1. Contexto de la instalación
La estación de bombeo de aguas residuales (WPS) de un sitio de prueba en North Hampshire se ve afectada regularmente por infiltraciones de agua subterránea, un problema especialmente agudo durante los períodos de lluvias intensas y los eventos tormentosos. Esta situación conlleva un riesgo significativo de inundaciones para los pueblos situados aguas abajo. Una de las principales estrategias adoptadas para mitigar estos riesgos, relacionados con las infiltraciones de agua subterránea y los aliviaderos del sistema de alcantarillado combinado (CSO), es el sobrebombeo, que implica el vertido de las aguas sobrantes en el curso de agua local cuando la estación de bombeo no puede gestionar los elevados volúmenes de flujo.
Durante un evento de sobrebombeo, es fundamental minimizar el riesgo de contaminación del curso de agua. Inicialmente, en el sitio de prueba, los flujos sobrantes se sometían a un proceso de desbaste y luego a un tratamiento con luz UV antes de ser vertidos en el arroyo. Sin embargo, el vertido solo se permitía cuando los niveles de agua del acuífero alcanzaban un nivel predeterminado, una condición que a menudo no se cumplía. En consecuencia, era necesario recurrir al uso de camiones cisterna las 24 horas del día para la gestión de las aguas, en lugar de poder verterlas directamente en el arroyo.
La empresa de aguas, gestora del servicio, aspiraba a mejorar la calidad del vertido mediante la eliminación de los sólidos en suspensión y las concentraciones asociadas de DBO (Demanda Biológica de Oxígeno) y NH3 (Amoníaco) del efluente, antes de su liberación en el curso de agua. Además, una ventaja estratégica de la implementación de un filtro de tela sería la mejora de la transmisividad del efluente, esencial para permitir que el tratamiento UV lograra una mayor eliminación de bacterias y una eficiencia superior en la reducción de coliformes. El tipo de efluente en cuestión, debido a la infiltración de aguas subterráneas que causan el desbordamiento del sistema de alcantarillado combinado, es típicamente muy diluido, un contexto en el que los filtros de tela MITA no se habían empleado comúnmente con anterioridad. Por lo tanto, el propósito principal de esta prueba específica era evaluar el rendimiento del filtro de tela en este tipo particular de efluente, con el objetivo de probar diferentes tipos de tejido filtrante y analizar los resultados bajo diversas condiciones de carga hidráulica y de sólidos.
2. Solución propuesta
ATAC Solutions respondió a las necesidades de la empresa de aguas proponiendo la instalación de un filtro de tela MITA PECV 4/20, un modelo de eje vertical para la optimización del espacio y la eficiencia. La solución preveía la colocación del filtro entre las fases existentes de desbaste y tratamiento UV, con el objetivo de interceptar y tratar el efluente después del desbaste y antes de la desinfección.
La fase inicial del proyecto consistió en que ATAC Solutions realizara una inspección detallada del sitio para evaluar la viabilidad de la instalación y recopilar toda la información necesaria. Durante esta visita, se midieron los niveles del terreno para asegurar que el sistema hidráulico pudiera operar de manera eficaz. El filtro MITA 4/20 se instaló sobre traviesas de ferrocarril, colocadas sobre una base nivelada de tipo 1, adyacente al cuadro eléctrico principal (MCC) de la estación. Esta disposición permitió elevar el filtro 200 mm, garantizando que el agua filtrada pudiera descargarse por gravedad directamente en el equipo UV, eliminando la necesidad de bombas adicionales que habrían requerido diésel o energía eléctrica.
La entrada del filtro MITA se conectó directamente a las bombas de descarga del equipo de desbaste existente mediante una manguera flexible Bauer. Esta elección de diseño simplificó el proceso de instalación y contribuyó a la eficiencia operativa. Para la descarga, la salida del filtro MITA se conectó a una tubería de PVC soportada por soportes adecuados, permitiendo un flujo libre por gravedad hacia la unidad UV. También se implementó una medida de seguridad fundamental: la tubería de rebose del filtro de tela se unió a la tubería de salida hacia el equipo UV, creando un sistema de seguridad (failsafe) para el filtro. El contralavado del filtro, un proceso esencial para su limpieza y eficiencia a largo plazo, se gestionó mediante una tubería flexible Bauer que descargaba las aguas de contralavado directamente en el pozo de bombeo (wet well) de la estación.
Esta configuración temporal fue cuidadosamente diseñada para un período de prueba, con la intención de evaluar específicamente el rendimiento del filtro de tela MITA en un efluente atípico, caracterizado por su alta dilución debido a las infiltraciones de aguas subterráneas. El objetivo no era solo verificar la eficacia inmediata, sino también recopilar datos valiosos para posibles futuras instalaciones y para la optimización del sistema en condiciones operativas variables.
3. Resultados y factores clave de éxito
El proceso de muestreo en el sitio de prueba se llevó a cabo durante 7 días, entre junio y julio, con pruebas de varios parámetros tanto antes como después del tratamiento. Los resultados demostraron una notable eficacia del filtro de tela MITA PECV 4/20 en la mejora de la calidad del efluente.
El parámetro clave de evaluación, los sólidos en suspensión totales (SST), mostró una mejora significativa. Con una concentración media de entrada de 43,6 mg/l, el filtro redujo los SST a un valor medio de 9,6 mg/l a la salida, alcanzando un porcentaje de eliminación medio del 76,6%. Es importante destacar que los niveles de eliminación nunca cayeron por debajo del 70% durante todo el período de prueba, lo que demuestra la fiabilidad del filtro incluso en condiciones de alta carga. En una ocasión, cuando la concentración de entrada superó los 100 mg/l, el filtro eliminó igualmente el 79,5% de los sólidos.
La alta eficiencia en la eliminación de SST tuvo un efecto cascada positivo también en los niveles de DBO (Demanda Biológica de Oxígeno) y DQO (Demanda Química de Oxígeno) en el efluente. Antes del tratamiento, los valores medios de DBO y DQO eran de 32,1 mg/l y 80 mg/l, respectivamente. Después del tratamiento con el filtro de tela, estos valores se redujeron a una media de 15,4 mg/l para la DBO y 30,6 mg/l para la DQO. Esto representa una reducción superior al 50% para ambos parámetros.
Otro éxito crucial de la prueba fue la mejora del rendimiento del tratamiento UV aguas abajo. La fase de tratamiento UV demostró una reducción de las especies de E. Coli y Enterococos de aproximadamente el 99,99% (equivalente a una reducción de aproximadamente 3 log), gracias también a la mayor transmisividad del efluente post-filtración. Como se esperaba, no se observaron reducciones significativas de Amoníaco, Nitrato, Nitrito o Fosfato durante el período de prueba, ya que no se preveían fases de tratamiento específicas para estos parámetros.
En resumen, los resultados de la prueba demostraron claramente que el filtro de tela MITA es una solución altamente eficaz para reducir significativamente los sólidos en suspensión y las concentraciones asociadas de DBO y DQO en las aguas residuales de aliviaderos combinados. Este sistema ha demostrado ser un método probado para el tratamiento de vertidos de tormentas o de aguas subterráneas procedentes de estaciones de bombeo sobrecargadas, reduciendo el impacto ambiental en los cursos de agua locales. Aunque la duración de la prueba fue limitada y se realizó en condiciones de tiempo seco (junio y julio), el éxito obtenido ha reforzado la confianza en la capacidad de estos filtros para ser instalados en otros sitios con problemáticas similares al sitio de prueba. La empresa de aguas participa activamente en la propuesta de utilizar estos sistemas, incluidos los filtros de tela, para futuros tratamientos de aguas subterráneas.
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