Los vertidos ilegales de aguas residuales y la importancia del monitoreo de compuestos orgánicos en las redes de alcantarillado municipales

En las capitales, las estaciones de bombeo son muy comunes. Por ejemplo, la ciudad de Dubái cuenta con más de 200 estaciones de bombeo y Abu Dabi tiene más de 250. Las plantas municipales de tratamiento de aguas residuales de la zona están diseñadas para manejar niveles de DQO de 1,000 ppm a 1,500 ppm. Cualquier valor superior al límite admisible de DQO someterá las operaciones de la planta a una mayor exigencia, lo que provocará un agotamiento grave del oxígeno, una sobrecarga del sistema biológico y un aumento de los costos operativos.

Por este motivo, muchas industrias en el Medio Oriente operan utilizando una red de alcantarillado industrial independiente, alimentada por estaciones de bombeo separadas diseñadas para manejar estas aguas residuales con altos niveles de DQO (hasta 10,000 ppm). Sin embargo, no todas las industrias están conectadas a esta red de alcantarillado industrial, lo que ha dado lugar a casos de descargas ilegales hacia las plantas municipales.

Desafíos para las plantas municipales de tratamiento de aguas residuales

Cuando las aguas residuales provenientes del sector de servicios alimentarios, la manufactura industrial y otras industrias ingresan a la red municipal de alcantarillado mediante descargas ilegales, los procesos de tratamiento se ven afectados negativamente. Estas actividades ocurren durante la noche, cuando los camiones cisterna de aguas residuales industriales vierten estas aguas residuales con altos niveles de DQO/DBO en pozos de acceso al alcantarillado para evitar las tarifas de servicio asociadas con el transporte y el tratamiento de estas aguas residuales industriales.

No existe un sistema de medición de la calidad del agua en tiempo real en estas redes de alcantarillado, lo que significa que estas descargas pasan desapercibidas hasta que las aguas residuales llegan a la planta municipal de tratamiento. Actualmente, se recogen muestras manualmente a diario en las estaciones de bombeo y luego se analizan la DQO y la DBO en laboratorios. Algunos laboratorios tienen la capacidad de medir la salinidad o la conductividad en tiempo real, pero incluso eso no proporciona un panorama completo del problema ni ayuda a comprender el 20 % de las características del agua.

La naturaleza impredecible de estas descargas ilegales dificulta la gestión de la remediación y el tratamiento, pero una detección más rápida permite responder con mayor anticipación. Una forma en que las empresas de servicios públicos están abordando este desafío es mediante el monitoreo de compuestos orgánicos, es decir, la medición continua de contaminantes orgánicos utilizando parámetros como la demanda química de oxígeno (DQO), la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y el carbono orgánico total (COT). Al proporcionar una visibilidad más temprana de los cambios en las condiciones de las aguas residuales, el monitoreo de compuestos orgánicos ayuda a los operadores a identificar eventos de contaminación antes de que afecten los procesos de tratamiento.

Beneficios de la medición de compuestos orgánicos en tiempo real

Badger Meter es pionera en la medición de compuestos orgánicos en tiempo real, o espectrometría, con referencias globales comprobadas que abarcan 25 años. La sonda spectro::lyser V3 cuenta con un diseño muy robusto y mide más de 10 parámetros, entre ellos DQO, DBO, COT, SST, nitrato, nitrito, HS-, color y contaminación. Al conectarse a un terminal avanzado, el con::cube V3 envía datos en tiempo real directamente a las autoridades, sin importar dónde se encuentren, ya sea a una sala de control central o mediante alertas a dispositivos móviles o por correo electrónico.

Al monitorear continuamente la calidad de las aguas residuales en las estaciones de bombeo y otros puntos críticos a lo largo de la red de alcantarillado, las empresas de servicios públicos obtienen una alerta temprana sobre los cambios en las condiciones de las aguas residuales. Los cambios inusuales en las concentraciones de contaminantes pueden indicar descargas ilegales u otras alteraciones en el proceso antes de que lleguen a la planta de tratamiento, lo que permite a los operadores investigar, responder con mayor rapidez y proteger los procesos de tratamiento biológico aguas abajo, al tiempo que se minimizan los impactos operativos.

El monitoreo de la DBO y la DQO ofrece los siguientes beneficios para las plantas de tratamiento de aguas residuales:

Historia de éxito en el Medio Oriente

Uno de los municipios más grandes del Medio Oriente opera más de 200 estaciones de bombeo a lo largo de una red de alcantarillado de 300 km. El personal de la empresa de servicios públicos toma muestras manualmente de 2 a 3 veces al día para cumplir con las regulaciones, y pocos sitios cuentan con sensores de salinidad. La alta salinidad altera los procesos microbianos en las plantas de tratamiento y mata a los organismos de agua dulce, mientras que el monitoreo permite un tratamiento óptimo y un vertido seguro. Al carecer de visibilidad sobre la medición de compuestos orgánicos en tiempo real, había puntos sin datos en la red.

Las aguas residuales municipales sin tratar mostraban la presencia de sólidos pesados y grasas y aceites provenientes de las operaciones de los restaurantes, mientras que el vertido ilegal de aceites de motor usados y el flujo de agua a alta velocidad fueron desafíos que afectaron a la empresa de servicios públicos durante años.

Para avanzar hacia una gestión proactiva de la red de aguas residuales, la empresa de servicios públicos optó por implementar sondas spectro::lyser en 30 estaciones de bombeo para monitorear los valores de DQO y SST en tiempo real. Los operadores fabricaron una jaula cilíndrica de acero a medida con pequeños orificios para evitar que las partículas más grandes interfirieran con los sensores. Posteriormente, los sensores se montaron en la estructura y se fijaron dentro de la jaula antes de sumergir la unidad directamente en el agua con una cadena de soporte.

La jaula de acero inoxidable hecha a la medida y el conjunto del spectro::lyser preparados para su instalación en una estación de bombeo de aguas residuales.

En el 75 % de los puntos de monitoreo, este cliente ha observado una reducción en el mantenimiento en comparación con los métodos de monitoreo anteriores. Los valores de calidad del agua en tiempo real se envían a un tablero central con la ayuda de un terminal con::cube V3. Todos los datos se transfieren a la plataforma basada en la nube del cliente, donde las alertas se configuran específicamente según las necesidades, ya sea para lecturas de valores bajos o altos.

Con múltiples opciones para presentar los datos de forma clara, el cliente puede modificar las representaciones gráficas desde el inicio de la instalación para adaptarlas a sus necesidades. Además, ahora es posible consultar y actuar sobre el historial completo de los datos de cada ubicación. Basándose en el éxito de estos dispositivos iniciales, el programa se ampliará y se instalarán más sensores.

Implicaciones para la industria

Más allá de Medio Oriente, la alerta temprana y la detección de vertidos ilegales de aguas residuales son fundamentales para mantener la integridad de los procesos de tratamiento. Por sí solo, el monitoreo es útil, pero su verdadero valor radica en la información que proporciona y en la capacidad de actuar sobre ella. Junto con un programa de monitoreo sólido, los equipos de las empresas de servicios públicos de agua que son capaces de poner la información en práctica (tomando medidas preventivas al mismo tiempo) son los que obtienen mayor éxito. Utilizar la información de estos sensores de monitoreo de la calidad del agua como herramienta para controlar compuertas y/o bombas, por ejemplo, hará que una planta de tratamiento tenga mayor resiliencia ante eventos de contaminación inesperados.