Fa més d'un segle que es varen descobrir les aigües subterrànies de l'aqüífer profund del delta del riu Llobregat, al terme municipal del Prat de Llobregat. Aquest sistema hidrològic constitueix el recurs bàsic de l'abastament d'aigua potable del municipi. Sent l'únic municipi de l'àrea metropolitana de Barcelona, de més de 60.000 habitants, que té un sistema d'abastament d'aigua potable propi, mitjançant pous de captació de caràcter municipal i localitzat dins del mateix terme municipi.
Per a la gestió del servei d'abastament d'aigua potable a la població, l'Ajuntament del Prat de Llobregat va crear en l'any 1988 l'empresa municipal Aigües del Prat, S.A. Aigües del Prat, S.A. és una societat privada municipal amb capital 100% de l'Ajuntament del Prat de Llobregat. La constitució de la Societat fou aprovada pel Ple de l'Ajuntament en sessió ordinària del dia 3 de novembre de 1988. Aigües del Prat, S.A. comença les seves activitats el dia 1 de maig de 1989, treballant sota les directrius i orientació de la Junta General d'Accionistes, formada pel propi Plenari de l'Ajuntament i del seu Consell d'Administració.
Els resultats econòmics de l'empresa són fiscalitzats per l'Ajuntament que, un cop a l'any, es constitueix en Junta General d'Accionistes per tal de conèixer i, si és el cas, aprovar els comptes i la gestió. El funcionament quotidià d'Aigües del Prat, S.A. és totalment autònom respecte de l'administració municipal. Per tal d'assegurar aquesta autonomia funcional, en el plenari de constitució de la societat, es va aprovar el Reglament del Servei Municipal de Proveïment d'Aigua.
L'abastament al municipi es basa en la captació d'aigua procedent de l'aqüífer profund del delta del riu Llobregat, disposant a més, d'na connexió amb la xarxa pública metropolitana de distribució en "Alta" d'Aigües Ter Llobregat (ATLL),
Actualment, Aigües del Prat, S.A. té autoritzada una capacitat d'extracció de l'aqüífer profund de 5,00 Hm3/any i la connexió amb la xarxa pública metropoltana de distribució en "Alta" d'ATLL garanteix un cabal de subministrament de 2,68 Hm3/any. Per tant, la capacitat màxima de distribució actual d'Aigües del Prat, S.A., és de 7,68 Hm3/any.
Aigües del Prat, S.A., per a la gestió de l'abastament d'aigua potable al municipi, extreu l'aigua subterrània de l'aqüífer profund mitjançant 6 Pous municipals de captació, dotats cadascun d'ells dels elements necessaris per impulsar l'aigua captada fins a les dues Estacions de Tractament d'Aigua Potable (ETAP's): ETAP Sagnier i ETAP Mas Blau, abans de la distribució domiciliària de l'aigua un cop potabilitzada. Aquesta producció pròpia es complementada en els moments de consums mes elevats, amb l'aportació de les connexions metropolitanes A més, en la trama urbana existeix un Dipòsit elevat regulador de pressió que regula i manté la pressió de distribució existent a la xarxa d'abastament d'aigua potable en 3,5 Kg/cm2 en els punts de connexió dels abonats.
Actualment, el terme municipal del Prat de Llobregat està patint un important procés de transformació; fruït d'aquesta transformació, apareixen noves zones d'urbanització d'àmbit municipal i grans infraestructures d'àmbit estatal, nacional i metropolità a les que cal d'abastir d'aigua potable.
Per tal d'afrontar aquest important procés de transformació territorial i per donar solució a les noves demandes d'aigua potable, Aigües del Prat, S.A. va redactar, un "Pla Director d'Abastament d'aigua potable al municipi del Prat" que fou aprovat per a l'unanimitat del Plenari Municipal en sessió celebrada el 09 de febrer de 2005.
Els objectius d'aquest Pla són els següents:
- Disposar d'aigua potable suficient per cobrir les futures demandes com a conseqüència de la transformació del territori.
- Millorar la qualitat mineral de l'aigua potable distribuïda. - Augmentar la pressió de distribució de l'aigua abastida.
- Fer arribar l'aigua potable a tot el municipi.
- Racionalitzar l'ús de l'aigua en funció de la seva qualitat.
- Actualitzar, amb noves tecnologies, la gestió de la demanda.
- Aconseguir una gestió de la demanda el més eficaç possible per tal que l'estalvi de l'aigua comenci per l'abastament i la distribució.
INTRODUCCIÓ
Com ja s'ha indicat anteriorment, el municipi del Prat de Llobregat disposa de dues Estacions de Tractament d'Aigua Potable (ETAP's) situades en el seu entorn urbà, l' ETAP "Sagnier" i l' ETAP "Mas Blau", ambdues de la mateixa factura i de funcionament pràcticament idèntic.
A continuació es realitza una descripció bàsica del funcionament d'una de les Estacions de Tractament d'Aigua Potable implantades, amb les principals etapes que composen el procés, un cop l'aigua bombejada des dels Pous arriba a la mateixa.
SEQÜÈNCIA DE TRACTAMENT
La seqüència de tractament de l'aigua, un cop arriba a l'ETAP, és la següent:
- Arribada de l'aigua crua procedent de 3 Pous de captació municipals fins a la sala de vàlvules de distribució.
- Aireació de l'aigua per mitjà de torres de Stripping per eliminar els components organoclorat volàtils.
- Emmagatzematge al dipòsit/s de bombament a osmosi i estabilització del pH afegint-hi CO2.
- Bombament d'alimentació al tractament d'osmosi inversa.
- Pretractament químic (coagulant).
- Filtració tricapa.
- Dosificació de dispersant/desincrustant.
- Microfiltració a 5 µm.
- Dosificació de reductor (en cas necessari).
- Bombament d'alta pressió a les membranes d'osmosi.
- Bastidors d'osmosi inversa amb recuperador d'energia.
- Flushing i neteja química (quan sigui necessari).
- Post tractament (ajust de pH). Aquest només es realitza a la Planta de Sagnier.
- Post cloració de l'aigua abans del lliurament a xarxa.
- Emmagatzematge d'aigua al dipòsit d'aigua producte.
- Bombament de l'aigua producte a la xarxa general de distribució d'aigua potable.
DESCRIPCIÓ DEL TRACTAMENT
A continuació realitzarem una descripció detallada de cadascuna de les etapes comentades a la seqüència de tractament:
POUS DE CAPTACIÓ
L'abastament potable al municipi del Prat de Llobregat es basa en la captació d'aigua procedent de l'aqüífer profund del delta del riu Llobregat. Les característiques dels Pous de captació construïts són les següents:
- La perforació del Pou es fa mitjançant un sistema d'"hinca" per percussió, fins als 50 m de profunditat, depenent de la zona. La totalitat dels 50 m s'efectuen amb encamisat interior de DN-600 en xapa d'acer de 8 mm de gruix i els 20 m superiors es doten d'un encamisat exterior de DN-700 del mateix tipus de xapa.
- En la part mes profunda del pou, la camisa interior disposa d'una estructura filtrant de 6 a 8 m de longitud, composada per ranures el·líptiques especials.
El primer tractament que pateix l'aigua extreta, s'efectua en el mateix Pou i consisteix en:
- Una primera filtració de seguretat, amb filtre de tamís de 80 micres, de rentat automàtic
- Tot seguit es realitza una precloració amb hipoclorit sòdic per garantir un mínim de clor en el trajecte de l'aigua captada fins a l'Estació de Tractament d'Aigua Potable, ETAP, on s'efectua la resta del tractament de l'aigua.
Pou de captació tipus
ARRIBADA DE L'AIGUA PROCEDENT DELS POUS
Cada ETAP rep l'aigua procedent de tres Pous de captació. Cada Pou impulsa l'aigua fins a l'ETAP per mitjà d'una canonada exclusiva d'unió entre Pou i Planta. Les tres canonades (una de cada Pou) arriben a una sala on hi ha un sistema de vàlvules que permet dirigir l'aigua de cada Pou a la torre d'aireació (Stripping) seleccionada.
Sala de válvulas de llegada
AIREACIÓ DE L'AIGUA PER STRIPPING
Les conduccions fan pujar l'aigua fins a la part superior de la torre de Stripping, arribant a un distribuïdor - difusor interior, caient per gravetat sobre un llit d'anells de reblert i per mitjà d'un col·lector interior surt de la torre per la part inferior. En el moment que l'aigua cau, actuen uns ventiladors (dos associats a cada torre) que impulsen aire a contracorrent a través del reblert per produir la separació dels components organoclorats volàtils presents a l'aigua.
Torre de Stripping
EMMAGATZEMATGE EN DIPÒSIT DE BOMBAMENT A OSMOSI I ESTABLITZACIÓ DEL PH
L'aigua que surt per la torre, es fa arribar als dipòsits de bombament d'aigua a osmosi, on se li ajusta el pH desequilibrat degut al procés d'aireació, mitjançant injecció de CO2 a l'interior d'aquests dipòsits.
Els dipòsits estan parcialment soterrats i són de formigó armat.
Dipòsit bombament aigua a osmosi
Tanc de CO2
BOMBAMENT D'ALIMENTACIÓ AL TRACTAMENT D'OSMOSI INVERSA
El tractament implantat el composen dues línies d'osmosi i per alimentar-les hi ha tres bombes instal·lades que permeten bombejar l'aigua a les dues línies.
Cada línia d'osmosi precisa del funcionament d'una bomba del dipòsit de bombament i la tercera s'utilitza per fer neteges dels filtres tricapa en moments puntuals.
SALA DE VÀLVULES DE DISTRIBUCIÓ D'AIGUA A OSMOSI
L'aigua que surt de les bombes es lliurada a les línies d'osmosi per mitjà d'una sala de vàlvules que permet dirigir l'aigua des de qualsevol bomba a qualsevol línia d'osmosi o a la neteja dels filtres tricapa.
Hi ha una canonada de Ø 400mm en PE que aporta l'aigua a les dues línies d'osmosi, i altra canonada de Ø 250mm en PE que aporta l'aigua a la neteja de filtres.
Cadascuna de les dues canonades disposa d'un cabalímetre per mesurar el cabal que circula per les mateixes i comptabilitzar tant el cabal d'aigua bruta d'alimentació a les línies d'osmosi, com el que s'utilitza per neteja els filtres.
Cabalímetres de lectura d'aportació d'aigua bruta a les línies d'osmosi i a neteja filtres
PRETRACTAMENT QUÍMIC
Per evitar possibles problemes de colmatació a les membranes d'osmosi, i poder reduir el SDI (Índex d'Incrustació) a l'entrada a les membranes, s'ha previst una coagulació prèvia a la filtració tricapa.
La dosificació de coagulant es realitzarà per mitjà de bomba dosificadora de membrana, magnètica electrònica, que capta el reactiu d'un dipòsit de PE de 300 litres, amb interruptor de nivell de mínim. S'ha previst una bomba per cada línia i una de reserva.
Dipòsit i bombes de coagulant
FILTRACIÓ TRICAPA
Previ al sistema d'osmosi inversa hi ha un pretractament físic, composat per una bateria de quatre filtres tricapa (dos filtres per cada línia d'osmosi). El reblert dels filtres es composa d'antracita, granat i sorra, amb l'objecte d'eliminar partícules en suspensió a l'aigua, evitant la colmatació prematura del sistema de microfiltració posterior.
La neteja d'aquest sistema de filtració es pot desencadenar tant de manera automàtica en funció de l'embrutiment del reblert a través del sistema de control general de la planta, com de manera manual per part de l'operador.
Cada filtre està construït en acer al carboni protegit amb recobriment d'epòxid.
Tota l'aigua que es bombeja des del dipòsit de bombament a línia d'osmosi passa pels filtres. Un cop filtrada, una gran part continua el procés d'osmotització, i una petita part passa per bypass directe al dipòsit d'aigua producte, per permetre la remineralització de l'aigua producte final. Durant el rentat de cada filtre la resta admet tot el cabal, de forma que no es necessari aturar la producció.
Cada filtre disposa d'un conjunt de vàlvules que de manera automàtica realitza les tasques de neteja.
Bateria de filtres tricapa
Quadre de vàlvules de maniobra d'un filtre tricapa
DOSIFICACIÓ DE DISPERSANT/DESINCRUSTANT
Aquesta dosificació te per objecte eliminar els perills de precipitació a les membranes d'osmosi de sals minerals com CaCO3, CaSO4, SrSO4, BaSO4 i CaF, els quals poden produir colmatació de les mateixes en detriment del seu bon funcionament i la seva vida útil.
La dosificació es realitza per mitjà de bomba dosificadora de membrana, magnètica electrònica, que capta el producte d'un dipòsit de PE amb interruptor de nivell de mínim. Es disposa de tres bombes (una per línia més una de reserva).
Desincrustant
MICROFILTRACIÓ
Amb l'objecte d'eliminar les partícules petites en suspensió, que no han estat retingudes pels filtres tricapa, i per tal de protegir les membranes d'osmosi, es realitza una filtració de 5 mm per mitjà d'un filtre de cartutxos recanviables.
Manòmetres situats a l'entrada i sortida del microfiltre, permeten controlar el grau de colmatació del mateix, i per tant la freqüència de substitució dels filtres de cartutx.
Microfiltració
DOSIFICADOR DE REDUCTOR
En principi no es preveu necessària la dosificació d'agent reductor, però tot i així s'han instal·lat els equips necessaris.
En cas necessari, aquesta dosificació tindrà lloc desprès de la filtració de 5 mm i les principals missions d'aquesta dosificació serien les següents:
- Eliminar el clor residual que pugui portar l'aigua bruta.
- Mantenir un valor reductor de l'aigua per millor protecció i duració de les membranes.
- Tenir efecte bacteriostàtic, ja que redueix l'oxigen per evitar la presència de bacteris aerobis.
- Disminuir el pH, ajustant l'Índex de Langelier (LSI) cap a valors menys incrustants.
La dosificació de reductor es realitzarà per mitjà de bomba dosificadora de membrana, magnètica i electrònica, que capta el reactiu d'un dipòsit de PE amb interruptor de nivell mínim. Es disposa de dues bombes (una per línia).
BOMBAMENT D'ALTA PRESSIÓ
L'aigua es impulsada a les membranes d'osmosi inversa per mitjà d'un grup electrobomba d'alta pressió regulat per variador de freqüència, per tal d'optimitzar-ne el rendiment i ajustar al màxim els consums elèctrics.
Bomba d'alta pressió
BASTIDORS D'OSMOSI INVERSA AMB RECUPERADOR D'ENERGIA
Cada línia disposa d'un bastidor d'osmosi on es troben instal·lades, dintre de caixes de pressió,les membranes d'osmosi. Les membranes es disposen en dues etapes de producció.
Degut a la salinitat de l'aigua d'entrada al bastidor d'osmosi, es necessari equilibrar la producció d'aigua osmotitzada entre les dues etapes per no sobrecarregar la primera.
Per evitar això s'ha instal·lat un sistema de recuperació d'energia (turbocharger) que treballa aprofitant l'energia hidràulica procedent de l'aigua de rebuig de la primera etapa.
Es tracta d'un sistema que s'autoregula, ja que a més salinitat de l'aigua d'entrada, més pressió es requerida per la bomba d'alta pressió i conseqüentment més pressió hidràulica residual li arriba al recuperador d'energia, per injectar a la segona etapa.
La utilització del recuperador d'energia redueix substancialment la potència consumida a la instal·lació, ja que recupera part de l'energia que ha de subministrar la bomba d'alta pressió i equilibra les produccions d'aigua osmotitzada a les dues etapes de tractament.
Caixa de pressió amb membrana incorporada
Bastidor d'osmosi amb les dues etapes de producció
Recuperador d'energia
FLUSHING I NETEJA QUÍMICA
Cada línia de tractament porta incorporat al bastidor un sistema combinat de Flushing i neteja química, per tal de realitzar dues operacions que permeten, d'una banda evitar precipitacions químiques i físiques sobre la superfície activa de les membranes d'osmosi durant les aturades dels equips, i per altra banda restituir els paràmetres de funcionament com cabal i qualitat de l'aigua osmotitzada, degut al progressiu tamponament de les membranes amb el temps, degut a col·loides i incrustacions de ferro.
En el moment d'aturada de la Planta, el sistema de neteja es posa en marxa i realitza una neteja amb aigua neta des de la microfiltració fins a les membranes d'osmosi. Els equips principals d'aquest sistema són:
- Dipòsit d'emmagatzematge d'aigua tractada per al Flushing i preparació de productes per neteja química.
- Grup electrobomba per realitzar la neteja.
- Equip de microfiltració de 25 µm.
- Sistema de canonades per unió dels diferents elements.
Dipòsit de Flushing i neteja química
Bombes de Flushing i neteja química
POST TRACTAMENT
La seqüència de post tractament és la següent: Mescla d'aigua bruta i aigua osmotitzada: el cabal de bypass d'aigua bruta prèviament filtrada es mescla en línia amb el cabal de sortida dels equips d'osmosi inversa.
Aquesta mescla es realitza de forma automàtica per tal de que el contingut en clorurs no sigui superior en cap cas al que exigeix la legislació vigent (RD 140/2003). Cas de ser necessari, per adequar el pH de l'aigua d'arribada al dipòsit d'emmagatzematge d'aigua producte, es pot dosificar sosa per tenir el valor LSI que indica el RD 140/2003, mantenint el contingut en sodi per sota del valor límit. La dosificació s'efectuaria a la canonada de sortida d'osmosi cap al dipòsit d'emmagatzematge. Aquesta dosificació es realitzaria per mitjà de bomba dosificadora de membrana, magnètica electrònica, que capta el producte d'un dipòsit de PE amb interruptor de nivell de mínim.
S'ha previst una bomba dosificadora en funcionament i altra de reserva.
Un llaç de control amb un control de pH aigües avall comanda la dosificació de sosa.
DIPÒSIT D'AIGUA PRODUCTE
L'aigua producte resultant de la mescla d'aigua filtrada i aigua osmotitzada, un cop ajustat el pH, s'emmagatzema al dipòsit d'aigua producte.
Aquest dipòsit està dividit en dues cambres independents de forma que es puguin realitzar operacions de manteniment sense necessitat d'aturar la Planta.
La capacitat útil de cada cambra és de 1.000 m3 , amb capacitat total de dipòsit de 2.000 m3. Aquest dipòsit disposa d'un sistema de desguàs de fons per facilitar les operacions de neteja i manteniment.
Canonada d'entrada d'aigua a cadascuna de les cambres del dipòsit d'aigua producte
Vista exterior del dipòsit
POST CLORACIÓ
Dintre del dipòsit, es realitza la post cloració d'ajust necessari per garantir la desinfecció de l'aigua producte. Aquesta cloració es controla per mitjà d'un analitzador de clor en continu.
BOMBAMENT D'AIGUA PRODUCTE A LA XARXA GENERAL DE DISTRIBUCIÓ D'AIGUA POTABLE
L'aigua un cop emmagatzemada es bombeja a la xarxa de distribució d'aigua potable per mitjà d'un grup de bombament format per quatre bombes (tres en servei més una de reserva) amb capacitat, cada una, per bombejar 125 m3/h a 4,2 bars de pressió en una primera fase i 5,8 bars en una segona fase, degut a l'increment de la pressió de distribució previst a la xarxa als propers anys.
Aquests grups estan formats per un motor elèctric acoblat a una bomba monoetapa de voluta horitzontal, tot el conjunt instal·lat sobre bancada.
La instal·lació dels quatre grups de bombament es realitza en paral·lel amb les quatre aspiracions connectades per mitjà d'un col·lector general.
Les impulsions també es connecten per mitjà d'un col·lector general que injecta a la xarxa de distribució. En aquest col·lector hi ha instal·lat un cabalímetre per controlar el cabal de sortida d'aigua a xarxa.
La forma de funcionament habitual es amb un, dos, ó tres grups en funcionament segons la demanda en cada moment.
Cada grup motobomba disposa d'un variador de freqüència per ajustar al màxim el cabal de sortida a la demanda d'aigua de la xarxa.
Bombament d'aigua producte a xarxa de distribució
SISTEMES DE CONTROL INSTAL·LATS ALS BASTIDORS D'OSMOSIS
A cada bastidor s'ha implantat un quadre amb les lectures de la instrumentació instal·lada (Conductivitat, Cabal, Temperatura, Redox, Pressions, etc...).
També s'han instal·lat diferents punts de presa de mostres i un quadre on hi ha una presa de mostra per cada caixa de membranes.
Aquests punts de mostreig permeten, en cas necessari, analitzar tot el procés que segueix l'aigua per acotar qualsevol problema de funcionament o qualitat que es pugui produir en una línia d'osmosi.
SISTEMA DE CONTROL GENERAL
Hi ha un sistema de control general de la Planta que actua en l'entorn local, i que a més, està comunicat al sistema central de gestió d'Aigües del Prat, perquè en tot moment es pugui realitzar la gestió de la Planta i controlar els principals paràmetres.
QUADRES DE POTÈNCIA I CONTROL
Dintre de la Planta de tractament es disposa d'una subestació de mitja tensió, exclusiva pel subministrament elèctric de dita Planta que compta amb transformadors a baixa tensió i que subministra el corrent elèctric necessari als quadres generals de potència i control.
Tots els quadres de potència i control son comuns a les dues línies de producció i es troben en una sala interior, dintre de l'edifici d'osmosi on estan ubicats els bastidors.
Aquesta sala està climatitzada per evitar possibles escalfaments dels quadres.
Estació transformadora de mitja tensió