DESCONTAMINACIÓN DE AGUA (DETOX)

Los foto-reactores solares tipo CPC están construidos en módulos que pueden conectarse entre si en serie. Cada módulo consiste en un numero de foto-reactores (tubos de vidrio de borosilicato) localizados en el foco de un espejo de aluminio anodizado con forma de Colector Parabolico Compuesto (CPC). Los módulos se disponen inclindados 37 ºC respecto a la hori-zontal con el objeto de maximizar la captación de fotones solares a lo largo de un año natural. Además, las plantas piloto pueden estar equipadas con mejoras técnicas/sistemas para dife-rentes propósitos: tanques de sedimentación (para recuperación de catalizador), sistemas de control de temperatura, acoplamiento con otros tratamientos como bio-oxidación, ozono, etc.
En las instalaciones se dispone de varias plantas piloto tipo CPC destinadas a la descontami-nación de aguas con diferentes características técnicas, incluyendo superficie iluminada, vo-lumen de tratamiento, diamtero de foto-reactor, etc. Tres de estas plantas piloto se detallan a continuación (Figura 1):

a) b) c)
Figura 1. a) Foto-reactor CPC (Prototipo SOLEX), b) Foto-reactor CPC (Prototipo CADOX), c) Foto-reactor NOVO75

  • Prototipo foto-reactor CPC SOLEX (Figura 1a): se trata de dos reactores gemelos desarro-llados para aplicaciones específicas de tratamiento mediante solar foto-Fenton. Cada proto-tipo consta de dos módulos CPC conectados entre sí, con tubos de vidrio de borosilicato de 32 mm, 3 m2 de superficie iluminada, 40L de volumen total de los cuales 22 L están ilu-minados. Consta también de varias sondas que permiten monitorizar el oxígeno disuelto (OD) y la temperatura (Tª).
  • Prototipo foto-reactor CPC CADOX (Figura 1b): consta de 4 módulos CPC (diametro de tubos de 50 mm) con una superficie total de captación de 4 m2, un volumen de tratamiento de agua total de 75 L de los cuales 45 L están iluminados. Este prototipo está diseñado y construido para su acoplamiento con un sistema de ozonización (50L) y tratamiento me-diante oxidación biologica. Consta también de un sistema de monitorización de pH, Tª, OD, H2O2, O3 y control de Tª del agua y dosificación de reactivos.
  • Prototipo foto-reactor NOVO75 (Figura 1c): prototipo de reactor solar con diferente configu-racion de espejo que permite aumentar el volumen de agua iluminado. Consta de 12 tubos de vidrio de borosilicato de 75 mm de diametro conectados en serie, con una superficie ilu-minada de 2 m2, volume total de 74 L con 68.5 L de volumen iluminado. Equipado con sondas para monitorización de Tª, OD y pH, asi como sistema de control de Tª e injección de oxígeno en agua. Actualmente, este prototipo está modificado para el acoplamiento con una planta piloto de ozonización.

Las plantas piloto basadas en tratamientos de oxidación avanzada no solares o híbridos (acoplamiento de sistemas solares y no solares) se detallan a continuación:

  • Un reactor de ozonización en columna de contacto de 15 L de volumen total (Figura 2a) con una capacidad de generación de 44 g O3/Nm3 para un flujo de gas de 0.2 Nm3/h y mo-dificada para su conexión con el foto-reactor NOVO75.
  • Una planta piloto de nanofiltración (Figura 2b) con tres carcasas de membranas (para eva-luar membranas intercambiables) conectadas de modo que se puede operar en serie o en paralelo. Cada membrana tiene una área superficial de 5.2 m2 y soportan una presión má-xima de 41 bar y un caudal máximo de 1.4 m3/h. Un tanque de alimentación de 400 L se encuentra conectado a la planta piloto. Además el sistema se completa con la dosificación automática de diversos reactivos, entre otros objetivos para el control del pH.
  • Un sistema doble de depuración biológica a escala planta piloto (Figura 2c). Este sistema consiste en una línea de tratamiento mediante reactores de lecho fijo (RLF) de 60 L de ca-pacidad total (tres RLF de 20 L cada uno) y otra línea secundaria de tratamiento mediante reactores tanque aguitado (RTA) de 40 L de capacidad total (dos RTA de 20 L cada uno). Todos los reactores se encuentran insertados en el mismo módulo. Ambos procesos de depuración pueden operar en discontinuo o continuo así como de forma independiente o combinados. Sistemas de control automático de pH y oxígeno disuelto se encuentran in-corporados a cada reactor.
  • Planta de Foto-electro -Fenton (Figura 2d): sistema acoplado de 4 celdas comerciales de oxidación anódica y generación de H2O2 en el cátodo, conectadas, a su vez a un foto-reactor tipo CPC de 2m2 (10 tubos de vidrio de borosilicato de 50 mm de diametro), volumen total 40 L y 25 L de volumen iluminado.
a) b) c) d)
Figura 2. Plantas piloto de tratamiento de aguas instaladas en área II: a) sistema ozonación, b) nanofil-tración, c) depuración biológica y d) electro-foto-Fenton.

Las instalaciones cuentan además con una planta de pre-tratamiento de aguas residuales y agua bruta (Figura 3a) basada en procesos físico-químicos de coagulación-floculación/filtración que permite trabajar a un caudal máximo de 1m3/h de agua. Dicho sistema consta de un filtro de arena y dos microfiltros de 25 y 5 µm, respectivamente.

Además de la opción de escalado a las plantas piloto descritas, se dispone también de dos simuladores solar con lámpara de xenón para estudios de descontaminación en condiciones controladas de radiación y temperatura, a escala de laboratorio (Figura 3b).

a) b)
Figura 3. a) Planta de coagulación/filtración y b) Simulador solar (Suntext XLS+).