Investigación sobre soluciones técnicas para restaurar la capacidad de tratamiento de una estación de tratamiento de aguas residuales de un resort
La estación de tratamiento de aguas residuales es una instalación medioambiental crucial para un complejo turístico y desempeña un papel fundamental en su funcionamiento normal. Debido al alto tráfico de visitantes y a las diversas actividades de servicios en los complejos turísticos, la calidad de las aguas residuales fluctúa significativamente. En particular, las aguas residuales de lavandería suelen presentar una fuerte acidez, lo que afecta gravemente a los procesos de tratamiento biológico posteriores. Esto no sólo aumenta la dificultad del tratamiento de aguas residuales sino que también eleva los riesgos ambientales. Actualmente, la estación de tratamiento de aguas residuales de un complejo se enfrenta al desafío de tratar aproximadamente 400 m³/d de aguas residuales combinadas. Aunque el diseño del proceso es razonable, la capacidad limitada del tanque y las fluctuaciones de calidad/cantidad del afluente que exceden la capacidad de tratamiento dan como resultado un tiempo de retención hidráulica (TRH) particularmente corto en la etapa de tratamiento aeróbico, afectando así la eficiencia general del tratamiento. En consecuencia, cómo mejorar la eficiencia del tratamiento y la calidad de los efluentes de la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo mediante una serie de mejoras técnicas y de gestión sin construir nuevos tanques se ha convertido en un tema urgente para el complejo.
1. Descripción general del proyecto
1.1 Capacidad de Tratamiento
Según los datos técnicos disponibles, combinados con estudios del sitio y comunicaciones, se determina que el flujo combinado de aguas residuales de la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo es de aproximadamente 400 m³/d.
1.2 Tipos de aguas residuales que ingresan a la estación de tratamiento
Actualmente, las aguas residuales que ingresan a la estación de tratamiento del complejo se pueden clasificar según su calidad en tres tipos: aguas residuales de lavado de cocina, aguas residuales de lavado de ropa (ropa de cama) y aguas residuales domésticas diarias.
1.2.1 Aguas residuales de lavado de cocina
Las aguas residuales del lavado de cocinas contienen grasas y tensioactivos aniónicos (alquilbencenosulfonatos lineales, LAS).
1.2.2 Lavandería (ropa blanca) Lavado de aguas residuales
Las aguas residuales del lavado de ropa pueden ser ácidas o alcalinas, o poseer fuertes propiedades oxidantes. Contiene tensioactivos aniónicos/catiónicos y su calidad puede variar significativamente debido a cambios en la dosis de detergente, lo que impacta en gran medida en el tratamiento biológico posterior.
1.2.3 Aguas Residuales Domésticas Diarias
Las características de calidad de las aguas residuales domésticas de las habitaciones de los hoteles son similares a las de las aguas residuales domésticas generales.
1.3 Datos de calidad de las aguas residuales
Para renovar la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo y restablecer su capacidad de tratamiento, antes de la renovación se recolectaron muestras de aguas residuales de lavado de cocinas, aguas residuales de lavado de ropa y aguas residuales domésticas diarias que ingresan a la estación y se enviaron a una empresa de pruebas certificada (acreditada por CMA-) para su análisis. Los resultados de las pruebas para las muestras de agua relevantes se muestran enTabla 1.
1.4 Requisitos del límite de descarga de efluentes
El efluente de la estación de tratamiento de aguas residuales del resort deberá cumplir con los valores de la norma primaria (segundo período) especificados en *"Límites de Descarga de Contaminantes al Agua" (DB 44/26-2001)*. Los indicadores específicos se detallan enTabla 2.
2. Análisis de Operación Actual del Proceso de la Estación de Tratamiento
El proceso de tratamiento actual en la estación de tratamiento de aguas residuales del resort consiste en un tratamiento primario mediante un pozo tamiz + tanque de ecualización, y un tratamiento secundario mediante un proceso Anóxico-Óxico (AO) (sin reciclaje de licor nitrificado). El efluente tratado se descarga después de la desinfección y el lodo excedente se deshidrata usando un filtro prensa de placa-y-marco antes de su eliminación-fuera del sitio, como se muestra enFigura 1. Por lo tanto, el diseño del proceso de la estación de tratamiento es razonable y posee la capacidad de eliminar contaminantes característicos. La presencia de un tanque de ecualización permite regular la calidad y cantidad del afluente, neutralizar el pH y ajustar las propiedades oxidantes fuertes. La etapa de tratamiento biológico está configurada como A-O-O, y mediante el reciclado de lodos, posee cierta capacidad de eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo. Sin embargo, debido a la capacidad limitada del tanque, el funcionamiento de la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo enfrenta numerosos problemas.
2.1 Operación sobrecargada que genera dificultades para cumplir con los estándares de descarga
Debido a que la calidad y cantidad del afluente actual excede la capacidad de la estación de tratamiento, y según los estudios del sitio y las comunicaciones, el TRH total estimado para la etapa de tratamiento biológico + etapa de separación de sólidos es de solo 6 horas. La concentración de DQO del afluente llega a 856 mg/L, lo que indica que la estación está actualmente sobrecargada, lo que dificulta que el efluente cumpla con los estándares de descarga.
2.2 Fluctuaciones en la calidad, cantidad, pH y propiedades oxidantes fuertes del afluente
El afluente a la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo presenta fluctuaciones en calidad (DQO), cantidad (Q), pH y fuertes propiedades oxidantes (NaClO, H₂O₂). Por lo tanto, es necesario implementar regulación de calidad, cantidad, pH y ajuste de propiedades oxidantes fuertes para asegurar el funcionamiento estable de los procesos de tratamiento biológico posteriores.
2.3 Equipos envejecidos que reducen la eficiencia del tratamiento
La estación de tratamiento de aguas residuales del complejo adolece de equipos obsoletos, lo que reduce aún más la eficiencia del tratamiento. Los estudios del sitio revelaron turbulencias violentas en el tanque aeróbico sin burbujas finas visibles, lo que indica una posible ruptura o falla de los difusores de burbujas finas-en el fondo del tanque. Esto provoca una aireación desigual en el tanque, lo que afecta el rendimiento del tratamiento.
2.4 Gestión deficiente que resulta en pérdida de capacidad de tratamiento
Debido a una mala gestión, los estudios del sitio encontraron que la concentración de lodos activados en los tanques de reacción biológica de la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo es gravemente insuficiente y esencialmente ha perdido su capacidad de tratamiento de aguas residuales.
3. Plan Técnico de Restablecimiento del Funcionamiento de la Estación de Tratamiento de Aguas Residuales
3.1 Principios de Diseño del Plan Técnico
El plan no debería implicar agregar nueva capacidad de tanques, aprovechar al máximo las instalaciones y equipos existentes de la estación de tratamiento y tratar de minimizar el período de construcción y los costos de inversión. Implementar la gestión del uso de detergentes para ropa y el pretratamiento segregado de las corrientes de aguas residuales. Reduzca completamente los costos de dosificación de productos químicos previos al tratamiento y al mismo tiempo garantice el funcionamiento seguro y estable de la estación de tratamiento. Adoptar medidas técnicas integrales para mejorar significativamente la eficiencia de la estación de tratamiento, buscando el cumplimiento de los efluentes.
3.2 Medidas Técnicas para Restablecer el Funcionamiento de la Estación de Tratamiento
Se proponen ocho medidas técnicas integrales para restaurar la capacidad de tratamiento de la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo y lograr una descarga de efluentes que cumpla con las normas.
3.2.1 Desenlodamiento integral de tanques
Primero, retire los sedimentos y las impurezas del fondo del tanque. Luego, restablezca completamente el volumen del tanque de reacción. En definitiva, garantizar el correcto funcionamiento de los equipos de aireación en el fondo del tanque.
3.2.2 Conversión del "tanque anóxico" actual en un "tanque aeróbico"
Según los resultados de las pruebas de calidad del agua, la concentración de NH₃-N en las aguas residuales combinadas que ingresan a la estación es de solo 13 mg/L, y DB 44/26-2001 no impone requisitos de eliminación de TN. Por lo tanto, se pueden instalar tuberías de aire en el fondo del actual "tanque anóxico" y se pueden disponer-difusores de burbujas finas, convirtiéndolo en un "tanque aeróbico". Esto aumentará significativamente el HRT de la etapa aeróbica, mejorando efectivamente la capacidad de eliminación de compuestos orgánicos, NH₃-N, tensioactivos aniónicos, etc.
3.2.3 Reemplazo de finos-difusores de burbujas en la parte inferior del "tanque aeróbico" actual
Reemplace los-difusores de burbujas finas y los tubos de aire asociados en la parte inferior del "tanque aeróbico" actual. Disponga los difusores de burbujas finas-más densamente (área de servicio < 1 m² por difusor) para restaurar el estado de aireación de burbujas finas-del "tanque aeróbico", fortaleciendo la capacidad de eliminación de compuestos orgánicos, NH₃-N, tensioactivos aniónicos, etc.
3.2.4 Mejora del efecto de aireación en tanques aeróbicos
Evalúe el estado de funcionamiento y la salida de aire de los sopladores actuales. Si la proporción de aire-a-agua es < 5:1, considere agregar un soplador dedicado a la aireación del "tanque aeróbico" recién convertido, fortaleciendo aún más la capacidad de eliminación de compuestos orgánicos, NH₃-N, tensioactivos aniónicos, etc.
3.2.5 Fortalecimiento del reciclaje de lodos
Evaluar el estado de funcionamiento y el caudal de las bombas de reciclaje de lodos actuales. Si el flujo es insuficiente, reemplace la(s) bomba(s) de reciclaje de lodos para garantizar un retorno efectivo de los lodos sedimentados, mejorar la eficiencia de la separación de sólidos y evitar la pérdida de lodos activados del sistema.
3.2.6 Agregar medidas de pretratamiento correspondientes
Agregar tanques dosificadores (con mezcladores) y bombas dosificadoras para agentes reductores (cloruro ferroso), agentes de ajuste de pH (hidróxido de calcio) y floculantes (cloruro férrico de polialuminio). Esto pretratará corrientes afluentes específicas, reduciendo su impacto en el sistema biológico y garantizando el funcionamiento seguro y estable de la estación de tratamiento.
3.2.7 Mejora de las medidas de gestión operativa de la estación de tratamiento
Adquiera instrumentos de monitoreo esenciales para la gestión de operaciones, como medidores de concentración de lodos, medidores de pH y medidores de oxígeno disuelto (OD). Desarrollar manuales de operación y mantenimiento para la estación de tratamiento y brindar capacitación específica al personal operativo para lograr una gestión científica y una operación eficaz.
3.2.8 Mejora de la capacidad de tratamiento biológico
Póngase en contacto con las plantas de tratamiento de aguas residuales locales para comprar lodos de semillas, o compre cultivos bacterianos comerciales, para aumentar la concentración de lodos en los reactores biológicos de la estación y restaurar/mejorar su capacidad de tratamiento biológico.
4. Efectividad operativa después de implementar el plan de renovación
Después de realizar pruebas y análisis detallados de los cambios en la calidad del agua tras la renovación de la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo, se obtuvieron una serie de datos clave, como se muestra enTabla 3. Estos datos demuestran claramente los importantes logros de la estación renovada en la eliminación de sustancias orgánicas, NH₃-N y cloro residual.
4.1 Eliminación de DQO
En cuanto a la eliminación de DQO, una tasa de eliminación del 72,46% indica un avance significativo en la degradación de la materia orgánica por parte de la estación de tratamiento. Esto se atribuye a la optimización del proceso de tratamiento de aguas residuales durante la renovación, permitiendo que los contaminantes orgánicos se descompongan y eliminen de manera más efectiva, reduciendo así significativamente el contenido de DQO en el efluente.
4.2 Eliminación de DBO₅
La tasa de eliminación de DBO₅ llega al 92,10 %, lo que demuestra aún más el excelente rendimiento de la estación renovada en la eliminación de materia orgánica. Una alta tasa de eliminación de DBO₅ significa que el contenido de materia orgánica biodegradable en el efluente se reduce considerablemente, lo que es importante para proteger el medio ambiente acuático y prevenir la eutrofización.
4.3 Eliminación de NH₃-N
En cuanto a la eliminación de NH₃-N, una tasa de eliminación del 60,87 % también demuestra la alta eficiencia de la estación renovada. NH₃-N es un indicador importante de la eutrofización del agua. Una alta tasa de eliminación indica un control efectivo del contenido de NH₃-N en el efluente, lo que ayuda a reducir el riesgo de eutrofización.
4.4 Eliminación total de cloro residual
El cloro es un desinfectante comúnmente utilizado en los procesos de tratamiento de aguas residuales, pero el cloro residual excesivo puede representar riesgos potenciales para el medio ambiente acuático. La tasa de eliminación del cloro residual total mediante el proceso de tratamiento de la estación renovada es del 81,74%, lo que indica que a través del tratamiento eficiente de la estación, el contenido de cloro residual en el efluente se controla eficazmente, garantizando la seguridad de la calidad del efluente.
5. Conclusión
Un análisis exhaustivo antes de la renovación de la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo reveló que, a pesar de un diseño de proceso razonable, esencialmente había perdido su capacidad de tratamiento debido a factores como capacidad insuficiente del tanque, fluctuaciones en la calidad y cantidad del agua, equipos obsoletos y aireación desigual, y una mala gestión. Para garantizar que el efluente cumpla con los valores del estándar primario (segundo período) del DB 44/26-2001, la estación de tratamiento de aguas residuales del complejo se sometió a una mejora y renovación. Esto implicó fortalecer la regulación de la calidad y cantidad del agua, actualizar los equipos antiguos, optimizar la gestión operativa y emplear estrategias integrales para restaurar el funcionamiento estable de la estación de tratamiento. Esto proporciona un sólido apoyo medioambiental para el desarrollo sostenible de los complejos turísticos en China.