ampliación sistema de tratamiento de efluentes

24
Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno MEMORIA DESCRIPTIVA Y DE CÁLCULO Marzo 2020

Upload: others

Post on 29-Apr-2022

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Ampliación sistema de tratamiento de

efluentes industriales - Planta Durazno

MEMORIA DESCRIPTIVA Y DE CÁLCULO

Marzo 2020

Page 2: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes
Page 3: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 1

Índice

1. Introducción .................................................................................... 4

1.1. Objetivo ........................................................................................... 4

1.2. Marco legal ...................................................................................... 4

2. Situación actual ............................................................................... 5

2.1. Generalidades .................................................................................. 5

2.2. Efluentes industriales generados .................................................... 5

2.2.1. Recepción y almacenamiento de productos ........................... 5

2.2.2. Carga de productos líquidos .................................................... 5

2.2.3. Tareas de limpieza y mantenimiento ....................................... 6

2.2.4. Diagrama de flujo ..................................................................... 6

2.3. Sistema de tratamiento de efluentes .............................................. 7

3. Criterios de diseño ........................................................................... 8

3.1. Ampliación del sistema de tratamiento .......................................... 8

3.2. Cuantificación del efluente .............................................................. 8

3.2.1. Caudal de tiempo seco ............................................................. 8

3.2.2. Caudal de pluviales controlados .............................................. 9

3.2.3. Caudal de pluviales no controlados ......................................... 9

3.2.4. Caudal de diseño ...................................................................... 9

3.3. Caracterización del efluente .......................................................... 10

4. Sistema de tratamiento ampliado ................................................. 11

4.1. Pileta API ........................................................................................ 11

4.1.1. Diseño conceptual ................................................................. 11

4.1.2. Parámetros de diseño ............................................................ 11

4.1.3. Eficiencia ................................................................................ 12

4.2. Repartición de caudal .................................................................... 12

4.3. Tanques de homogenización ......................................................... 13

4.3.1. Diseño conceptual ................................................................. 13

Page 4: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 2

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

4.3.2. Parámetros de diseño ........................................................... 13

4.3.3. Equipo de aireación ............................................................... 14

4.3.4. Eficiencia................................................................................ 15

4.4. Tanque de recuperado .................................................................. 15

4.5. Filtración ....................................................................................... 15

4.5.1. Diseño conceptual ................................................................. 15

4.5.2. Parámetros de diseño ........................................................... 16

4.5.3. Eficiencia................................................................................ 19

4.6. Cámaras de aforo .......................................................................... 19

4.6.1. Cámara de aforo N 1 ............................................................. 19

4.6.2. Cámara de aforo N 2 ............................................................. 20

4.6.3. Cámara de aforo N 3 ............................................................. 20

4.7. Instalación eléctrica ...................................................................... 21

4.8. Scada ............................................................................................. 21

5. Trabajos anexos obra civil ............................................................. 22

5.1. Bypasess ........................................................................................ 22

5.2. Sensores ........................................................................................ 22

5.3. Derivación de Pluviales de Cargadero........................................... 22

Page 5: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 3

Índice de figuras

Figura 2-1 Diagrama de flujo de planta Durazno ........................................................................ 6

Figura 2-2 Diagrama de flujo del sistema de tratamiento de efluentes actual........................... 7

Figura 3-1 Diagrama de flujo con ampliación en el tratamiento de efluentes ........................... 8

Figura 4-1 Diagrama conceptual de pileta API .......................................................................... 11

Figura 4-2 Diseño conceptual de tanque homogenizador ........................................................ 13

Figura 4-3 Diagrama conceptual del filtro ................................................................................. 17

Figura 4-4 Esquema de cubeta 1 ............................................................................................... 18

Figura 4-5 Esquema de cubeta 3 ............................................................................................... 18

Índice de tablas

Tabla 1-1 Estándares de vertido del Decreto 253/79 ................................................................. 4

Tabla 3-1 Caracterización del efluente que ingresa al tratamiento .......................................... 10

Tabla 4-1 Eficiencia de remoción pileta API en tiempo seco .................................................... 12

Tabla 4-2 Caracterización del efluente a la salida de la pileta API en tiempo de lluvia ............ 12

Tabla 4-3 Equipo de aireación y mezcla .................................................................................... 14

Tabla 4-4 Eficiencia de remoción tanque de homogenización en tiempo seco ........................ 15

Tabla 4-5 Parámetros del efluente que ingresa al filtro en escenario crítico ........................... 16

Tabla 4-5 Características de cada equipo de bombeo .............................................................. 16

Tabla 4-6 Eficiencia de remoción del filtrado ............................................................................ 19

Tabla 4-7 Características geométricas de cámara de aforo 1 ................................................... 19

Tabla 4-8 Características geométricas de cámara de aforo 2 ................................................... 20

Tabla 4-9 Características geométricas de cámara de aforo 3 ................................................... 20

Page 6: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 4

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

1. Introducción

1.1. Objetivo

El presente documento tiene por fin describir y justificar la ampliación del sistema de tratamiento de

Planta Durazno para garantizar el cumplimiento de la normativa Nacional.

1.2. Marco legal

Las descargas de efluentes industriales se encuentran regulados por el Decreto 253/79 y modificativos.

Actualmente la planta de Treinta y Tres tiene su descarga de efluentes luego del tratamiento hacia curso

de agua, por lo que debe cumplir los siguientes estándares.

Tabla 1-1 Estándares de vertido del Decreto 253/79

pH

Aceites y Grasas (mg/L)

SST (mg/L) DBO5 (mg/L) Sulfuros (mg/L)

Curso de agua 6 a 9 50 150 60 1

Colector 5,5 a 9,5 200 - 700 5

Page 7: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 5

2. Situación actual

2.1. Generalidades

La planta de distribución de Durazno se encarga de recibir, almacenar y distribuir cuatro productos

elaborados por ANCAP: Gas Oil, Kerosene, Etanol y Nafta Super 95 abasteciendo con estos productos a

los departamentos de Rivera, Tacuarembó, Durazno, Trinidad y Sarandí Grande.

La planta cuenta con una zona de descarga de vagones, un cargadero de camiones, un parque de

tanques para almacenamiento de productos, manifols de bombeos, así como zona de oficinas y

estacionamiento de camiones.

El parque de tanques está compuesto por tres sectores envallados que conforman un área total de

3.122 m2, mientras que la superficie pavimentada (zona de ingreso, estacionamiento, escurridero, pista

de carga, etc.) tiene un área de 5.878 m2.

2.2. Efluentes industriales generados

A continuación, se describen las actividades diarias de la planta y sus consecuentes generaciones de

efluentes, así como su tratamiento actual.

2.2.1. Recepción y almacenamiento de productos

Se reciben por vía terrestre en trenes o camiones y los productos líquidos son almacenados en el parque

de tanques los cuales se encuentran envallados según norma API 650.

Los tanques de almacenamiento son purgados para evacuar el agua y los restos de efluentes acumulados

en los fondos. Esta operación tiene una duración aproximada de 5 a 10 minutos y el caudal es menor a 1

m3/h, dichas purgas descargan por gravedad al sistema de tratamiento actual.

Además, la contención según norma API de los tanques hace que en épocas de lluvia se acumule agua

pluvial, estos efluentes son purgados por gravedad hacia el sistema de tratamiento actual mediante

cañería cerrada. La operativa consiste en purgar de a un envallado con una duración aproximada de 2

horas por lo que es un caudal controlado que varía en función del área envallada que se esté purgando.

2.2.2. Carga de productos líquidos

Se tiene un ingreso promedio de 35 a 40 camiones al día en época de zafra y 20 a 25 camiones al día en

baja temporada.

El camión al ingresar accede al escurridero en donde se purgan sus bodegas, estos efluentes son

enviados a un tanque de recuperado subterráneo de 10 m3 en donde el efluente es contenido para su

posterior envío para reproceso a la refinería La Teja.

Luego de cargado el camión, el transportista enrasa el nivel de producto en la bodega y retira

manualmente el excedente para verterlo a un balde, efluente que también es enviado a la refinería La

Teja para reproceso.

Page 8: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 6

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

2.2.3. Tareas de limpieza y mantenimiento

Se lava con agua la pista y la zona de carga, estos efluentes son captados por regueras perimetrales y

enviados al sistema de tratamiento, son efluentes discontinuos y se estiman en un caudal muy pequeño.

Por otro lado, el agua pluvial que escurre sobre estas superficies contaminadas con hidrocarburos es

enviada al sistema de tratamiento mediante las mismas regueras perimetrales. El caudal de este pluvial

estará directamente asociado al evento de lluvia.

Además, dentro de las tareas de mantenimiento, se limpian los lodos generados en tanques y en el

sistema de tratamiento y se envían a un tanque australiano para la decantación y desaguado del lodo.

Esta actividad es esporádica y puede ocurrir una o dos veces al año, el agua que queda retenida en el

tanque se purga hacia el sistema de tratamiento y los residuos sólidos son acopiados transitoriamente

para luego ser enviados a disposición final según su caracterización.

2.2.4. Diagrama de flujo

En el siguiente diagrama se visualiza el área productiva de la planta y los efluentes generados en cada

una de las actividades.

Figura 2-1 Diagrama de flujo de planta Durazno

Page 9: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 7

2.3. Sistema de tratamiento de efluentes

El sistema de tratamiento actual está compuesto por una pileta de separación de hidrocarburos por

gravedad y un tanque de producto recuperado. La pileta está diseñada según los criterios dados por la

Norma API 421 y el caudal de diseño es 117 m3/h.

Como el caudal asociado a los efluentes generados varía en función de la operativa de la planta y los

eventos de lluvia, para su entendimiento conceptual se agrupan en:

Tiempo seco: considera los efluentes de purgas de tanques y el lavado de superficies

contaminadas.

Pluviales controlados: corresponde a la purga de los envallados de tanques.

Pluviales no controlados: considera los pluviales escurridos o acumulados sobre las superficies

pavimentadas en contacto con hidrocarburos.

La pileta recibe tanto los caudales de tiempo seco, los pluviales controlados y los no controlados. Para los

últimos, el caudal en eventos de lluvia con periodos de retorno de 2 o más años supera el caudal de

diseño de la pileta, pero sin embargo en la práctica se obtiene una buena eficiencia de remoción de

hidrocarburos (valores mayores al 99%).

Las purgas del sobrenadante son producto recuperado y por ende se envían al tanque de recuperado

para posterior reprocesamiento en refinería La Teja y el efluente tratado se descarga a la cañada. En la

siguiente figura se visualiza un diagrama de flujo del sistema de tratamiento de efluentes actual.

Figura 2-2 Diagrama de flujo del sistema de tratamiento de efluentes actual

Page 10: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 8

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

3. Criterios de diseño

3.1. Ampliación del sistema de tratamiento

Actualmente el tratamiento mediante pileta API cumple con el estándar de descarga para contenido de

hidrocarburos pero no tiene capacidad para remover fenoles, sulfuros y DBO. Es por esta razón que es

necesario adicionar etapas de tratamiento para poder remover dichos contaminantes.

La ampliación del sistema consistirá en una desviación del caudal posterior a la pileta API para tratar en

forma diferencia los efluentes denominados pluviales no contaminados de los otros, luego un tanque

homogenizador y posteriormente un filtro de medio específico. Además, se considerarán mejoras en la

pileta API y se utilizará el tanque de recuperado para almacenar otros efluentes generados en el propio

tratamiento. En la siguiente figura se presenta un diagrama de la ampliación en el tratamiento de

efluentes.

Figura 3-1 Diagrama de flujo con ampliación en el tratamiento de efluentes

Se adjunta el plano con el emplazamiento en el predio de la planta Ancap Durazno.

3.2. Cuantificación del efluente

3.2.1. Caudal de tiempo seco

Según determinaciones en campo, la purga de los tanques es en promedio 5 m3/h y como caudal máximo

20 m3/h, descargando unas 3 o 4 horas aprox. por día. No son caudales de generación diaria, sino que

depende de la operativa de la planta.

Page 11: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 9

3.2.2. Caudal de pluviales controlados

La descarga de los pluviales acumulados en los envallado de los tanques se puede realizar de manera

controlada a razón de 5 m3/h purgando 1 o 2 envallados a la vez. El área total es de 3.122 m2.

3.2.3. Caudal de pluviales no controlados

El escurrimiento del agua pluvial sobre superficies en contacto con hidrocarburos implica un caudal que

varía en función del evento de lluvia, por lo que al no ser controlado y variable en el tiempo será

baipaseado luego de la pileta API sin ingresar al resto del tratamiento.

Cabe destacar que esta medida es necesaria porque por un lado al considerarlo implicaría un

sobredimensionado del nuevo tratamiento, pero además desde el punto de vista ambiental este efluente

está conformando en su mayoría por agua pluvial y por lo tanto su caracterización previa a descarga ha

demostrado que se cumple con el Decreto 253/79 y modificativos.

Para el ingreso a la pileta API, se considera como caudal máximo el asociado a una tormenta de diseño

de período de retorno 2 años y duración 30 minutos.

Se calcula la intensidad de precipitación mediante la fórmula de Montana:

𝐼 (𝑚𝑚

ℎ) = 𝑎𝑡𝑏

a y b coeficientes de Montana que varían en función del período de retorno. Para

Tr=2 años se utiliza a=30,47 y b=-0,55.

t: duración de la tormenta en horas

𝐼 = 44,52 𝑚𝑚/ℎ

Se calcula el caudal de precipitación mediante el método racional:

𝑄 (𝑚3

𝑠) =

𝑐𝑖𝐴

360

c: coeficiente de escurrimiento. Dado que el área drenada es pavimento se considera c=1.

I: Intensidad calculada por fórmula de Montana.

A: Área de aporte en hectáreas. El área del pavimento corresponde a 5.880 m2.

Se estima un caudal máximo de 262 m3/h que ingresará a la pileta API. En términos generales, cuando se

den eventos de lluvias mayores a 5 mm en una hora, se baipaseará el resto del tratamiento teniendo un

punto de monitoreo de la calidad del efluente previo a su descarga a curso de agua o colector. m2

3.2.4. Caudal de diseño

Para el ingreso a la pileta se tiene un caudal máximo en tiempo seco de 20 m3/h y en eventos de lluvia un

caudal máximo 262 m3/h.

Para las restantes unidades del tratamiento se considerará el caudal en tiempo seco:

𝑄𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 5 𝑚3

Page 12: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 10

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

𝑄𝑚á𝑥 = 20 𝑚3

Cabe destacar que el caudal máximo en tiempo seco está considerando además de la purga de tanques y

lavado de superficies, los pluviales controlados y parte de los no controlados (lluvias menores a 5 mm

por hora). Esta estimación es correcta dado que nunca se generarán todas las actividades en forma

simultánea.

3.3. Caracterización del efluente

En la siguiente tabla se presenta la calidad del efluente que se debe tratar en el sistema de tratamiento,

correspondiente a tiempo seco.

Tabla 3-1 Caracterización del efluente que ingresa al tratamiento

pH 7

HEM (ppm) 1000

DBO (ppm) 350

Fenoles (ppm) 0,3

Sulfuros (ppm) 0,2

Hidrocarburos totales (ppm) 250

Page 13: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 11

4. Sistema de tratamiento ampliado

4.1. Pileta API

4.1.1. Diseño conceptual

La pileta API actual cuenta con dos cámaras de salida en serie, según indica el plano adjunto 2149-1

“Pileta tipo: cámaras de entrada-salida”. Es una unidad separadora de hidrocarburos con muy buena

eficiencia en la remoción de estos y además retiene arenas que puede arrastrarse en los pluviales.

La pileta API se mantendrá en las mismas condiciones que las actuales, pero se adicionará un skimmer

para remoción de hidrocarburos, de esta manera se obtendrá una mayor remoción del aceite que flota

sobre la superficie y una recuperación más eficiente del producto separado.

4.1.2. Parámetros de diseño

Se consideraron los criterios de diseño de la Norma API 421 “Design and operation of oil-water

separators”.

Los parámetros actuales de la pileta API son:

Tasa de sedimentación: 8,2 m3/m2h

Tiempo de retención: 6,8 horas

Figura 4-1 Diagrama conceptual de pileta API

Cabe destacar que los parámetros de ingreso y de salida mostrados en la figura anterior corresponden a

tiempo seco.

Page 14: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 12

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

4.1.3. Eficiencia

Tabla 4-1 Eficiencia de remoción pileta API en tiempo seco

Ingreso a la API Salida de la API Eficiencia de remoción %

pH 7 pH 7

HEM (ppm) 1000 HEM (ppm) 100 HEM 100

DBO (ppm) 350 DBO (ppm) 100 DBO 71

Fenoles (ppm) 0,3 Fenoles (ppm) 0,2 Fenoles 33,3

Sulfuros (ppm) 0,2 Sulfuros (ppm) 0,1 Sulfuros 50,0

Hidrocarburos (ppm) 250 Hidrocarburos (ppm) 25 Hidrocarburos (ppm) 90

En eventos de lluvia, los efluentes descargados presentan las características presentadas en la siguiente

tabla, observando que todos los parámetros cumplen con el Decreto 253/79 y modificativos.

Tabla 4-2 Caracterización del efluente a la salida de la pileta API en tiempo de lluvia

pH 7

HEM (mg/L) 7

SST (mg/L) 12

Fenoles como C6H5OH (mg/L) 0,2

DBO (mgO2/L) 55

Sulfuros (mg/L) 0,2

4.2. Repartición de caudal

A la salida de la pileta API se tendrá una repartición de caudal que estará regido por los eventos de lluvia,

esta se realizará mediante válvulas actuadas.

Se contará con un manifold que permita centralizar las funciones de las válvulas y de esta manera

eliminar toda manipulación manual en la repartición de caudal. Las válvulas actuadas serán de tipo

ON/OFF que cuenten con un activador para ser comandadas por el sistema de control y contarán con

indicación de los estados.

Se regirá por una lógica de control basada en los eventos de lluvia y por lo tanto regida por el

pluviómetro. La válvula que derive hacía el tanque homogenizador estará normalmente abierta, cuando

el pluviómetro registre volúmenes de lluvia mayores a 5 mm en una hora, se accionará el automatismo

de las válvulas cerrando la que ingresa al tratamiento y abriendo la que deriva el caudal para que

descargue por gravedad a la cañada.

Este automatismo funcionará siempre y cuando la calidad de la descarga cumpla con el Decreto 253/79 y

modificativos y considerando que en la operativa de la planta no se harán purgas de tanques en eventos

de lluvia. El segundo requisito es necesario para evitar que en la pileta API se tengan efluentes muy

concentrados que puedan ser arrastrados con los pluviales. Se mantendrá el monitoreo de efluentes

industriales tanto en tiempo seco como en eventos de lluvia.

Page 15: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 13

4.3. Tanques de homogenización

4.3.1. Diseño conceptual

Se construirá un tanque de homogenización para asegurar la correcta uniformidad en los efluentes y

además la remoción de DBO, Sulfuros y NH4+ mediante mezcla y aireación.

Además, en caso de que los efluentes no cumplan con los estándares de vertido, el tanque proporcionará

la capacidad pulmón para mantenerlos almacenados y poder coordinar su envío a la refinería la Teja.

Se adicionará un skimmer para remover los flotantes que se puedan generar, estos serán enviados al

tanque de recuperado para posterior reproceso en la refinería La Teja.

El tanque dispondrá de alarma de alto nivel y rebose por desborde por lo que deberá contar con un

sensor de tipo ultrasónico continuo que deberá ser enclavado con el skimmer y las bombas. En caso de

un desborde por superación del volumen del tanque, los efluentes retornarán a la pileta API.

El operador de la planta deberá controlar diariamente el valor de pH (el tanque incluirá un sensor de pH)

y ajustarlo en caso de que sea necesario, mediante la adición de soda en escamas en forma manual. Esta

aplicación se considera esporádica por lo que no será necesario ningún elemento adicional.

Si bien el tanque de homogeneización no lleva techo, se deberá incluir algún cerramiento liviano. El

cerramiento puede ser un recubrimiento con malla sombra o similar.

4.3.2. Parámetros de diseño

Se diseña para el caudal promedio de 5 m3/h y un tiempo de estadía de 12 horas por lo que se obtiene

un volumen útil de 120 m3.

Cabe resaltar que en momentos de purga de tanques se puede tener el caudal máximo de

20 m3/h durante 3 a 4 horas, por lo que el caudal máximo diario es de 80 m3/día.

Figura 4-2 Diseño conceptual de tanque homogenizador

Page 16: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 14

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

4.3.3. Equipo de aireación

Se deberá dar la remoción de DBO, Sulfuros y NH4+ mediante la mezcla y aireación del efluente,

considerando los siguientes requerimientos de oxígeno:

4 Kg O2 / KgS

7 Kg O2 / KgDBO

12 Kg O2 / Kg NH4+

Se adjunta tabla de cálculo para el dimensionado de mezcla-aireación considerando como potencia

mínima 40 W/m3 de reactor.

Tabla 4-3 Equipo de aireación y mezcla

Criterios de diseño

Q (m3/d) 80

Volumen del reactor (m3) 120

Remoción de contaminantes

Sulfuros (ppm) 3

DBO (ppm) 80

NH4 (ppm) 5

Requerimiento de O2

Sulfuros (KgO2/h) 0,96

DBO (ppm) 12,8

NH4 (ppm) 1,6

Características del equipo

Potencia requerida (KW) 0,96

Requerimiento de O2 total (KgO2/día)

15,36

Requerimiento de aire (Nm3/d) 427

Requerimiento de aire (Nm3/h)

(suponiendo aireación 18 h) 24

Se utilizará un Sensor de potencial de óxido reducción (ORP) que se utilizará para controlar y optimizar

las horas de operación del soplador, en el reactor se deberá tener siempre un valor de ORP por encima

de 0 mV. El equipo aireador no deberá incluir variador de frecuencia.

Será un equipo sumergido y dado el contenido esperable de hidrocarburos en el efluente, no es

necesario que el motor sea a prueba de explosión.

Page 17: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 15

4.3.4. Eficiencia

Tabla 4-4 Eficiencia de remoción tanque de homogenización en tiempo seco

Ingreso al TH Salida del TH Eficiencia de remoción %

pH 7 pH 6

HEM (ppm) 100 HEM (ppm) 30 HEM 70

DBO (ppm) 100 DBO (ppm) 50 DBO 50

Fenoles (ppm) 0,2 Fenoles (ppm) 0,1 Fenoles 50

Sulfuros (ppm) 0,1 Sulfuros (ppm) 0,0 Sulfuros 100

Hidrocarburos (ppm) 25 Hidrocarburos (ppm) 7,5 Hidrocarburos (ppm) 70

Las bombas de envío al sistema de filtración deberán estar instaladas a nivel de piso, tendrán succión

negativa porque lo que deberá verificarle el NPSH del equipo seleccionado. El manifold de impulsión

tendrá la posibilidad de recircular el efluente hacia la entrada del sistema de tratamiento o hacia el

tanque de producto recuperado.

El sistema compuesto por skimmer y bomba de extracción podrá ser de accionamiento neumático o

eléctrico. Además, no se tiene disponible aire comprimido en Planta, por lo que si se opta por equipos

neumáticos, se deben prever las instalaciones para suministrar el aire necesario.

4.4. Tanque de recuperado

Se utilizará el tanque existente que recibirá el efluente recuperado por los nuevos skimmers instalados

en la API y en el tanque de homogenización. También recibirá las purgas de fondo del tanque de

homogenización. El tanque es de poliéster reforzado en fibra de vidrio, PRFV y con un volumen útil de

10 m3.

4.5. Filtración

4.5.1. Diseño conceptual

Considerando los parámetros de salida del efluente en el tanque de homogenización, se podría verter a

cañada o colector. Sin embargo, para darle mayor robustez y garantía al sistema, se adicionará una

unidad de tratamiento de filtración.

Con esta unidad se asegura que para el ingreso de efluentes con mayor concentración de contaminantes,

el sistema podrá verter a cañada o colector sin inconvenientes, especialmente considerando la remoción

de DBO y fenoles.

Page 18: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 16

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

Los parámetros del ingreso del efluente para un escenario crítico son los presentados en la siguiente

tabla.

Tabla 4-5 Parámetros del efluente que ingresa al filtro en escenario crítico

Ingreso al filtro

pH 7

HEM (ppm) 30

DBO (ppm) 180

Fenoles (ppm) 8

Sulfuros (ppm) 0,8

Para ello se instalará un sistema diseñado por ABS Material Inc, USA que consiste en la filtración en un

medio específico OSORB patentando. OSORB es un medio filtrante para tratar aguas contaminadas con

solventes y un amplio rango de fenoles y otras sustancias orgánicas.

El medio filtrante está compuesto por una sílice mesoporosa que presenta las siguientes características:

Cuando está en contacto con una amplia gama de moléculas orgánicas tiene la capacidad de

hincharse hasta seis veces su volumen para adsorber los contaminantes que se quieren filtrar.

Es hidrofóbico, por lo que cuando el efluente contiene contaminantes disueltos que no tienen

suficiente afinidad para quedar en la solución, los contaminantes quedarán atrapados en la matriz

de Osorb.

Es fácilmente lavable, los contaminantes que son capturados en el medio filtrante Osorb pueden

ser limpiados mediante el uso de una solución apropiada, retornando el medio filtrante a su

estado original.

El filtro seleccionado requiere un mayor costo de inversión inicial (costo de importación del material)

pero es un sistema que requiere muy poco mantenimiento y mano de obra para la operación.

4.5.2. Parámetros de diseño

El filtro es diseñado para tratar un efluente medio de 5 m3/h pero podría llegar a tratar caudales de hasta

10 m3/h si fuera necesario.

Será una filtración continua mediante controles de nivel en el tanque homogenizador asegurando

siempre el nivel mínimo para el correcto funcionamiento de los equipos electromecánicos. Se tendrán

dos electrobombas con las características especificadas en la siguiente tabla, no deberán incluir variador

de frecuencia.

Tabla 4-6 Características de cada equipo de bombeo

Q (m3/h) 5

H (m.c.a) 10

Potencia (Hp) 1

Page 19: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 17

La filtración del efluente se realizará de manera continua mediante controles de nivel en el tanque

homogenizador, manteniéndose siempre por encima del nivel mínimo requerido por los equipos

electromecánicos.

Las tuberías de conducción y distribución indicadas en el diagrama de la empresa ABS Materials deberán

ser de 15 cm, con una pendiente mínima de 0,5 %. Se instalarán 2 tuberías de drenaje en cada uno de las

cubas espaciadas 1,6 m mínimo. Las tuberías bypass deberán instalarse a

0,5 m sobre el nivel del filtro.

Entre las cubas deberá haber una altura suficiente de manera de permitir la libre descarga de cada una

de las tuberías de conexión. La tubería de descarga de la primera cuba deberá estar a 0,5 mínimo por

encima del nivel superior del elemento filtrante de la segunda cuba. El esquema de instalación es el

presentado en la siguiente figura.

Figura 4-3 Diagrama conceptual del filtro

Fuente: empresa ABS Materials

En el fondo de cada cuba se instalará una grava de 30 cm para cubrir las tuberías de drenaje. El diámetro

mayor del material será de 6,5 mm y deberá ser prelavado.

Luego de la grava se instalará suelo filtrante que deberá ser una mezcla de BioMix y suelo (debe

contener 80% arena, 10% tierra negra, 10% suelo de compostaje de hojas con un contenido máximo de

arcilla del 5%). El pH del suelo deberá estar entre 6,5 y 7,5.

En la cuba tres no se mejorará el suelo con BioMix sino que se instalará una cama de arena lavada y

luego una capa de suelo filtrante. En las siguientes figuras se presenta el detalle de cada una de las

cubetas.

Page 20: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 18

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

Figura 4-4 Esquema de cubeta 1

La cubeta 2 mantiene el mismo esquema de instalación que la cubeta 1 sólo que en vez de

470 ton de BioMix, se mezcla con 235 ton.

Figura 4-5 Esquema de cubeta 3

Ninguna de las capas puede ser sobre compactada y no se puede utilizar ningún equipo sobre el suelo

filtrante. En cada cuba el ingreso del efluente será mediante un sistema de distribución con tipo

vertedero diente de sierra, similar a los que se utilizan en las Plantas de Tratamiento de Agua.

El ingreso al sistema deberá realizarse de forma distribuida a lo ancho de todo el filtro, se deberá realizar

mediante sistema de vertedero tipo diente de sierra del tipo que usan en los sedimentadores

convencionales de tratamiento.

Page 21: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 19

4.5.3. Eficiencia

Tabla 4-7 Eficiencia de remoción del filtrado

Ingreso al filtro Salida del filtro Eficiencia de remoción %

pH 6 pH 6

HEM (ppm) 30 HEM (ppm) 25 HEM 17

DBO (ppm) 180 DBO (ppm) 50 DBO 72

Fenoles (ppm) 8 Fenoles (ppm) 0,4 Fenoles 95

Sulfuros (ppm) 0,8 Sulfuros (ppm) 0,8 Sulfuros 0

4.6. Cámaras de aforo

El sistema contará con tres cámaras de aforo para medir los caudales más importantes del sistema de

tratamiento: a la salida de la pileta API, a la salida del filtro y cuando los dos caudales anteriores se

suman previo al vertido.

4.6.1. Cámara de aforo N 1

Esta cámara estará ubicada aguas arriba de la descarga pluvial al sistema luego de ingresar a las API, de

esta manera se podrá monitorear los efluentes pluviales que son descargados a curso de agua. Se

instalará un vertedero triangular tipo B de 90 grados.

Dicha cámara contará con un sistema de monitoreo de caudal instantáneo para controlar el volumen

vertido.

Tabla 4-8 Características geométricas de cámara de aforo 1

Parámetro Descripción

h (m) 0,26 Altura máxima cresta

b (m) - Ancho del vertedero

p (m) 0,60 Altura de la base del vertedero

B (m) 1,20 Ancho del canal

L (m) 2,63 Largo mínimo del canal

Lh (m) 1,05 Distancia de medición mínima

H (m) 1,12 Altura mínima del canal

Page 22: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 20

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

4.6.2. Cámara de aforo N 2

Se instalará a la salida del sistema de filtración y contará con un sistema de monitoreo de caudal

instantáneo para controlar los volúmenes tratados. Se instalará un vertedero triangular Tipo A de 60

grados.

Dicha cámara contará con un sistema de monitoreo de caudal instantáneo para controlar el volumen

vertido.

Tabla 4-9 Características geométricas de cámara de aforo 2

Parámetro Descripción

h (m) 0,08 Altura máxima cresta

b (m) - Ancho del vertedero

p (m) 0,50 Altura de la base del vertedero

B (m) 0,80 Ancho del canal

L (m) 0,78 Largo mínimo del canal

Lh (m) 0,31 Distancia de medición mínima

H (m) 0,79 Altura mínima del canal

4.6.3. Cámara de aforo N 3

Será una cámara que recibirá el caudal descargado por la cámara 1 y la cámara 2. Esta cámara descargará

a la cañada receptora o similar y será el único punto donde se tiene vertido. El vertedero será tipo B de

90 grados (dimensiones iguales a la cámara 1).

Tabla 4-10 Características geométricas de cámara de aforo 3

Parámetro Descripción

h (m) 0,26 Altura máxima cresta

b (m) - Ancho del vertedero

p (m) 0,60 Altura de la base del vertedero

B (m) 1,20 Ancho del canal

L (m) 2,63 Largo mínimo del canal

Lh (m) 1,05 Distancia de medición mínima

H (m) 1,12 Altura mínima del canal

Dicha cámara contará con un sistema de monitoreo de pH, temperatura y caudal instantáneo para

controlar el volumen vertido. Se adicionará un turbidímetro en línea.

Page 23: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 21

4.7. Instalación eléctrica

La potencia deberá tomar del tablero general de planta, ubicado en la zona de administración.

Se deberá incluir la ejecución de una caseta para alojar los tableros de potencia y control necesarios. La

caseta se ubicará en las inmediaciones de la pileta API. Deberá construirse de paredes de bloques de

hormigón revestidos con arena y portland, las paredes exteriores deberán ser impermeabilizadas con

hidrófugo, el piso será de cerámica de 40x40 cm a elección de la dirección de obra, apoyado sobre una

capa de 20 cm de tosca compactada al 90% del PUSM. El techo de la caseta será de isopanel. La puerta

será tipo placa de madera con protección para exteriores y tendrá una ventana de aluminio corrediza de

1,10 x 1,20 m.

La instalación eléctrica dentro de la caseta deberá ser antiexplosiva. Se aceptará que las instalaciones

Explosion Proof sean con prensacablas explosion proof y cable armado como es práctica en la refinería La

Teja.

No existen planos actualizados que reflejen todos los tendidos existentes, por lo que previo al comienzo

de las obras se deberá relevar el sitio con la Dirección de Obra quien indicará los puntos donde pueden

hacer interferencias. Además, se deberá realizar los cateos necesarios para caracterizar adecuadamente

el trabajo.

El cableado deberá cumplir con las normas de ANCAP y las normas internacionales de referencia, para

garantizar su calidad y adecuación.

La línea de datos y la de potencia deberán tenderse separadas en al menos 50 cm para evitar

interferencias.

4.8. Scada

Se deberá suministrar un Scada propio para la nueva planta que permita controlar y visualizar todas las

lógicas de control planteadas en las diferentes etapas del tratamiento, este se comunicará con el sistema

de control de ANCAP.

El contratista debe realizar la configuración del mismo y brindar soporte técnico durante 1 año posterior

a la puesta en marcha.

Page 24: Ampliación sistema de tratamiento de efluentes

Memoria descriptiva y cálculo Ampliación sistema de tratamiento de efluentes industriales - Planta Durazno ANCAP. Marzo de 2020. 22

Comunicación de Proyecto. Nuevo Puente sobre el Río Negro en conexión Ruta 42 y Ruta 43. MTOP. Julio de 2019.

5. Trabajos anexos obra civil

5.1. Bypasess

El tratamiento deberá contar con un sistema de válvulas que permita baipasear las distintas unidades del

sistema de tratamiento.

5.2. Sensores

Todos los sensores deberán contar con sistema de autolimpieza, el suministro e instalación del sistema

de limpieza será a cargo del contratista.

5.3. Derivación de Pluviales de Cargadero

Deberá incluirse en la cotización las obras necesarias para derivar los pluviales limpios del techo de

cargadero hacía curso de agua, de manera de evitar que ingresen al sistema de tratamiento de efluentes

industriales.