Modernización de zonas anóxicas en reactores existentes: solución sin obra civil y sin parada de planta

Cuando una planta depuradora cambia de manos o de tipología de agua a tratar, los retos técnicos pueden aparecer de golpe. Este proyecto en Alemania demuestra que con la solución adecuada es posible adaptar reactores existentes con rapidez, sin obras mayores y sin detener la planta.

El punto de partida: una EDAR industrial que pasa a ser municipal

La EDAR de Hagen-Boele, en Renania del Norte-Westfalia (Alemania), fue originalmente diseñada para tratar de forma combinada el agua residual de una fábrica de papel y el efluente municipal del entorno. Cuando la empresa papelera entró en concurso de acreedores, el Ruhrverband (confederación hidrográfica del Ruhr) asumió la gestión de la instalación. De un día para otro, la planta dejó de recibir carga industrial y pasó a funcionar exclusivamente con agua residual urbana.

Este cambio, aparentemente favorable, esconde un problema real para cualquier técnico de explotación: los reactores biológicos no estaban dimensionados ni configurados para una depuración exclusivamente municipal. En concreto, era necesario establecer zonas anóxicas para la desnitrificación dentro de los reactores de fangos activos existentes. Sin ellas, el proceso biológico no puede eliminar de forma eficiente el nitrógeno, un requisito cada vez más exigente en los vertidos de depuradoras urbanas.

Las restricciones del proyecto: poco espacio, poco tiempo, sin vaciado

Las instalaciones disponían de dos grandes reactores tipo donut (reactores anulares), cuyo anillo exterior está dividido en varios segmentos. La idea era destinar determinados segmentos a zonas de desnitrificación, interrumpiendo el aporte de aire y garantizando una mezcla anóxica homogénea del licor mezcla.

Sin embargo, las condiciones de contorno del proyecto eran exigentes:

• El espacio libre sobre la lámina de agua era muy reducido, ya que los reactores contaban con puentes decantadores fijos que ocupaban buena parte de la altura libre disponible.
• Los plazos eran ajustados: la planta no podía permanecer fuera de servicio durante un proceso de obra largo.
• Vaciar los reactores para instalar equipos convencionales estaba descartado, tanto por razones operativas como económicas.

En definitiva, el reto era el mismo que muchos operadores conocen bien: adaptar lo que hay, con lo que hay, sin parar.

La solución: agitadores hiperboloides y puentes de acero a medida

INVENT, fabricante alemán especialista en equipos de mezcla para tratamiento biológico, desarrolló una solución específica para este caso basada en sus agitadores hiperboloides HYPERCLASSIC® combinados con estructuras auxiliares de acero diseñadas a medida.

La clave del sistema reside en la geometría vertical del agitador HYPERCLASSIC® y en la compacidad de su conjunto motor-reductor. Esta configuración permite instalarlo en espacios donde un agitador de eje horizontal o sumergible convencional sería inviable. En este proyecto concreto, los equipos se posicionaron por debajo de los puentes decantadores existentes sin interferir en su funcionamiento, manteniendo accesibilidad y seguridad operativa.

Los puentes de acero diseñados ad hoc fueron el segundo elemento determinante. Se calcularon para apoyar sobre las estructuras existentes de hormigón sin necesidad de realizar perforaciones, anclajes profundos ni actuaciones significativas en la obra civil. Esto eliminó trabajos previos costosos y redujo considerablemente el tiempo de montaje en planta. El sistema de consolas laterales integrado en estos puentes permitió, además, la instalación completa con el reactor en carga, bajando los equipos y apoyándolos sobre las estructuras ya en servicio.

Por qué funciona bien en desnitrificación

En una zona anóxica, la mezcla debe ser efectiva pero no puede introducir oxígeno en el licor mezcla. Los agitadores HYPERCLASSIC® están especialmente indicados para esta aplicación porque generan una distribución de flujo uniforme con baja densidad de potencia, lo que garantiza la suspensión del fango activado sin crear turbulencias superficiales que favorezcan la reaeración.

Este equilibrio —mezcla eficiente sin aireación indeseada— es precisamente lo que determina la estabilidad del proceso de desnitrificación. Una mezcla insuficiente provoca sedimentación y cortocircuitos hidráulicos; una mezcla excesiva puede introducir oxígeno y comprometer el rendimiento en la eliminación de nitrógeno.

Lo que este proyecto enseña

El caso de Hagen-Boele no es un proyecto excepcional. Es un ejemplo de una situación que se repite: plantas que cambian de titular, que amplían su caudal de diseño, que deben adaptarse a requisitos de vertido más estrictos o que asumen cargas de distinta naturaleza. En todos estos escenarios, la necesidad de intervenir en reactores existentes con el mínimo impacto operativo es una constante.

Las conclusiones que se pueden extraer son claras:

• Es posible reconvertir un reactor de fangos activos en una zona de desnitrificación eficiente sin obra civil mayor.
• La instalación con el reactor en carga es viable con la tecnología y el diseño de apoyo adecuados.
• Los agitadores hiperboloides HYPERCLASSIC® de INVENT ofrecen un rendimiento de mezcla contrastado con consumos energéticos reducidos, en condiciones de espacio restringido.