Tratamiento de aguas negras a bordo de cruceros

Los cruceros albergan a miles de pasajeros y tripulantes, lo que provoca una enorme generación de aguas residuales de hasta 1.000 metros cúbicos al día. Por lo tanto, la gestión de aguas residuales se ha convertido en un aspecto crítico de las operaciones diarias.

Un crucero debe ser autosuficiente en este aspecto, ya que permanece alejado de tierra durante un período de tiempo considerable.

Las aguas residuales a bordo de los cruceros se clasifican en dos tipos: aguas grises y aguas negras.

Las aguas grises provienen de baños, duchas y lavabos. También son aguas grises el agua de las cocinas, salas de carnes, salas de pescado y lavanderías. Sin embargo, este tipo de agua se denomina aguas grises de cocina y lavandería para facilitar la diferenciación.

Las aguas negras son el agua sucia de los inodoros y urinarios, incluida el agua de la cadena. Dado que se trata de desechos humanos, que son infecciosos y un peligro para el medio ambiente, necesitan procesos especiales de manipulación y tratamiento para su almacenamiento a bordo o su descarga al mar fuera de los límites ecológicos.

Por lo tanto, nuestro enfoque en este artículo estará en la gestión, tratamiento y eliminación de aguas negras.

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Las aguas negras se recogen en unidades de recogida de aguas negras a través de un sistema de tubería principal. El sistema de anillo principal está dividido por varias cubiertas o zonas a bordo y conectadas a diferentes unidades de recogida de aguas negras.

Puede haber varias unidades de recolección (de 4 a 10 unidades) según el tamaño del barco. Suelen instalarse en espacios técnicos repartidos por todo el barco, donde el personal técnico puede controlarlos y mantenerlos.

Las aguas negras se recogen en los tanques colectores por gravedad o vacío. En el caso de un sistema de vacío, el vacío se genera en el tanque colector y su línea de succión mediante bombas de vacío adjuntas que funcionan según el nivel de vacío a través de sensores.

Las aguas negras llegan a las unidades recolectoras a través de filtros gruesos, los cuales deben limpiarse diariamente o según demanda. Estos filtros eliminan los sólidos de gran tamaño que puedan ir a los tanques colectores, obstruir las tuberías o las bombas de descarga.

Las unidades de recolección de aguas negras tienen bombas de descarga adjuntas que normalmente están configuradas para funcionar con un temporizador, pero también se pueden configurar para que funcionen en el nivel. Las bombas funcionan mediante interruptores de flotador y funcionan de vez en cuando para bajar el nivel de las unidades recolectoras de aguas negras. Estas bombas son bombas de descarga de aguas residuales y transfieren las aguas negras desde las unidades recolectoras a las prensas de criba.

Las prensas de criba separan aún más los sólidos, como papel higiénico, plásticos, arena, fibras, trapos, etc., de las aguas negras, asegurando así que solo el líquido pase a la siguiente etapa, que es la etapa de tratamiento.

Esto se hace separando primero los sólidos de mayor tamaño mediante una malla llamada criba y, luego, eliminando las finas impurezas sólidas suspendidas mediante un gran eje de tornillo operado por un motor, que muele y separa los sólidos más finos.

Las aguas negras tamizadas o filtradas pasan a la siguiente etapa, la etapa de tratamiento, mientras que los sólidos separados de la prensa de tamiz se recogen en un tanque separado, generalmente conocido como tanque de biolodos.

Las aguas grises alojadas también pueden alimentarse a las MBR junto con las aguas negras. Este proceso se controla automáticamente según demanda, con la ayuda de una válvula de 3 vías en la entrada a las prensas criba. En momentos de baja generación de aguas negras, que suele ser por la noche cuando la mayoría de la gente duerme, la válvula de 3 vías suministra aguas grises al sistema MBR para mantener los niveles de las etapas.

En el caso anterior, las aguas grises del alojamiento se almacenan en tanques separados de doble fondo. Se proporcionan bombas de aguas grises MBR, que funcionan automáticamente según la demanda de aguas grises del MBR y el nivel de aguas grises en los tanques DB.

Las aguas negras filtradas van a la planta de tratamiento de aguas residuales conocida como MBR. MBR significa Biorreactor de membrana. Como su nombre indica, trata las aguas residuales o negras mediante procesos biológicos y filtración por membranas.

El MBR tiene dos etapas. Las aguas negras de las prensas de criba pasan a la 1.ª etapa, donde las bacterias aeróbicas las tratan. Un suministro constante de aire genera bacterias aeróbicas a través de sopladores y difusores, que crean burbujas de aire para distribuir uniformemente el aire por toda la biomasa. El exceso de aire, vapor de agua y gases se expulsan desde ambas etapas mediante líneas de ventilación conectadas a la atmósfera.

Las bacterias aeróbicas actúan sobre las aguas residuales, descomponiéndolas y separando los lodos de las aguas residuales. El agua tratada pasa ahora a la segunda etapa del MBR, a través de los ISF, que significan filtros entre etapas.

Los ISF ayudan a eliminar las partículas más finas o las impurezas que puedan haberse generado en la primera etapa o arrastradas desde la etapa de pretratamiento. El filtrado del ISF se recoge en un tanque de filtrado adjunto, desde donde se bombea a la segunda etapa del MBR mediante bombas de filtrado, mientras que los residuos separados (sólidos) se recogen en el tanque de filtrado y se bombean de regreso a la prensa de tamiz. o la 1ª etapa por las bombas de cribado. Tanto la bomba de filtrado como la de cribado tienen una bomba operativa y una bomba de reserva.

Se debe comprobar periódicamente el estado de los ISF y, si es necesario, limpiar los filtros. La proporción de filtrado a filtrado es un parámetro que indica la salud de los ISF. Por lo general, la relación debe estar entre 1 y 5. Las lecturas muy fuera de este rango requerirán comprobaciones y/o ajustes.

Al igual que en la primera etapa, en la segunda etapa también se lleva a cabo una mayor acción aeróbica. Esto es para garantizar que la separación de lodos se lleve a cabo tanto como sea posible para que solo el líquido pase a la etapa de filtración por membrana, reduciendo así la posibilidad de obstrucción y/o rotura de la membrana, lo que puede resultar en tiempo de inactividad y mayor mantenimiento.

El lodo separado de la 1.ª y 2.ª etapa debe eliminarse diariamente para evitar el arrastre accidental del lodo junto con el líquido a la membrana. Hay bombas de lodos y tanques separados que están previstos para ese fin. También se realiza dosificación de químicos en ambas etapas para el acondicionamiento de lodos de depuradora.

El líquido (agua residual) a tratar se bombea desde la segunda etapa del biorreactor a las membranas mediante bombas centrífugas de flujo cruzado. Las membranas suelen estar dispuestas en múltiples bancos paralelos (normalmente de 3 a 4). Cada banco tiene varias membranas en serie y su bomba de flujo cruzado. Los bancos individuales se pueden aislar para limpieza o mantenimiento sin alterar el proceso.

Cada membrana es tubular, con tubos de 8 mm de diámetro nominal montados sobre carcasas reforzadas con fibra de 200 mm de diámetro nominal. Las membranas están clasificadas en el rango de ultrafiltración, con un tamaño de poro nominal de 40 nanómetros.

Hay varios miles de millones de poros microscópicos en la superficie de la fibra de la membrana, que si bien forman una barrera contra las impurezas microbianas como bacterias, virus y protozoos, permiten el paso de moléculas de agua pura, lo que afecta al tratamiento. Las aguas residuales no tratadas recirculan de regreso a la segunda etapa del biorreactor.

Los bancos de membranas, que se ensucian debido a la acumulación de impurezas, deben lavarse a contracorriente o lavarse con agua dulce limpia una vez al día y limpiarse químicamente una vez a la semana para una confiabilidad operativa continua y para evitar roturas y daños a las membranas. El reemplazo de membranas puede ser un asunto costoso y que requiere mucho tiempo.

El líquido filtrado por membrana, conocido como agua residual tratada o permeado, se puede tratar con cloro para una mayor desinfección antes de bombearlo a los tanques de almacenamiento de aguas residuales tratadas o permeadas a través de un sensor de turbidez, que detiene la bomba de permeado en caso de turbidez alta.

El permeado almacenado se bombea por la borda, siempre que esté fuera de los límites ambientales, mediante bombas de aguas residuales tratadas. El tratamiento con cloro (desinfección), en el caso de los MBR, no suele ser necesario si el biorreactor y las membranas funcionan bien.

Se deben realizar pruebas semanales de Demanda Biológica/Química de Oxígeno, olor, color y E-Coli tomando muestras de ambas etapas del permeado de los biorreactores para determinar el desempeño de la planta MBR.

Si bien se pueden suministrar aguas grises de alojamiento a la MBR, no es aconsejable utilizar aguas grises de cocina y lavandería, ya que la presencia de detergentes y/o aceites puede ser potencialmente perjudicial para las bacterias aeróbicas, afectando así la generación y función de la biomasa. Por esta razón, las aguas grises de la cocina y la lavandería también tienen sus propios tanques de almacenamiento separados.

La gestión de aguas negras es un proceso complejo que exige una comprensión integral del sistema, una atención estricta a los parámetros, el cumplimiento de procedimientos de mantenimiento adecuados y oportunos y una resolución de problemas precisa para una eficiencia continua y una continuidad operativa.

La complejidad del sistema también puede influir en el tamaño del barco. Los barcos más grandes supondrán una carga considerable en términos de operaciones y rutinas. Aunque están diseñados para funcionar automáticamente y sin asistencia manual, los sistemas siempre son propensos a fallar. Es recomendable seguir las pautas del fabricante, los manuales, los programas de mantenimiento y las pruebas periódicas para determinar la salud de la planta.

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