Filtralite® en el corazón de la biofiltración de la ETAP Putatán II construida por ACCIONA
son óptimos en cuanto a remoción de contaminantes. "
La nueva planta de agua potable Putatán II, en el área metropolitana de Manila, Filipinas, tiene una capacidad de 150.000 m3/d; proveyendo a una población de un millón de personas.
Maynilad Water Services Inc. (MWSI), proveedor de servicios del ciclo integral del área occidental del Gran Manila, adjudicó en 2016 el diseño final y construcción de Putatán al consorcio formado por ACCIONA y las empresas locales Jardine Energy Control Philippines(JECP)y Frey-Fil Corporation.
Uno de los principales retos del diseño de esta ETAP era el tratamiento avanzado del agua bruta de la Laguna de Bay, que sufre los efectos de una gran presión demográfica. El agua de este lago es ligeramente salobre, con conductividades superiores a los 1.000 µS/cm, y presenta como principal problema para su potabilización un alto contenido nitrógeno amoniacal, puntas de 7 mg/l y elevados niveles de materia orgánica. A la complejidad del diseño de tratamiento de la ETAP se sumaba el reducido espacio para la construcción y el requerimiento de producir un agua potable con una muy baja huella de carbono.
La línea de tratamiento de la planta incluye un número avanzado de procesos para asegurar la calidad del efluente: tamiz, pre-coagulación y floculación, DAF, post-coagulación, biofiltración aireada con Filtralite®, ultrafiltración y ósmosis inversa, además de una desinfección final y oxidaciones intermedias.
Uno de los pilares de la línea de tratamiento de la planta fue la inclusión de Biofiltros Aireados (BAF). Los BAF se ocupan de la eliminación del nitrógeno amoniacal y la materia orgánica biodegradable, logrando también la remoción de sólidos en suspensión. El proyecto inicial de la MWSI planteaba la biofiltración, apoyada en la experiencia de la ETAP Putatán I que opera con esta tecnología desde hace años. Los resultados de los BAF de la antigua planta han demostrado la alta eficiencia de la solución y unos costes operativos reducidos. Estos factores hicieron que la biofiltración, en la ampliación de la planta existente, fuera una prioridad de diseño para la MWSI.
El concepto de nitrificación biológica es ampliamente conocido en aguas residuales. Sin embargo, en el tratamiento de potables mejora al clásico enfoque de eliminación de nitrógeno amoniacal por medio de la cloración hasta el punto crítico (o break point). El principal problema del enfoque de break pointes que la demanda de amonio versus cloro es del orden aproximadamente de 1 a 10. Putatán II, con 120.000 m3/día y valores mínimos de 1,3 mg/l de N-NH4, demandaría cantidades de reactivo mínimas de aproximadamente 15 ton/día. Para valores pico de 7 mg/l de N-NH4, registrados estacionalmente en el agua bruta de Putatán II, el requerimiento de cloro se dispara.
Desde un punto de vista económico de la solución, biofiltración versus cloración, el incremento en OPEX del propio reactivo justifica con creces la inversión en biofiltración. Máxime considerando el bajo coste de proceso del m3 biofiltrado. En lo referente a la cloración, al elevado OPEX se suma la complejidad de la gestión de reactivo que sería necesaria para la eliminación de amonio en la planta de Putatán II: compra, transporte, manejo y almacenaje.Asimismo, una cloración tan masiva en un agua bruta de esta naturaleza –con alto contenido de materia orgánica– conllevaría la formación de indeseables subproductos de la desinfección.
ACCIONA enfocó el diseño de la biofiltración apoyado en tecnología propia; empleando el biofiltro aireado Biofilpas®. Este biofiltro tiene por relleno la arcilla expandida con las especificaciones técnicas de Filtralite® HR 3-6. Filtralite®, a consecuencia de su enorme superficie específica, resistencia y excelente funcionamiento hidráulico, es el medio filtrante óptimo para el proceso de la biofiltración. Por las condiciones del material (pH y alta porosidad), la biopelícula que se forma es muy específica y eficiente, el proceso de formación es muy rápido, la fijación es altamente efectiva y no pierde rendimiento tras los lavados.
En Putatán II se ha hecho un diseño con 14 biofiltros aireados con flujo down-up, 12 + 2, a requerimiento del pliego. El objetivo era conseguir una carga hidráulica de 10,5 m/h, garantizando cargas máximas de 12 m/h con un filtro en lavado. La biofiltración opera a velocidades bastante más elevadas que la típica filtración con arena. La optimización de espacio generada resuelve los problemas de espacio existentes.
A nivel de eficiencia de proceso, los BAF con Filtralite® afrontan entradas de agua a la biofiltración con cargas contaminantes de: 6-10 ppm/l de DBO, 1,3 -7 ppm/l de N-NH4 y valores SST promedio de 100 ppm/l. Las exigencias de la salida de biofiltración son las siguientes: < 2 ppm/l de DBO; < 0,1 ppm/l de N-NH4 para entradas menores a 2 ppm o remoción de hasta el 90% para entradas superiores a 2 ppm; y SST inferior a 5 ppm.
Tras la puesta en marcha de la ETAP y el arranque de los biofiltros, los rendimientos obtenidos con Filtralite® son óptimos en cuanto a remoción de contaminantes, destacando especialmente la eliminación del nitrógeno amoniacal, especialmente exigente.
La biofiltración con Filtralite® en potables demuestra un alto rendimiento operativo y bajo OPEX frente a otras soluciones. La transición del enfoque químico al biológico para solucionar este tipo de problemas en ETAP es una realidad. Se trata de la segunda ETAP en la que se instala Filtralite® en Asia con el objeto de abordar el nitrógeno amoniacal. La primera planta fue Tai-Po (Hong Kong), y todo apunta a que esta tecnología en potables será una alternativa con cada vez más peso.
*Agradecimientos a ACCIONA por la colaboración para la redacción de este artículo.