Explicación del tratamiento de aguas negras a bordo de cruceros

Los cruceros albergan a miles de pasajeros y tripulantes, lo que genera una enorme generación de aguas residuales de hasta 1000 metros cúbicos por 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 se mantiene alejado de tierra durante un período de tiempo considerable.

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

Las aguas grises provienen de baños, duchas y lavabos. El agua de las cocinas, cuartos de carne, cuartos de pescado y lavanderías también es agua gris. Sin embargo, este tipo de agua se denomina agua gris de cocina y de lavandería para facilitar su diferenciación.

Blackwater es el agua sucia de inodoros y urinarios, incluida el agua descargada. Dado que se trata de desechos humanos, que son infecciosos y peligrosos para el medio ambiente, necesitan procesos especiales de manipulación y tratamiento para su almacenamiento a bordo o su descarga fuera de los límites ecológicos.

Por lo tanto, nuestro enfoque en este artículo será la gestión, el tratamiento y la disposición de las aguas negras.

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Las aguas negras se recolectan en unidades colectoras de aguas negras a través de un sistema principal de anillo. El sistema de anillo principal está dividido por varias cubiertas o zonas a bordo y conectado a diferentes unidades colectoras de aguas negras.

Puede haber varios números de unidades de recolección (4-10 unidades) dependiendo del tamaño del barco. Por lo general, se instalan en espacios técnicos en todo el barco, donde el personal técnico puede monitorearlos 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 utilizando bombas de vacío conectadas que funcionan según el nivel de vacío a través de sensores.

Las aguas negras van a las unidades colectoras a través de coladores gruesos, los cuales deben ser limpiados diariamente o según demanda. Estos filtros eliminan los sólidos de gran tamaño que pueden ir a los tanques colectores, obstruir las tuberías o las bombas de descarga.

Las unidades colectoras de aguas negras tienen bombas de descarga adjuntas que normalmente se configuran para que funcionen con un temporizador, pero también se pueden configurar para que funcionen a nivel. Las bombas son operadas por interruptores de flotador y funcionan de vez en cuando para bajar el nivel de las unidades colectoras de aguas negras. Estas bombas son bombas de descarga de aguas residuales y transfieren las aguas negras de las unidades colectoras a las prensas de pantalla.

Las prensas tamizadoras separan aún más los sólidos, como papel higiénico, plásticos, arena, fibras, trapos, etc., del agua negra, 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 pantalla y, después de eso, eliminando las impurezas sólidas suspendidas finas mediante un eje de tornillo grande operado por un motor, que muele y separa los sólidos más finos.

El agua negra tamizada o filtrada pasa a la siguiente etapa, la etapa de tratamiento, mientras que los sólidos separados de la prensa tamizadora se recolectan en un tanque separado, generalmente conocido como tanque de biolodos.

Las aguas grises acomodadas también se pueden alimentar a los MBR junto con las aguas negras. Este proceso se controla automáticamente según la demanda, con la ayuda de una válvula de 3 vías en la entrada a las prensas de pantalla. En momentos de poca generación de aguas negras, que suele ser durante 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.

El agua negra tamizada/filtrada va 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 aguas negras a través de procesos biológicos y filtración por membrana.

El MBR tiene dos etapas. El agua negra de las prensas de pantalla llega a la primera etapa, donde las bacterias aerobias la tratan. Un suministro de aire constante 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 ventilan 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 significa Inter-Stage Filters.

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

El estado de los ISF debe comprobarse periódicamente y, si es necesario, limpiarse 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 por fuera de este rango requerirán verificaciones y/o ajustes.

Al igual que en la primera etapa, en la segunda etapa también se lleva a cabo una acción aeróbica adicional. Esto es para asegurar 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 un mayor mantenimiento.

El lodo separado de la primera y la segunda 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 se proporcionan para ese propósito. También se realiza la dosificación química en ambas etapas para el acondicionamiento de lodos de depuradora.

El líquido (aguas residuales) en tratamiento se bombea desde la 2ª etapa del biorreactor a las membranas mediante bombas centrífugas de flujo cruzado. Las membranas suelen estar dispuestas en múltiples (generalmente 3 o 4) bancos paralelos. Cada banco tiene varias membranas en serie y su bomba de flujo cruzado. Los bancos individuales se pueden aislar para limpieza o mantenimiento sin perturbar el proceso.

Cada membrana es tubular, con tubos de 8 mm de diámetro nominal montados en cubiertas 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 estos poros microscópicos en la superficie de la fibra de la membrana, que mientras forman una barrera contra las impurezas microbianas como bacterias, virus y protozoos, permiten el paso de moléculas de agua pura, lo que afecta el tratamiento. El agua residual sin tratar recircula de vuelta 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 la membrana puede ser un asunto costoso y lento.

El líquido filtrado por membrana, conocido como permeado o aguas residuales tratadas, puede tratarse con cloro para una mayor desinfección antes de ser bombeado a los tanques de almacenamiento de permeado o aguas residuales tratadas a través de un sensor de turbidez, que detiene la bomba de permeado en caso de alta turbidez.

El permeado almacenado se bombea por la borda, siempre y cuando esté fuera de los límites ambientales, mediante bombas de aguas residuales tratadas. El tratamiento con cloro (desinfección), en el caso de los MBR, generalmente no es 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 rendimiento de la planta MBR.

Si bien las aguas grises de alojamiento se pueden suministrar al MBR, no es recomendable usar 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 cocina y lavandería también tienen sus propios tanques de almacenamiento separados.

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

La complejidad del sistema también puede ser un factor en el tamaño del barco. Los barcos más grandes supondrán una carga considerable en términos de operaciones y rutinas. Aunque están diseñados para operar 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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Zahra es alumna de Miranda House, Universidad de Delhi. Ella es una ávida escritora, que posee inmaculadas habilidades de investigación y edición. Autora de varios artículos académicos, también ha trabajado como escritora independiente, produciendo muchas piezas técnicas, creativas y de marketing. Una verdadera esteta de corazón, ama los libros un poco más que cualquier otra cosa.