras del tratamiento han supuesto una inversión de 22 M€, mientras que las medidas compensatorias ambientales hansumado un total de 0,7 M€. Dichas inversiones están financiadas enun 81,27% mediante Fondos de Cohesión de la Unión Europea y enun 18,73% por la Agencia Catalana del Agua, y se enmarcan dentrode los proyectos relativos a “Actuaciones adicionales de tratamientode aguas en Sant Feliu de Llobregat, Gavà y El Prat de Llobregat”.

La depuradora forma parte del sistema de saneamiento del Área Me-tropolitana de Barcelona. Esta administración supramunicipal presta elservicio de saneamiento en alta (red de colectores y depuradoras) a36 municipios con una población de 3.226.944 habitantes. Dichoservicio se presta a través de la sociedad de capital público EMSSA(Empresa Metropolitana de Sanejament, S.A).

A fter almost 25 years in operation, the Gavà-ViladecansWWTP has undergone comprehensive renovation to adaptwaste water treatment to new European requirements

regarding discharge in sensitive areas, thereby enabling the reuseof such water in the natural environment. This facility treats wastewater from the municipalities of Castelldefels, Gavà, Viladecans,Sant Climent de Llobregat, Les Botigues de Sitges and part ofSant Boi de Llobregat, representing a population equivalent of375,000.

The upgrading work, carried out by the Ferrovial Agroman-Cadagua consortium, basically consisted of converting aconventional activated sludge treatment process into twoprocesses. One is based on membrane bioreactors (MBR) andthe other is an Integrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS)process that uses floating plastic media. Each of these lines cantreat a flow of 32,000 m3/day. Owing to the fact that thesefacilities are located in a Red Natura 2000 nature network space,the associated loss of natural habitats has been compensated forby means of environmental initiatives mainly geared towards there-naturalisation of the left and right sides of the La Mutra Lagoon.

The new treatment provides a significant improvement in thebiological removal of organic matter and the elimination ofnitrogen and phosphorous. Moreover, the water has an excellentquality for subsequent reuse in agricultural irrigation, urbangardens, etc.

The initiatives at the Gavà-Viladecans treatment plant are includedin the Urban Waste Water Treatment Programme (PSARU). Theenhancements to the treatment process required an investmentof €22 million, while a total of €0.7 million was invested inenvironmental compensation initiatives. 81.27% of the totalinvestment was financed by the European Union Cohesion Fund,while 18.73% was funded by the Catalan Water Agency. Theproject falls within the framework of “Additional water treatmentinitiatives in Sant Feliu de Llobregat, Gavà and El Prat deLlobregat”.

The plant forms part of the sanitation system of the BarcelonaMetropolitan Area. This supra-municipal administration providesthe sanitation service (pipeline network and treatment plants) to36 municipalities with a total population of 3,226,944. Theservice is provided through the publicly owned company EMSSA(Empresa Metropolitana de Sanejament, S.A).


Un poco de historia

La depuradora de Gavà-Viladecans entró en ser-vicio en 1986 con un caudal de diseño de36.000 m3/día de aguas residuales procedentesde los municipios de Gavà, Viladecans y Sant Cli-ment del Llobregat. La planta se configuró enbase a un proceso de desbaste, decantación pri-maria, tratamiento biológico por aireación y de-cantación secundaria, además de una línea defangos con espesador por gravedad, digestiónanaerobia y deshidratación por centrífugas. Elefluente se enviaba al mar a través de un emi-sario submarino de 1.600 m de longitud y 1,2m de diámetro, y se vertía a unos 20 m de pro-fundidad. Adicionalmente, se dispuso un siste-ma de retorno de riego agrícola que permitía im-pulsar el efluente a la cabecera de las correde-ras y los canales del delta del río Llobregatexistentes en la zona, con el objetivo de mante-ner el nivel freático para uso agrícola y frenar elproceso de salinización de los terrenos próximosa la costa.

Durante los años 1993 y 1994, motivado por laconstrucción de nuevos interceptores y la incor-poración de los caudales de la costa de Gavà,Castelldefels, Les Botigues de Sitges y Sant Boide Llobregat, se amplió la capacidad de la plan-ta hasta un caudal de 72.000 m3/día. Tambiénse procedió a mejorar el proceso de deshidrata-ción de fangos y el grado de automatización dela planta.

La última remodelación de la depuradora, obje-to de este reportaje, se desarrolló entre 2009 y2010 con el fin de dar cumplimiento a las direc-tivas comunitarias respecto a la calidad del aguatratada y su reutilización en el medio natural.Esta actuación ha supuesto la incorporación enel tratamiento biológico del proceso de elimina-ción de nutrientes (nitrógeno y fósforo) con elobjetivo de proteger la calidad de las aguas delos espacios naturales. Se ha reducido su capa-cidad a 64.000 m3/día, valor suficiente para loscaudales y cargas a tratar.

El 50% del caudal total de la depuradora sepuede tratar mediante un tratamiento terciarioque consta básicamente de un sistema de bio-rreactores de membranas (MBR), con membra-nas de ultrafiltración de fibra hueca, y desinfec-ción con rayos ultravioleta. De este proceso seobtiene un agua regenerada de gran calidadapta para su reutilización en distintos ámbitos, loque es fundamental para preservar la laguna dela Murtra, un espacio natural protegido de espe-

cial sensibilidad ambiental, y también para pre-servar los recursos hídricos disponibles.

Para el resto del caudal se utiliza un sistema detratamiento de soportes móviles (IFAS - Integra-ted Fixed Film Activated Sludge). Ambas tecno-logías han permitido aprovechar gran parte de laobra civil de las instalaciones de tratamiento bio-lógico convencional, minimizando las necesida-des de ocupación de espacio para la ampliaciónde la depuradora en cuanto a lo que a calidaddel efluente se refiere.

DESCRIPCIÓN DE LA EDAR

La descripción que sigue a continuación sobre laEDAR de Gavà-Viladecans incluye todos los pro-cesos y elementos con los que cuenta actual-mente la planta, tanto existentes como de nue-va construcción, pero se centra principalmenteen estos últimos, poniendo especial énfasis enlas siguientes obras ejecutadas: reconversión dela línea 1 de agua en un sistema MBR, trata-miento terciario y reconversión de la línea 2 deagua en un sistema IFAS.

Pretratamiento

Inicialmente el agua se somete a un proceso depredesbaste que comprende unos pozos degruesos, donde se depositan los elementos pe-sados, y unas rejas de predesbaste, donde seseparan los residuos gruesos.

Posteriormente hay una elevación que se realizamediante 6 tornillos de Arquímedes; 4 se utili-zan para elevar el agua residual y 2 para el aguaexcedente de lluvia que llega a la planta a travésde la red de saneamiento unitaria. El aliviado enépocas de lluvia se vierte aguas abajo de la lagu-na de la Murtra.

A little background information

The Gavà-Viladecans treatment plant went intooperation in 1986 with a design flow of36,000 m3/day of waste water from themunicipalities of Gavà, Viladecans and SantCliment del Llobregat.

During 1993 and 1994, the capacity of theplant was increased to 72,000 m3/day,through the construction of new interceptorsewers and the addition of waste water flowsfrom the coast of Gavà, Castelldefels, LesBotigues de Sitges and Sant Boi de Llobregat.The sludge dewatering process was alsoenhanced and the plant was automated to agreater degree.

The latest remodelling of the treatment plant,described in this report, was carried out during2009 and 2010 for the purpose of complyingwith EU directives on treated water quality andits reuse in the natural environment. Plantcapacity has been reduced to 64,000 m3/day,which is sufficient for the flows and loadsrequiring treatment.

50% of the total flow of the plant can betreated by means of tertiary treatmentconsisting basically of a system of membranebioreactors (MBR) and ultraviolet disinfection.The rest of the flow is treated by means of anIntegrated Fixed Film Activated Sludge (IFAS)process with floating plastic carriers. Bothtechnologies have been implemented whilstavailing of the previously existing biologicaltreatment facilities, thereby minimising thefootprint of the extension to the treatmentplant.

DESCRIPTION OF THE WWTP

Pretreatment

The previously existing pretreatment consistsbasically of: large-particle well, prefilteringgrates, filtering sieves with a mesh size of 3mm and degritters-degreasers.

Primary treatment

On entering primary treatment, the water isdivided into two lines, the MBR line (line 1)and the IFAS line (line 2). Each receives amaximum flow of 32,000 m3/day.

EDAR de Gavà-Viladecans / Gavà-Viladecans WWTP

Abril / April 201286


Por último, antes del tratamiento primario se realiza el desbaste del agua residual con tamicesde 3 mm incorporados en dos líneas en parale-lo y la separación de grasas y arenas mediantedos desarenadores-desengrasadores rectangula-res por cada línea.

Tratamiento primario

Al iniciarse el tratamiento primario, el agua se di-vide en dos líneas, una la del MBR (línea 1) yotra la del IFAS (línea 2). Cada una de ellas ad-mite un caudal de 32.000 m3/día.

Los decantadores de cada línea son diferentes.La línea 1 (MBR) tiene 2 decantadores prima-rios circulares de 28 m de diámetro, mientrasque la línea 2 (IFAS) tiene otros 2 decantado-res pero de forma rectangular y de dimensio-nes 45,5 x 14,4 m2.

El fango que se genera en los decantadoresprimarios es enviado directamente a unos es-pesadores por gravedad para iniciar su trata-miento.

Línea 1. Tratamiento biológico con sistema MBR

Los reactores biológicos existentes se han remo-delado para incorporar un sistema de biorreacto-res de membranas (MBR), sistema que no re-quiere decantadores secundarios ya que el aguase obtiene mediante una ultrafiltración.

Tamizado previo

El agua procedente de la decantación primariase conduce en primer lugar a 3 (2+1R) tamicesHuber de 1 mm de luz de paso y 1.000 m3/hde caudal unitario, con el fin de evitar la llegadade fibras y otros residuos a las membranas deultrafiltración. Estos residuos se recogen por me-dio de tornillos transportadores, que los envían aun contenedor de 4 m3.

Reactor biológico

Tras el tamizado, el agua ingresa en la cámara demezcla del reactor biológico, donde se mezclacon la recirculación de fangos.

El actual reactor biológico es el resultado de lareconversión del reactor existente en otro basa-do en un proceso de fangos activos con mem-branas, con dimensionamiento adecuado para lanitrificación-desnitrificación y con adición de sul-fato de alúmina para la precipitación química delfósforo. Tiene un volumen total de aproximada-mente 12.000 m3, dividido en dos líneas de6.000 m3 cada una.

En las zonas óxicas se han instalado difusores demembrana de burbuja fina de la marca Sanitai-re, suministrados por Xylem Water Solutions Es-paña. La zona óxica Nº 1 dispone de dos parri-llas de distribución de aire con 1.008 difusoresen el primer tramo y otros 896 difusores en elsegundo. En la zona óxica Nº2 son 3 las parrillasde distribución, con 495 difusores en el primertramo, 495 en el segundo y 440 en el tercero.

El aire lo suministran 3 (2+1R) turbocompreso-res centrífugos mono-etapa de Siemens, de15.343 Nm3/h por unidad a 490 mbar de pre-sión diferencial, y dotados con cabinas de inso-norización. Cuentan con difusores variables enimpulsión para la regulación del caudal y en laaspiración (pre-rotación) con doble regulación,con multiplicador de precisión, con bomba eléc-trica y mecánica para el sistema de lubricación,incluyendo enfriador y filtro de aceite, con aco-plamiento y todos los elementos de control y se-guridad para su sistema de monitorización, todoello montado en una bancada junto con el mo-tor eléctrico de accionamiento. El suministro deestos equipos, así como de sus elementos auxi-liares, supervisión del montaje y puesta en mar-cha de los mismos, corrió a cargo de PaschS.A.U. como agente de Siemens TurbomachinerySolution A/S (STS) -ex HV Turbo-.

En las zonas anóxicas se han instalado agitado-res sumergibles de la marca Invent (8 agitado-res por cada una de las 2 zonas anóxicas) paraevitar la sedimentación de MLSS.

Each line has different settlers. Line 1 (MBR) hastwo circular primary settlers of 28 m in diameter,whereas line 2 (IFAS) has 2 rectangular settlersof 45.5 x 14.4 m2.

Line 1. Biological treatment with theMBR system

The existing bioreactors have been remodelled toincorporate a membrane bioreactor (MBR) system.This system does not require secondary settlingbecause the water is obtained through ultrafiltration.

Prior screening

The water from primary settling is first sent to 3(2+1standby) Huber screens, each with a mesh sizeof 1 mm and a flow of 1,000 m3/h. These screensintercept fibres and other waste and prevent it fromreaching the ultrafiltration membranes.

Bioreactor

The current bioreactor is the product of theconversion of the previous reactor into a reactorbased on an activated sludge process withmembranes. The new reactor has the appropriatedimensions for nitrification-denitrification andalumina sulphate is added for the chemicalprecipitation of phosphorous. The reactor has a totalvolume of approximately 12,000 m3, divided into 2lines of 6,000 m3 each.

Sanitaire fine bubble membrane diffuserssupplied by Xylem Water Solutions España areinstalled in the oxic zones.

The air is supplied by 3 (2+1standby) turbo-compressors Siemens (supplied by Pasch S.A.U.)designed for a airflow of 15,343 Nm3/h, at 490mbar diffferential pressure. Siemens single stagecentrifugal compressor featuring variable diffuservanes, pre-rotation vanes for Dual-PointControl(tm), with precision turbo gearbox, oneelectric and one mechanical lubricating oil systemsincluding oil cooler and single oil filter, withcoupling and all safety controls required for themonitoring system, all mounted on a commonbase frame and prepared for electric motor,including mounting of same.




Membranas UF

Desde el reactor, el agua se eleva mediante 4(3+1R) bombas centrífugas horizontales deSterling Fluid Systems, de 2.500 m3/h a 4,9mca, a un canal que alimenta los 6 trenes demembranas instalados, con 7 casetes por tren yun espacio para ampliación de un octavo case-te. El número de módulos instalados por casetees de 44, aunque existe espacio suficiente paraalbergar 48 unidades. Además, se dispone deun tanque de pruebas para los casetes de lasmembranas.

Las membranas UF instaladas son de la marzaZenon, modelo ZW500D, suministradas por Xy-lem. Se trata de membranas de fibra huecaafuera-dentro y de paso inferior a 0,04 micras, loque permite lograr un agua terciaria de gran ca-lidad, con un contenido de sólidos inferior a1mg/l. Este tipo de membrana, debido a su grandurabilidad (> 10 años totalmente contrastada)y a su baja demanda de energía de aireación (al-canzando los 0,26 Nm3/h/m2 a una presión desumergencia de 0,26 bar) consigue alcanzar elmenor coste de explotación propio de un siste-ma MBR.

Su funcionamiento se basa en la filtración delagua del reactor biológico al pasar a través de lasparedes de una membrana, para lo que se creauna pequeña depresión mediante una bombacentrífuga. El agua filtrada es extraída del sistemamediante dicha bomba, mientras el fango y loscompuestos de tamaño superior al poro de lamembrana quedan retenidos y son extraídospara su tratamiento o retornan al reactor biológi-co. Estas bombas heliocentrífugas (una por cadatren más una de reserva) tienen un caudal uni-tario de 519 m3/h a 10,5 mca y están equipa-das con variadores de frecuencia. Su suministrocorrió a cargo de Sterling Fluid Systems. Para sucebado se dispone de 6 eyectores.

La extracción y bombeo de fangos en exceso seefectúa por medio de 2 (1+1R) bombas centrí-fugas horizontales de 90 m3/h a 7 mca, equipa-das con variador de frecuencia.

Los flotantes son conducidos a un pozo debombeo constituido por 2 (1+1R) bombas detornillo horizontales de 15 m3/h a 20 mca

cada una, y en el que se ha instalado un agi-tador sumergible.

Es importante señalar que la recirculación insta-lada es del orden del 300% sobre el caudalpunta, ya que es fundamental disponer de unaamplia recirculación que asegure una concentra-ción de sólidos no superior a 12 g/l en los tan-ques de membranas.

Las concentraciones de fango son superiores alas de un tratamiento convencional de fangosactivados, lo que permite reducir de forma im-portante el tamaño de los reactores, y la cali-dad del agua tratada no depende de la decan-tabilidad del fango. Sin embargo, los costes deimplantación y explotación son elevados, siem-pre que no sea necesario reutilizar el agua re-sultante.

Retrolavado y limpieza de lasmembranas

Para lograr el correcto funcionamiento de estetratamiento es necesario realizar periódicamen-te un retrolavado de las membranas. Éste serealiza con agua filtrada a contracorriente, quellega desde el depósito de agua permeada pormedio de 2 (1+1R) bombas centrífugas mode-lo ZLND 200250 AB de Sterling Fluid Systems,de 519 m3/h a 10,5 mca. También se realizauna limpieza continua con aire impulsado por7 soplantes de émbolos rotativos Aerzen de2.923 Nm3/h a 3,8 mca.

Además, en función del grado de ensuciamien-to, también se realizan limpiezas químicas enprofundidad de las membranas mediante unasolución de limpieza a base de hipoclorito só-dico y ácido cítrico. Los equipos instalados in-cluyen:

Invent submersible agitators (8 agitators for eachof the 2 anoxic zones) are installed in the anoxiczones to prevent MLSS sedimentation.

UF Membranes

From the reactor, the water is elevated by 4(3+1standby) horizontal centrifugal pumps of2,500 m3/h at 4.9 wcm to a channel that feeds6 membrane trains. Each membrane train isfitted with 7 cassettes and space has beenallocated for an extension to include an eighthcassette. 44 modules are installed per cassettebut there is sufficient space to house 48. Thereis also a testing tank for the membrane cassettes.

The UF membranes installed at this plant areZenon, model ZW 500D, supplied by Xylem.These out-to-in hollow fibre membranes have a passage size of less than 0.04 microns, whichenables tertiary water of excellent quality to be obtained, with a solids content of less than 1mg/l.

Sludge extraction and excess sludge pumping iscarried out by means of 2 (1+1standby)




• Ácido cítrico: 1 cuba de preparación de la solu-ción de ácido cítrico, de 3 m3 de volumen,construida en PRFV y equipada con un electro-agitador vertical. 2 (1+1R) bombas dosificado-ras de 1.590 l/h a 7 bar, dotadas de variadorde frecuencia.

• Hipoclorito sódico: 1 depósito de hipocloritosódico de PRFV, de 5 m3. 2 (1+1R) bombasdosificadoras de 1,4 m3/h a 7 bar, equipadascon variadores de frecuencia.

Los citados depósitos de preparación y almace-namiento de estos reactivos fueron suministra-dos por Plavisa, mientras que las bombas dosifi-cadoras son de la marca Milton Roy, suministra-das por SDM.

Desfosfatación química

La eliminación del fósforo en la línea 1 (MBR)se efectúa por precipitación química mediante ladosificación de sulfato de alúmina a la salida delreactor biológico. Para el almacenamiento deeste reactivo se dispone de 2 depósitos de 25m3 cada uno construidos en PRFV por Plavisa, y

para su dosificación se emplean 3 (2+1R) bom-bas dosificadoras de 10,4 a 104 l/h, dotadas devariador de frecuencia.

Desinfección

El agua ya tratada en las membranas es succio-nada mediante bombeo y conducida a un depó-sito de agua permeada de 20 m3 (depósito deretrolavado) que cuenta con un vertedero, deforma que el agua del depósito que no sea uti-lizada en el retrolavado y en las operaciones delimpieza de las membranas, rebose por el citadovertedero, y por gravedad es conducida a lasnuevas instalaciones de desinfección a través deuna conducción de PE.

Esta instalación de desinfección consiste en unsistema de radiación ultravioleta instalado en 3canales abiertos, completado por una clora-ción.

El sistema de desinfección mediante rayos UVcorresponde al modelo UV3000Plus™ de TrojanTechnologies. Cada una de las 3 líneas constade una bancada de acero inoxidable con 6 mó-dulos UV y 8 lámparas por módulo. La poten-cia total del sistema es de 49,2 kVA. El equipoestá dotado de un sistema de limpieza auto-mática de las lámparas, accionado por un siste-ma hidráulico (HSC), que emplea el gel de lim-pieza ActicleanTM de Trojan.

Tras la desinfección UV se procede a la dosifi-cación de hipoclorito sódico del agua permea-da, en una cámara de contacto de 763 m3, conun tiempo de retención de 34,34 minutos acaudal medio y de 22,89 minutos a caudalpunta. Esta cámara de contacto tiene forma delaberinto en 2x3 pasos de 1,2 m de ancho, demanera que su relación longitud/anchura essuperior a 20, consiguiendo, de esta forma,que la cloración se desarrolle de forma correc-ta. También se han instalado 2 agitadores su-mergibles que permiten la mezcla del reactivocon el agua permeada.

El hipoclorito sódico se almacena en 2 depósi-tos de 15 m3 suministrados por Plavisa, y se adi-ciona mediante 3 (2+1R) bombas dosificadorasde 5 a 50 l/h.

Depósito de agua tratada

Tras la desinfección, el agua regenerada seconduce por gravedad hasta un nuevo depósi-to de alrededor de 3.150 m3 de volumen, pre-vio al bombeo a la cabecera de las corredorasdel delta del Llobregat, con el fin de mantenerel nivel freático para uso agrícola y frenar elproceso de salinización de los terrenos próxi-mos a la costa.

Este agua cumple con los límites de calidad de-finidos en el Real Decreto 1920/2007 paraeste uso, con un volumen a reutilizar entre 3 y5 hm3 al año.

horizontal centrifugal pumps of 90 m3/h at 7wcm. These pumps are fitted with frequencyvariators.

The floating particles are sent to a pumpingwell with 2 (1+1R) horizontal screw pumps of15 m3/h at 20 wcm. The well is fitted with asubmersible agitator.

Membrane backwashing and cleaning

To ensure the proper functioning of thistreatment it is necessary to carry out periodicbackwashing of the membranes. This iscarried out using air supplied by 7 Aerzenrotary piston blowers of 2,923 Nm3/h at 3.8wcm and filtered water for backwashing. Thiswater is sent to the membranes from thepermeate water tank by 2 (1+1standby)horizontal centrifugal pumps of 519 m3/h at10.5 wcm.

Moreover, depending on the degree of fouling,thorough chemical cleaning of the membranesis carried out by means of a sodiumhypochlorite and citric acid based solution.

Chemical dephosphatation

Phosphorous removal in line 1 (MBR) is carriedout by chemical precipitation through thedosing of alumina sulphate at the outlet of thebioreactor. 2 GFRP tanks of 25 m3 each,supplied by Plavisa, are used for the storage ofthis reagent. Dosing is carried out by 3(2+1standby) dosing pumps of 10.4 to 104l/h, fitted with frequency variators.

Disinfection

After treatment in the membranes, the water issuctioned by pumps and sent to a permeatewater tank of 20 m3 (backwash tank). From this




Línea 2. Tratamiento biológico consistema IFAS

Inicialmente en los reactores biológicos sola-mente se eliminaba materia orgánica. Con laremodelación realizada, se han adaptado auna configuración anóxica-aerobia-anóxica-ae-robia, que permite eliminar nitrógeno. En la lí-nea 2 de dicha remodelación se ha incorpora-do a los reactores existentes un sistema de tra-tamiento con soportes móviles (IFAS),correspondiente a la tecnología Hybas deAnoxKaldnes (empresa perteneciente a VeoliaWater Solutions & Technologies).

El proceso Hybas combina, en cualquier partedel reactor, procesos de biomasa en suspensióny procesos de biomasa adherida en soporte mó-vil. Con esta combinación se pretende crear unabiopelícula en el soporte, formada básicamentepor bacterias nitrificantes, y realizar la elimina-ción de la materia orgánica por medio de la bio-masa en suspensión, ya sea tanto en condicio-nes óxicas como anóxicas.

Al producirse la nitrificación en la biopelícula, esposible trabajar con edades de fangos en sus-pensión menores que las de los fangos activa-dos convencionales, lo que se traduce en obte-ner mayores garantías en la calidad del agua tra-tada, sobre todo en lo relativo a la nitrificación abajas temperaturas, y en obtener fangos conbuenas características de sedimentación.

La introducción de estos soportes móviles dematerial plástico en la zona óxica representauna nueva superficie específica para el creci-miento de la biomasa y permite obtener mayo-res rendimientos. Esto permite reducir el tama-ño del reactor. Los soportes están continua-mente en movimiento como consecuencia dela aireación del tanque.

Configuración del reactor

Para el dimensionado del proceso Hybas se em-pleó un procedimiento de diseño desarrollado

por AnoxKaldnes, contrastado con simulacionesmediante el uso de una herramienta informáti-ca, desarrollada por AnoxKaldnes y CEIT, quecombina los modelos de fangos activos ASM dela IWA y el modelo biopelícula con coloide, en laplataforma de simulación WEST.

Al igual que en la línea 1, este reactor biológicotambién tiene un volumen total de 12.000 m3,y está dividido en dos líneas de 6.000 m3 cadauna.

Como ya se ha comentado, las cámaras decada línea se disponen de la siguiente mane-ra: anóxica-aerobia-anóxica-aerobia. La primerazona anóxica tiene un volumen de 2.071 m3 yla segunda de 861 m3. La primera zona aero-bia está dividida en tres reactores híbridos conrelleno plástico (el primero de 929 m3 y losotros dos con 907 m3 de volumen), mientrasque la segunda zona aerobia de 325 m3 no

point, it is sent by gravity to the newdisinfection facilities through a PE pipe.

This disinfection facility comprises an ultravioletradiation system installed in 3 open channelsand completed by chlorination.

The UV disinfection system corresponds to theTrojan Technologies model UV 3000Plus™.Each of the 3 lines comprises a stainless steelbench with 6 UV modules. Each module has 8lamps for a total of 48 lamps per line.

Treated water tank

Subsequent to disinfection, the treated water issent by gravity to a new tank of approximately3,150 m3 in volume. From this tank, it ispumped to the head of the agriculturalirrigation corridors of the Llobregat delta.

The water complies with the quality parameters setout in Royal Decree 1920/2007 for this use, witha reuse volume of between 3 and 5 hm3 per year.

Line 2. Biological treatment withIFAS system

Previously, the bioreactors only removed organicmatter. Subsequent to the upgrading carried out,they have been adapted to an anoxic-aerobic-anoxic-aerobic configuration that enables nitrogenremoval. In line 2 of the remodelled plant, anIFAS system based on Hybas technology fromAnoxKaldnes (company belonging to Veolia WaterSolutions & Technologies) has been added to theexisting reactors.

In any part of the reactor, the Hybas processcombines suspended biomass processes withprocesses of adhered biomass on a floating




lleva soporte plástico. Por tanto, el 49% delvolumen disponible se destina a zonas anóxi-cas, mientras que el 51% restante correspon-de a zonas aerobias.

Atendiendo a esta configuración, todos los re-actores anóxicos y aerobios cuentan con bio-masa en suspensión, y sólo los reactores aero-bios híbridos llevan relleno plástico tipo K3 deAnoxKaldnes con una superficie específica de500 m2/m3. En total, la superficie de biopelícu-la adoptada es de 906.000 m2.

Según esta configuración, la desnitrificación tie-ne lugar en los reactores anóxicos sin rellenoplástico. La materia orgánica no eliminada en elprimer reactor anóxico es degradada por la bio-masa en suspensión de los reactores aerobios.La nitrificación tiene lugar en los reactores aero-bios híbridos, tanto en suspensión como en labiopelícula adherida al soporte plástico K3. Lasalida del agua de cada uno de estos reactoreshíbridos se realiza por medio de colectores hori-zontales circulares de chapa perforada en aceroinoxidable, que impiden el paso del soporteplástico. A continuación, en los segundos reacto-res anóxicos tiene lugar una desnitrificación ter-ciaria mediante la cual se eliminan los nitratosformados en los reactores híbridos. Finalmente,se dispone de una cámara aerobia sin relleno,donde se eliminan las burbujas de nitrógeno for-madas en la zona anóxica anterior y se reduce elamonio residual, antes de entrar en los decanta-dores secundarios.

Los reactores anóxicos están dotados de agita-dores hiperboloides verticales para mantener labiomasa en suspensión: 6 en la primera zonaanóxica y 2 en la segunda, todos ellos de 1,5 kWde potencia motor y también de la marca Invent.Por su especial geometría y ubicación cerca delsuelo, estos equipos evitan la sedimentación desólidos en el tanque, favorecen la mezcla com-pleta en el mismo y presentan mínimas pérdi-das de energía.

La recirculación interna proviene del último re-actor híbrido, desde donde se aportan los ni-tratos necesarios para la desnitrificación. 6bombas centrífugas horizontales de 667 m3/ha 3,5 mca y equipadas con variador de fre-cuencia, son las encargadas de la recirculacióninterna.

Hasta el primer reactor anóxico llega tambiénla recirculación externa de fangos desde losdecantadores secundarios, para lo que se hanaprovechado los equipos existentes.

El tiempo de residencia total en los reactoresbiológicos es de 9 horas.

Sistema de aireación

La aportación del aire necesario en el reactorbiológico se realiza mediante 3 (2+1R) turbo-compresores, que se han instalado en sustitu-ción del sistema de aireación con turbinas queexistía anteriormente.

Los turbocompresores, suministrados al igualque los de la línea 1 (MBR) por Pasch, tambiénestán dotados de cabina de insonorización ytienen un caudal unitario de 18.424 Nm3/h a490 mbar de presión diferencial.

Este aire se distribuye en las zonas aerobias através de parrillas de aireación que cubren todala superficie del fondo de los reactores y quefueron diseñadas según especificaciones técni-cas de AnoxKaldnes.

Desfosfatación química

La eliminación del fósforo en la línea 2 (IFAS) selleva a cabo de la misma manera que en la línea1 (MBR). Por lo tanto, los equipos empleadosson idénticos: 2 depósitos de PRFV de 25 m3

cada uno para el sulfato de alúmina y 3 (2+1R)bombas dosificadoras.

carrier. This hybrid process seeks to create abiofilm, basically made up of nitrifying bacteria,on the carriers and carry out the removal of theorganic matter by means of the suspendedbiomass, be it in oxic or anoxic conditions.

Reactor configuration

Like the reactor in line 1, this reactor also has atotal volume of 12,000 m3 and is divided into2 lines of 6,000 m3.

As mentioned above, the chambers of each lineare arranged in the following way: anoxic-aerobic-anoxic-aerobic. The first anoxic zone has a volumeof 2,071 m3 and the second has a volume of861 m3. The first aerobic zone is divided intothree hybrid reactors with plastic carriers (the firstreactor has a volume of 929 m3 and the othertwo have volumes of 907 m3). The secondaerobic zone of 325 m3 does not have plasticmedia. Therefore, 49% of the total availablevolume is devoted to anoxic zones, while theremaining 51% corresponds to aerobic zones.

All the anoxic and aerobic reactors havesuspended biomass, while only the aerobichybrid reactors have AnoxKaldnes K3 plasticmedia with a specific surface area of 500 m2/m3.

In accordance with this configuration,denitrification takes place in the anoxic reactorswithout plastic media. The organic matter notremoved in the first anoxic reactor is degraded bythe suspended biomass in the aerobic reactors.Nitrification takes place in the aerobic hybridreactors, both in suspension and in the biofilmattached to the K3 plastic carrier. After this, in thesecond anoxic reactors, a tertiary denitrificationtakes place, through which the nitrates that formin the hybrid reactors are removed. Finally, thereis an aerobic chamber without plastic media,where the nitrogen bubbles that form in theprevious anoxic zone are removed and the



Tabla 1. Volúmenes de los reactores en la línea 2 (IFAS) / Table 1. Line 2 (IFAS) reactor volumes

Volumen por línea / Volumen total / Tiempo de

Volume per line (m3) Total volume (m3) residencia (horas) / Retention time (hours)

Anóxico D1 / Anoxic D1

2.071 / 2,071 4.142 / 4,142 3,11 / 3.11

Aerobio Híbrido 1 / 929 1.858 / 1,8581,39 / 1.39

Hybrid Aerobic 1 (317 m3 K3) (634 m3 K3)

Aerobio Híbrido 2 / 907 1.814 / 1,814Hybrid Aerobic 2 (296 m3 K3) (592 m3 K3)

1,36 / 1.36

Aerobio Híbrido 3 / 907 1.814 / 1,814Hybrid Aerobic 3 (293 m3 K3) (586 m3 K3)

1,36 / 1.36

Anóxico D2 / Anoxic D2

861 1.722 / 1,722 1,29 / 1.29

Aerobio A 325 650 0,5 / 0.5

TOTAL 6.000 / 6,000 12.000 / 12,000 9

Fuente/Source: Pasch


Decantación secundaria

Tras el tratamiento biológico con el sistemaHybas, el agua se conduce hacia los decanta-dores secundarios ya existentes, donde se se-para el fango en suspensión, compuesto por elfango desprendido del soporte plástico y labiomasa en suspensión. Estos fangos decanta-dos se purgan por medio de una bomba parasu posterior tratamiento de estabilización en lalínea de fangos existente.

La producción de fangos biológicos se ha esti-mado en aproximadamente 6.500 kg SST/día.

Tratamiento de fangos

Después del espesado de los fangos, ya sea pro-cedente de la decantación primaria (por grave-dad) o de la ultrafiltración de la línea MBR y dela decantación secundaria de la línea IFAS (cen-trifugación), se someten a una digestión anaero-bia y posteriormente se almacenan y se deshi-dratan por centrifugación mediante decantado-res centrífugos. El principal destino de estos unavez tratados es la agricultura.

Un subproducto de la digestión anaerobia es elbiogás, compuesto en un 65% por gas metano.Éste se utiliza para cogenerar electricidad me-diante un motogenerador, que a su vez se em-plea en el consumo de la planta, y el calor se uti-liza para calentar los digestores, manteniendo latemperatura óptima de trabajo (35 ºC).

Instalaciones auxiliares

Estación automática de control ytomamuestras automáticos

Para el control del proceso de ambas líneas, seha instalado una estación automática de controlde la calidad del agua suministrada por HachLange, con sondas de nitratos, amonio, fósforo yturbidez.

Diversas bombas sumergibles instaladas en lasdos líneas envían los efluentes a controlar a laestación analítica. Los puntos de toma de mues-tras son los siguientes:

• Entrada a tratamiento biológico de líneas MBRe IFAS: Medida de amonio sobre analizador de2 canales con filtración previa de ambas mues-tras por membranas.

- 1 ud Amtax sc, analizador de amonio, rang1,0-100 mg/l NH4-N, 2 canales.

- 2 ud Filtrax, unidad de filtración y transportede muestra, longitud 2 m.

• Recirculación interna de líneas MBR e IFAS:Medida de nitratos sobre analizadores dedica-dos sin acondicionamiento de muestra.

- 2 ud Nitratax Plus SC, analizador de nitratos,rango 0,2-50 mg/l NOx-N.

• Salida de reactor biológico de líneas MBR eIFAS: Medida de fosfatos sobre analizador de 2canales con filtración previa de ambas mues-tras por membranas.

- 1 ud Phosphax SC, analizador de fosfato,rango 0,05-15 mg/l PO4-P, 2 canalesmuestra continua.


• Salida de decantadores de línea IFAS: Medidade turbidez y nitratos sin filtración previa. Acon-dicionamiento con membranas para la medidade amonio y fosfatos, que se realiza sobre ana-lizadores de 2 canales. Los fosfatos son com-partidos con la línea de efluente MBR.

- 2 ud Amtax sc MR1, analizador de amoniorango 0,05-20 mg/l NH4-N, 2 canalesmuestra continua.

- 2 ud Nitratax Plus SC, analizador de nitratos,rango 0,2-50 mg/l NOx-N.

• Permeado de MBR: Medida de turbidez, amo-nio, fosfatos y nitratos sin filtración previa. Lamedida de amonio y fosfatos se realiza sobreanalizadores de 2 canales. Los fosfatos com-partidos con el efluente de IFAS.

residual ammonium is reduced before the waterenters the secondary settlers.

The anoxic reactors are fitted with vertical hyperboloidagitators to keep the biomass in suspension.

Internal recirculation comes from the final hybridreactor, from which the nitrates needed fordenitrification are supplied. The external recirculation ofsludge from the secondary settlers also reaches the firstanoxic reactor and the previously existing equipment isused for this purpose.

Aeration system

The air required in the bioreactor is supplied by 3(2+1R) turbo-compressors Siemens of 18,424Nm3/h at a differential pressure of 490 mbar, whichwere installed to replace the previous turbineaeration system.

This air is distributed throughout the aerobic zonesthrough aeration grilles that cover the entire area ofthe reactor floors

Chemical dephosphatation

The removal of phosphorous in line 2 (IFAS) is carriedout in exactly the same way as in line 1 (MBR).

Secondary settling

After biological treatment with the Hybas system, thewater is sent to the previously existing secondarysettlers, where the suspended sludge, composed of thesludge taken from the plastic carrier, and thesuspended biomass are separated. This settled sludgeis send to the previously existing sludge line.

Sludge treatment

Subsequent to the thickening of the sludge fromprimary settling by gravity or from the MBR system,






Pretratamiento, tratamiento primario y tratamiento secundario / Pretreatment, primary treatment & secondary treatment

Tratamiento terciario / Tertiary treatment

Tratamiento de fangos / Sludge treatment

Edificio de control y auxiliares / Control and ancillary equipment building

Elementos fuera de servicio / Out of service elements

1. Elevación / Lifting

2. Línea MBR. Desbaste, desarenado / MBR Line. Filtering, degritting

3. Línea MBR. Decantación primaria / MBR Line. Primary settling

4. Línea MBR. Tamizado / MBR Line. Screening

5. Línea MBR. Reactores biológicos / MBR Line. Bioreactors

6. Línea MBR. Tanques membranas: ultrafiltración / MBR Line. membrane tanks: ultrafiltration

7. Línea MBR. Edificio equipamiento membranas y aeración / MBR Line. Membrane & aeration equipment building

8. Línea MBR. Desinfección: ultravioleta y cloro / MBR Line. Disinfection: ultraviolet & chlorine

9. Línea MBR. Depósito y bombeo de agua regenerada / MBR Line. Reclaimed water tank and pumping station

10. Línea IFAS. Desbaste, desarenado / IFAS Line. Filtering, degritting

11. Línea IFAS. Decantación primaria / IFAS Line. Primary settling

12. Línea IFAS. Reactores biológicos y aeración / IFAS Line. Bioreactors & aeration

13. Línea IFAS. Decantación secundaria / IFAS Line. Secondary settling

14. Bombeo emisario submarino / Subsea outfall pumping station

15. Espesamiento fangos primarios: gravedad / Primary sludge thickening: gravity

16. Digestión anaerobia y almacenamiento de biogás / Anaerobic digestion and biogas storage

17. Cogeneración / Cogeneration

18. Almacenamiento de fangos mixtos / Mixed sludge storage

19. Espesamiento de fangos biológicos y deshidratación: centrífugas / Biological sludge thickening and dewatering: centrifuges

20. Edificio de control y personal / Control and personnel building

21. Taller / Workshop

22. Estación transformadora y grupo electrógeno / Transformer station & genset

23. Laboratorio / Laboratory



- 1 ud Phosphax SC, analizador de fosfato,rango 0,05-15 mg/l PO4-P, 2 canalesmuestra continua.


- 2 ud Sensor de turbidez de bajo rango Hach1720E sc.

El conjunto de analizadores se conecta a loscontroladores SC1000 suministrados por HachLange (2 ud), con conexión Profibus DP hacia elPLC de planta. Además, esta empresa tambiénrealizó la instalación hidráulica y eléctrica del sis-tema, así como la puesta en marcha de los equi-pos suministrados.

Aire y agua de servicios

La red de aire se servicios está constituida por: 2(1+1R) grupos compresores CompAir de 2.000lpm a 8 bar, 2 (1+1R) depósitos acumuladoresde 300 l y un secador frigorífico F26C.

Por su parte, la instalación de agua de serviciosse compone de: un grupo de presión Ebaraconstituido por 3 (2+1R) bombas principalescentrífugas horizontales de 50 m3/h a 5 bar y2 bombas jockey centrífugas horizontales de12,5 m3/h a 6,5 bar; 2 calderines hidroneu-máticos de 1.000 l, presión 10 bar, en acero alcarbono; un grupo de presión constituido por3 (2+1R) bombas principales centrífugas hori-zontales de 30 m3/h a 85 bar, para servicio delimpieza de tamices; y un calderín hidroneu-mático de 500 l, presión 10 bar, en acero alcarbono.

La empresa Metco de Metalúrgica Comercial,S.L. fue responsable del suministro y montaje delas barandillas de aluminio de la planta, ademásde la fabricación y montaje de toda la cerrajeríay trámex en PRFV.

Instalación eléctrica

La ampliación de las instalaciones de la EDAR deGavà-Viladecans, con previsión a futuro, requierede una potencia máxima de 2.100 kW. Esto su-puso reubicar el centro de seccionamiento decompañía a un nuevo edificio prefabricado con

acceso desde la vía pública e incorporar unanueva estación transformadora.

Grupo de emergencia

Se ha instalado un nuevo grupo electrógeno de1.000 kVA de la casa Electra Molins, que sesuma a los dos grupos existentes. Dicho grupofunciona como generador de emergencia anteun eventual fallo del suministro de energía eléc-trica alimentando, junto con los dos grupos exis-tentes de la planta, entre otras instalaciones lassiguientes: instalación de control, un turbocom-presor de cada línea y los bombeos asociados alas membranas.

Sistema de supervisión y control

Con objeto de permitir el control sobre el fun-cionamiento de los nuevos equipos en la am-pliación de la depuradora, así como verificar elestado de procesos y operaciones unitarias, seha dotado al sistema de 6 autómatas progra-mables distribuidos por las diferentes zonasde la planta y diferentes redes DNet/Enet deRTU’s con el Interface de E/S segregado paracada PLC (terminales remotas o estaciones lo-cales remotas).

Una de las razones fundamentales por la quela arquitectura típica de la planta se planteamediante un PLC por zona y unidades remo-tas asociadas, es la necesidad de reducir lasdistancias de los cables de control al tiempoque se logran desarrollos de ingeniería mássencillos.

En base a este criterio se ha optado por la insta-lación de un PLC en cada zona de la estación aampliar y por la segregación del Interface delPLC de las áreas mediante unidades remotas,con la consiguiente ventaja en la realización delcableado de control.

Las CPU’s empleadas para el control y gestiónde la planta son de altas prestaciones. LasCPU’s pueden albergar toda la programaciónde la planta y posibilitar futuras ampliaciones.Esta configuración confiere una gran disponibi-lidad y seguridad al sistema de control y super-visión de la planta.

Todos los nuevos PLC’s se comunican con lossistemas ya existentes mediante la red de fibraóptica. Dicha red ha sido ampliada para dar ser-vicio a los nuevos edificios y estructuras inclui-dos en la ampliación.

El núcleo del sistema de control está basado enuna aplicación SCADA (Supervisory Control andData Adquisition) implementada en el puestode control de la planta.

Las fotos de este reportaje son cortesía de EMSSA-AMB.

and from the secondary settler of the IFAS line(centrifugation), it undergoes anaerobicdigestion. Then it is stored and dewatered bycentrifugation by means of centrifugal sludgesettlers. The treated sludge is mainly used inagriculture.

Automatic control station andautomatic samplers

To control the process of both lines, anautomatic quality control station is installed.This station was supplied by Hach Lange andfeatures nitrate, ammonium, phosphorous andturbidity sensors.

Electrical facility

The extension to the facilities at the Gavà-Viladecans WWTP will require an estimatedfuture maximum power capacity of 2,100 kW.This made it necessary to relocate thecompany distribution centre to a newprefabricated building with an entrance fromthe public thoroughfare.

A new 1,000 kVA genset supplied by ElectraMolins has been installed to add to the twopreviously existing gensets.

Monitoring and control system

To enable control over the functioning of thenew equipment installed as part of the plantextension and to check the state of processesand unitary operations, the system of 6 PLCs(Programmable Logic Controller) distributedaround different areas of the plant and thedifferent RTU (Remote Terminal Unit)DNet/Enet networks have been fitted with asegregated I/O interface for each PLC.

All the new PLCs communicate with thepreviously existing systems through the fibreoptic network. This network has been extendedto serve the new buildings and structuresforming part of the plant extension.

The heart of the control system is based on aSCADA (Supervisory Control and DataAdquisition) application located in the plantcontrol centre.

Photos courtesy of EMSSA-AMB.




Infoenviro, Abril 2012

Documents

Transcript of Infoenviro, Abril 2012