Herramientas para la optimización en la eficiencia de explotación de una edar urbana: aplicación de técnicas quimiométricas a datos de depuración e hidrociclonado para la limpieza de digestores anaerobios =Tools for Optimization in the Efficiency of Explo

摘要

En esta Tesis Doctoral se aplican analisis de componentes principales (ACP) y agrupamientos jerarquicos (HCA) como herramientas estadisticas al conjunto de datos en un periodo de tres anos de una planta de tratamiento de aguas residuales (EDAR) urbana ubicada en Cartagena (sureste Espana), una zona con caracteristicas especiales relacionadas con la composicion geoquimica del agua y un importante uso de fertilizantes. Se extrajeron cuatro factores principales en asociacion con los nutrientes, el componente ionico, la carga organica y la eficacia de todo el proceso. El HCA permitio distinguir entre afluente y los parametros de efluente, aunque un examen mas profundo dio lugar a un dendrograma con agrupaciones similares a los obtenidos para el ACP. Por otro lado, la optimizacion en la eficiencia de explotacion de una EDAR urbana precisa una correcta gestion de sus fangos, como la de dar el maximo tiempo de uso a sus digestores anaerobios. Se ha empleado la tecnica de hidrociclonado (planta piloto), recuperando la capacidad util del digestor tras anos de funcionamiento en continuo y como alternativa a su vaciado para la limpieza. La fraccion gruesa recuperada previo al uso del hidrociclon contenia aun materia potencialmente biodegradable, que podria ser utilizada como enmienda del suelo, con bajas concentraciones de metales pesados. El sistema mostro capacidad de separacion en funcion del tiempo para todos los tipos de solidos, con factores de concentracion mas altos para los solidos fijos que para los totales o los volatiles, siendo siempre mas altos en las estaciones mas calidas. El analisis por difraccion de rayos X mostro la presencia de cuarzo en los finos, que indicaba su posible uso como material de construccion o en ceramica. Ademas, se observo que la formacion de estruvita aumentaba con el fosforo y magnesio en las distintas fracciones, asi como una concentracion en los niveles de cromo en todo el proceso respecto al influente al hidrociclon, siempre debajo de los valores admitidos por la UE. El proceso implicaria un coste adicional de unos 6000€ en 10 anos, cuantia baja considerando que el sistema evita algunas desventajas operativas y riesgos de otros metodos de limpieza clasicos.