RETEMA • Mayo/Junio 2016 by RETEMA, Revista Técnica de Medio Ambiente

29 AÑOS DE

TRAYECTORIA

1987 - 2016

Nº 191 I MAYO/JUNIO 2016 I AGUAS

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REPORTAJE PTAR La Chira (Perú)

Investigación y tecnología para tratamiento de aguas

Tratamiento de lixiviados en viveros: Sistema CLEANLEACH®

Diseño y costes de explotación de EDAR con tecnología aQuarQ

REPORTAJE ERAR de Viveros de la Villa (Madrid)

EMPRESA I WGM

WGM se abre paso entre las grandes empresas

orks Gestión de Mantenimiento cuenta con una experiencia de más de 15 años desarrollando e im-

plementando soluciones tecnológicas en diferentes sectores industriales, como el de la gestión del agua. En 1996 Esteban Cabrera, fundador de la empresa, detecta que la mayoría de las industrias gastaban millones en mantenimiento y carecían de herramientas informáticas para la gestión de sus departamentos y da el paso para crear una empresa que revolucionaría el sector, siendo en poco tiempo una referencia en el sector del agua. WGM ofrece herramientas informáticas propias y servicios de consultoría a estos departamentos para que puedan mejorar y optimizar sus recursos, disponen de capacidad para operar en todos los mercados y tecnología para dar servicio en cualquier parte del mundo. Dentro del sector del agua la implantación del sistema afecta a todos los departamentos, con el objetivo de mejorar y optimizar los recursos, el control de las instalaciones y la calidad del agua.

Esteban Cabrera, Director General y Fundador de WGM

La implantación de un programa de gestión como WGM representa importantes ventajas para este tipo de indus-

seguridad y salud para cada una de las

tión de una de sus plantas de tratamien-

trias:

instalaciones, equipos o tareas de man-

to de agua, pasando más tarde a la im-

tenimiento.

plantación del sistema de gestión global

• Facilita el conocimiento y el control de

y de control de todas las instalaciones En 1997 WGM implantó el sistema

de producción y tratamiento de agua

ticas técnicas.

en todas las plantas de Azucarera Ebro,

del Consejo Insular de Aguas de Gran

• Permite la automatización de los dis-

y poco tiempo después el Grupo NAN-

Canarias.

tintos procesos operativos, planificando

TA introdujo el sistema de gestión de

y organizando todas las tareas de man-

mantenimiento en todas sus plantas. A

tenimiento y los recursos dedicados,

finales de los 90, dentro del sector del

conociendo el coste de cada tarea.

agua, se adaptó el sistema a las necesi-

todas las instalaciones y sus caracterís-

• Facilita la implementación del plan de

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dades específicas de FCC para la ges-

Mayo/Junio 2016

WGM www.wgmsa.com

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MECANA I TECNOLOGÍA

Sistemas de filtración textil OptiFiber® de Mecana

Especificaciones • Velocidad de filtración de hasta 20 m/h os filtros textiles Mecana incorpo-

Cuando el textil está mojado las fibras se

• Capacidad de manejar cargas eleva-

ran el medio filtrante OptiFiber® di-

asientan unas sobre otras, formando una

señado para eliminar los sólidos

barrera para el movimiento de partículas,

das de sólidos del influente hasta los 400 gr/m2/h

en suspensión de cualquier tipo de

comportándose como un lecho de filtra-

• El medio filtrante OptiFiber® retiene

efluente. Cada fibra actúa en toda su lon-

ción profundo. Este diseño innovador,

más del 50 % de los sólidos con tamaño

gitud como un conjunto de granos de

permite una huella mucho más pequeña

de partícula de < 5 micras y hasta el 99 %

arena de un filtro de lecho granular.

que con los filtros de arena habituales.

con tamaños de partícula más grandes • Es capaz de retener carbón activo en polvo para la eliminación de micro contaminantes orgánicos • Asegura la eliminación de huevos de helmintos en consonancia con las normas de la OMS • Disponible en distintas configuraciones, tambor, disco o diamante para cualquier área de filtración de 0,5 m2 a 240 m2

teqma www.teqma.com

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MEDIAKIT2016 EDITA C & M PUBLICACIONES, S.L. DIRECTOR Agustín Casillas González agustincasillas@retema.es

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Foto portada: ERAR de Viveros de la Villa, Madrid

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SUMARIO SUMARIO

MAYO/JUNIO 2016 AÑO XXIX · Nº 191

LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES Página 8 REHABILITACIÓN DE UN CAUCE FLUVIAL CONTAMINADO POR METALES PESADOS MEDIANTE FITOEXTRACCIÓN Página 18 TRATAMIENTOS ELECTROQUÍMICOS: NUEVAS HERRAMIENTAS PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA Página 24 TECNOLOGÍA INNOVADORA PARA LA PRODUCCIÓN DE HIPOCLORITO SÓDICO Página 30 REPORTAJE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CHIRA, PERÚ Página 32 SISTEMA COMBINADO DE FILTRACIÓN HORIZONTAL Y HUMEDAL ARTIFICIAL PARA LA REUTILIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS EN VIVEROS HORTÍCOLAS Página 40 REWAGEN: UN TRATAMIENTO ECOLÓGICO QUE PURIFICA AGUAS MIENTRAS PRODUCE ENERGÍA Página 46 REPORTAJE ADECUACIÓN Y MEJORA DE LA ESTACIÓN REGENERADORA DE VIVEROS DE LA VILLA, MADRID Página 50 MICROSCOPÍA CONVENCIONAL VS. FISH EN LA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE CANDIDATUS ‘MICROTHRIX PARVICELLA’ Y ‘MICROTHRIX CALIDA’ EN FANGOS ACTIVOS Página 56 APLICACIONES DE LA ELECTROQUÍ́MICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS. EXPERIENCIA DEL LABORATORIO DE ELECTROQUÍMICA APLICADA DE LA UNIVERSIDAD DE ALICANTE Página 62 OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE NITRÓGENO Y FÓSFORO CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN EN LA EDAR DE LA FRANCA Página 70 DISEÑO Y COSTES DE EXPLOTACIÓN DE DEPURADORAS URBANAS CON TECNOLOGÍA EXTENSIVA “SISTEMA AQUARQ” Página 86 LAS REUTILIZACIÓN DEL AGUA: HOJA DE RUTA EN EUROPA Y SITUACIÓN EN ESPAÑA Página 90

EVENTOS I SMAGUA

SMAGUA traza las líneas maestras para su edición 2017 tación que SMAGUA 2017 está teniendo entre las empresas, con una contratación superior al 40 por ciento al igual que en la superficie expositiva. Asimismo, manifestó que el 70 por ciento de las empresas que estuvieron presentes en la pasada edición ya han confirmado su intención de exponer en la próxima convocatoria, que tendrá lugar del 7 al 9 de marzo. Para López, un aspecto crucial es desarrollar un modelo ferial que responda a las expectativas que nos exigen los profesionales y un certamen que tenga como misión la de servir al sector. En este aspecto, subrayó la relevancia de incorporar nuevos sectores, como son la incorporación de sectores basados en la hidroelectricidad, la eficiencia energética y los drones, entre otros. ntre las líneas de actuación destaca un ambicioso programa de jornadas, congresos y debates técnicos, en los on la mirada puesta en marzo

Pam España, Antonio García Budía.

que participarán los organismos vincu-

de 2017, SMAGUA traza sus lí-

Durante la reunión, las empresas, aso-

lados con el agua tanto en el plano au-

neas maestras para diseñar la

ciaciones e instituciones representadas

tonómico, como nacional e internacio-

que será la cita del sector del

manifestaron su respaldo a la próxima

nal. Además, de cara a la edición de

agua y el riego en España. El salón de

celebración de SMAGUA. Para Antonio

2017 se trabaja para potenciar las mi-

referencia para el mercado nacional tie-

Budía se abre un periodo importante

siones comerciales, puesto que gene-

ne ante sí un reto importante: aportar

donde “nos encontramos con un desa-

ran una excelente oportunidad empre-

valor añadido a la vez que debe de ser

fío, el de la celebración en menos de

sarial para las firmas expositoras. En

capaz de ofrecer a los profesionales un

un año de otra edición, que nos requie-

esta ocasión, participan activamente

foro útil, con propuestas y novedades

re mayor esfuerzo tanto a la organiza-

Feria Zaragoza, Agragex, Cámara de

atrayentes en el que se refleje la evolu-

ción como a las empresas”. Todo ello,

Comercio de Marruecos, CREA o

ción tecnológica que protagoniza el

dijo Budía, con el objetivo de continuar

AMEC. Asimismo, desde la dirección

segmento hídrico.

siendo un referente para el sector en

del salón se subraya la importancia de

España y que contribuya a aportar va-

estar presente en los principales foros

lor y utilidad.

sectoriales con el objetivo clave de

Para continuar con la estrategia de SMAGUA 2017 se celebró una sesión consultiva de su Comité Organizador,

Por su parte, el director comercial de

“ofrecer valor añadido al sector y con-

que está encabezado por el director

Feria de Zaragoza, Alberto J. López,

vertirnos en su motor de arranque”, dijo

general de la empresa Saint Gobain

explicó, en primer lugar, la buena acep-

Alberto López.

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DAGA I TECNOLOGÍA

DAGA presenta su nuevo filtro tamiz de tambor rotativo MR52C l nuevo filtro tamiz de

cia el tubo de extracción. Este

DAGA está diseñado

material es depositado sobre

para depuradoras de

el tornillo transportador ele-

aguas residuales y pa-

vando y expulsando el resi-

ra la extracción de sólidos en

duo fuera del canal. Antes de

procesos industriales de cau-

su expulsión se produce un

dales medianos. El equipo es

compactado y deshidratado

fruto de seis meses de intenso

del mismo en la cámara de

trabajo del departamento de

compactación. Una vez pren-

I+D y producción, con el obje-

sados se depositan en un

tivo principal de ofrecer al

contenedor.

mercado un equipo competitivo, de gran rendimiento, ro-

VENTAJAS

busto y de fácil mantenimien-

PRINCIPALES

to. Con este equipo se pretende conseguir el mayor

• Sistema monobloc cilíndri-

grado de separación posible

co lo que garantiza una dura-

sin afectar las características

bilidad estructural mucho su-

hidráulicas de la instalación.

perior

Por tanto, juegan un papel

convencionales.

muy importante los sistemas

• Su construcción en acero

de auto limpiado del equipo y

inoxidable y los avanzados

su diseño mecánico, que lo-

sistemas de autolimpiado del

gran una mínima pérdida de

equipo garantizan un mante-

carga y garantizan un elevado

nimiento mínimo, gracias a la

que

los

tamices

rendimiento, lo que convierte al MR52C

rantiza un mínimo tiempo y dificultad en

limpieza que realizan al equipo, evitan-

en un tamiz muy eficiente con unos cos-

el momento de realizar los trabajos.

do así desgastes inesperados produci-

tes de mantenimiento muy reducidos. A

El agua, generalmente procedente de

diferencia del sistema tradicional, este

un pre desbaste, entra en el tambor fron-

• Los mismos sólidos y flotantes produ-

equipo presenta una solución compacta

talmente y atraviesa el tamiz, quedando

cen un efecto adicional de filtración que

integrando los procesos de desbaste,

retenidos en la malla los sólidos sedi-

retiene las partículas más pequeñas en

lavado, extracción y deshidratación del

mentables y flotantes produciendo éstos

el interior del tambor ofreciendo una

residuo en un sólo equipo.

un efecto adicional de filtración que retie-

gran capacidad de filtración.

ne las partículas más pequeñas.

• Al integrar varias funciones dentro

INSTALACIÓN Y FUNCIONAMIENTO

El sistema de autolimpieza se realiza

del equipo (desbaste, transporte, lava-

girando el tambor, transportando los resi-

do, prensado y deshidratación) el resi-

duos a la parte superior y expulsándolos

duo se extrae con muy poca agua y con un volumen muy reducido.

El nuevo tamiz rotativo MR52C, está

de la malla con un cepillo y unas boqui-

diseñado para ser instalado de manera

llas de aspersión hacia la tolva de reco-

rápida y fácil en cualquier canalización,

gida situada en el centro del tambor.

contenedor o canal. Su fácil sistema de anclaje y fijación regulable en altura ga-

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dos por los mismos residuos.

Desde la tolva un tornillo giratorio transporta el material de desbaste ha-

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DAGA www.dagaequipment.com

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LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

La adsorción como alternativa de tratamiento de contaminantes emergentes Silvia Álvarez Torrellas, Araceli Rodríguez Rodríguez, Gabriel Ovejero Escudero y Juan García Rodríguez Grupo de Catálisis y Procesos de Separación (CyPS), Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Químicas Universidad Complutense de Madrid I www.ucm.es

LA CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS El agua es un recurso natural escaso, indispensable para la vida humana y el sostenimiento del medio ambiente que, debido al rápido desarrollo económico y al uso inadecuado que se ha hecho de ella, ha sufrido un alarmante deterioro. Durante décadas, toneladas de sustancias biológicamente activas, sintetizadas para su uso en la agricultura, industria, medicina, etc., han sido vertidas al medio ambiente de forma, en muchas ocasiones, inadecuada. A la contaminación de las aguas, cabe añadir el problema de la escasez de recursos hídricos. De acuerdo a los datos disponibles, la mayor parte de España presenta un riesgo elevado de estrés hídrico debido a que la expansión urbana y la intensificación agrícola han venido incrementando en los últimos decenios la presión sobre los recursos hídricos. Los fenómenos asociados al cambio climático, tales como

problema. Sin embargo, la creciente

yentes comunes, tiene su origen en el

sequías persistentes, aumentan el

demanda de agua y la habitual detec-

denominado ciclo del agua (Figura 1).

riesgo de escasez.

ción de nuevos contaminantes poten-

En alguna parte de este ciclo, en el

Las medidas legislativas que se han

cialmente peligrosos dejan clara la ne-

que confluyen distintos espacios am-

ido adoptando progresivamente para

cesidad de seguir investigando en este

bientales y actividades humanas, es

evitar la contaminación del agua y los

campo. La aparición de elementos “no

donde se produce la contaminación de

riesgos que se derivan de ella han

deseables” y tóxicos, y la variación en

las aguas, es decir, la alteración de su

contribuido a paliar parcialmente este

las concentraciones de los constitu-

calidad. De acuerdo a este ciclo, las

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Mayo - Junio 2016

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LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

viamente desconocidos o no reconocidos como tales, cuya presencia en el medio ambiente no es necesariamente nueva. En muchos casos, se trata de contaminantes no controlados, que son candidatos a ser incluidos en futuras regulaciones, considerando sus efectos potenciales sobre la salud y su mayor o menor presencia en las aguas de consumo. La lista de contaminantes emergentes incluye una amplia variedad de productos de uso diario con aplicacioFigura 1. Ciclo de entrada de contaminantes al agua

nes tanto industriales como domésticas: surfactantes, compuestos farma-

principales vías de entrada de conta-

pea están registradas alrededor de

céuticos, productos para el cuidado

minantes en el medio ambiente son las

100000 sustancias potencialmente pe-

personal, disruptores endocrinos, pla-

aguas residuales, entre las que se in-

ligrosas y constantemente se están

guicidas, drogas de abuso, aditivos de

cluyen las urbanas, industriales, pro-

desarrollando nuevos compuestos.

combustibles, retardantes de llama,

cedentes de hospitales y las de origen

Aunque las medidas adoptadas duran-

policlorobifenilos (PCBs), hidrocarbu-

agrícola y/o ganadero. La prevalencia

te estos últimos años para evitar la

ros aromáticos policíclicos (PAHs),

de un tipo u otro depende en gran me-

contaminación acuática han reducido

compuestos perfluorados, dioxinas,

dida del tipo de contaminación que

drásticamente la presencia en el agua

hormonas, etc. Se trata de contami-

exista y del nivel de depuración natural

de algunos contaminantes conocidos,

nantes generalmente de carácter orgá-

que experimenten los contaminantes.

el número de sustancias químicas po-

nico y, en su mayoría, apolares, tóxicos, persistentes y bioacumulables.

La presencia de contaminantes en

tencialmente peligrosas que pueden

aguas residuales es motivo de preocu-

llegar a alcanzar el medio ambiente es

En general, estos compuestos se

pación por el impacto que suponen so-

muy elevado, por lo que la atención en

encuentran en el medio acuático en un

bre el medio ambiente, y en particular,

la investigación de la contaminación

sobre los ecosistemas acuáticos que

del agua se ha extendido recientemen-

intervalo de concentración muy baja, de μg.L-1 a ng.L-1. Se ha comprobado

los reciben. Entre los efectos que la

te a los conocidos como contaminan-

que estas sustancias no presentan

contaminación química del agua pue-

tes emergentes, contaminantes pre-

riesgos agudos para organismos acuá-

de producir cabe destacar la acción tóxica y/o cancerígena de algunos compuestos, incidencia sobre el volumen de producción de alimentos, limitación del uso de agua con fines recreativos y la reducción de las posibilidades de su uso industrial y agropecuario. Los riesgos para la salud que puede generar la contaminación hídrica son difíciles de estimar, ya que, en muchas ocasiones, las dosis tóxicas son muy pequeñas, pudiendo estar involucrados varios contaminantes de forma simultánea. CONTAMINANTES EMERGENTES En la actualidad, en la Unión Euro-

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Figura 2. Tratamientos avanzados de aguas residuales. Programa REMTAVARES

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LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

ticos ni para humanos; sin embargo,

Como objetivo particular de la etapa

los (por ejemplo, hormonas, anti-infla-

los efectos a largo plazo son todavía

más reciente del Programa, la investi-

matorios, fluoroquinolonas, etc.) se

en muchos casos desconocidos, espe-

gación se centra en el problema que

eliminan de forma bastante eficaz en

cialmente los efectos sinérgicos y de

presentan aguas procedentes de resi-

este proceso.

disrupción endocrina.

duos hospitalarios, cuya elevada con-

Asimismo, con este proceso se con-

Debido a que, en muchos casos, las

centración de fármacos, su compleji-

sigue la reducción de efectos ecotóxi-

plantas de tratamiento de aguas resi-

dad y la presencia de patógenos

cos, como disrupción endocrina, toxici-

duales no operan en las condiciones

peligrosos, las convierten en un efluen-

dad en algas, etc., así como una

que permitan la adecuada eliminación

te particularmente difícil de gestionar

significativa decoloración de las aguas

de compuestos emergentes, es nece-

que actualmente se vierte al sistema

procedentes de efluentes de la indus-

sario el uso de tratamientos terciarios

integrado de tratamiento, pero que po-

tria textil.

que eviten la entrada de estos conta-

dría beneficiarse de un sistema de tra-

minantes al medio ambiente.

tamiento y gestión descentralizada.

En el Grupo de Catálisis y Procesos de Separación del Departamento de

El programa REMTAVARES (Red

En la Figura 2 se muestra un resu-

Ingeniería Química de la UCM veni-

Madrileña de Tratamientos Avanzados

men de los tratamientos terciarios que

mos desarrollando ensayos de adsor-

para Aguas Residuales), que inició

actualmente está desarrollando el Pro-

ción tanto en modo discontinuo como

sus actividades en el año 2005 dentro

grama REMTAVARES para la elimina-

en columnas de lecho fijo de contami-

del Programa de actividades de I+D

ción de compuestos emergentes pre-

nantes emergentes representativos

entre grupos de investigación de la

sentes en aguas.

de diferentes categorías sobre dife-

Comunidad de Madrid, integra cuatro

De entre las alternativas señaladas,

rentes adsorbentes: materiales carbo-

grupos de Investigación de cuatro Uni-

la adsorción se presenta como una

nosos comerciales y sintetizados y de

versidades públicas madrileñas (Uni-

tecnología robusta, sencilla de imple-

naturaleza arcillosa. En este trabajo

versidad Complutense de Madrid, Uni-

mentar y eficiente en el tratamiento de

se destacan algunos de los estudios

versidad Autónoma de Madrid,

aguas residuales. Así, numerosos es-

realizados.

Universidad Rey Juan Carlos y Uni-

tudios han evaluado la eficiencia del

versidad de Alcalá de Henares), un la-

proceso de adsorción en la elimina-

ADSORCIÓN DE

boratorio de la red REDLAB de la Co-

ción de contaminantes emergentes

CONTAMINANTES

munidad de Madrid y la Fundación

sobre carbones activados en agua pu-

EMERGENTES. ENSAYOS

IMDEA-Agua. Todos ellos poseen una

ra y en competencia con materia orgá-

EXPERIMENTALES.

amplia experiencia investigadora en el

nica natural, tales como fármacos y

tratamiento y reutilización de diversos

disruptores endocrinos. Se ha obser-

La cafeína es una sustancia estimu-

tipos de aguas residuales.

vado que compuestos ácidos y lipófi-

lante consumida habitualmente tanto

Figura 3a. Isotermas de adsorción de cafeína sobre los adsorbentes estudiados. Figura 3b. Curvas de rotura de la adsorción de cafeína sobre los adsorbentes estudiados

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LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

en forma de café, té y refrescos, como

En los experimentos de adsorción

propiedades de transferencia de mate-

de medicamentos y cosméticos con fi-

de cafeína en discontinuo se han de-

ria, pero el tiempo de rotura es muy in-

nes diversos. Tanto la cafeína como

terminado el tiempo de equilibrio y las

ferior al obtenido con los materiales

sus principales metabolitos (paraxan-

isotermas de adsorción para carbón

carbonosos, indicando una menor ca-

tina, teofilina y teobromina) se en-

activado F-400, tela de carbón comer-

pacidad de adsorción. En la Figura 3b

cuentran en aguas de origen diverso,

cial, nanofibras y nanotubos de carbo-

se pueden ver las curvas de rotura de

como ríos, humedales, aguas de po-

no, materiales carbonosos sintetiza-

cafeína sobre los diferentes adsorben-

zo, marinas, aguas urbanas domésti-

dos y sepiolita. El carbón F-400 ofreció

tes estudiados.

cas, aguas residuales industriales y hospitalarias. Así, la cafeína se mues-

la mayor capacidad de adsorción, 280 mg.g-1. En la Figura 3a se muestran

co que pertenece al grupo de los anti-

tra como uno de los agentes contami-

las isotermas de adsorción de cafeína

inflamatorios no esteroideos (AI-

nantes más importantes del agua, es-

sobre los materiales ensayados.

NEʼs), utilizado como analgésico y

El diclofenaco sódico es un fárma-

tando siempre presente en los

En los experimentos en dinámico, la

anti-inflamatorio en multitud de pato-

efluentes de las estaciones depurado-

tela de carbón, debido a su conforma-

logías, como el tratamiento de la ar-

ras de aguas residuales. Debido a que

ción textural, presentó una cinética

tritis reumatoide. Se usa en todo el

la presencia de cafeína se debe casi

más rápida, comparada con el carbón

mundo y se estima que su volumen

exclusivamente al consumo humano,

comercial F-400, aunque menor capa-

de producción es de cientos de tone-

y a su carácter ubicuo, se ha converti-

cidad de adsorción.Asimismo, la curva

ladas anuales.

do en una sustancia trazador de la

de rotura de sepiolita también tiene

Los porcentajes de eliminación de

contaminación doméstica.

mayor pendiente, denotando mejores

diclofenaco conseguidos en los trata-

LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

Figura 4a. Isotermas de adsorción de diclofenaco sobre carbón activado F-400, nanotubos y nanofibras de carbono. Figura 4b. Isotermas de adsorción de diclofenaco sobre carbón sintetizado a partir de hueso de melocotón

medicamentos usados para la correc-

ción de aguas residuales varían entre

más elevadas: 443 mg.g-1 en los experimentos en equilibrio y 163 mg.g-1

el 21 al 40%, lo que explica su presen-

en la adsorción en columna (Figura 5).

prevención de la angina de pecho y

cia habitual en los efluentes de depu-

En general, los procesos de adsor-

cardioprotección tras haber sufrido pa-

radoras. Debido a su elevado consu-

ción de diclofenaco se caracterizaron

tologías cardíacas, como arritmia o in-

mo (940 ton/año) y a la escasa-media

por presentar elevadas resistencias di-

farto de miocardio.

eliminación en las estaciones conven-

fusionales, debidas a efectos de impe-

Estas sustancias no se eliminan

cionales, esta sustancia se encuentra

dimento estérico, mucho más eviden-

adecuadamente en las plantas depu-

comúnmente presente en el medio

tes en los materiales microporosos.

radoras convencionales, por lo que se

mientos convencionales de depura-

ción de trastornos del ritmo cardíaco,

acuático a nivel mundial. Así, se ha en-

El atenolol es un fármaco que perte-

encuentran con frecuencia en las

contrado en aguas residuales en concentraciones superiores a 1,3 μg.L-1,

nece al grupo de los β-bloqueantes,

aguas en concentraciones de ng.L-1 a

pudiendo alcanzar valores de hasta 8,5 μg.L-1. El diclofenaco, junto con la hormona sintética 17alfa-etinilestradiol, es uno de los escasos fármacos considerado como ecotóxico. Por este motivo, ha sido incluido en la lista de contaminantes prioritarios a través de la Directiva 2013/39/UE del Parlamento Europeo y del Consejo de 12 de agosto de 2013. La adsorción de diclofenaco se ha estudiado sobre carbón activado F400, nanotubos y nanofibras de carbono (Figura 4a) y sobre carbón sintetizado (Figura 4b), tanto en modo discontinuo como continuo, excepto en el caso de nanotubos y nanofibras de carbono, en que únicamente se trabajó en discontinuo. El carbón F-400 presentó las capacidades de adsorción

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Figura 5. Curvas de rotura de la adsorción de diclofenaco sobre carbón activado F-400 y carbón sintetizado

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LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

Figura 6a. Isotermas de adsorción de atenolol sobre carbón activado F-400, nanotubos y nanofibras de carbono. Figura 6b. Curvas de rotura de la adsorción de atenolol sobre carbón activado F-400 empleando diferentes masas de adsorbente (C0 = 100 µg.L-1, Q = 1,5 mL.min-1)

pocos μg.L-1. Así, han sido identifica-

sia, el trastorno bipolar y algunos otros

los efluentes de las plantas de trata-

dos compuestos β-bloqueantes en

desórdenes mentales, como crisis ma-

aguas de Europa y EEUU. En España

níacas o esquizofrenia; asimismo, se

miento de aguas residuales fue de 6300 ng.L-1.

se han detectado residuos de estos

ha encontrado que puede ser efectivo

En el caso de la adsorción de carba-

fármacos a lo largo del río Ebro, en-

en el alivio de algunas neuralgias, co-

mazepina, se ha estudiado su elimina-

contrándose los mayores niveles en

mo la del trigémino. Se ha estimado un

ción sobre carbón activado F-400 y so-

varios puntos de las provincias de Za-

volumen de consumo global anual de

bre

ragoza y Navarra. Asimismo, se han

1014 ton, valor que está en concor-

sintetizados (carbón activado a partir

encontrado evidencias de que el ate-

dancia con los datos publicados por la

de hueso de melocotón y carbones

nolol afecta al metabolismo de la tru-

consultora americana IMS Health.

modificados a partir de éste: tratado

cha arco iris, según un estudio realiza-

materiales

carbonosos

Este fármaco presenta valores muy

con HNO3 (HM-HNO3) y tratado térmi-

bajos de eficiencia de eliminación en

camente en presencia de He (HM-

Los estudios de adsorción de ateno-

las plantas depuradoras convenciona-

He)), tanto en discontinuo como en

lol se llevaron a cabo en discontinuo y

les, generalmente inferiores al 10% -

modo dinámico. Los resultados obteni-

en columna sobre carbón activado F-

encontrando vías alternativas de trans-

dos se pueden ver en las Figuras 7a-b

400 y únicamente en discontinuo sobre

porte en el ecosistema, hasta llegar,

y 8a-b, respectivamente.

nanofibras y nanotubos de carbono.

por ejemplo, a acuíferos-, y además

La isoterma de adsorción de carba-

Las isotermas de adsorción y las curvas

presenta alta persistencia en el medio

mazepina sobre carbón activado F-

de rotura de atenolol se muestran en

acuático. La carbamazepina, junto con

400, de carácter favorable, presenta

las Figuras 6a y 6b, respectivamente.

el diclofenaco, son los dos residuos

La isoterma de adsorción de ateno-

farmacéuticos más frecuentemente

una capacidad de adsorción máxima en la monocapa de 498 mg.g-1. En los

lol sobre carbón activado F-400 mues-

detectados en medios acuosos de di-

experimentos en columna, el carbón

tra una forma sigmoidea, con dos mo-

versa naturaleza de Europa, Asia y

activado comercial también ofreció

nocapas

do por Ings et al.

una

América. En un estudio llevado a cabo

mejores capacidades de adsorción y

capacidad máxima de adsorción de 202 mg.g-1.

por Ternes, la carbamazepina fue de-

menores valores de longitud de la zo-

tectada en los efluentes de las 30 esta-

na de transferencia de materia, en

Se ha trabajado también en la ad-

comparación con los carbones sinteti-

sorción de carbamazepina, una sus-

ciones depuradoras estudiadas, con un 90-percentil de 3700 ng.L-1 y en 24

tancia relacionada con los antidepresi-

de las 26 muestras de los 20 ríos in-

sitios de adsorción que se establece

vos tri-cíclicos, que se emplea como

entre el adsorbato y el medio acuoso.

fármaco anticonvulsivo fundamental-

vestigados, en un valor de 90-percentil de 820 ng.L-1. La concentración máxi-

mente para el tratamiento de la epilep-

ma de carbamazepina analizada en

teneciente a la primera generación de

saturación

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zados, debido a la competencia por los

La flumequina es un antibiótico per-

RETEMA

LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

las fluoroquinolonas sintéticas, amplia-

problemática asociada a los residuos

mequina en piscifactorías del Medite-

mente utilizado en veterinaria y acui-

de quinolonas, consistente en la posi-

rráneo, concretamente en la provincia

cultura para controlar posibles infec-

bilidad de crear resistencia en cepas

de Almería.

ciones bacterianas. Esta sustancia,

bacterianas, generando concentracio-

Se han realizado experimentos de

como muchas quinolonas, presenta al-

nes 4 veces superiores a la concentra-

adsorción de flumequina sobre carbón

ta estabilidad química, elevada persis-

ción inhibidora mínima.

activado F-400 tanto en modo disconti-

tencia y altos coeficientes de adsor-

Dada su baja eliminación en las

nuo como en columnas de lecho fijo,

ción en sedimentos y suelos, pudiendo

plantas de tratamiento de aguas, las

obteniéndose una capacidad de adsor-

acumularse y mantener concentracio-

fluoroquinolonas son uno de los gru-

nes biológicamente activas durante

pos farmacológicos más detectados

ción en el equilibrio a 23 ºC de 543 mg.g-1 (Figura 9a). Asimismo, se ha

varios meses, siendo su desaparición

en el medio ambiente acuático. En el

evaluado la cinética del proceso a tra-

de los suelos debida en mayor medida

entorno nacional, cabe destacar el tra-

vés de los modelos de pseudo-primer

a la lixiviación más que a la propia de-

bajo de Martínez-Bueno et al., que señala la presencia de 0,13 ng.L-1 de flu-

orden, pseudo-segundo orden y Elo-

gradación. Asimismo, existe una gran

vich, encontrando que el modelo de

Figura 7a. Isoterma de adsorción de carbamazepina sobre carbón activado F-400. Figura 7b. Isotermas de adsorción de carbamazepina sobre materiales carbonosos sintetizados

Figura 8a. Curvas de rotura de la adsorción de carbamazepina sobre carbón activado F-400 empleando diferentes caudales (C0 = 1,0mg.L-1, m = 0,6g). Figura 8b. Curvas de rotura de la adsorción de carbamazepina sobre el carbón sintetizado y tratado con HNO3 (C0 = 15,0 mg.L-1, m = 0,6 g, Q = 3,0 mL.min-1)

RETEMA

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LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

Figura 9a. Isotermas de adsorción de flumequina sobre carbón activado F-400 a diferentes temperaturas. Figura 9b. Curvas de rotura de flumequina sobre carbón activado F-400 (C0 = 15,0 mg.L-1, m = 0,8 g, Q = 2,0 mL.min-1)

pseudo-segundo orden es el que me-

tre por escorrentía hacia cursos de

proturon, heptachlor, aldrin, dieldrin,

jor reprodujo los datos experimentales.

agua superficial. Confirma esta hipóte-

lindane y chlorpyrifos.

Los parámetros termodinámicos cal-

sis el hallazgo de residuos de isoprotu-

En el caso de la adsorción de iso-

culados a partir de los ensayos de ad-

ron en aguas subterráneas y superfi-

proturon, se llevaron a cabo experi-

sorción a diferentes temperaturas, su-

mentos en discontinuo, sobre carbón

girieron que en el proceso se producen

ciales de varios países europeos en concentraciones del orden de μg.L-1.

interacciones de carácter químico.

Asimismo, el isoproturon está incluido

bos de carbono, y en columna, única-

También se llevaron a cabo ciclos de

en la lista de sustancias prioritarias es-

mente sobre carbón F-400. Las isoter-

adsorción-desorción (Figura 9b), lle-

tablecida por la Directiva Marco del

mas de adsorción y curvas de rotura

gando a alcanzar una eficiencia de

Agua, en la que se encuentran los pes-

se pueden ver en las Figuras 10a y

elución máxima del 40,5%. Además,

ticidas atrazina, simazina, diuron, iso-

10b, respectivamente.

activado F-400 y nanofibras y nanotu-

los datos experimentales fueron reproducidos por los modelos de difusión intra-partícula y Bangham, permitiendo concluir que tanto la resistencia a la difusión en la película líquida como en el interior del poro controlan la velocidad del proceso de adsorción. El isoproturon es un herbicida que pertenece al grupo de las ureas sustituidas; se trata de uno de los grupos de pesticidas más habitualmente empleados en Europa para prevenir el crecimiento de malas hierbas en diversos tipos de cultivos, como trigo y cebada. Las condiciones ambientales en que se aplica este herbicida favorecen una lenta degradación en los suelos y, por tanto, un incremento en la posibilidad de lixiviación y contaminación de acuíferos subyacentes, así como de arras-

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RETEMA

LA ADSORCIÓN COMO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES EMERGENTES

Figura 10a. Isotermas de adsorción de isoproturon sobre carbón activado F-400, nanotubos y nanofibras de carbono. Figura 10b. Curvas de rotura de la adsorción de isoproturon sobre carbón activado F-400 empleando diferentes concentraciones iniciales de contaminante (m = 0,2 g, Q = 1,5 mL.min-1)

La mayor capacidad de adsorción

residues in the aquatic environment in ur-

[9] J.S. Ings, N. George, M.C.S. Peter,

en proceso discontinuo, 316 mg.g-1,

ban areas”, Water Science and Technology,

M.R. Servos, M.M. Vijayan, “Venlafaxine

se obtuvo con el carbón activado F-

2002, vol. 46, págs. 81-88.

and atenolol disrupt epinephrine-stimulated

400, debido a la presencia en este ma-

[3] D. Barceló, “Emerging pollutants in

glucose production in rainbow trout hepa-

terial de mayor volumen de microporo.

water analysis”, Trends in Analytical Che-

tocytes”, Aquatic Toxicology, 2012, vol.

mistry, 2003, vol. 22, págs. xiv-xvi.

106-107, págs. 48-55.

Agradecimientos

[4] A. Rossner, S.A. Snyder, D.R.U.

[10] T.J. Scheytt, P. Mersmann, T. Hebe-

Knappe, “Removal of emerging contami-

rer, “Mobility of pharmaceuticals carbama-

Esta investigación ha sido financia-

nants of concern by alternative adsor-

zepine, clofibric acid, diclofenac, ibuprofen,

da por el Ministerio de Economía y

bents”, Water Research, 2009, vol. 43,

ketoprofen, and naproxen in surface wa-

Competitividad CTQ2014-59011-R

págs. 3787-3796.

ters”, Environmental Science and Technology, 2006, vol. 83, págs. 53-69.

(REMEWATER) y CTM2014-53485-

[5] L.J. Standley, L.A. Kaplan, D. Smith,

REDC (TRAGUANET), así como por

“Molecular tracers of organic matter sour-

[11] T.A. Ternes, “Occurrence of drugs in

la Dirección General de Universidades

ces to surface water resources”, Environ-

German sewage treatment plants and ri-

e Investigación de la Comunidad de

mental Science and Technology, 2000, vol.

vers”, Water Research, 1998, vol. 32, págs.

Madrid a través de la red REMTAVA-

34, págs. 3124-3130.

3245-3260.

RES S2013/MAE-2716 y el Fondo Social Europeo. REFERENCIAS

[6] Y. Zhang, S. Gei en, C. Gal, “Carbama-

[12] J. Tolls, “Sorption of veterinary

zepine and diclofenac: removal in wastewa-

pharmaceuticals in soils: A review”, Envi-

ter treatment plants and occurrence in wa-

ronmental Science and Technology, 2001,

ter bodies”, Chemosphere, 2008, vol. 73,

vol. 35, págs. 3397-3406.

págs. 1151-1161.

[12] M.J. Martínez-Bueno, M.D. Hernan-

[1] M.J.M. Bueno, M.D. Hernando, S. He-

[7] C.G. Daughton, T.A. Ternes, “Pharma-

do, A. Agüera, A.R. Fernández-Alba, “Appli-

rrera, M.J. Gómez, A.R. Fernández-Alba, I.

ceuticals and personal care products in the

cation of passive sampling devices for scre-

Bustamante, E. García-Calvo, “Pilot survey

environment: agents of subtle change?”,

ening of micro-pollutants in marine

of chemical contaminants industrial and hu-

Environmental Health Perspectives, 1999,

aquaculture using LC-MS/MS”, Talanta,

man activities in river waters of Spain”,In-

vol. 107, págs. 907-938.

2009, vol. 77, págs. 1518-1527.

ternational Journal of Environmental Analy-

[8] D.B. Hugger, I.A. Khan, C.M. Foran,

[13] A. Claver, P. Ormad, L. Rodríguez,

tical Chemistry,2010, vol. 90, págs.

D. Schlenk, “Determination of beta-adre-

J.-L. Ovelleiro, “Study of the presence of

321-343.

nergic receptor blocking pharmaceuticals

pesticides in surface waters in the Ebro ri-

[2] T. Heberer, K. Reddersen, A. Mech-

in United States wastewater effluent”, Envi-

ver basin (Spain)”, Chemosphere, 2006,

linski, “From municipal sewage to drinking

ronmental Pollution, 2003, vol. 121, págs.

vol. 64, págs. 1437-1443.

water: fate and removal of pharmaceutical

199-205.

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REHABILITACIÓN DE UN CAUCE FLUVIAL CONTAMINADO POR METALES PESADOS MEDIANTE FITOEXTRACCIÓN

Rehabilitación de un cauce fluvial contaminado por metales pesados mediante fitoextracción Melisa Gómez Garrido1, Ángel Faz Cano1, Raúl Zornoza Belmonte1, Francisco José Murcia Navarro2, Cándido Gabarrón Llamas2, Ana Romero Barahona3, Ana Agustí Peris3, Adelaida Jordán Marín4 1 Universidad Politécnica de Cartagena I www.upct.es • 2Consejería de Agricultura y Agua de la Región de Murcia I www.carm.es 3 Confederación Hidrográfica Del Segura I www.chsegura.es • 4Ayuntamiento de Lorca I www.lorca.es

¿QUÉ PRETENDEMOS CON EL

dalentín tras su paso por el núcleo urba-

¿CÓMO LO VAMOS A

PROYECTO LIFE11

no de la ciudad de Lorca (Región de

CONSEGUIR?

ENV/ES/000506 RIVERPHY?

Murcia). Este cauce está contaminado por metales pesados debido a antiguos

La restauración ambiental del lecho

El principal objetivo del proyecto es

vertidos directos por parte de industrias

fluvial se conseguirá mediante el uso de

evaluar, demostrar y difundir una alter-

curtidoras (provocando contaminación

la técnica denominada fitoextracción,

nativa sostenible para la recuperación

por cromo) y granjas (provocando con-

que contribuye a transferir los metales

ambiental y paisajística de un tramo

taminación por cobre y zinc por vertido

desde el suelo a la vegetación (raíces y

contaminado de 1.500 m del Río Gua-

de purines porcinos y fertilizantes).

parte aérea), que será eliminada perió-

Panorámica del Cauce del Río Gaudalentín en Lorca (Región de Murcia)

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REHABILITACIÓN DE UN CAUCE FLUVIAL CONTAMINADO POR METALES PESADOS MEDIANTE FITOEXTRACCIÓN

dicamente. La vegetación utilizada será

CARACTERIZACIÓN INCIAL DEL

autóctona, por lo que se favorecerá la

LECHO FLUVIAL

recuperación de las comunidades naturales de flora y fauna. Con el descenso

• ESTUDIO GEOFÍSICO. Mediante la

de los metales en el suelo y la restaura-

técnica de tomografía de resistividad

ción de la vegetación se pretende resta-

eléctrica se han obtenido tres perfiles

blecer el equilibrio ecológico del sistema

del cauce del Río Guadalentín para la

fluvial, siempre teniendo en cuenta el

caracterización de los sedimentos en

papel de la población local para su inte-

profundidad.

gración en la restauración paisajística.

• ESTUDIO GEOTÉCNICO. Se han lle-

En el río se acumulan diferentes resi-

vado a cabo tres sondeos mecánicos

duos como consecuencia del arrastre

hasta 10 m de profundidad (coincidien-

de las aguas tras lluvias torrenciales,

do con la localización de los perfiles del

es muy elevada en general en el lecho

por actuaciones poco respetuosas por

estudio geofísico) para determinar el

del río, con solo dos áreas contaminadas

parte de la ciudadanía, o por transporte

grado de contaminación del lecho fluvial

(por encima de 32 mg/kg) hasta un me-

por el viento. Estos residuos y deshe-

en profundidad, observando que sólo

tro de profundidad a 100 m del margen

chos se retirarán para poder realizar

existe contaminación por metales pesa-

occidental del sub-tramo fluvial estudia-

una plantación eficiente en el cauce de

dos en superficie.

do (el más cercano al núcleo urbano de

estudio. Se va a respetar parte de la ve-

• ESTUDIO BIOGEOQUÍMICO. Se ha

Lorca) y a 500 m del mismo margen. La

getación existente, que puede ayudar

muestreado el lecho del río a rehabilitar

concentración total de zinc se encuentra

en el proceso de fitoextracción, pues se

en tres profundidades (0-20, 20-50 y 50-

por debajo de los niveles de referencia

trata de vegetación adulta, con un siste-

100 cm) en toda su superficie para que

de la Región de Murcia (105 mg/kg) en

ma radicular potente y desarrollado, que

mediante una caracterización preliminar

prácticamente todos los sub-tramos es-

rebrota de raíz. La renovación del siste-

se determinasen los niveles de contami-

tudiados. La concentración total de cro-

ma aéreo es de gran interés debido al

nación y diferentes propiedades del sue-

mo supera los niveles genéricos de refe-

potencial de almacenamiento de meta-

lo, importantes en la movilidad de los

rencia de la Región de Murcia (66

les pesados en las partes nuevas de los

metales y en el desarrollo de la vegeta-

mg/kg) en gran parte del sub-tramo del

vegetales. Por tanto, lo que se va a rea-

ción. La concentración total de cobre no

cauce del río en las tres profundidades

lizar es una poda de la vegetación arbustiva y leñosa existente para forzar a

Malla de muestreo en todo el cauce. Caracterización inicial

las plantas a generar tejidos nuevos que acumularán mayores concentraciones de metales pesados. ¿QUÉ VAMOS A HACER CON LA BIOMASA EXTRAÍDA DEL CAUCE? La vegetación cortada y arrancada que acumula cromo, cobre y zinc del sedimento del cauce del río será transportada a una cementera para producir energía mediante su combustión. Las cenizas generadas se incorporarán en la producción del cemento, ya que el cemento requiere de ciertas cantidades de metales pesados para su fabricación. Con esto logramos mediante el proyecto Life+ Riverphy una producción de residuos cero.

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REHABILITACIÓN DE UN CAUCE FLUVIAL CONTAMINADO POR METALES PESADOS MEDIANTE FITOEXTRACCIÓN

Niveles de concentración de cromo a diferentes profundidades

Áreas a rehabilitar

muestreadas, indicando contaminación

observar, de los tres sub-tramos de 500

A finales de verano de 2015, en el pri-

del sedimento hasta un metro de profun-

metros en los que se ha dividido el tramo

mer sub-tramo del cauce a rehabilitar,

didad. En resumen, el mayor grado de

de estudio, sólo el primero de ellos, loca-

con una longitud de 500 m, se iniciaron

contaminación se encuentra en los pri-

lizado en el margen occidental, presenta

las tareas de limpieza y de siega de la

meros 600 m desde el núcleo urbano de

contaminación en toda su superficie (49.350 m2). El sub-tramo central pre-

vegetación existente. La biomasa sega-

Lorca, y en los últimos 300 m. Por tanto, el vertido directo de lodos y aguas proce-

senta contaminación en 21 500 m2 de

cim para su combustión y uso de las ce-

dentes de la industria de curtidos ha pro-

su superficie total, mientras que el sub-

nizas en la producción de cemento.

vocado la contaminación del cauce por

tramo oriental presenta contaminación en 25.700 m2 de su superficie total. La

Próximamente, en otoño de 2016, en

cromo con una afección hasta un metro de profundidad. En la imagen superior

superficie total a recuperar mediante la

en el primer sub-tramo se actuará en el

se muestran las áreas a rehabilitar me-

técnica de fitoextracción asciende por tanto a 96.550 m2.

segundo y tercer sub-tramo conjunta-

diante fitoextracción. Como se puede

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da se transportó a una cementera Hol-

base a la experiencia de fitoextracción

mente. El primer sub-tramo está ubica-

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REHABILITACIÓN DE UN CAUCE FLUVIAL CONTAMINADO POR METALES PESADOS MEDIANTE FITOEXTRACCIÓN

do inmediatamente aguas abajo del nú-

la vegetación, existente e implantada,

cleo urbano de Lorca. A partir de octu-

para proceder a su gestión según lo

bre de 2015 se implantaron 17.540 es-

previsto en el proyecto LIFE+, llevando

pecies autóctonas, indicadas técnica y

la biomasa a una fábrica de cemento

científicamente para la extracción de

para su combustión, consiguiendo así

metales pesados del lecho del Río Gua-

cero residuos en el proceso.

dalentín, en las zonas sin vegetación,

Para la preparación del terreno para

intercaladas con la vegetación actual.

la introducción de la planta, se realizó

Densificando las plantaciones se cum-

un ahoyado mecanizado. La apertura

ple con lo previsto en el proyecto LIFE

de los hoyos se realizó mediante una

para extraer la mayor cantidad posible

minirretroexcavadora. Las especies uti-

de metales pesados del suelo contami-

lizadas fueron Atriplex halimus, Hyparr-

nado (años 2015-2017).

henia sinaica, Lygeum spartum, Piptat-

El procedimiento a seguir una vez

herum miliaceum, Salsola oppositifolia,

rum miliaceum, Silybum marianum, Dit-

plantado este otoño el primer sub-tra-

Suaeda vera, Silybum marianum, Ta-

trichia viscosa, Foeniculum vulgare y

mo del cauce es plantar en otoño de

marix africana, Dittrichia viscosa, Foe-

Phagnalon saxatile que han sido sem-

2016 los dos siguientes tramos selec-

niculum vulgare, Stipa tenacissima,

bradas debido a que no son plantas co-

cionados en el proyecto Riverphy

Phagnalon saxatile y Nerium oleander.

merciales y no hay disponibilidad de

(5.179 + 9.164 plantas). Al final del pe-

Todas las especies han sido plantadas

riodo (año 2017) se va a cosechar toda

excepto Hyparrhenia sinaica, Piptathe-

las mismas en viveros. El marco de trabajo fue de 1 implantación/m2.

REHABILITACIÓN DE UN CAUCE FLUVIAL CONTAMINADO POR METALES PESADOS MEDIANTE FITOEXTRACCIÓN

En otoño de 2015, a la vez que se

RESULTADOS ESPERADOS

efectuó la plantación y siembra del primer sub-tramo del cauce, se estable-

• Descenso de Cr, Cu y Zn en el lecho

cieron parcelas experimentales en ca-

del río contaminado.

da uno de los sub-tramos del cauce.

• Aumento de cobertura de vegetación

En ellas se pretende evaluar el efecto

autóctona de ribera.

de la adición de agentes quelantes na-

• Restauración de comunidades micro-

turales y compuestos de microorga-

bianas y colonización de la planta.

nismos en la descontaminación de los

• Restauración física, química y biológi-

sedimentos del cauce a través de la fi-

ca de las propiedades del suelo y su

toextracción mediante el uso de algu-

funcionamiento.

nas de las especies mencionadas an-

• Restauración paisajística basada en

teriormente y también en especies

criterios ecológicos y estéticos.

que crezcen de manera espontánea.

• Aprovechamiento energético y valori-

Los agentes quelantes son compues-

zación de la biomasa extraída del cau-

tos ácidos orgánicos que forman com-

ce: residuo cero.

plejos con metales pesados, llamados

• Demostración satisfactoria de la viabi-

quelatos. Por tanto, estos compuestos

lidad de las técnicas fitoextractoras para

secuestran o ligan metales del suelo,

rehabilitar cauces contaminados.

PROYECTO LIFE Riverphy Socio Coordinador: • Dirección General de Calidad y Evaluación Ambiental, Consejería de Agua, Agricultura y Medio Ambiente Resto de Socios: • Universidad Politécnica de Cartagena, (Grupo de Investigación Gestión, Aprovechamiento y Recuperación de Suelos y Aguas) • Confederación Hidrográfica del Segura • Ayuntamiento de Lorca, Localización: Cauce del Río Guadalentín, Lorca (Región de Murcia) Longitud x Anchura: 1500 x 80 m (120 000 m2) Duración: 01/octubre/2013 - 31/marzo/2017 (pendiente prorrogarse hasta 31/marzo/2018) Presupuesto total: 1.714.651 € Contribución UE: 835.622 € Youtube: Lorca LIFE Riverphy Facebook: LIFE+ Riverphy Twitter: @Life_Riverphy Linkedin: LIFE+ Riverphy www.liferiverphy.eu

haciéndolos más móviles y disponibles para las plantas, que pueden absorberlos por las raíces más fácilmen-

Piptaterum milaceum

te. Por otro lado los microorganismos que se van a añadir son grupos de microorganismos edáficos que tienen la peculiaridad de solubilizar o movilizar nutrientes y metales en el suelo, de manera que las plantas pueden absorberlos con mayor facilidad también. En otoño de 2016 y en otoño de 2017 se tomarán muestras de suelo y de planta para evaluar la eficiencia del la fitoextracción.

Atriplex halimus

RETEMA

Nerium oleander

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NUEVAS HERRAMIENTAS PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA

Tratamientos electroquímicos: nuevas herramientas para incrementar la eficiencia de la digestión anaerobia E.J. Martínez, J.G. Rosas Mayoral, X. Gómez Instituto de Medio Ambiente Recursos Naturales y Biodiversidad, Grupo de Ingeniería Química, Ambiental y Bioprocesos Universidad de León I www.unileon.es

os tratamientos biológicos para

ventajas asociadas a la sencillez de su

residuales, el proceso de fangos acti-

la depuración de las aguas re-

instalación, menores costes de trata-

vos ha demostrado una alta eficacia en

siduales y la estabilización de

miento si se compara con otras alter-

la reducción de la materia orgánica.

los residuos orgánicos son fun-

nativas disponibles y por ser fácilmen-

Sin embargo, el tratamiento biológico

damentales para la sociedad actual.

te adaptables a las condiciones locales

de las aguas residuales conlleva la ge-

Dichos tratamiento son ampliamente

de cada aplicación.

neración irremediable de un lodo que

utilizados gracias a sus innumerables

En el caso del tratamiento de aguas

según la configuración del tratamiento se puede clasificar como lodo primario o lodo secundario o activo. El primero, asociado a las operaciones primarias de sedimentación del material orgánico en el agua residual, mientras que el segundo se deriva del crecimiento de microorganismos propio del proceso de fangos activos. En España se producen alrededor de 1.2 millones de toneladas de lodos (expresados en materia

seca),

según

los

datos

entregados por el Registro Nacional de Lodos. Se espera que estas cantidades continúen en aumento, por lo que una gestión adecuada de estos lodos se hace imperativa. Por otro lado, el nexo agua-energía presenta sinergias fundamentales para asegurar la sostenibilidad de los recursos. Sin embargo, la tendencia alcista en el coste de la energía afecta negativamente a los hogares, industrias y a todos los sistemas relacionados con el tratamiento de residuos, los cuales se

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NUEVAS HERRAMIENTAS PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA

Los pre-tratamientos mecánicos se encargan de la desintegración de las partículas sólidas mediante la generación de ondas de choque. En este campo, la aplicación de ultrasonidos resulta ser altamente eficiente. Cuando la onda de ultrasonido se propaga genera compresiones y rarefacciones. Los ciclos de compresión ejercen una presión positiva sobre el líquido empujando las moléculas entre ellas y la rarefacción ejerce una presión negativa tirando de las moléculas entre sí. Esta presión negativa, al alcanzar cierto nivel, provoca la formación de micro-burbujas (burbujas de cavitación) en las regiones de rarefacción. EsFigura 1. Esquema del tratamiento de las aguas residuales y la generación de lodos

tas micro-burbujas crecen en ciclos sucesivos y llegan a un tamaño inestable

caracterizan por un consumo energéti-

en los flóculos. Como consecuencia, la

hasta colapsar violentamente, conocién-

co elevado. Estos sistemas deben eva-

hidrólisis termina siendo la etapa limi-

dose este fenómeno como cavitación.

luarse primando no solo la eficiencia en

tante. Existen diferentes alternativas

El pre-tratamiento térmico es otra tec-

la reducción de la materia orgánica, si-

para mejorar la eficiencia de los proce-

nología ampliamente estudia y con gran

no también en la utilización de la ener-

sos de digestión con la intención de

aplicación a nivel industrial. El aumento

gía para conseguir dicha reducción.

acelerar la desintegración del flóculo y

de la temperatura permite la degrada-

Uno de los puntos principales de actua-

la ruptura de la célula. Con este propó-

ción térmica del lodo, generando com-

ción suele estar relacionado con los

sito se han estudiado diferentes pre-

puestos de menor complejidad que pue-

procesos de digestión de lodos. La di-

tratamientos para aumentar la disponi-

den ser fácilmente asimilables por los

gestión anaerobia, es una de las tecno-

bilidad de los sustratos y liberar el

microorganismos (Rougé et al., 2014).

logías más eficientes para la estabiliza-

material orgánico contenido en las cé-

El lodo pre-tratado térmicamente, pre-

ción y gestión de los lodos; ya que

lulas. Dichos pre-tratamientos pueden

senta una menor tendencia a la produc-

reduce el contenido final en sólidos,

ser mecánicos, químicos, térmicos, en-

ción de espumas si se compara con los

destruye la mayoría de patógenos pre-

zimáticos, etc.

resultados de los pre-tratamientos enzi-

sentes y optimiza los costes en las plantas depuradoras a través de la producción de biogás. La valorización del biogás mediante la producción de energía eléctrica ayuda a compensar la balanza energética. Un incremento en la producción de biogás se traduce en mejoras significativas dado que el volumen de biogás y la riqueza del mismo afectan de forma directa a la producción de electricidad. En el caso concreto de los lodos secundarios o activos la dificultad en su degradación mediante digestión anaerobia se encuentra relacionada con la resistencia de la pared celular de los microorganismos que lo conforman y los polímeros extracelulares presentes

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Figura 2. Efectos de los pre-tratamientos sobre la eficiencia de la digestión anaerobia

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NUEVAS HERRAMIENTAS PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA

de forma considerable la cantidad de materia orgánica residual soluble tras el proceso de digestión convencional. Los procesos de oxidación avanzada (POA) y oxidación electroquímica avanzada (POAE) han incrementado su aplicación en los últimos años debido a que son una alternativa eficiente para disminuir la cantidad de materia orgánica presente. Sin embargo el alto coste energético del tratamiento cuando se quiere lograr una mineralización completa de la materia orgánica hace que la viabilidad económica sea muy baja si se pretende una aplicación exclusiva del proceso electroquímico. Por el contrario, la utilización conjunta con sistemas biológicos tradicionales incrementaría la viabilidad económica del proceso global. Estas configuraciones han sido estudiadas como procesos de pre-tratamiento del material orgánico, máticos y mecánicos (Barjenbruch &

Otra alternativa en la cual se ha cen-

previo a un tratamiento posterior por vía

Kopplow, 2003). Este proceso tiene la

trado la atención recientemente son los

biológica, o como post-tratamiento, en

ventaja adicional de conseguir una alta

procesos electroquímicos. Estos proce-

este caso para lograr el pulido del

tasa de eliminación de patógenos, lo

sos han sido empleados tradicionalmen-

efluente final gracias a la alta elimina-

que lo hace particularmente atractivo

te en eliminación de la materia orgánica

ción de la materia orgánica residual.

cuando se desea una aplicación poste-

recalcitrante. Esta tecnología en combi-

rior de los lodos en agricultura.

nación con los sistemas biológicos pue-

PROCESOS DE OXIDACIÓN ELECTROQUÍMICA AVANZADA

La recuperación de energía en el pro-

den convertirse en una alternativa inte-

ceso de digestión con pre-tratamiento

resante para el desarrollo de nuevos

térmico permite optimizar el consumo

procesos integrados que logren aumen-

La electro-oxidación procede a través

energético global del proceso. Sin em-

tar la eliminación de la materia orgánica.

de varios pasos: el transporte de masa

bargo, la búsqueda por aumentar la efi-

En el caso concreto de la digestión ana-

hacia el electrodo, la adsorción y poste-

ciencia en dichos procesos ha conlleva-

erobia, pueden ser utilizados para ace-

rior reacción directa o indirecta en la su-

do hacia la aplicación de microondas.

lerar la etapa de hidrólisis y aumentar la

perficie del ánodo. En el POAE el agen-

En el calentamiento por microondas, el

generación de gas logrando así reducir

te principal es el radical hidroxilo, el cual

transporte de calor es independiente de la conductividad térmica del recipiente que contiene el material. Se genera como resultado un super-calentamiento localizado de forma instantánea proporcionando la suficiente energía para completar la reacción más rápidamente y con un mayor rendimiento respecto a los métodos de calentamiento convencionales. La irradiación con microondas sobre el lodo activo mejora la desintegración de las partículas y la solubilización de la materia orgánica.

RETEMA

Figura 3. Esquema de las configuraciones de la electro-oxidación de la materia orgánica

Mayo - Junio 2016

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NUEVAS HERRAMIENTAS PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA

presenta una oxidación no selectiva, pe-

dación se debe a la transferencia direc-

yor cantidad se interpone en la oxida-

ro reacciona más fácilmente con com-

ta de electrones desde el electrodo a la

ción de la materia orgánica, y por lo

puestos con alto contenido en insatura-

molécula orgánica, o también gracias a

tanto reduce la eficiencia de la corrien-

ciones, tales como los compuestos

la oxidación lograda a través de espe-

te empleada. La solución pasa por el

aromáticos e hidrocarburos insaturados.

cies reactivas las cuales se forman en

uso de materiales con alto sobrepoten-

Los radicales hidroxilo tienen una vida

la superficie del electrodo. Por lo tanto

cial de oxígeno, de modo que se nece-

corta y por lo tanto no se requiere de

este proceso se encuentra limitado por

sita un potencial eléctrico mayor para

etapas adicionales para su eliminación

la superficie disponible. Las especies

conseguir superar la energía de activa-

del sistema.

adheridas al ánodo se conocen como

ción asociada a la reacción de forma-

Los POAE pueden ser procesos de

radicales quimiosorbidos. Como la fuer-

ción de oxígeno molecular. Adicional-

oxidación directa o indirecta. En este

za de atracción es lo suficientemente

mente, si el ánodo utilizado presenta

último caso la oxidación es asistida

alta, la oxidación se limita a la superficie

esta característica de alto sobrepoten-

mediante un agente químico como el

del electrodo (Ganzenko et al., 2014).

cial de oxígeno (p. e.: óxidos de Sn, Pb,

cloro o el reactivo Fenton y a su vez

En el caso de reacciones directas el

o BDD – diamante dopado con Boro)

puede aumentarse la eficiencia del pro-

principal inconveniente viene dado por

los radicales formados exhiben una

ceso mediante la aplicación de ultraso-

la reacción de oxidación de agua para

fuerza de interacción con el ánodo dé-

nidos, luz ultravioleta o luz solar.

generar oxígeno ya que esta reacción

bil, se generan en mayor cantidad y se

En la oxidación directa (también co-

tiene lugar sobre el ánodo. El agua al

hallan disponibles para la reacción de

nocida como oxidación anódica) la oxi-

ser el disolvente y encontrarse en ma-

oxidación. Como resultado, la oxida-

NUEVAS HERRAMIENTAS PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA

ción con reactores de membrana, reactores secuenciales y de biopelícula (Guieysse & Norvill, 2014). En el caso concreto de este tipo de pre-tratamientos, la utilización de un ánodo de IrO2/Ti para la electro-oxidación de lodo de depuradora ha conseguido su solubilización y mejorar de forma significativa el proceso de digestión para unas condiciones de tratamiento de 30 min y 4.72 mA/Cm 2 (Yang et al., 2014). De forma similar, el uso de electrodos de RuO2/Ti (tiempo: 40 min, 20 V) ha conseguido resultados similares a los obtenidos mediante los procesos de pre-tratamiento termoalcalino, alcanzándose incrementos en la producción de gas de hasta el 63% (Xu et al., 2014; Yu et al., 2014). En la actualidad los costes asociados a este ción de los compuestos orgánicos ter-

alta actividad electro-catalítica, alta esta-

tipo de tecnologías son muy altos pero

mina siendo más eficiente.

bilidad frente a la corrosión anódica y

es de preverse una mayor aplicación

Por otro lado, en la reacción indirecta,

una excelente estabilidad mecánica. La

en el futuro, dado que este tipo de tra-

la oxidación se encuentra mediada por

eficiencia del proceso se encuentra parti-

tamientos no solo permiten mejorar la

especies de cloro activo (derivadas de

cularmente ligada a la composición del

eficiencia de los procesos de digestión

sales de cloro previamente adicionadas)

electrodo. Sin embargo, aún se puede

sino que también favorecen el trata-

o mediadas gracias al reactivo Fenton,

lograr incrementar de forma considera-

miento biológico de moléculas orgáni-

siendo este una mezcla de H 2 O 2 y Fe(II). En cualquiera de estos casos se

ble la eficiencia global y la rentabilidad

cas resistentes a la degradación. De

económica del mismo mediante la opti-

este modo pueden surgir como alterna-

generan especies oxidantes que son li-

mización del diseño de nuevos reactores

tivas de tratamiento destinados al puli-

beradas al agua y son éstas las encar-

y la combinación de diferentes procesos

do de efluentes con el objetivo de elimi-

gadas de oxidar la materia orgánica.

que comprendan electrodos generados

nar compuestos recalcitrantes que no

En general, diferentes agentes oxidan-

a partir de materiales de bajo coste. La

hayan podido ser eliminados en un tra-

tes como el hipoclorito, radicales libres

implementación de estas tecnologías a

tamiento biológico convencional.

del oxígeno, ozono y óxidos de nitrógeno

gran escala, requieren de un análisis

pueden ser generados localmente por

profundo del consumo energético y de

ELECTROCOAGULACIÓN Y

vía electroquímica. La oxidación electro-

los costes de instalación y operación

DIGESTIÓN ANAEROBIA

química de diferentes tipos de aguas re-

(Ganzenko et al., 2014).

siduales ha sido muy estudiada, como es

Recientemente se han desarrollado

En el caso de la electrocoagulación,

el caso de la aplicación en la eliminación

diversas tecnologías que combinan los

los electrodos que producen electroco-

de colorantes de la industria textil, aguas

POAE junto con la digestión anaerobia

agulantes en el agua están formados

residuales provenientes de almazaras,

como etapa de post-tratamiento para

fundamentalmente de hierro y aluminio

industria química y farmacéutica (Cañiza-

lograr una mayor eliminación de color,

y se conocen bajo el nombre de electro-

res et al., 2007; Rodrigo et al., 2010).

reducción de la demanda química de

dos de sacrificio ya que el metal que

El uso de ánodos dimensionalmente

oxígeno (DQO), de compuestos orga-

conforma el ánodo se disuelve durante

estables ha representado un gran avan-

noclorados y el incremento en la pro-

su funcionamiento. El sistema también

ce en el desarrollo industrial de esta tec-

ducción de biogás (Sirés & Brillas,

cuenta con un electrodo inerte como

nología reduciendo los costes operacio-

2012). También se han propuesto alter-

contra-electrodo (usualmente el cáto-

nales y la inversión inicial. Los ánodos

nativas asociadas a diferentes configu-

dimensionalmente estables exhiben una

raciones del reactor como la conjun-

do). Las especies de hierro y aluminio se disuelven generando cationes Fen+

RETEMA

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NUEVAS HERRAMIENTAS PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA

o Al3+, según sea el caso. En ambiente

do un aumento importante en la carga

Electrochemical advanced oxidation and bio-

acuoso, normalmente el hierro se disuelve en las formas Fe3+ y Fe2+.

orgánica del digestor y por tanto en la

logical processes for wastewater treatment: a

velocidad de producción de biogás.

review of the combined approaches. Environ. Sci. Pollut. Res., 21, 8493–8524.

La introducción de electrodos de Fe en reactores de digestión anaerobia con

CONCLUSIONES

Guieysse, B., Norvill, Z.N., 2014. Sequential chemical–biological processes for

el objetivo de favorecer la etapa de acidogénesis ha sido evaluada con éxito

La aplicación conjunta de tratamien-

the treatment of industrial wastewaters: Re-

(Liu et al., 2015). Se ha demostrado que la presencia de Fe2+ acelera la hidróli-

tos biológicos y procesos electroquími-

view of recent progresses and critical as-

cos permitirá aumentar la eficiencia de

sessment. J. Hazard. Mater., 267, 142–152.

sis de polisacáridos y aumenta el núme-

los procesos de digestión con relación a

Liu, Y., Zhang, Y., Ni, B.J., 2015. Zero va-

ro de mircroorganismos como Methano-

la producción específica de biogás y a la

lent iron simultaneously enhances methane

sarcina sp. favoreciendo el consumo

eliminación de materia orgánica. En par-

production and sulfate reduction in anaero-

ácidos orgánicos. Methanosarcina y

ticular su aplicación como tecnología

bic granular sludge reactors. Water Res., 75,

Methanosaeta son dos de los grupos de

para acelerar la degradación biológica y

292–300. doi:10.1016/j.watres.2015.02.056

metanógenos que exhiben una alta co-

facilitar el ataque de los microorganis-

Rodrigo, M.A., Cañizares, P., Sánchez-Ca-

rrelación positiva con la producción efi-

mos a las moléculas complejas. Aunque

rretero, A., Sáez, C., 2010. Use of conducti-

ciente de biogás en los digestores anae-

en la actualidad los costes del trata-

ve-diamond electrochemical oxidation for

robios (Traversi et al., 2011). El Fe es un

miento electroquímico siguen siendo

wastewater treatment. Catal. Today, 151(1),

elemento esencial para el crecimiento

elevados, la investigación continuada

173–177.

de los microorganismos anaerobios y

en el desarrollo de electrodos de menor

Rougé, P., Poch, M., Rodríguez, P, Pérez,

hace parte fundamental de las enzimas

coste favorecerá el surgimiento de este

A., Bouchy, L., 2014. Hidrólisis térmica en

utilizadas en el proceso de acidificación,

tipo de tecnología como alternativa via-

continuo: recuperando. Energía del agua.

como la piruvato:ferredoxina oxidorre-

ble que permita aumentar la eficiencia

FutuEnviro, 13, 43–47.

ductasa (Feng et al., 2009). En general

de los tratamientos actuales y la capaci-

la adición de Fe a los procesos de di-

dad de valorización de los residuos.

residues based on electrochemical separa-

gestión anaerobia mejora tanto la etapa de hidrólisis como fermentativa, acele-

Sirés, I., Brillas, E. 2012. Remediation of water pollution caused by pharmaceutical

Agradecimientos

tion and degradation technologies: a review. Environ. Int., 40, 212–229.

rando la producción de ácidos orgánicos y mostrando incrementos significativos

Este trabajo ha sido posible gracias

Traversi, D., Villa, S., Acri, M., Pietrangeli,

en la eliminación de la demanda quími-

al apoyo de la Junta de Castilla y León

B., Degan, R., Gilli, G., 2011. The role of dif-

ca de oxígeno. El aumento en la activi-

mediante el proyecto LE182U14.

ferent methanogen groups evaluated by Real-Time qPCR as high-efficiency bioindica-

dad acidogénica no conlleva a la acumulación de ácidos, gracias al

REFERENCIAS

tors of wet anaerobic co-digestion of organic waste. AMB express 1, 28.

incremento concurrente de la actividad en la acetogénesis y metanogénesis.

Barjenbruch, M., Kopplow, O., 2003.

Xu, J., Yuan, H., Lin, J., 2014. Evaluation

Reactores operando a alta carga han

Enzymatic, mechanical and thermal pre-tre-

of thermal, thermal-alkaline, alkaline and

presentado bajos niveles de propiónico al adicionar Fe0 al sistema de digestión,

atment of surplus sludge. Adv. Environ.

electrochemical pretreatments on sludge to

Res., 7, 715–720. doi:10.1016/S1093-

enhance anaerobic biogas production. J.

demostrando la alta efectividad de esta

0191(02)00032-1

Taiwan Inst. Chem. Eng., 45, 2531–2536.

aproximación (Liu et al., 2015).

Cañizares, P., Lobato, J., Paz, R., Rodrigo,

doi:10.1016/j.jtice.2014.05.029

El uso conjunto de la electrocoagula-

M. A., Sáez, C., 2007. Advanced oxidation

Yang, H.G., Chun, H.Y., Pak, D., 2014. Im-

ción y la digestión anaerobia mediante

processes for the treatment of olive-oil mills

provement of sludge anaerobic degradability

la presencia de ánodos de Fe de sacrifi-

wastewater. Chemosphere, 67(4), 832–838.

by combined electro-flotation and electro-

cio presenta muchas expectativas para

Feng, X., Lei, H., Deng, J., Yu, Q., Li, H.,

oxidation treatment. Biochem. Eng. J., 90,

el tratamiento de diversos residuos da-

2009. Physical and chemical characteristics

do el bajo coste de este tipo de electro-

of waste activated sludge treated ultrasoni-

Yu, B., Xu, J., Yuan, H., Lou, Z., Lin, J.,

dos (si se compara con los electrodos

cally. Chem. Eng. Process. Process Intensif.,

Zhu, N., 2014. Enhancement of anaerobic

dimensionalmente estables) y las venta-

48, 187–194. doi:10.1016/j.cep.2008.03.012

digestion of waste activated sludge by elec-

jas asociadas a la capacidad de acele-

Ganzenko, O., Huguenot, D., Van Hulle-

trochemical pretreatment. Fuel, 130,

ración del proceso biológico, permitien-

busch, E.D., Esposito, G., Oturan, M.A., 2014.

I www.retema.es I

Mayo - Junio 2016

44–48. doi:10.1016/j.bej.2014.05.010

279–285. doi:10.1016/j.fuel.2014.04.031

RETEMA

TECNOLOGÍA INNOVADORA PARA LA PRODUCCIÓN DE HIPOCLORITO SÓDICO

Tecnología innovadora para la producción de hipoclorito sódico Luis Collantes Director General KERN S&D I www.kernsd.com

l hipoclorito sódico es un com-

utilizar líquidos blanqueantes a base de

potabilización de aguas como en el tra-

ponente imprescindible en el

hipoclorito sódico.

tamiento de piscinas.

proceso de desinfección den-

En sus inicios, el hipoclorito sódico se

tro del tratamiento y potabiliza-

empleó en el blanqueo del algodón por

LA GENERACIÓN DE

ción del agua. Su producción efectiva

su capacidad de eliminar las manchas

HIPOCLORITO SÓDICO

y barata es, por ello, necesaria a nivel

de la ropa a temperatura ambiente.

“IN SITU”

Por otro lado, a finales del siglo

mundial.

XVIII, se descubrieron sus importantes INTRODUCCIÓN

propiedades como desinfectante.

La producción más económica de hipoclorito sódico se obtiene a partir de

La cloración es el método de desin-

la electrolisis de la salmuera, en la que

El hipoclorito sódico, NaClO, es un

fección en el tratamiento del agua más

se emplean como materias primas sal

compuesto químico de ligero color ama-

comúnmente utilizado en la mayoría de

común en agua (salmuera) y energía

rillento, olor característico y fuertemente

países de todo el mundo, por ser el

eléctrica.

oxidante, conocido a nivel doméstico

más efectivo, barato y fácil y seguro de

La celda de electrolisis contiene un

como lejía, aunque ésta en realidad solo

manipular. Consigue una desinfección

cátodo (-), un ánodo (+) y una membra-

contiene un 5% del compuesto.

total al combatir todo tipo de microbios

na catiónica. En ella se introduce la so-

El francés Claude Louis Berthollet,

que pueda contener el agua, por ello su

lución de cloruro sódico (sal con agua).

cerca del año 1785, fue el primero en

utilización es muy común tanto en la

A continuación, se hace pasar una

RETEMA

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TECNOLOGÍA INNOVADORA PARA LA PRODUCCIÓN DE HIPOCLORITO SÓDICO

Proceso electrolisis de la salmuera

corriente eléctrica continua a través de los electrodos, produciéndose cloro y sosa, productos que reaccionan inmediatamente para formar el hipoclorito sódico de alta pureza y concentración. Entre las ventajas de este sistema de producción de hipoclorito sódico por electrolisis de salmuera destacan: • Su coste. Es significativamente inferior al de su obtención a partir de cloro gas o hidróxido sódico o al de adquisición de hipoclorito sódico comercial. - La sal es un producto abundante y con un precio estable. • Emplea una tecnología segura, con mínimo riesgo de accidentes. • El uso de células electroquímicas permite una solución modular fácilmente adaptable para un amplio rango de producciones. • La incorporación de una membrana catiónica permite separar y recuperar los productos que se forman en los

dico “in situ”, desde 800 a 40.000 li-

go asociado al transporte, manipula-

electrodos de forma independiente y

tros/día en concentraciones desde el

ción y almacenaje de este tipo de pro-

con una elevada pureza.

5% al 12,5% de cloro activo, adaptán-

ductos químicos así como de los cos-

dose a las necesidades del cliente, gra-

tes asociados.

Este sistema de producción de hipoclorito sódico se espera tenga un fuerte desarrollo en los próximos años, princi-

cias a su modularidad y escalabilidad. Otras ventajas a destacar de esa tecnología de KERN S&D son:

KERN S&D es una ingeniería española con un equipo técnico formado por profesionales con amplia experiencia,

palmente por la preocupación de la utilización de cloro gaseoso y por la es-

• Es altamente competitiva por su baja

entre otros campos, en el diseño, cons-

tricta regulación europea relacionada

inversión y bajos costes operativos y de

trucción y operación de instalaciones

con el transporte de cloro líquido y su

producción (alta eficiencia energética).

de producción de cloro a nivel mundial.

almacenaje.

• Su alto grado de automatización facilita

KERN S&D dispone de tecnologías

su operación con un mínimo de personal.

para producir plantas modulares de

• Es 100% segura, pues todo el cloro

producción de hipoclorito sódico, hipo-

generado se transforma en hipoclorito

clorito cálcico, sosa, cloro gas y ácido

sódico.

clorhídrico.

TECNOLOGÍA DE KERN S&D Existe, por tanto, una necesidad a nivel mundial de producción industrial “in

• Es respetuosa con el medio ambien-

situ” de pequeñas cantidades de hipo-

te, ya que no contiene mercurio y no

clorito sódico.

produce efluentes contaminantes.

Las plantas diseñadas y desarrolladas por la empresa KERN S&D preten-

Con todo ello podemos decir que es-

den responder a esta necesidad, para

tos sistemas de producción de hipoclo-

lo cual disponen de una tecnología in-

rito sódico “in situ” permiten:

novadora de producción de hipoclorito sódico con un nuevo electrolizador de

• Un abastecimiento asegurado, gra-

membrana bipolar.

cias a la producción de las cantidades

Estas instalaciones pueden producir pequeñas cantidades de hipoclorito só-

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necesarias en el momento oportuno.

Electrolizador de membrana bipolar

• Una disminución/eliminación del ries-

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RETEMA

REPORTAJE

PTAR LA CHIRA Lima, Perú La planta tratará las aguas residuales de 3 millones de personas de la capital peruana, ciudad que ocupa el quinto lugar en población de Latinoamérica. Esta infraestructura, junto al emisario submarino suman una inversión de 97 millones de euros, y ha sido construida y es operada en régimen de concesión durante 25 años por un consorcio liderado por ACCIONA Agua y la empresa Graña y Montero

Alejandro Caramazana Gil Gerente del Consorcio La Chira ACCIONA Agua I www.acciona-agua.com

INTRODUCCIÓN

bruta que llega a la PTAR de La Chira,

rreno de 21,87 hectáreas, ubicado en el

es la producida por los vertimientos de

distrito de Chorrillos, provincia de Lima.

El objeto del proyecto es el tratamien-

los colectores Surco y Circunvalación,

to de las aguas residuales que descar-

del colector del Asentamiento Humano

DESCRIPCIÓN GENERAL DE

gaban en las inmediaciones de la zona

San Genaro y de las líneas de impulsión

LAS OBRAS

de La Chira con la construcción de la

CD-17, CD-61 y CD-65

PTAR y Emisario Submarino. El agua

RETEMA

El área de concesión consta de un te-

Mayo - Junio 2016

El proyecto Planta de Tratamiento de

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CHIRA (PERÚ) I REPORTAJE

Aguas Residuales y Emisario Submari-

de fondo de 8,61 msnm, a esta cota lle-

• Pozo de gruesos. Incluye la extrac-

no La Chira compone el diseño y la eje-

ga el canal de entrada, el colector San

ción de sólidos mediante una cuchara

cución de las obras necesarias de la

Genaro de 400 mm vierte en un punto

bivalva de 2.000 l.

PTAR y la operación de dicha planta.

del canal de entrada aguas arriba de la

• Reja de retención de sólidos gruesos

Tras la firma del contrato, en febrero

cámara de reunión y las líneas de im-

de 100 mm de paso a la salida del pozo

de 2012, se dispuso de 14 meses para

pulsión vierten directamente en esta

de gruesos.

la ejecución del Expediente Técnico y

• Desbaste de gruesos, mediante seis

la obtención de los permisos necesa-

nueva cámara de reunión. El caudal resultante (11,3 m3/s) se deriva a través

rios y la duración de la ejecución de la

del canal de conducción a la planta de

za automática, de 50 mm de paso. Dos

obra fue desde julio de 2013 a abril de

tratamiento, el ingreso de flujo a este

tornillos transportadores compactado-

2016. Posterior a este plazo de ejecu-

canal está controlado por medio de una

res realizan la extracción y compacta-

ción se realizó la puesta en marcha de

compuerta motorizada.

ción de residuos. • Tamizado o desbaste de finos en seis

la instalación durante 2 meses. El contrato indica que el plazo de ejecución de la obra, la operación y

canales equipados con rejas de limpie-

PLANTA DE TRATAMIENTO DE

canales provistos de: seis tamices auto-

AGUA RESIDUAL

limpiantes en canal de 6 mm de luz de malla. El sistema de transporte de los

mantenimiento del sistema de trataEl pretratamiento, desde la llegada

residuos se realiza por medio de dos

de agua bruta hasta el microtamizado,

tornillos transportadores compactado-

forma parte de un único conjunto y en

res sin-fin con etapa final de prensado.

NUEVA INFRAESTRUCTURA DE

líneas generales la lí n ea de agua

• Desarenado-desengrasado en seis

CONDUCCION LA CHIRA

consta de:

canales longitudinales aireados.

miento será realizada por un plazo de 25 años desde la fecha de cierre.

Túnel de conducción El túnel construido empieza en la cámara de reunión existente, propiedad del cliente, hasta el punto donde se ubica el canal de entrada que conduce el agua bruta a la planta de tratamiento. Tiene una longitud de 816,48 m y una sección abovedada de 3,0 x 3,35 m y permite conducir en caudal máximo de 11,3 m3/s. Canal de entrada Al término del túnel, el agua residual sigue su conducción por medio de un canal rectangular hasta su ingreso a la Planta de Tratamiento. En un punto intermedio de dicho canal se encuentra la cámara de reunión donde se incorporaran los colectores de impulsión y el colector San Genaro. El canal tiene una longitud de 203,57 m y una sección rectangular de 2,5 x 2,5 m. Cámara de reunión La cámara de reunión tiene una cota

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RETEMA

REPORTAJE I PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CHIRA (PERÚ)

• Cuatro concentradores de grasas co-

tracción de los cuales se instala una

Los canales pueden quedar aislados

rrespondientes a las grasas extraídas

cuchara bivalva de 2.000 litros que re-

mediante un juego de compuertas mo-

del proceso de desengrasado.

coge de ambos pozos.

torizadas instaladas tanto a la entrada

• Dos lavadores-clasificadores de are-

Un puente grúa de 4.000 kg de capa-

nas, para procesado de las arenas ex-

cidad, es el medio de manutención de

traiextraídas del tratamiento de desare-

la cuchara para la extracción de resi-

nado.

duos a los contenedores.

como a la salida de los mismos. Desbaste de sólidos finos

• Post-tratamiento avanzado de micro-

A la salida del pozo de gruesos y pre-

El desbaste de finos está formado por

tamizado, formado por seis canales

vio a la entrada de agua a los canales

seis tamices de finos de 6 mm, instalados

provistos de tamices de 1 mm de luz de

de desbaste, se ha instalado una reja

a continuación de las rejas de desbaste.

paso. El sistema de transporte de los

manual de gruesos de 100 mm de luz

Estos tamices se pueden aislar con

residuos se realiza por medio de dos

de paso, con el fin de retener los sóli-

el mismo juego de compuertas que las

tornillos transportadores compactado-

dos de mayor tamaño.

empleadas en el desbaste de gruesos,

res sin-fin con etapa final de prensado. • Sistema de derivación de caudal para

al estar instalados a continuación de Desbaste de sólidos gruesos

un posible tratamiento terciario futuro. • Cámara de carga del emisario. Pozo de gruesos

los mismos canales. Los sistemas de limpieza arrancarán

El desbaste de sólidos gruesos

de forma automática, por combinación

consta de seis canales equipados con

entre temporización y diferencia de ni-

las correspondientes rejas automáticas

vel, pudiendo independizarse ambos

cuya luz de paso es de 50 mm.

sistemas.

El pozo de gruesos ha sido diseñado

Los residuos retenidos en las rejas

El rechazo de tamiz se recoge me-

para el caudal máximo de entrada a la PTAR (40.680 m3/h).

son retirados mediante dos tornillos

diante dos tornillos de transporte, uni-

transportadores y compactadores has-

dos mediante la correspondiente tolva

Pensado para concentrar los sólidos

ta dos contenedores, situados a ambos

de descarga al tamiz. Posteriormente

laterales de los canales.

se depositan en dos contenedores de

gruesos en su parte baja. Para la ex-

RETEMA

Mayo - Junio 2016

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CHIRA (PERÚ) I REPORTAJE

residuos, situados en los laterales del conjunto de los canales.

La obra está construída para el caudal máximo previsto de dimensionamiento del pretratamiento, mediante seis cana-

Desarenado y Desengrase

les de desarenado-desengrase.

que elimina más fácilmente las grasas y flotantes. Los canales están barridos por un puente, con movimiento de vaivén del

Los desarenadores-desengrasado-

que van suspendidas rasquetas de su-

Para el desarenado y desengrase se

res están equipados con compuertas

perficie, para llevar los flotantes hasta

ha optado por una obra mixta que

motorizadas de entrada, en las que se

el canal de recogida de grasas a través

reúne las condiciones necesarias para

ha respetado el mismo principio que en

del vertedero instalado a la salida del

retener la arena y para retener grasas,

el desbaste.

desarenador. En este proceso intervienen las siguientes etapas:

aceites y pequeños flotantes, pero con

El equilibrio hidráulico en los cana-

unos criterios muy amplios para facilitar

les de desarenado y desengrase se

la explotación y mantenimiento, y per-

consigue mediante el vertedero insta-

mitir la eliminación de la gran cantidad

lado a la salida de los mismos, para

Las arenas y los depósitos se reco-

de grasas que se pueden presentar.

asegurar también un nivel de agua fijo

gen en el fondo de los canales y se ex-

Eliminación de arenas

REPORTAJE I PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CHIRA (PERÚ)

traen mediante bombas, regulables manualmente (dos por canal). Estas bombas alimentan unos canales de recogida de la mezcla agua-arena para conducirla a dos clasificadores-escurridores de arena. Eliminación de grasas y aceites Para la eliminación de las grasas es necesaria la emulsión de las mismas, realizándose por un sistema de distribución de aire, mediante difusores que mantienen una velocidad de circulación transversal que favorece, por el efecto de la turbulencia, la separación de materias orgánicas aglutinadas con las partículas de arena. Las grasas y flotantes producidas son conducidas por rasquetas hasta un canal de recepción, desde donde se envían para su espesamiento a los desnatadores que envían los elementos flotantes al contenedor. Post-tratamiento avanzado Después del pretratamiento, el agua de salida de los seis desarenadores dobles accede a un canal de recogida

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Mayo - Junio 2016

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA CHIRA (PERÚ) I REPORTAJE

general que reparte posteriormente a seis microtamices de 1mm. Los residuos procedentes del tratamiento se recogen por tornillos transportadores-compactadores y se depositan en los contenedores. Al igual que sucede en los canales de desbaste, estos canales de post-tratamiento pueden anularse mediante un juego de compuertas motorizadas instaladas a la entrada y salida de cada uno de los mismos. Derivación del caudal A la salida del post-tratamiento se sitúa una arqueta de regulación de caudal, desde la que se puede proceder a su envío a cámara de carga del emisario, o a tratamiento posterior. Dicho reparto de caudales se realiza mediante un juego de compuertas motorizadas accionadas por el medidor de caudal situado en cada salida. EMISARIO SUBMARINO El vertido al mar de la planta se realiza a través de un emisario integrado por una tubería de polietileno de alta densidad estructural (PEAD) DN 2400 mm, PE100. El emisario arranca desde la cámara de carga situada en la planta, que sirve para proporcionar la carga suficiente para desaguar el caudal por gravedad, y apoyado en el fondo marino. El emisario tiene una longitud de 3.650 m y, en su extremo final, cuenta con un tramo difusor de 500 m de longitud, compuesto por 22 tubos elevadores (raisers) DN 800 mm separados de 24 m que permiten una dilución inicial de 1:100. Ha sido instalado enterrado en la zona terrestre y de rompientes y apoyado en el fondo marino desde la zona de rompientes hasta el final, a una profundidad de 60 m. DESODORIZACIÓN El objetivo ha sido el confinamiento y

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Imagen tomada durante el lanzamiento del emisario submarino

aislamiento del aire contaminado para

AUTOMATISMO Y CONTROL

como el envío y recepción de información mediante el uso de pantallas grá-

suprimir su dispersión al exterior, y pa-

ficas, de fácil manejo para el usuario

ra ello se han cubierto todas las zonas

Las instalaciones de automatización,

situadas donde mayoritariamente se

están basadas en un sistema de con-

pueden ocasionar olores (canales de

trol integral especialmente diseñ a do

Dentro de la instrumentación que

desbaste y canales de microtamizado)

para plantas residuales de estas carac-

dispone la planta se encuentran los

con unas láminas de poliéster a la altu-

terísticas. Este sistema es totalmente

equipos necesarios para la medición

ra de los resguardos que se han dejado

abierto y está especialmente concebi-

del caudal. Se dispone de equipos con

en cada una de los canales o cubas.

do en forma modular, con el fin de posi-

este objetivo en la entrada en la planta,

bilitar su adecuación a futuras amplia-

en el canal de by-pass de planta y otro

ciones de la instalación.

a la salida del tratamiento avanzado.

El tratamiento de gases elegido se basa en la Depuració n Bioló g ica en

del sistema.

bioscrubber. Esta nueva alternativa es

La unidad central está compuesta

una de las más interesantes y con un

por un ordenador equipado con soft-

RED DE AGUA INDUSTRIAL.

gran futuro, y se fundamenta en la ca-

ware SCADA, que permite monitori-

AGUA TRATADA

pacidad que tienen algunos microorga-

zar los estados de los procesos, así

nismos aerobios naturales para

Para la producción de agua

descomponer las substancias

de servicios se han instalado

que contiene el gas a tratar, bá-

dos líneas de tratamiento inde-

sicamente en CO2, H2S y diversas sales. Se basa también

pendientes, con una capaci-

en que estos microorganismos

limpieza, arrastres y riego con

se autoactivan y se reproducen

filtros autolimpiantes y desin-

en su medio de soporte (el Le-

fección mediante hipoclorito; y

cho Filtrante, orgánico o inor-

otra para alimentación al trata-

gánico) siempre que se den las

miento de desodorización con

condiciones de temperatura y

filtro autolimpiante y desinfec-

humedad apropiadas, así como

ción por rayos ultravioleta en

una presencia suficiente de

tubería, que alimenta a los as-

oxígeno.

persores del biofiltro.

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dad total de 60 l/s: una para

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SEKO I TECNOLOGÍA

SEKO P&S lanza su nueva bomba de alta presión NEXA BN

a renovación y mejora de la ga-

sión tales como Hastelloy. Dependiendo

ma de bombas SEKO P&S con-

del fluido a bombear, existen diferentes

tinua con el lanzamiento de un

materiales que se pueden combinar.

nuevo modelo de bomba de alta

El diseño compacto de los compo-

presión, la versión BN, una extensión

nentes principales da la posibilidad de

de la serie NEXA que funciona a una

colocar la bomba también en espacios

presión de descarga de hasta 350 bar.

estrechos, por lo general se encuen-

Esta bomba está diseñada de acuer-

tran en aplicaciones de alta mar.

do con los estándares API 675 (3ª edi-

Cuando se solicita una inyección

ción). Abarca aplicaciones en la industria

multipunto, la solución óptima es una

del Oil & Gas y también se puede emple-

configuración multi-cabezal, fácil de

ar en todas las aplicaciones industriales.

conseguir incluso con la mezcla de dife-

La alta fiabilidad de estas bombas

rentes tamaños de cabezales. Esta so-

reduce el coste de mantenimiento Incluso a altas presiones, la configuración de doble membrana garantiza

lución garantiza un bajo consumo de energía, lo que resulta favorable al medio ambiente.

una solución "sin fugas", disponiendo

La bomba ha sido diseñada para tra-

de un detector de ruptura de membra-

bajar, en manual, o automatico a través

na visual o bien a través de un contac-

de un servomotor eléctrico y neumático

to para una señalización externa.

ó bien a través de un variador de fre-

También es posible personalizar el cabezal y válvulas de la bomba con materiales especiales resistentes a la corro-

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SEKO www.seko-group.com

cuencia. Todas las bombas de la gama NEXA, pueden trabajar en ambiente ATEX.

Mayo/Junio 2016

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SISTEMA COMBINADO DE FILTRACIÓN HORIZONTAL Y HUMEDAL ARTIFICIAL PARA LIXIVIADOS EN VIVEROS

Sistema combinado de filtración horizontal y humedal artificial para la reutilización y tratamiento de lixiviados en viveros hortícolas Marc Viñas1, Rafaela Cáceres1, Anna Puerta1, Assumpció Antòn1, Albert Sorolla2, Maria Figuerola1, Miriam Guivernau1, Francesc Prenafeta-Boldú1, Oriol Marfà1 1 Institut de Recerca i Tecnologia Agralimentàries (IRTA) I www.irta.cat/es • 2Naturalea I www.naturalea.eu

puede llegar a ser el 10-60 % de N no es captada finalmente por la planta y se pierde con los lixiviados, pudiendo alcanzarse, en estos efluentes, concentraciones de 100-300 mg NO 3 - · L-1. El uso de fertilizantes de liberación controlada es una práctica frecuente pero, en nuestras condiciones climáticas, su utilización en dosis moderadamente altas puede provocar una liberación excesiva de nitratos y fosfatos (Cabrera, 1997; Narváez et al., 2012). El marco legal del agua aplicable al sector de la horticultura En la actualidad existe un extenso marco normativo que legisla la presencia de nitratos en el agua subterránea y que afecta al sector hortícola. La DiINTRODUCCIÓN

nación para los acuíferos. Entre un

rectiva

50% y un 80% del nitrógeno presente

(91/676/EEC), estableció el objetivo de

Problemas ambientales

en las aguas superficiales y subterrá-

reducir los nitratos en el agua subte-

derivados de los lixiviados

neas proviene de la agricultura (EEA,

rránea provenientes de la agricultura.

hortícolas

2002). Comúnmente, los fertilizantes

Asimismo, en la Directiva 80/778/EEC,

se aplican en exceso a los cultivos

y su revisión 98/83/EC, se estableció

Los lixiviados de origen hortícola

para obtener un rendimiento máximo

una concentración máxima nitratos en

son una fuente potencial de contami-

de crecimiento, pero una fracción que

el agua de consumo humano de 50 mg

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Europea

Nitratos

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SISTEMA COMBINADO DE FILTRACIÓN HORIZONTAL Y HUMEDAL ARTIFICIAL PARA LIXIVIADOS EN VIVEROS

NO3- · L-1. Esta concentra-

Figura 1: Diagrama conceptual del diseño y funcionamiento del sistema CLEANLEACH®

ción es superada claramente en los lixiviados de viveros hortícolas y en el agua subterránea del subsuelo en zonas de actividad agrícola (Taylor et al., 2006; Narváez et al 2012,2013; Martínez y Albiac, 2004). La Directiva Marco del Agua (2000/60/EC), protege todas las masas de agua (incluida la subterránea) con el objetivo de evitar nuevos episodios tanto de contaminación difusa como puntual. Adicionalmente al estado de las aguas subterráneas, se debe identificar y revertir cualquier tendencia al incremento de las concentraciones de

ECO/12/332862, http://www.cleanle-

del IRTA con resultados satisfacto-

cualquier contaminante en el agua

ach.eu/) liderado por el IRTA. Esta ini-

rios, tanto en relación a su eficacia

subterránea (Directiva 2006/118/EC,

ciativa es especialmente aplicable al

en la eliminación de partículas y fito-

Directiva de Protección de las Aguas

sector viverista y hortícola. Tiene como

patógenos fúngicos, como al bajo

Subterráneas). Asimismo, es impor-

objetivo la aplicación de la tecnología

coste de implantación y mínimos re-

tante destacar el hecho de que las áre-

propuesta, prioritariamente en áreas ge-

querimientos de mantenimiento

as de producción de planta en vivero

ográficas vulnerables, respecto a la con-

(Marfa et al., 2006).

serán catalogadas en un futuro como

taminación de acuíferos por nitratos y

II) El humedal artificial de flujo subsu-

actividades potenciales de generación

fósforo en aguas subsuperficiales, redu-

perficial horizontal es un sistema de

de contaminación difusa por nitratos

ciendo la carga final de nutrientes vertida

tratamiento biológico de agua com-

del subsuelo debido al habitual uso in-

a los acuíferos. También permite, en si-

puesto de estanques poco profundos

tensivo de fertilizantes (US EPA,

tuaciones de escasez de agua, una ges-

o canales con vegetación de hume-

2013; DOGC, 2009).

tión del riego enfocada a la reutilización del agua. El sistema CLEANLEACH® se

dal, donde los procesos de elimina-

El sistema CLEANLEACH® un

basa en la combinación de dos técnicas

minantes ocurren como resultado de

alternativa tecnológica para el

básicas:

las interacciones microbianas de la ri-

tratamiento de lixiviados

ción de nutrientes y otros microconta-

zosfera a diferentes condiciones reI) El filtro lento horizontal de arena

dox, según la profundidad del lecho

En el presente estudio se describe

es un sistema que consta de un le-

(constituído por gravas). En la planta

la implementación y seguimiento a es-

cho de arena, de unos 15-20 cm de

piloto del IRTA de Cabrils se ha con-

cala real de un sistema combinado denominado CLEANLEACH® que inclu-

profundidad, que actúa como un filtro

seguido disminuir la concentración de

lento horizontal para la retención de

nitratos de los lixiviados hasta obte-

ye la filtración y tratamiento de

partículas sólidas de los lixiviados. El

lixiviados mediante recirculación a tra-

filtro se instala bajo los contenedores

vés de un humedal artificial que impli-

de cultivo. Como se ha avanzado,

ner efluentes por debajo de 50 mg NO3-/L. Estas reducciones de las formas solubles y minerales de N se han

ca la reutilización y eliminación de ni-

este elemento permite la recogida de

realizado en condiciones de desnitrifi-

tratos y fosfatos en viveros (Fig. 1). El

los lixiviados que se pueden reutili-

cación activa con la adición suple-

desarrollo e implementación de los

zar en el cultivo aprovechando el

mentaria de una fuente de carbono

prototipos se ha llevado a cabo en el

agua y los fertilizantes contenidos en

oxidable (acetato/metanol o subpro-

marco

europeo

ellos. Su funcionamiento ha sido

ductos de la industria cervecera)

CLEANLEACH (Eco-Innovation-2012,

evaluado en una explotación piloto

(Narváez et al., 2011).

del

proyecto

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SISTEMA COMBINADO DE FILTRACIÓN HORIZONTAL Y HUMEDAL ARTIFICIAL PARA LIXIVIADOS EN VIVEROS

cm para asegurar las condiciones anaeróbicas e incentivar procesos de desnitrificación microbiana por parte del biofilm instalado de manera natural en el lecho; la pendiente del humedal es del 5 por mil y el tiempo de retención hidráulico de 7 días. Proceso de desnitrificación y eliminación de fosfatos en el humedal Los lixiviados que se producen en las instalaciones de Sala Graupera contie-

Figura 2: Detalle de la instalación del sistema CLEANLEACH® en los viveros Sala Graupera. HSF: filtro de arena horizontal ubicado en el suelo drenante de la zona de plantación del vivero. CW: humedal artificial de flujo horizontal, Las flechas azules (1) indican la dirección del flujo del agua

MATERIAL Y MÉTODOS El prototipo comercial del sistema

nen unos niveles bajos de nitratos en solución (< 100 mg NO3- · L-1) y de fosfatos solubles, debido a la utilización de fertilizantes de liberación lenta (Osmo-

con la finalidad de evaluar si el rango de

cote Plus® a una dosificación baja de 2 kg/m3 de sustrato). Para poder simular

emisión es comparable al de otros hu-

periodos de sobrefertilización se suple-

medales para el tratamiento de aguas.

mentó el lixiviado con fuente adicional

CLEANLEACH® que se describe en el

del N para alcanzar una concentración RESULTADOS Y DISCUSIÓN

to de Vivers Sala Graupera (Sant An-

Prototipo CLEANLEACH® insta-

de nitratos de entrada al humedal entre 100-300 mg NO3- · L-1. Los lixiviados generados en los vive-

dreu de Llavaneres, Barcelona).

lado en Sant Andreu de Llava-

ros poseen un nivel muy bajo de mate-

neres (España)

ria orgánica biodegradable. Así, para

presente estudio se ha instalado en la explotación viverista en funcionamien-

estimular el proceso de desnitrificación

1. Se ha realizado un seguimiento fisicoquímico durante 12 meses de opera-

Descripción y funcionamiento

heterótrofa en el humedal, se añadió en continuo una fuente de carbono y elec-

ción, determinando la evolución de la demanda química de oxígeno, la con-

El prototipo CLEANLEACH® se en-

trones suplementaria procedente de

ductividad eléctrica, el pH, los nitratos y

cuentra ubicado en los viveros de la

subproductos de la industria cervecera.

fosfatos solubles en el influente y

empresa Vivers Sala Graupera en

Inicialmente (abril-mayo de 2015), el

efluente del humedal artificial.

Sant Andreu de Llavaneres (Barcelo-

subproducto se dosificó para conseguir

2. Se ha realizado una caracterización

na). Construido por la empresa Natu-

una relación C/N=1.45; los resultados

microbiana de la población eubacte-

ralea, se basa en la combinación de un

de desnitrificación fueron satisfactorios.

riana total (gen 16S rRNA) y poten-

filtro de arena horizontal de flujo lento

Finalmente se optimizó el aporte de

cialmente desnitrificante (gen nosZ)

(20 cm de profundidad de arena graní-

carbono suplementario a una relación

mediante técnicas de PCR cuantitati-

tica con tamaños de partícula entre

C/N=1,14 manteniéndose de forma

va (qPCR), en el filtro de arena, el le-

0,25-0,5 mm, ubicado justo en el suelo

adecuada la desnitrificación con tasas

cho de los humedales a diferente pro-

de drenaje de la misma zona de cultivo

de eliminación de nitratos cercanas al

fundidad, así como en el agua de

del vivero), y de un humedal artificial

100% durante el periodo mayo-octubre

entrada y salida.

ubicado en una cota inferior para reco-

2015, con efluentes del humedal siem-

3. Se ha llevado a cabo un estudio para

ger el agua de lixiviación del filtro de

determinar la tasa de emisión de gases

arena. El humedal tiene unas dimen-

de efecto invernadero como el metano

siones de 21.5 de largo x 3.35 m de

pre con concentraciones inferiores de 10 mg NO3- · L-1 (Fig 3). Respecto a la eliminación de fosfatos

(CH4), el óxido nitroso (N2O) y el dióxido de carbono (CO2), tanto para el filtro

ancho y 60 cm de lecho de grava gra-

solubles, la adición suplementaria de

nítica (Fig 2). La lámina de agua se si-

carbono del influente causó oscilacio-

de arena como en el humedal artificial,

túa a una profundidad de, al menos, 40

nes de pH en un rango 5,5-7,5 debido a

RETEMA

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la degradación de los compuestos orgánicos, sin embargo el pH se mantuvo bastante constante en el efluente final del humedal, con valores de pH cercanos a 7,5 que permitieron una eliminación completa de los fosfatos solubles (97-99%) respecto a los valores iniciales del influente (2,2-4,0 mg PO43- · L-1). Caracterización microbiana del filtro y el humedal La caracterización molecular mediante qPCR de las poblaciones totales de eubacterias y hongos del filtro de arena, reveló una elevada población microbiana existente en el biofilm de las partículas de arena, alcanzando poblaciones de 107 copias de 16S

Figura 3: Evolución de las concentraciones de entrada (influente) y salida (efluente) de nitratos en el humedal artificial durante 6 meses de operación (Abril 2015-Octubre 2015) a diferentes relaciones C/N

rRNA · g -1 y 10 5 -10 7 copias de ITS1rRNA · g-1 de suelo, de eubacte-

tivas óptimas para activar el proceso

ubican en el rango bajo de emisión

rias y hongos respectivamente), clara-

de desnitrificación heterótrofa (Fig. 4).

(Tabla 1), en comparación con la tasa

mente superiores a la biomasa de entrada del lixiviado (10 5 copias de

Emisiones de gases efecto

nadero descrita para otros humedales

invernadero del filtro y el

en el tratamiento de aguas, según

humedal

Mander et al. (2014). Este artículo es

16SrRNA · mL-1 y 103 copias ITS1 rRNA · mL-1 de agua), confirmando el

de emisión de gases de efecto inver-

una revisión de 158 estudios publica-

poder de retención de propágulos fún-

dos en revistas científicas indexadas

gicos de las arenas del filtro horizon-

Las tasas de emisión del metano, el

tal. El contenido fúngico del efluente del filtro se estimó en 104 copias de

óxido nitroso y el dióxido de carbono,

durante el periodo 1994-2013.

estudiadas en el filtro de arena y en el

ITS1 rRNA · mL-1, en el mismo rango

humedal artificial mediante muestreo

En resumen, la emisión de CH4, N2O y rango de emisiones de CO2 se en-

que el descrito para la planta piloto del

con la campana Lindvall (Fig. 5), se

cuentran en el rango normal descrito

IRTA en Cabrils (Barcelona) que lleva 15 años de funcionamiento. Los resultados indican que el sistema de filtración horizontal de arena podría funcionar adecuadamente durante un largo periodo de tiempo a escala de campo operando con lixiviados de vivero. Respecto al humedal artificial, se detectó un elevado potencial microbiano desnitrificante (gen nosZ) en el lecho del humedal, alcanzándose poblaciones desnitrificantes de 104-105 copias de nosZ · g-1 de grava, incluso antes (T0) de la aplicación de la fuente suplementaria de C orgánico. Este hecho revela que las poblaciones microbianas del lecho del humedal precisan de la aplicación de condiciones opera-

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Figura 4: Evolución de las poblaciones microbianas (bacterias totales y desnitrificantes) en el humedal artificial monitorizadas por qPCR, antes (T0) y después (T1) de la adición de la fuente de C suplementaria

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6. La población microbiana desnitrificante se concentra en las gravas del lecho del humedal artificial, y es activa realizando la desnitrificación heterótrofa (ambiente anaerobio y disponibilidad de materia orgánica biodegradable). 7. Las emisiones de gases con efecto invernadero

del sistema CLEANLEACH® no son superiores que las encontradas en otros sistemas biológicos (humedales) de tratamiento de aguas residuales, incluso con la adición de carbono orgánico suplementario. 8. Los resultados obtenidos aplicando el sistema CLEANLEACH® a escala Figura 5: Detalle del muestreo de gases de efecto invernadero mediante el sistema de campana Lindvall en el filtro horizontal de arena (izquierda) y el humedal artificial (derecha)

real no han diferido de los descritos a nivel de planta piloto. BIBLIOGRAFIA

para otros humedales artificiales (Man-

4. La adición de carbono orgánico su-

der et al., 2014). Por ejemplo, la adición

plementario para incentivar la desnitrifi-

suplementaria de C orgánico en el hu-

cación en el humedal artificial no con-

1. Cabrera,R.I. 1997. Comparative eva-

medal artificial para promover la desni-

lleva emisiones de efecto invernadero

luation of nitrogen release patterns from

trificación ha implicado unas emisiones de metano (4,7-4,9 mg C-CH4 ·m-2 h-1) dentro del rango descrito para otros humedales (3-12 mg C-CH4 ·m-2 h-1).

superiores a las ya descritas en otros

controlled-release fertilizers by nitrogen le-

humedales.

aching analysis. HortScience, 97, 297-308.

CONCLUSIONES GENERALES

5. El filtro de arena alberga una elevada

2. Directive 2006/118/EC of the European

biomasa bacteriana y fúngica confir-

Parliament and of the Council of 12 Decem-

mando su potencial para la retención de

ber 2006 on the protection of groundwater

biomasa procedente de los lixiviados.

against pollution and deterioration. Official

Este hecho propiciaría la recirculación

Journal of the European Union, L, 372.

1. El sistema CLEANLEACH® es ca-

de los lixiviados en el sistema para

3. Directive 80/778/EEC [European Eco-

paz de eliminar el nitrato y fosfatos so-

aprovechar el agua y los fertilizantes

nomic Community] concerning the quality

lubles en un 97-99% en lixiviados de vi-

que contienen minimizando el riesgo de

of drinking water intended for human con-

veros hortícolas conteniendo una carga

reintroducir patógenos en el sistema.

sumption. y su revisión 98/83/EC.

de nitratos solubles de 100 mg/L (hasta 300-400 mg ·L-1 a escala piloto) y fosfatos solubles de 4 mg PO43- · L-1. El incremento del pH causado por el proceso de desnitrificación facilita la preci-

Tabla 1. Tasas de emisión de gases de efecto invernadero en el filtro de arena y humedal artificial en el prototipo CLEANLEACH® construido en el vivero Sala Graupera. Periodo de muestreos: septiembre2014/junio de 2015. Los datos se expresan en mg C-CH4 ·m-2 h-1; mg C-CO2 · m-2 h-1; mg N-N2O · m-2 h-1

pitación del fosfato soluble en los lixiviados del vivero. 2. Es necesario adicionar una fuente suplementaria de carbono orgánico (relación C/N: 1,14) para mantener un proceso de desnitrificación heterotrófica activo y estable en el humedal artificial. 3. En este sentido, los subproductos

C-CH4

N-N20

C-C02

SSF1 sept-14

0.04±0.71

0.99±0.70

813.48±159.48

SSF feb-15

6.14±4.62

0.19±0.23

121.23±155.22

SSF jun-15

4.95±1.24

0.04±0.08

CW2 sept-14

0.56±0.70

0.05±0.17

1015.39±348.98

CW feb-15

4.76±0.95

0.20±0.27

79.63±28.11

CW jun-15

4.95±1.07

<0.1

ND3

de la industria cervecera (con una relación de C orgánico versus N favorable) se presentan como una alternativa atractiva y de bajo coste ambiental.

RETEMA

1SSF: Filtro horizontal de arena. 2CW: humedal artificial. 3ND: no determinado

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SISTEMA COMBINADO DE FILTRACIÓN HORIZONTAL Y HUMEDAL ARTIFICIAL PARA LIXIVIADOS EN VIVEROS

4. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council establishing a framework for the Community action in the field of water policy. Joint Text Approved by the Conciliation Committee Provided for in Article, 251. 5. Directive 91/676/EEC of (12 December 1991) “Concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources”. Official Journal L 375, 31/12/1991. 6. DOGC. 2009. Decreto 136/2009 de aprobación del programa de actuación aplicable a las zonas vulnerables en relación con la contaminación de nitratos que proceden d fuentes agrarias y de la gestión de deyecciones ganaderas. Diari Oficial de la generalitat de Catalunya, p. 65858. 7. EEA (European Environment Agency) (2003) Europe’s water: an indicator-based assessment. Topic Rep. 1, Copenhagen, Denmark 8. Mander, Ü; Dotro, G., Ebie, Y., Towprayoon, S., Chiemchaisri, C., Nogueira, S.F., Jamsranjav, B., Kasak, K., Truu, J.,Tournebize, J., Mitsch W.J. (2014). Greenhouse gas emission in constructed wetlands for wastewater treatment: A review. Ecological Engineering 66: 19-35, 9. Marfà, O., Casadesús, J. y R. Cáceres. (2006). Recirculación en cultivos sin suelo. In.: Cultivos sin suelo. Chapter 12. (Ed. A. Alarcón). Pp. 175-190. Ediciones de Horticultura. Monografía 17. Compendios de Horticultura. Reus. Cataluña. España. 10. Martínez, Y., y Albiac, J. (2004). Agricultural pollution control under Spanish and European environmental policies. Water Resources Research, 40(10). 11. Narváez, L., Cáceres, R., Marfà, O. 2012. Effects of climate and fertilization strategy on nitrogen balance in an outdoor potted crop of Viburnum tinus L. Spanish Journal of Agricultural Research 10(2):471-481.

13. Narváez, L., Cunill, C., Cáceres, R.,

12. Narváez, L., Cáceres, R., Marfà, O.

Marfà, O. 2011. Design and monitoring of

2013. Effect of different fertilization strate-

horizontal subsurface-flow constructed we-

gies on nitrogen balance in an outdoor pot-

tlands for treating nursery leachates. Biore-

ted crop of Osteospermum ecklonis (DC.)

source Technology. 102, 6414-6420.

using constructed wetland systems. HortTechnology 16, 610-614. 15. U.S. EPA. 2013. What is nonpoint source pollution? 14 Jan. 2013. http://bit.ly/1DINE2M. 16. Vymazal, J. 2009. Review. The use of

Norl. “Purple Red” under Mediterranean cli-

14. Taylor, M.D., White, S.A., Chandler,

constructed wetlands with horizontal subsur-

mate conditions. Spanish Journal of Agri-

S.L., Klaine, S.J., Whitwell, T. 2006. Nu-

face flow for various types of wastewater.

cultural Research 11, 833-841.

trient management of nursery runoff water

Ecological Engineering. 35, 1-7.

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RETEMA

REWAGEN: UN TRATAMIENTO ECOLÓGICO QUE PURIFICA AGUAS MIENTRAS PRODUCE ENERGÍA

REWAGEN: un tratamiento ecológico que purifica aguas mientras produce energía Elisenda Casanelles, Ana Portolés KIM I www.kimglobal.com

¿QUÉ ES REWAGEN? REWAGEN es un proyecto colaborativo, financiado por la UE, en el que participan 11 empresas de 6 países europeos, y que apuesta por la creación de la primera depuradora de aguas residuales lácteas autosostenible en términos energéticos. OBJETIVO El objetivo de REWAGEN es desarrollar un sistema de tratamiento de aguas residuales que consiga: uno, un ahorro drástico de agua a la empresa usuaria; dos, reaprovechar los residuos extraídos del agua residual para otras necesidades del proceso de fabricación de los productos lácteos; y tres, recuperar hidrógeno y lograr que genere electricidad reutilizable en el mantenimiento del mismo sistema. Como consecuencia, REWA-

NOMBRE DEL PROYECTO

REWAGEN

ORIGEN DEL NOMBRE

Acrónimo de Electrochemical WAter treatment system in the dairy industry with hydroGEN REcovery and electricity production (sistema de tratamiento del agua en la industria láctea con recuperación de hidrógeno y producción de electricidad)

SECTOR

Eco-innovación / Industria alimentaria

EMPRESAS IMPLICADAS

Frauhofer (Alemania), LEITAT (España), HYG (Países Bajos), Aqon (Alemania), KIM Global (España), IDROPAN (Italia), CTR (España), C-TECH (Reino Unido), ISA (Portugal), EUT (Alemania) e ISA Energy (Portugal)

GEN ahorrará millones de euros a la industria alimentaria. CÓMO FUNCIONA El proyecto REWAGEN funciona, principalmente, en base a la combinación secuencial de tres tecnologías con objetivos muy definidos, tal como muestra la imagen de página siguiente.

RETEMA

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Así, tras años de I+D, el proyecto ha logrado materializarse en 2016. Algunos meses después de su instalación, el Doctor Thomas Michael Scherer del Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB advierte que “el tamaño del sistema aún es demasiado pequeño para lograr la eficiencia industrial” y que todavía es temprano para hablar de una fecha en la que esta innovación pueda ser utilizable por cualquier empresa interesada. El proyecto se encuentra de momento a la espera de que los resultados sean evaluados oficialmente. 1. Separación del agua y los residuos grasos. En la primera fase, los sueros y

“EL CANADELL”, LA GRANJA PILOTO QUE APLICA REWAGEN

PROBLEMÁTICA

aguas residuales son sometidos a un proceso llamado electroacoagulación,

La financiación europea no solo ha

La necesidad de llevar a cabo un pro-

que logra separar las grasas y aceites

servido para llevar a cabo la investiga-

yecto como REWAGEN proviene de las

del agua.

ción, sino que el proyecto REWAGEN ha

actuales necesidades de la industria. En

2. Filtración del lodo. Una vez elimina-

creado una planta piloto en una granja

concreto, el sector de la alimentación,

da la grasa, el agua residual pasa por

donde es posible desarrollar el innovador

uno de las mayores en Europa en cuan-

procesos de coagulación electroquímica

prototipo de purificación de aguas resi-

to a volumen de negocio, se enfrenta en

y electroxidación, que facilitan la elimi-

duales de alta eficiencia energética. Se

nuestros días a varios retos medioam-

nación de los compuestos orgánicos.

trata de la granja “El Canadell”, sita en la

bientales, de los que en este informe

Durante este proceso electroquímico,

población de Vic, provincia de Barcelona.

destacaremos dos:

se recupera hidrógeno que después se utiliza para alimentar una pila de combustible, de manera que el tratamiento completo necesite menos energía. 3. Eliminación de sales. En última instancia, se desioniza el agua con corrientes eléctricas para eliminar las sales disueltas en ella. Esto deja un agua purificada que se puede reutilizar para diferentes aplicaciones, incluso de la misma elaboración de productos lácteos. Cabe destacar que se trata del primer proyecto documentado que utiliza conjuntamente estas tecnologías, aún en fase de testeo, con el objetivo de reducir un 10 % el consumo de energía durante el proceso de purificacion del agua, un 30 % el gasto anual de agua, y reciclar entre el 80 % y el 95 % de las aguas residuales en las compañías del sector alimentación.

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1. Por una parte, está el gasto energé-

solución de los dos principales proble-

sidual municipal. Sin embargo, a menu-

tico: cada año se producen en Europa

mas de la industria láctea en cuanto a

do todas estas aguas terminan en un

140 millones de toneladas de leche cru-

sostenibilidad (elevado gasto energético

tanque común que crea un agua resi-

da, lo que supone un gasto de energía

y aguas residuales contaminantes), a

dual contaminada muy difícil de tratar.

promedio de 18.400 GW/h , entre esteri-

través de las siguientes medidas:

Los expertos coinciden en que evitar

que las aguas afluentes se mezclen ha-

lización de equipos, iluminación, calenta• Poner en práctica la economía circular.

ce que el tratamiento de purificación sea

2. Por otra, la industria láctea consume

Manteniendo el agua dentro del sistema

más barato y eficiente.

una gran cantidad de agua que se con-

de producción de productos lácteos, se

• Aprovechar el sistema para otras in-

vierte en residual y sueros contaminan-

ahorra muchos litros y se reduce la can-

dustrias. Las últimas innovaciones en

tes. En concreto, entre 2 y 5 veces el vo-

tidad de agua residual que termina en rí-

gestión de aguas residuales como el

lumen de leche producida2, a causa de

os o en el mar con grandes consecuen-

proyecto REWAGEN, son afortunada-

fugas y derrames, limpieza de equipos e

cias medioambientales. Además, un

mente cada vez más numerosas y pro-

instalaciones, el vertido de las salmueras

proceso como REWAGEN consigue no

ponen retos importantes pero realistas a

agotadas… Estas aguas residuales ge-

solo reutilizar el agua sino también otros

la industria. Y no solo a la industria de los

neradas por la industria láctea suponen

componentes procesados. Por ejemplo,

lácteos, sino que una solución como la

una contaminación principalmente de ca-

el suero de leche puede concentrarse y

propuesta en el proyecto REWAGEN

rácter orgánico (DQO y DBO elevadas),

utilizarse como fertilizante, las proteínas

también se podría aplicar a otros secto-

con una elevada concentración de gra-

pueden fraccionarse y ser vendidas, y el

res, como la producción de biodiesel, los

sas y también de nitrógeno y fósforo.

hidrógeno puede usarse como fuente

mataderos o la producción de aceitunas.

miento y enfriamiento, transporte, etc.

energética en el mismo sistema, lo que no solo reduce la contaminación sino

KIM Global quiere agradecer la participación del Dr.

de la industria alimentaria es la preven-

también el gasto de la compañía.

Thomas Michael Scherer, responsable del departa-

ción y el tratamiento de las aguas resi-

• No mezclar aguas residuales. El agua

mento Physical Process Technology del Fraunhofer

duales. Se hace necesario entonces un

en una fábrica de lácteos se usa para

Institute for Interfacial Engineering and Biotechno-

tratamiento ecológico que ahorre en re-

múltiples procesos, en los que termina

logy IGB, y Group Manager Physico-chemical en

cursos, reduzca el impacto ambiental y

mezclada con productos químicos que

Water Technologies, sin cuya colaboración este in-

vuelva el negocio más sostenible.

se usan para dar sabor o consistencia a

forme no hubiera sido posible.

Así, uno de los principales problemas

los quesos, ácidos que se usan para RECOMENDACIONES

limpiar las máquinas… Una parte del agua utilizada en este tipo de industria

El proyecto REWAGEN, en el que

ni siquiera necesita ser tratada o puede

participa KIM Global, se focaliza en la

ser gestionada como cualquier agua re-

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Horizon Magazine: Green milk – making dairy more environmentally friendly. Informe Conama 2014: REWAGEN: Electrochemical water treatment system in the dairy industry with hydrogen recovery and electricity production.

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REPORTAJE

ADECUACIÓN Y MEJORA DE LA ESTACIÓN REGENERADORA DE VIVEROS DE LA VILLA Madrid

José Genaro Batanero1, Pedro Ramírez Fernández2 Jefe de Departamento de Saneamiento Urbano; 2Adjunto al Departamento de Gestión de Recursos I Subdirección General de Gestión del Agua Ayuntamiento de Madrid I www.madrid.es

ANTECEDENTES

primer Plan de Saneamiento de Madrid

ponible, se diseñó y construyó un siste-

(PSIM) en la década de los ochenta, se

ma de tratamiento de fangos activos

La Estación Regeneradora de Aguas

ampliaron las instalaciones cambiándo-

con reducción de nutrientes por vía bio-

Residuales (E.R.A.R.) de Viveros de la

se la tecnología del proceso biológico

lógica, mediante la tecnología patenta-

Villa fue construida en la década de los

de la línea de agua a fangos activos.

da de selectores y recirculación de fangos denominada A2O.

sesenta basándose en la tecnología de

Más adelante, a finales de la década

lechos bacterianos, con digestión anae-

de los noventa, se demolieron los le-

Tras la finalización de dichas obras,

robia de fangos. Posteriormente, con el

chos bacterianos y, en el espacio dis-

el Ayuntamiento de Madrid remodeló

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ADECUACIÓN Y MEJORA DE LA ERAR DE VIVEROS DE LA VILLA (MADRID) I REPORTAJE

las instalaciones de fangos activos

da eliminación de sólidos, así como dis-

b) Características del agua

construidas en la década de los ochen-

poner de un sistema de oxidación avan-

tratada

ta, para poder reducir igualmente nu-

zada que permita anticiparse a la futura

trientes, mediante una modificación del

legislación comunitaria sobre contami-

reactor biológico en fangos activos zo-

nantes emergentes. También, obtener

nificados (FAZ).

una desinfección adecuada del efluente

A la salida de los filtros textiles la calidad exigida será:

Las exigencias de calidad que el

tratado en función de las exigencias de

• Huevos de nematodos: < 1 huevo/10 l

Ayuntamiento de Madrid se impone,

calidad que los posibles usos del río

• SS: < 5 ppm

han llevado a la realización de las

puedan demandar.

• Turbidez: < 10 NTU

obras de adecuación y mejora de la ERAR de Viveros de la Villa. Estas

DATOS BÁSICOS

obras finalizaron en el año 2015 y con-

La desinfección avanzada se ha previsto para lograr un grado de desinfec-

sisten en una filtración en profundidad,

a) Caudales de

ción de 2,2 ufc e-coli / 100 ml, de modo

a través de medio textil, una oxidación

dimensionamiento

que el vertido de la ERAR se adecue a

avanzada mediante Ozono y Peróxido de Hidrógeno y una desinfección me-

las exigencias de calidad de posibles Los caudales de diseño son:

usos del río.

diante radiación ultravioleta. OBJETIVO DE LAS OBRAS El objetivo es garantizar una adecua-

• Caudal medio diario: 151.200 m3/d 1,75 m3/s • Caudal punta diario: 226.800 m3/d 2,625 m3/s

DESCRIPCIÓN DE LA SOLUCIÓN ADOPTADA Se reemplazan los cuatro filtros de

Ejecución de las obras

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Elementos filtrantes y equipos de limpieza de los mismos

arena ubicados más próximos a los de-

Se han construido dos nuevos edifi-

cantadores primarios y al reactor bioló-

cios, uno de generación de ozono con

gico FAZ por filtros de medio textil, y se

un nuevo centro de transformación y

demuelen los otros cuatro filtros.

en el presente proyecto consta de cuatro tratamientos independientes:

sala de CCM, necesario por los nue-

• Filtración en medio textil

En el espacio liberado se disponen

vos consumos eléctricos previstos, y

• Dosificación de peróxido de hidrógeno

dos líneas de cámaras de ozonización

otro para los armarios eléctricos de

• Ozonización

y dos canales de UV, ambos tratamien-

los ultravioletas.

• Ultravioleta

tos con canales de by-pass. Se instalan compuertas de by-pass que permitirán tratar el efluente filtrado

DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE LAS INSTALACIONES

en el nuevo terciario o verter al río desde la salida de los filtros.

La instalación de los filtros textiles se ejecutó aprovechando la obra civil de cuatro de los ocho filtros de arena

La solución adoptada y desarrollada

existentes. En la zona donde se eliminaron los otros cuatro filtros de arena se han ejecutado las cámaras de ozono y canales UV. Se ha instalado un nuevo sistema de dosificación de PAC, con capacidad de dosificación para la eliminación de fósforo tanto en la línea FAZ como en la línea A2O. El tratamiento de filtración se inicia tras las cámaras de mezcla y floculación existentes. Los vertederos de entrada a cada uno de los cuatro filtros se han mantenido, disponiendo en cada uno de compuerta de entrada motorizada. Los filtros textiles tienen una longitud

Vista parcial de filtración

total de 24,40 m. Cada uno de los cuatro

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filtros cuenta con su plataforma de tracción que desplaza la bomba de succión de limpieza automática de los filtros. Cuando el nivel en la cuba de filtración supera el máximo prefijado, se inicia el lavado del filtro correspondiente. El agua de lavado se envía a un canal lateral y desde éste a cabecera de tratamiento de la ERAR. El agua tratada en los filtros pasa al

PRIMERA INSTALACIÓN DE FILTRACIÓN MECANA AQUADIAMOND EN EUROPA El Ayuntamiento de Madrid de mano del contratista Dragados/Drace ha seleccionado la tecnología de filtración Optifiber Mecana en la configuración AquaDiamond para la ampliación del sistema de oxidación avanzada de la EDAR Viveros de La Villa para el tratamiento terciario. Cuatro de los ocho filtros de arena de puente móvil existentes han sido reconstruidos, aprovechando la obra civil existente con los filtros textiles de profundidad Mecana AquaDiamond. La planta está diseñada para tratar más de 200.000 m3/d. Una parte importante del espacio que ocupaban los otros cuatro filtros, tras su demolición, ha sido ocupada por una planta de oxidación avanzada Ozono+UV para mejorar la calidad del río Manzanares, que discurre por el confín oeste de la planta depuradora y más adelante atraviesa la ciudad de Madrid.

canal de recogida de agua filtrada, que alimenta a la ozonización, pudiendo también cerrarse las compuertas motorizadas de 2 m de ancho de su entrada

cámara de salida, de 2,00 x 7,00 m. Pa-

La producción de Ozono se consigue

y derivar el caudal a salida de planta, a

ra potenciar la acción del ozono se do-

mediante dos ozonizadores de 30 Kg.

través de otra compuerta también mo-

sifica peróxido de oxígeno en las cáma-

O3/h de capacidad unitaria, alimenta-

torizada de 2 m de ancho.

ras de entrada y salida. Las primera y

dos con aire enriquecido con Oxígeno.

Se dispone en cada una de las dos lí-

segunda cámaras están equipada con

La salida de las cámaras de ozono

neas de ozonización dos cámaras en

difusores para distribución del ozono.

alimenta al canal de reparto a UV, dise-

serie, la primera de 9,00 x 7,00 m en

Cuentan además con su correspon-

ñado de modo que se garantiza un

planta, la segunda de 4,00 x 7,00 m.

diente destructor de ozono al final de

equirreparto entre los dos canales exis-

Después de la primera y segunda cá-

cada línea.

tentes. Junto a los canales de proceso

maras se disponen cámaras intermedias, de 1.50 x 7,00 m y por último la

Todas las cámaras tienen 5 m de altura media de agua.

se dispone un canal lateral de by-pass. Los canales de UV tienen 3,00 m de

Detalle de puentes de filtros

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Instalación de ultravioletas. Salida del agua tratada

INSTALACIÓN ELÉCTRICA

anchura y un calado de 1,70 m, con

los canales UV se realiza por compuerta

tres bancos por canal, cuatro módulos

vertedero regulable, de modo que se

por banco y treinta y seis lámparas por

consiga la sumergencia mínima necesa-

Para el suministro de energía al nuevo

módulo. 864 lámparas en total para po-

ria para cualquier caudal de paso, que

tratamiento se dispone la conexión en

der alcanzar un grado de desinfección

permita garantizar el grado de desinfec-

media tensión a un nuevo centro de

de hasta 2,2 ufc e.coli / 100 ml.

ción requerido para las lámparas UV.

transformación de 15/20 kV y 1.600 KVA.

Tanto la entrada de los canales como

En el canal de salida de agua tratada

La alimentación a la instalación de

la del by-pass cuentan con compuertas

se disponen las bombas del sistema de

fuerza en baja tensión se hace desde

motorizadas de aislamiento. La salida de

refrigeración de la generación de ozono.

el secundario de dicho transformador al centro de control de motores, y desde aquí a los distintos receptores y

Generadores de ozono

equipos de mando. SISTEMA DE INFORMACIÓN Y CONTROL CENTRALIZADO El control automático de la nueva planta se realiza mediante un autómata programable. La supervisión y visualización de manera local, de las diferentes fases del proceso, se hacen con pantallas táctiles. En la sala de control existente y sobre la actual licencia Scada se realizará la integración de las pantallas de los nuevos procesos al control general de la ERAR .

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MICROSCOPÍA CONVENCIONAL VS. FISH EN LA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ...

Microscopía convencional vs. FISH en la identificación y cuantificación de Candidatus ‘Microthrix parvicella’ y ‘Microthrix calida’ en fangos activos Andrés Zornoza, Sergio Tena, Alba Castillo, José Luis Alonso Instituto Universitario de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente Universitat Politècnica de Valéncia I www.upv.es

cación presentan ventajas y limitaciones, las cuales han sido discutidas en algunos trabajos de investigación (Calvo et al., 2016; Andujar et al., 2013). La presencia excesiva de bacterias filamentosas del morfotipo “Microthrix parvicella” en fangos activos se ha asociado de forma muy común con episodios de bulking y foaming en numerosos trabajos de investigación (Eikelboom & van Buijsen, 1983; Jenkins et al., 1993; Rossetti et al., 2005; Wanner et al., 2010). Los estudios basados en ecofisiología in situ han revelado que Candidatus (Ca.) ʻMicrothrix parvicellaʼ asimila ácidos grasos de cadena larga, como son: el ácido oleico, trioleico y palmítico (Nielsen et al., 2009). Dichos sustratos Figura 1a. Episodio de bulking y foaming causado por bacterias Microthrix, espumas biológicas en la superfície del reactor

son tomados bajo condiciones aeróbicas y anaeróbicas y almacenados como reservas de lípidos, utilizándolos para

INTRODUCCIÓN

ra 1) (Jenkins et al., 2004; Eikelboom,

su crecimiento con oxígeno o nitrato co-

2000; Tandoi et al., 2006). La toma de

mo aceptores terminales de electrones.

El proceso de fangos activos es el

decisiones en la prevención y solución

La elevada hidrofobicidad de la pared

sistema de tratamiento biológico más

de dichos episodios pasa en primer lu-

celular de Ca. ʻMicrothrix parvicellaʼ, jun-

habitual en las estaciones depuradoras

gar por una correcta e inequívoca iden-

to con las actividades exoenzimáticas

de aguas residuales (EDAR). La proli-

tificación de los microorganismos que

esterasa y lipasa asociadas a su super-

feración excesiva de bacterias filamen-

los causan (Nielsen et al., 2009). Tanto

ficie, la hacen más competitiva en la asi-

tosas en estos sistemas puede desen-

la técnica convencional como la técnica

milación y crecimiento a partir de lípidos

cadenar episodios de bulking y

de hibridación in situ con sondas

y grasas (Nielsen et al., 2002).

foaming, ocasionando graves proble-

16S/23S rDNA marcadas con fluorófo-

El nombre Ca. ʻMicrothrix calidaʼ ha

mas de explotación en las EDAR (figu-

ros (FISH) empleadas en dicha identifi-

sido propuesto para una bacteria fila-

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MICROSCOPÍA CONVENCIONAL VS. FISH EN LA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ...

mentosa similar a Ca. ʻMicrothrix parvi-

aislados Ca ʻMicrothrix calidaʼ parecen

la Comunidad Valenciana. Dicha EDAR

cellaʼ, pero de menor diámetro celular,

indicar una gran similitud con aquellos

dispone de un proceso Ludzack-Ettin-

aislado de fangos activos de plantas de

obtenidos para Ca ʻMicrothrix parvice-

ger modificado de flujo en pistón con

tratamiento de aguas residuales indus-

llaʼ (Levantesi et al., 2006), por ello y a

dos líneas de tratamiento en paralelo

triales (Levantesi et al., 2006). Ambas

excepción de la temperatura, algunos

(A+B y C+D). Ambas operan de forma

especies candidatas de Microthrix per-

autores sugieren que ambos microor-

tenecen al filo Actinobacteria, aunque

ganismos podrían estar favorecidos

independiente con un caudal medio de 15.784 m 3 /día en la línea A+B y de

tres de la cepas de Ca. ʻMicrothrix cali-

por variables ambientales similares

23.677 m3/día en la línea C+D. La po-

daʼ se han asociado con el género Aci-

(Seviour et al., 2008). A partir de lo ex-

blación total servida es de 178.080 ha-

dimicrobium (Nielsen et al., 2009) y, tal

puesto anteriormente, el objetivo de

bitantes equivalentes.

y como ocurre con Ca. ʻMicrothrix par-

este estudio ha sido comparar dichas

La frecuencia de muestreo fue quin-

vicellaʼ, no existe una caracterización

técnicas en la identificación y cuantifi-

cenal, desde diciembre de 2008 hasta

fenotípica detallada, nombrándose por

cación de bacterias filamentosas del

diciembre de 2009, procesando un to-

ello como Candidatus ʻMicrothrix cali-

morfotipo Microthrix y explorar las dife-

tal de 46 muestras (23 en cada línea)

daʼ. Por otro lado, dicho microorganis-

rencias entre Ca. ʻMicrothrix calidaʼ y

de fango activo tomadas a la salida del

mo crece a una temperatura superior

Ca. ʻMicrothrix parvicellaʼ basadas en

reactor biológico. Todas las muestra re-

que Ca. ʻMicrothrix parvicellaʼ, en un

su relación con determinadas variables

cogidas se fijaron y permeabilizaron

rango de temperatura de 15-36,5 ºC, y

ambientales de EDAR. Los resultados

con etanol (EtOH) para la posterior

no se desarrolla en los medios de culti-

han permitido establecer las diferen-

identificación de bacterias Gram positi-

vo utilizados para el crecimiento de es-

cias entre ambas técnicas y avanzar en

vas, siguiendo el protocolo detallado

te último (Levantesi et al., 2006).

el conocimiento de la dinámica pobla-

por Alonso et al. (2009).

Erhart et al. (1997) diseñaron cuatro

cional de Ca. ʻMicrothrix calidaʼ. Identificación y cuantificación

sondas FISH (MPA60, 223, 645 y 650) para la identificación de bacterias “Mi-

de las bacterias filamentosas

MATERIAL Y MÉTODOS

crothrix parvicella” en fangos activos a partir de la secuencia del gen 16S rD-

Toma de muestras

En la tabla 1 se muestran las cuatro

NA de un aislado australiano (X82546)

sondas 16S rDNA utilizadas y las res-

(Blackall et al., 1994). Por otro lado, Le-

Las muestras de fango activo proce-

pectivas concentraciones de formami-

vantesi et al. (2006) diseñaron dos

sadas fueron tomadas en la EDAR

da utilizadas en la técnica FISH para la

nuevas sondas (MPAall-1410 y MPA-

Cuenca del Carraixet (CX), situada en

identificación de las diferentes bacte-

T1-1260), que junto con MPA645, permiten monitorizar la presencia de filamentos “Microthrix parvicella” en fangos activos. La sonda MPAall-1410 hibrida positivamente con las especies de Microthrix (sonda general), mientras que la sonda MPA-T1-1260 lo hace solo con Ca. ʻMicrothrix calidaʼ. Hasta el momento, y al contrario que ocurre con Ca. ʻMicrothrix parvicellaʼ, no se han llevado a cabo estudios in situ que revelen la ecofisiología y ecología de Ca. ʻMicrothrix calidaʼ en plantas depuradoras a escala real. Además, tampoco hay constancia de trabajos publicados comparando la técnica FISH y la técnica convencional en la identificación y cuantificación de bacterias “Microthrix parvicella” en EDAR.

Figura 1b. Elevación de fango activo en el clarificador secundario

Los estudios de fisiología a partir de los

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MICROSCOPÍA CONVENCIONAL VS. FISH EN LA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ...

(2003), mientras que las variables sóliTabla 1. Sondas FISH empleadas para la identificación de las bacterias Microthrix Sonda

Secuencia (5’-3’)

% FA1

Especificidad

Referencia

MPA645

CCGGACTCTAGTCAGAGC

M. parvicella

Erhart et al. (1997)

MPA60

GGATGGCCGCGTTCGACT

M. parvicella

Erhart et al. (1997)

MPAall-1410

GGTGTTGTCGACTTTCGGCG

Microthrix

Levantesi et al. (2006)

MPA-T1-1260

TTCGCATGACCTCACGGTTT

M. calida

Levantesi et al. (2006)

dos en suspensión del licor mezcla (SSLM), índice volumétrico de fango (IVF) y temperatura en el reactor (Tªr) fueron facilitadas por las empresas de

explotación de EDAR (tabla 2). Análisis de datos

Concentración óptima de formamida

El análisis de agrupamiento entre microorganismos filamentosos (variables Table 2. Media, desviación estándar (DE) y rango de las variables de control del proceso

biológicas), así como el correspondiente al total de muestreos a partir de sus

Parámetros

Unidades

Media ± DE

Rango

abundancias, se exploró a partir de un

Kg DBO5/Kg SSVLM.d

0,29 ± 0,10

0,12-0,43

análisis clúster, empleando el método de

TRHr

horas

6,4 ± 0,4

5,3-6,9

TRHds

horas

9,2 ± 0,6

7,3-9,9

días

7,5 ± 5,2

3,3-22

Tªr

ºC

20,2 ± 3,5

15-27

matriz biótica con el fin de ponderar lo

SSLM

mg/L

1938 ± 549

1100-2980

suficiente el efecto de los microorganis-

IVF

mL/g

131 ± 60

76-286

mos muy abundantes respecto a los po-

promedio no ponderado de pares de grupos (Field et al., 1982) y gráfico de trazado sombreado (shade plot). Se aplicó la transformación raíz cuadrada de la

co abundantes, así como el índice de Bray-Curtis para generar la matriz disrias Microthrix. Todas las sondas se en-

cada sonda, según las concentracio-

tancia (Bray & Curtis, 1957). Por último,

cuentran marcadas con el fluoróforo

nes especificadas en la tabla 1. Segui-

el análisis BIO-ENV se aplicó para iden-

TAMRA en el extremo 5ʼ. Para la identi-

damente se realizó un lavado a 48 ºC

tificar las variables de control del proce-

ficación convencional de “Microthrix

durante 15 minutos en tampón de lava-

so biológico (variables ambientales) que

parvicella” se han utilizado las claves

do con la concentración de cloruro só-

más contribuyeron a explicar las diferen-

propuestas por Eikelboom (2000,

dico correspondiente a cada concen-

cias entre las comunidades de microor-

2006) y Jenkins et al. (2004).

tración de formamida. Las muestras

ganismos filamentosos. La matriz de si-

Las muestras fijadas se inmoviliza-

hibridadas se observaron con micros-

militud de variables ambientales se

ron en portaobjetos de vidrio con más-

copía de epifluorescencia con un equi-

obtuvo con distancia euclidiana normali-

cara de teflón y se deshidrataron 3 mi-

po Olympus BX50. Una vez identifica-

zada y con estandarización. El análisis

nutos en soluciones seriadas de etanol

dos los microorganismos filamentosos

estadístico de datos se realizó utilizando

al 50 %, 80 % y 100 %, respectivamen-

a partir de la técnica convencional y

las rutinas multivariantes disponibles en

te. Para la permeabilización de las cé-

FISH, se estimó la abundancia emple-

el paquete estadístico PRIMER v7 (Clar-

lulas de Microthrix deshidratadas se in-

ando el índice de filamentos (IF) pro-

ke & Gorley, 2015) y PERMANOVA+ pa-

cubaron a 37 ºC durante 20 minutos

puesto por Eikelboom (2000).

ra PRIMER (Anderson et al., 2008).

sina (5000 U/mL, 0.1 M en tampón fos-

Variables de control del

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

fato sódico, pH 6.8) (De los Reyes &

proceso biológico

con 20 μL de una solución de mutanoli-

Raskin, 2002). El tratamiento enzimáti-

Las cuatro sondas utilizadas en la

co se paró por lavado del portaobjetos

Las siguientes variables de control

técnica FISH hibridaron positivamente

con agua grado biología molecular. A

de proceso biológico (variables am-

con los filamentos morfológicamente

continuación se repitió el protocolo de

bientales): carga másica (CM), edad

descritos como “Microthrix parvicella”,

deshidratación. La hibridación se reali-

del fango (EF) y tiempo de retención hi-

identificando todas las bacterias Mi-

zó durante 3 horas a 46 ºC, en el tam-

dráulico en el reactor (TRHr) y decan-

crothrix con la sonda general MPAall-

pón de hibridación con la concentra-

tador secundario (TRHds) han sido de-

1410 (figura 2a). Por otro lado, la iden-

ción de formamida correspondiente a

terminadas según Tchobanoglous et al.

tificación específica de Ca. ʻMicrothrix

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MICROSCOPÍA CONVENCIONAL VS. FISH EN LA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ...

Figura 2.Identificación de bacterias Microthrix en las muestras procesadas de fangos activos. (a) Señal positiva sonda MPAall-1410 (Microthrix). Epifluorescéncia, 1000x. (b) Señal positiva sonda MPA645 (Ca. ‘Microthrix parvicella’). Epifluorescéncia, 1000x. (c) Estructura flocular. Contraste de fases, 100x. (d) Morfotipo “Microthrix parvicella”. Contraste de fases, 1000x. (e) Tinción Gram del morfotipo “Microthrix parvicella”. Campo claro, 1000x. (f) Tinción Neisser del morfotipo “Microthrix parvicella”. Campo claro, 1000x.

parvicellaʼ ha sido posible a partir de la

das mediante la técnica FISH y el méto-

de estas observaciones, y teniendo en

respuesta positiva observada de las

do convencional (figura 3). Los resulta-

cuenta que Levantesi et al. (2006) de-

sondas MPA60 y MPA645 (figura 2b)

dos obtenidos indican que el mayor por-

mostraron que la sonda MPA645 no hi-

(Erhart et al., 1997), mientras que la

centaje de similitud (87 %) se observó

brida con filamentos Ca. ʻM. calidaʼ, re-

correspondiente a la sonda MPA-T1-

entre “Mparv” (“Microthrix parvicella”

comendamos el empleo de dicha sonda

1260 ha permitido la identificación es-

convencional), la sonda general de Mi-

para la monitorización de Ca. ʻM. parvi-

pecífica de Ca. ʻMicrothrix calidaʼ (Le-

crothrix (MPAall-1410) y Ca. ʻM. parvi-

cellaʼ. Aunque algunos investigadores

vantesi et al., 2006). A su vez, la

cellaʼ (MPA645), siendo esta última mu-

hayan comprobado experimentalmente

identificación convencional del morfoti-

cho más abundante que las bacterias

la utilidad de la sonda MPA645, reco-

po “Microthrix parvicella” ha sido posi-

hibridadas con las sondas MPA60 y

mendándola incluso algunos de ellos

ble a partir de las características morfo-

MPA-T1-1260. De estos resultados se

(Eikelboom, 2006), no hay constancia

lógicas y respuestas a las tinciones

deduce la diferente especificidad de la

de referencias hasta el momento de tra-

diferenciales clásicas documentadas

sonda MPA60, la cual cubre la secuen-

bajos publicados donde se comparen

en los manuales de Eikelboom (2000,

cia 5´-3´de la posición 60-77 del gen

ambas sondas (MPA60 y MPA645), de

2006) y Jenkins et al. (2004), como

16S rDNA de Escherichia coli (Erhart et

modo que el presente estudio probable-

son: la presencia de abultamientos y

al., 1997). Por tanto, el uso exclusivo

mente sea una de las primeras citas

“huecos” a lo largo del tricoma y morfo-

de dicha sonda para la identificación in

que aportan conclusiones sobre dichas

logía celular no visible (figura 2d), la

situ de Ca. ʻM. parvicellaʼ podría infrava-

diferencias. Por otro lado, los resulta-

forma irregular y enrollada de los fila-

lorar su abundancia en fangos activos.

dos en algunos muestreos indican la

mentos (figura 2c), así como la res-

Además, el gráfico sombreado (shade

presencia de bacterias Microthrix que

puesta intensa a la tinción de Gram (fi-

plot) en el dendograma, que representa

no hibridaron con las sondas específi-

gura 2e) y presencia positiva de

la abundancia de los microorganismos

cas MPA60 y MPA645 pero que sí lo hi-

gránulos Neisser (figura 2f).

filamentosos, ha revelado que los resul-

cieron con la sonda general MPAall-

El análisis clúster entre variables bio-

tados del IF empleando la sonda

1410. Esto sugiere la presencia de una

lógicas ha permitido explorar la similitud

MPA645 han sido muy similares a los

mayor biodiversidad no descrita dentro

entre las distintas bacterias identifica-

obtenidos por la sonda MPA60. A partir

del morfotipo “M. parvicella”, tal y como

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MICROSCOPÍA CONVENCIONAL VS. FISH EN LA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ...

2008). Teniendo en cuenta estas observaciones, se deduce que la dinámica poblacional de Ca. ʻM. calidaʼ se encuentra probablemente influenciada por variables ambientales distintas a las correspondientes a Ca. ʻM. parvicellaʼ, puesto que la EF y CM no fueron seleccionadas por la rutina BIO-ENV entre las tres mejores combinaciones para explicar la dinámica de Ca. ʻM. calidaʼ. Además, la baja correlación encontrada entre esta última y la Tªr podría ser debida a que durante el periodo de muestreo no se observaron valores superiores a 30 ºC, durante los cuales según Levantesi et al. (2006) se esperaría un mayor crecimiento de Ca. señalan algunos autores (Levantesi et

cellaʼ se encontraron muy influenciadas

ʻM. calidaʼ. En nuestro estudio la mayor

al., 2006).

por la EF, mientras que Ca. ʻM. calidaʼ

abundancia de este microorganismo fi-

El análisis clúster realizado entre las

se mostró poco influenciada por la Tªr,

lamentoso fue observada en algunos

diferentes muestras analizadas apli-

referido al rango 15-27 ºC. Algunos au-

muestreos en primavera, siendo intere-

cando el factor estacional, junto con el

tores han sugerido que ambos microor-

sante continuar estudiando su relación

gráfico sombreado superpuesto de

ganismos filamentosos podrían encon-

con el resto de variables ambientales.

abundancia de filamentos, ha revelado

trarse influenciados por variables

Las diferencias entre la dinámica po-

el patrón estacional característico de

ambientales similares en las EDAR, a

blacional de Ca. ʻM. parvicellaʼ y Ca.

Ca. ʻM. parvicellaʼ. Los resultados obte-

excepción de la Tªr (Seviour et al.,

ʻM. calidaʼ han sido también evidentes

nidos muestran una mayor presencia de dicho organismo en las estaciones de invierno y primavera, coincidiendo con los periodos más fríos, mostrando

Tabla 3. Resultados de la rutina BIO-ENV mostrando la combinación de variables ambientales seleccionadas y los coeficientes de correlación de Spearman para cada una de las bacterias Microthrix Nº var.

Corr.

Selección

0,56

EF, CM

0,54

EF,CM, TRHr

0,52

EF, CM

0,50

EF,CM, TRHr

0,43

EF, CM

0,41

EF,CM, TRHr

0,31

EF, CM

naciones de variables que mejor expli-

0,31

EF,CM, TRHr

caron la dinámica poblacional de bac-

0,17

Tªr

0,18

Tªr, TRHr

0,19

Tªr, TRHr, TRHds

un porcentaje de similitud entre mues-

B. filamentosa

Sonda

tras superior al 90 %. Estos resultados corroboran la mayor abundancia de

“M. parvicella”

Ca. ʻM. parvicellaʼ observada durante el invierno por algunos autores (Kristensen et al., 1994; Wanner, 1994; Kruit et al., 2002) y en muestras con Tªr inferio-

Microthrix

MPAall-1410

res a 21 ºC (Levantesi et al., 2006). La rutina multivariante BIO-ENV ha revelado las semejanzas y diferencias MPA645

entre bacterias Microthrix a partir de su relación con algunas de las variables ambientales más utilizadas en el con-

Ca. ‘M. parvicella’

trol de explotación en las EDAR (tabla

MPA60

3). Dicha tabla muestra las tres combi-

terias Microthrix a partir de cada una de

Ca. ‘M. calida’

MPA-T1-1260

las sondas FISH empleadas, concluyendo que las bacterias Ca. ʻM. parvi-

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MICROSCOPÍA CONVENCIONAL VS. FISH EN LA IDENTIFICACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE ...

a partir del bajo porcentaje de similitud

da, no solo por la temperatura en el re-

zation probes for the detection and identification of ‘Microthrix

(44 %) obtenido en el análisis clúster.

actor, sino por variables ambientales

parvicella’ in activated sludge. Systematic and Applied Microbio-

Por otro lado, el bajo coeficiente de co-

distintas a Ca. ʻMicrothrix parvicellaʼ.

logy 20: 310-318.

rrelación encontrado de Ca. ʻM. parvi-

• La técnica convencional permitió mo-

Field, J.G., Clarke, K.R. y Warwick., R.M. (1982) A practical

cellaʼ con la EF utilizando la sonda

nitorizar la población de Ca. ʻMicrothrix

strategy for analyzing multispecies distribution patterns. Marine

MPA60, en comparación con la sonda

parvicellaʼ, siendo recomendable el

Ecology Progress Series 8: 37-52.

MPA645, corrobora los resultados ob-

empleo de la sonda específica de Ca.

Jenkins, D., Richard, M. G. y Daigger, G.T. (1993) Manual on

tenidos a partir del análisis clúster, su-

ʻMicrothrix calidaʼ (MPA-T1-1260)

the Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foa-

giriendo que el uso exclusivo de la son-

cuando la temperatura en el reactor

ming. 2nd Edition. IWA Publishing, London.

da MPA60 infravalora la abundancia de

sea superior a 30 ºC.

dicho microorganismo, no siendo adecuada para su monitorización.

Jenkins, D., Richard, M.G., and Daigger, G.T. (2004) Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foa-

REFERENCIAS

Por último, la identificación conven-

ming and other Solids Separation Problems. 3rd Edition. IWA Publishing, London.

cional ha mostrado resultados fiables

Alonso, J.L., Morenilla, J., Bernácer, I., Lloret, R., Cuesta, G.,

Kristensen, G.H., Jørgensen, P.E. y Nielsen, P.H. (1994) Set-

comparados con la identificación de

y Ramírez, G. (2009) Manual de Técnicas Avanzadas para la

tling characteristics for activated sludge in Danish treatment

Ca. ʻM. parvicellaʼ a partir de la técnica

Identificación y Control de Bacterias Filamentosas. EPSAR-Ge-

plants with biological nutrient removal. Water Science and Tech-

FISH, siendo útil para su monitoriza-

neralitat Valenciana.

nology 29: 157-165.

ción en las EDAR, tal y como han suge-

Anderson, M.J, Gorley, R.N., and Clarke, K.R. (2008) PER-

rido algunos autores (Nielsen et al.,

MANOVA+ for PRIMER: guide to software and statistical mo-

2009). No obstante, ante episodios de

dels. PRIMER-E Ltd., Plymouth.

Kruit, J., Hulsbeek, J. y Visser, A. (2002) Bulking sludge solved. Water Science and Technology 46: 457–464. Levantesi, C., Rossetti, S., Thelen, K., Kragelund, C., Kroone-

bulking y/o foaming causados por fila-

Andujar, A.B., Zornoza, A., Lledías, M., y Alonso, J.L. (2013)

man, J., Eikelboom, D., Nielsen, P.H. y Tandoi, V. (2006) Phylo-

mentos Gram positivos morfológica-

Microscopía convencional versus FISH en la identificación y

geny, physiology and distribution of ‘Candidatus Microthrix cali-

mente similares a “Microthrix parvice-

abundancia de los morfotipos filamentosos 0803, 0914 y 0092

da’, a new Microthrix species isolated from industrial activated

lla”, y en condiciones de Tªr superiores

en fangos activos. Tecnoaqua 4: 60-79.

sludge wastewater treatment plants. Environmental Microbio-

a 30 ºC, se recomienda el empleo de la

Blackall, L.L., Seviour, E.M., Cunningham, M.A., Seviour, R.J.

sonda MPA-T1-1260 para verificar la

y Hugenholtz, P. (1994) ‘Microthrix parvicella’ is a novel, deep

Nielsen, P.H., Roslev, P., Dueholm, T.E. y Nielsen, J.L. (2002)

presencia o ausencia de la poco cono-

branching member of the actinomycetes subphylum. Systema-

Microthrix parvicella, a specialized lipid consumer in anaerobic-

cida Ca. ʻM. cálidaʼ.

tic and Applied Microbiology 17: 513-518.

aerobic activated sludge plants. Water Science and Technology

Bray, J.R. y Curtis, J.T. (1957) Ordination of the upland forest

CONCLUSIONES

community of Southern Wisconsin. Ecological Monographs 27: 325-349.

46 (1-2): 73-80. Nielsen, P.H, Kragelund, C., Seviour, R.J. y Nielsen, J.L. (2009) Identity and ecophysiology of filamentous bacteria in ac-

Teniendo en cuenta los resultados

Calvo, S., Zornoza, A., y Alonso J.L. (2016) Limitaciones en

obtenidos sobre la identificación y

la identificación convencional del morfotipo Nostocoida limicola

cuantificación de bacterias Microthrix,

II en fangos activos. Tecnoaqua 18: 40-49.

se concluye que:

logy 8: 1552-1563.

Clarke, K.R. y Gorley, R.N. (2015) PRIMER v7: User Manual/Tutorial. PRIMER-E, Plymouth, 296 pp.

tivated sludge. FEMS Microbiology Reviews 33: 969-998. Rossetti, S., Tomei, M.C., Nielsen, P.H. y Tandoi, V. (2005) ‘Microthrix parvicella’, a filamentous bacterium causing bulking and foaming in activated sludge systems: a review of current knowledge. FEMS Microbiology Reviews 29: 49-64.

• El uso exclusivo de la sonda MPA60

De los reyes, F.L. y Raskin, L. (2002) Role of filamentous mi-

Seviour, R.J., Kragelund, C., Kong, Y., Eales, K., Nielsen, J.L.

infravaloró la abundancia de la pobla-

croorganisms in activated sludge foaming: relathionship of my-

y Nielsen, P.H (2008) Ecophysiology of the Actinobacteria in ac-

ción de filamentos Ca. ʻMicrothrix parvi-

colata levels to foaming initiation and stability. Water Research

tivated sludge systems. Antonie Van Leeuwenhoek 94: 21–33.

cellaʼ, siendo más adecuada la sonda

36:445-459.

MPA645 para su monitorización en fan-

Tandoi, V., Jenkins, D. y Wanner, J. (eds) (2006). Activated

Eikelboom, D.H. y van Buijsen, H.J.J. (1983) Microscopic

gos activos.

Sludge Investigation Manual. 2nd Edition. Delft: TNO Research

• La respuesta positiva de la sonda

Institute of Environmental Hygiene.

Sludge Separation Problems. IWA Publishing, London. Tchobanoglous, G., Burton, F.L., y Stensel, H.D. (2003) Meltcalf & Eddy, Inc.'s Wastewater Engineering: Treatment, Disposal,

MPAall-1410 y negativa de las sondas

Eikelboom, D.H. (2000) Process Control of Activated Sludge

and Reuse, 4th Edition. McGraw-Hill, Inc., New York. 1819 pp.

MPA645 y MPA60 observada en algu-

Plants by Microscopic Investigation. IWA Publishing, London.

Wanner, J. (1994) Activated Sludge Bulking and Foaming

nas muestras podría dar indicios de

Eikelboom, D.H. (2006) Identification and Control of Fila-

una biodiversidad no descrita de bacte-

mentous Microorganisms in Industrial Wastewater Treatment

rias Microthrix.

Plants. IWA Publishing, London.

• La dinámica poblacional de Ca. ʻMi-

Erhart, R., Bradford, D., Seviour, R.J., Amann, R. y Blackall,

crothrix calidaʼ podría estar influencia-

L.L. (1997) Development and use of fluorescent in situ hybridi-

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Control. Lancaster, PA, USA: Technomic Publishing. Wanner, J., Kragelund, C. y Nielsen, P.H. (2010) Microbiology of bulking. In: Microbial Ecology of Activated Sludge. Seviour RJ, Nielsen PH (eds). IWA Publishing: London, UK, pp 191-214.

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APLICACIONES DE LA ELECTROQUÍMICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS

Aplicaciones de la Electroquímica para el tratamiento de aguas Experiencia del Laboratorio de Electroquímica Aplicada de la Universidad de Alicante David Valero, Eduardo Expósito, Vicente García, Vicente Montiel Laboratorio de Electroquímica Aplicada, Instituto de Electroquímica Universidad de Alicante I http://web.ua.es/leqa

a Electroquímica es la rama de

troquímica está presente en procesos

namiento de energía. La Electroquími-

la química que estudia la trans-

industriales como los de electroplating

ca también puede aplicarse como una

formación reversible de energía

y recubrimientos metálicos, la industria

tecnología para el tratamiento y valori-

eléctrica en energía química, y

cloro-sosa, la obtención de aluminio y

zación de residuos, como: el trata-

pese a que pueda parecer algo lejano,

fundamentalmente en todos los pro-

miento de aguas residuales de proce-

está presente en multitud de procesos

ductos relacionados con baterías, acu-

dencia urbana e industrial, la

y aspectos de la vida diaria. La Elec-

muladores y otras formas de almace-

remediación de suelos o la desalación

Plantas piloto de la Universidad de Alicante

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APLICACIONES DE LA ELECTROQUÍMICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS

de aguas salobres para la Tabla 1. Principales características y aplicaciones de las técnicas electroquímicas

obtención de agua potable y para el regadío. La princi-

Contaminantes eliminados

Sólidos en suspensión Color Turbidez Metales pesados Tintes textiles Residuos con fenoles Arsénico Aceites Nitratos Residuos poliméricos Lixiviados de vertederos Purines

DQO DBO Fenol PCBs Cianuros y nitritos Tensioactivos Tintes y colorantes

Salinidad Partículas con carga Iones con una carga determinada

Sectores de aplicación

Agroalimentarios Industria papelera Mataderos y cárnicas Lavanderías Metalurgia Aguas residuales industriales

Farmacéutico Textil Agroalimentario Metalurgia Producción in-situ de cloro; Generación de ozono

Desalación de aguas salobres Reducción de conductividad en aguas residuales y para alimentación de calderas Desmineralización de molasas y sueros Recuperación de ácidos orgánicos Eliminación de ácido tartárico en vino

pal ventaja de esta tecnología es que el reactivo fundamental es el electrón, que es un reactivo limpio puesto que no deja ningún residuo tras su utilización. Hace más de 30 años el Laboratorio de Electroquímica Aplicada de la Universidad de Alicante comenzó con los primeros estudios relacionados con el tratamiento de aguas residuales aplicando técnicas electroquímicas. Durante estos años el grupo ha adquirido el equipamiento necesario y ha desa-

tran en las distintas aguas residuales

tamiento de aguas residuales indus-

rrollado la capacidad para realizar es-

industriales obliga a hacer un estudio

triales procedentes de diversos secto-

tudios de la aplicación de las distintas

específico para aplicar un tratamiento

res, se pueden utilizar separadas,

técnicas desde una escala laboratorio

a cada tipo de agua. Cada sector y ca-

comportándose como técnicas finalis-

hasta las escalas piloto y pre-indus-

da industria presenta una problemática

tas, o de forma conjunta hasta conse-

trial. Se han llevado a cabo numerosos

distinta y sus aguas necesitan un trata-

guir cubrir el rango de contaminantes a

proyectos de I+D para el desarrollo de

miento diferenciado y un diseño perso-

eliminar en cada aplicación concreta.

estas técnicas, tanto públicos como en

nalizado para alcanzar un nivel de efi-

Cualquiera de estas tecnologías se

colaboración con empresas. Fruto de

cacia suficiente y cumplir con la

puede combinar con tecnologías con-

estas colaboraciones con empresas,

legislación. En numerosas ocasiones,

vencionales, creando así tratamientos

se han establecido convenios para la

las tecnologías convencionales no son

específicos para cada agua residual.

comercialización de equipos de trata-

suficientes para eliminar los contami-

Como ejemplo, para un agua con una

miento de aguas, y se han realizado

nantes presentes en las aguas resi-

cantidad elevada de Sólidos en Sus-

numerosos estudios de viabilidad con

duales industriales y es aquí donde las

pensión y DQO soluble se puede utili-

éxito en diversos sectores industriales.

tecnologías electroquímicas pueden

zar la EC como un tratamiento prima-

Como resultado de esta dilatada expe-

aportar una solución para conseguir un

rio y a continuación un reactor

riencia, el grupo tiene el know-how ne-

efluente tratado que cumpla las condi-

biológico como tratamiento secundario

cesario para el diseño de reactores y

ciones de vertido.

para reducir la carga orgánica. De esta

plantas de tratamiento a escala piloto

De entre las técnicas electroquími-

forma se crean tratamientos combina-

e industrial, que han conducido a la

cas, las más ampliamente aplicadas al

dos que aumentan la eficiencia de los

obtención de varias patentes relacio-

tratamiento de aguas son: Electrocoa-

procesos.

nadas tanto con el diseño de nuevos

gulación (EC), Electrooxidación (EO) y

Una de las principales aplicaciones

equipos y reactores, como con aplica-

Electrodiálisis (ED), debido a que son

industriales de la tecnología electro-

ciones concretas de la tecnología a

técnicas robustas y fácilmente escala-

química es el tratamiento efectivo de

procesos industriales.

bles. La tabla 1 recoge un resumen de

aguas residuales con una elevada

Los procesos industriales generan

las principales características de las

concentración de compuestos orgáni-

grandes cantidades de aguas residua-

técnicas, donde se destacan los tipos

cos (PCBs, cianuros, fenoles, etc.), o

les y la cantidad de las mismas varía

de contaminantes que se pueden eli-

que son altamente refractarios y poco

dependiendo del tipo de industria. La

minar con cada una de ellas. Estas

degradables mediante técnicas habi-

gran variedad en el tipo y concentra-

metodologías, que se muestran como

tuales, como los tratamientos físico-

ción de contaminantes que se encuen-

una alternativa competitiva para el tra-

químicos o biológicos. Las ventajas de

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APLICACIONES DE LA ELECTROQUÍMICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS

los tratamientos biológicos son bien conocidas, pero también sus limitaciones para altos valores de DQO (De-

Tabla 2. Parámetros analíticos y porcentajes de eliminación en el tratamiento de aguas residuales de una industria agroalimentaria Parámetro

Aguas brutas

Aguas tratadas EC

% Eliminación

5.7

6.0

tóxicos. La posible presencia de com-

Conductividad (mScm-1)

2.3 (26 ºC)

2.4 (26 ºC)

puestos inorgánicos, tales como meta-

COT (mgL-1)

2260

470

les pesados, puede provocar un des-

DQO (mgL-1)

6300

1200

DBO5 (mgL-1)

1200

400

Nitrógeno total (mgL-1)

330

Fósforo total (mgL-1)

4.0

0.03

Color aparente (unidades Pt/Co)

22500

530

Sólidos totales en suspensión, SS(mgL-1)

4200

Turbidez (Unidades FTU)

4000

100

Metales pesados(Cd, Cr, Co, Hg, Ni, Sn, Ti, Pb)

N.D.

N.D

manda Química de Oxígeno) o en presencia de compuestos altamente

censo en el número de bacterias. ELECTROCOAGULACIÓN La coagulación es un fenómeno por el cual las partículas coloidales con carga de una disolución son neutralizadas por la presencia de contraiones que desestabilizan la suspensión, provocando que las partículas formen aglomerados y sedimenten. En la coagulación química se añaden sales de

tamientos más económicos para el tra-

carga, por lo que se denomina “ánodo

aluminio o hierro, que consiguen la co-

tamiento de aguas residuales y que a

de sacrificio” y su vida útil depende de

agulación pero aumentan la conducti-

su vez generen menos residuos.

la masa inicial, de la carga circulada y

vidad y necesitan un ajuste muy fino

En la EC el agente coagulante es

las horas de uso. Estos procesos se

de la dosificación. La electrocoagula-

generado in situ mediante la oxidación

resumen en la figura 1, para un reac-

ción (EC) es una técnica que se cono-

de un ánodo de hierro o aluminio, que

tor con una única celda y ánodo de

ce y utiliza desde hace más de un si-

son los materiales utilizados habitual-

aluminio. Las burbujas de hidrógeno y

glo. En los últimos años su uso ha

mente. El ánodo utilizado se disuelve

oxígeno que se generan en los elec-

resurgido debido a la necesidad de tra-

y se va consumiendo con el paso de la

trodos ayudan a la flotación de los flóculos y aumentan el área superficial para la agregación de las partículas presentes en la disolución, lo que resulta en un aumento de la eficiencia de separación gracias a un proceso de electroflotación. Algunas de las ventajas principales de la EC son: • La EC requiere montajes experimentales simples, fáciles de operar y modulables, por lo que se pueden diseñar equipos transportables. • La conductividad del agua no se modifica, puesto que los agentes coagulantes no se añaden como sales. • La cantidad de lodos generados es pequeña, y los flóculos formados son más estables, contienen menor cantidad de agua y presentan mejor comportamiento en la etapa de filtración y deshidratación.

Figura 1. Procesos en un reactor de Electrocoagulación

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• La EC es capaz de eliminar las partículas coloidales más pequeñas. • Se evita el uso de reactivos químicos y por tanto se evita la necesidad de neutralizar los excesos así como la contaminación por la presencia de éstos. • Las burbujas de gas generadas ayudan a la separación por flotación de los flóculos generados. La EC es una técnica de separación física, por lo que los principales contaminantes que se pueden eliminar mediante su aplicación son Sólidos en Suspensión, color, turbidez, metales pesados, aceites y grasas y las fracciones no solubles de DQO y DBO. Debido al principio físico en el que se basa, las fracciones más solubles de la materia orgánica son difícilmente eliminadas mediante EC, siendo necesaria una técnica posterior para su eliminación cuando éstas presentan valores altos. La tabla 2 muestra datos de eliminación para un agua residual de una industria agroalimentaria y en la figura 2 se observa una muestra del agua bruta, tratada y finalmente filtrada. ELECTROOXIDACIÓN La Oxidación Electroquímica o Electrooxidación (EO) es una técnica electroquímica que se ha utilizado para el tratamiento de aguas residuales de distintos tipos desde hace varias décadas. En estos trabajos la EO se ha aplicado para la oxidación de contaminantes provenientes de muy diversos sectores: farmacéuticos, colorantes industriales, fenoles o agroalimentarios. La figura 3 recoge un esquema general del funcionamiento de un reactor de EO, que contiene al menos un cátodo y un ánodo. Sobre el ánodo se dan los procesos de oxidación y sobre el cátodo los procesos de reducción. Sobre la superficie de los electrodos también se puede producir la oxidación/reducción

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APLICACIONES DE LA ELECTROQUÍMICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS

Figura 2. Procesos en un reactor de Electrooxidación

del disolvente, con la generación de oxígeno en el ánodo e hidrógeno en el cátodo. Dependiendo del mecanismo de re-

Figura 3. Esquema de un reactor de Electrodiálisis

acción seguido, los procesos de oxidación se pueden clasificar como direc-

minantes. Esta técnica es efectiva en

Los contaminantes también se pue-

tos e indirectos:

aguas con un elevado contenido en

den degradar mediante peróxido de hi-

cloruro, que es el precursor de las especies activas. La adición de cloruros

drógeno generado electroquímicamente, que en presencia de Fe2+ da lugar

Procesos de oxidación directa

permite un aumento de la eficiencia de

a la reacción de Fenton. Los iones fe-

La oxidación de los contaminantes

eliminación, lo que convierte a esta vía

rrosos se pueden aportar a la disolu-

puede ocurrir directamente sobre el

en un buen método de eliminación de

ción mediante la adición de una sal o

ánodo mediante “oxígeno activo” físi-

bien por la disolución electroquímica

camente adsorbido (radicales hidroxilo

contaminantes en aguas con presencia de Cl-. Uno de los limitantes para el

adsorbidos, OH•) o quimisorbido. A es-

uso de esta técnica es la posible forma-

te, los radicales generados son los en-

te proceso se le llama oxidación anódi-

ción de especies organocloradas tóxi-

cargados de oxidar los contaminantes

ca u oxidación directa. Estos procesos

cas, pero éstas se pueden evitar traba-

presentes en las aguas a tratar. Exis-

no necesitan de la adición de reactivos

jando bajo las condiciones adecuadas.

ten distintas formas de llevar a cabo

de un ánodo de hierro. Posteriormen-

y no tienen tendencia a la formación de subproductos contaminantes, lo que supone una ventaja frente a otros tratamientos. Procesos de oxidación indirecta Los procesos de oxidación indirecta son aquellos en los que sobre el ánodo se genera una especie oxidante que finalmente produce la oxidación de los contaminantes en el seno de la disolución. Algunas de estas especies son el peróxido de hidrógeno, reactivo Fenton, Cl2, hipoclorito, peroxodisulfato y ozono principalmente. Una de las técnicas más utilizadas durante años se basa en el uso de clo-

Figura 4. Planta piloto de Electrocoagulación

ro o hipoclorito para destruir los conta-

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APLICACIONES DE LA ELECTROQUÍMICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS

Figura 5. Aguas tratadas mediante Electrocoagulación. Izquierda: aguas brutas; centro: aguas tratadas; aguas finales filtradas

Figura 6. Planta piloto para el tratamiento por Electrooxidación

los procesos fundamentales en la re-

ca que se utiliza para la desalación de

ción de nuevos usos en el ámbito de

acción de Fenton.

corrientes de aguas salinas. Es un

la industria alimentaria, biotecnológi-

Las principales características de la

proceso de separación basado en la

ca y farmacéutica, como la desmine-

degradación electroquímica (oxidación

utilización de membranas de inter-

ralización de aguas para la alimenta-

electroquímica directa o indirecta) de

cambio iónico selectivas al paso de

ción de calderas, el tratamiento de

aguas residuales peligrosas son:

cationes o aniones. Los reactores es-

aguas residuales industriales, la des-

tán formados por un stack de mem-

mineralización de molasas, suero lác-

• El tratamiento electroquímico se

branas aniónicas y catiónicas coloca-

teo, leche, salsa de soja, aminoácidos

puede utilizar en el tratamiento de resi-

das de forma alterna. Al aplicar una

o disoluciones con polisacáridos, la

duos altamente tóxicos.

diferencia de potencial entre los extre-

recuperación de ácidos orgánicos, la

• El proceso puede funcionar a tempe-

mos, los iones se mueven hacia el

eliminación de ácido tartárico/tartrato

ratura ambiente y presión ambiental.

electrodo con carga opuesta y atrave-

del vino y desacidificación de zumos

• El consumo energético depende de

sarán la membrana o quedarán reteni-

de frutas.

la DQO.

dos dependiendo de su carga (figura

La principal aplicación de la ED es

• Se pueden realizar paradas simple-

4). De esta forma se disminuye la con-

la producción de agua potable a partir

mente apagando la fuente de energía.

centración de sales en uno de los

• Tecnología segura y eficiente.

compartimentos, mientras que se con-

de agua salobre, con concentraciones entre 2000 y 5000 mgL-1 de sólidos

centra en el contiguo, consiguiendo

totales disueltos (STD). El tratamiento

Las posibilidades de aumento de la

crear una corriente de agua desalada

de esta agua se realiza en plantas cu-

eficiencia del tratamiento sobre distin-

(diluido) y otra en la que se concen-

tos electrodos se basan en la mejora

tran las sales (concentrado).

ya capacidad varía entre los 100 y los 20000 m3dia-1, con bajos valores de

de la actividad electrocatalítica y la es-

Las aplicaciones de la electrodiáli-

consumo energético. Estos valores

tabilidad de nuevos materiales electró-

sis van desde la desalinización de co-

hacen que la técnica sea competitiva

dicos, así como el estudio de los me-

rrientes salinas para la obtención de

frente a otros sistemas más acepta-

canismos y las cinéticas de la

agua potable a partir de aguas salo-

dos, como la ósmosis inversa, para

degradación de los contaminantes.

bres, a la producción de disoluciones

este tipo de aguas. Además, presenta

concentradas y disoluciones diluidas

algunas ventajas técnicas como que

para su uso industrial. El desarrollo

es menos sensible a la formación de

de nuevas membranas con propieda-

suciedad (fouling) o la formación de

des mejoradas ha propiciado la apari-

precipitados de sales (scaling) en las

ELECTRODIÁLISIS La Electrodiálisis (ED) es una técni-

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APLICACIONES DE LA ELECTROQUÍMICA PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS

cación de aguas en función del tipo de carga tóxica: • Cuando hay compuestos peligrosos presentes que deben ser degradados a otros productos menos contaminantes. • Cuando los efluentes contienen compuestos altamente tóxicos o materiales no biodegradables. • Cuando los efluentes contienen sales, PCBs, cianuros, nitritos, fenoles o tensioactivos. • Cuando los efluentes contienen compuestos tóxicos u orgánicos combinados con metales pesados que se han de eliminar y/o recuperar. En este caso, los compuestos orgánicos se pueden Figura 7. Planta piloto para el tratamiento por Electrodiálisis

degradar en el ánodo y los metales recuperar en el cátodo al mismo tiempo (en el mismo reactor electroquímico)

membranas; puede trabajar a tempe-

miento directo de estas técnicas a un

raturas de hasta 50 ºC; necesita me-

generador fotovoltaico, consiguiendo

nor pretratamiento de las aguas de

rendimientos de eliminación de los

entrada; las membranas tienen una

contaminantes similares a los obteni-

1. C. Comninellis, G. Chen, Electroche-

vida útil más larga y mayor estabilidad

dos cuando se alimentan los reacto-

mistry for the Environment, Springer, New

frente a agentes oxidantes y valores

res mediante energía convencional.

York, 2010.

extremos de pH y la técnica presenta

De esta forma se obtienen sistemas

2. G. Chen, Electrochemical technologies

una alta tasa de recuperación.

de tratamiento más sostenibles y con

in wastewater treatment, Sep. Purif. Tech-

una menor huella de carbono, ade-

nol., 38 (2004) 11-41.

REFERENCIAS

ALIMENTACIÓN MEDIANTES

más de conseguir reducir los costes

3. D. Valero, V. García-García, E. Expósi-

ENERGÍAS RENOVABLES

de explotación de los sistemas, pues-

to, A. Aldaz, V. Montiel, Electrochemical tre-

to que el ahorro en consumo eléctrico

atment of wastewater from almond industry

Los sistemas electroquímicos ba-

en el plazo de amortización de un ge-

using DSA-type anodes: Direct connection

san su funcionamiento, como se ha

nerador fotovoltaico se sitúa alrede-

to a PV generator, Sep. Purif. Technol., 123

mencionado anteriormente, en el su-

dor del 75%.

(2014) 15-22.

ministro de una corriente eléctrica

En nuestras instalaciones contamos

4. D. Valero, J.M. Ortiz, V. García, E. Ex-

que produce las reacciones de oxida-

con un campo solar de 41 KWp y plan-

pósito, V. Montiel, A. Aldaz, Electrocoagula-

ción-reducción que conforman los tra-

tas piloto de todas las técnicas men-

tion of wastewater from almond industry,

tamientos de EC y EO, así como para

cionadas (figuras 5-8) en las que po-

Chemosphere, 84 (2011) 1290-1295.

generar el campo eléctrico que permi-

demos llevar a cabo estudios y

5. D. Valero, J.M. Ortiz, E. Expósito, V.

te la separación de iones en los trata-

pruebas de viabilidad del tratamiento

Montiel, A. Aldaz, Electrocoagulation of a

mientos de ED. Estos sistemas se ali-

de aguas mediante cualquiera de las

synthetic textile effluent powered by photo-

mentan con corriente continua y hasta

técnicas individualmente o de forma

voltaic energy without batteries: Direct con-

ahora los reactores se alimentaban

combinada.

nection behaviour, Sol. Ener. Mater. Sol Cell, 92 (2008) 291-297

directamente desde la red convencio-

Como resultado de esta amplia ex-

nal, para lo cual se necesitan rectifi-

periencia en estas líneas de investiga-

6. D. Valero, J.M. Ortiz, E. Expósito, A.

cadores o fuentes de corriente conti-

ción, el Laboratorio de Electroquímica

Aldaz, V. Montiel, Application of electro-

nua. Desde el Laboratorio de

aplicada es capaz de desarrollar nue-

dialysis for the treatment of almond in-

Electroquímica Aplicada hemos de-

vos y efectivos métodos de interés in-

dustry wastewater, J. Membrane Sci, 476

mostrado la posibilidad del acopla-

dustrial para el tratamiento y la purifi-

(2015) 580-589

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OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

Optimización de la eliminación biológica de nitrógeno y fósforo con reactor híbrido biopelícula-biomasa en suspensión en la EDAR de la Franca Adrián Álvarez Rodríguez1; Elena Campos Pozuelo2; Alberto Díaz Gutiérrez1; Juan Ignacio Tejero Monzón3; Rubén Díez Montero3; Victor Meredíz Suarez4; Jesús Miguel Fernández Rodríguez4 SADYT I www.sadyt.com • Universidad de Cantabria I www.unican.es • Consorcio de Aguas de Asturias I www.consorcioaa.com

ANTECEDENTES

los Servicios Públicos, de que los lici-

rias relacionadas con las competen-

tadores oferten la realización de estu-

cias del Consorcio, valorando positi-

El Consorcio de Aguas de Asturias,

dios de investigación y/o desarrollo

vamente todas aquellas propuestas

con la finalidad de fomentar la investi-

de nuevas tecnologías relacionadas

que permitan tanto la mejora de los

gación en Asturias, ofrece la posibili-

con las actividades y procesos que se

procesos, como la optimización de re-

dad en los Pliegos que rigen la licita-

llevan a cabo en las instalaciones ob-

cursos, y la mejora de la eficiencia

ción de los contratos de Gestión de

jeto del contrato, o sobre otras mate-

energética.

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OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

La empresa Valoriza Agua (SACYR)

Tabla 1

a través de su filial SADYT ha resultado adjudicataria de la Gestión del Ser-

Parámetro

vicio Público para la Explotación, Man-

entre

6y9

tenimiento y Conservación de la EDAR

Sólidos en suspensión (mg/l)

menor de

15 mg/l

DBO5 (mg O2/l)

menor de

12 mg/l

DQO (mg O2/l)

menor de

60 mg/l

optimización de la eliminación de nu-

Amonio total (mg NH4/l)

menor de

5 mg/l

trientes en las aguas depuradas, para

Nitratos (mg NO3/l)

menor de

90 mg/l

Nitrógeno total kjeldahl (mg N/l)

menor de

7 mg/l

Nitrógeno total (mg N/l)

menor de

25 mg/l

y Puertos de la Universidad de Canta-

Fósforo total (mg P/l)

menor de

2 mg/l

bria, así como con el Departamento de

Coliformes fecales (UFC/100 ml)

menor de

100 UFC/100 ml

de La Franca e Instalaciones Asociadas, proponiendo la realización de una serie de actuaciones encaminadas a la

lo cual se cuenta con la colaboración

Valor límite

del Grupo de Ingeniera Ambiental de la E.T.S Ingenieros de Caminos, Canales

I+D+i de Valoriza Agua. INTRODUCCIÓN En las aguas residuales hay una pre-

diversas formas moleculares (nitróge-

acuerdo a la Planificación Hidrológica

no Kjeldahl, amoniacal, nitratos) y, so-

con buen estado ecológico, y como la

bre todo, fósforo total.

mayoría de los de Asturias, en él se persigue garantizar una calidad de

sencia de nutrientes (nitrógeno y fósforo) en exceso que debe ser eliminada

SITUACIÓN PREVIA

agua apta para la vida de especies salmonicolas.

de forma específica. Su proceso de eliminación se conoce como eliminación

La EDAR de La Franca, diseñada

biológica de nutrientes (BNR- Biologi-

para una población de 5.000 habitan-

cal nutrient removal).

En la figura 1 se muestra una vista aérea de la EDAR.

tes equivalentes, trata las aguas resi-

La línea de agua consta de un pre-

El exceso de nutrientes, ya sea por

duales procedentes de las principales

tratamiento mediante dos plantas

causas naturales o antropogénicas,

poblaciones del municipio de Ribade-

compactas en paralelo para el des-

puede provocar la eutrofización del

ba, realizando el vertido de su efluente

baste y desarenado-desengrasado. A

medio alterando el ecosistema y lle-

al río Cabra en las proximidades de la

continuación se sitúa un rototamiz pa-

vando a una disminución de la biodi-

Playa de La Franca, el cual cuenta de

ra la eliminación de pequeños sólidos.

versidad por ocupación de nichos por parte de especies oportunistas. Las concentraciones admisibles en las aguas tratadas dependen de las características del medio receptor y son especialmente importantes cuando el vertido de agua tratada se realiza en un medio receptor sensible, como son los ríos “salmónidos”, siendo este el caso del río Cabra, donde se realiza el vertido de la EDAR de La Franca. Debido a la naturaleza de este tipo de ríos, y con el fin de mantener las condiciones idóneas para las especies salmónidas, el efluente de las EDAR que realizan vertidos a este tipo de ríos presenta unos valores muy restrictivos en cuanto al contenido en Nitróge-

Figura 1

no, tanto en valor total como en sus

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OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

Figura 2

Tras el pretratamiento el agua bruta

pluviométrico de Asturias, en combina-

En la figura 3 se recogen las concen-

pasa a un tanque regulador agitado con un volumen de 126 m3 que recibe

ción con el fuerte incremento de pobla-

traciones durante el año 2014, a la en-

ción en época estival como consecuen-

trada y salida, de amonio, siendo el

todas las recirculaciones y vaciados

cia de la afluencia turística a la zona

rendimiento de la nitrificación muy alto

de la instalación.

coincidiendo con los periodos de me-

excepto en épocas estivales en las que

La eliminación biológica de contami-

nor pluviometría, ocasionan que la

los valores se desvían de la bisectriz,

nantes se realiza mediante dos líneas

planta presente ciertos desequilibrios

indicando un deterioro en la nitrifica-

de biodiscos de 4 etapas con una superficie total de 30.600 m2. A continua-

en la eliminación de nutrientes.

ción al soportar los biodiscos cargas de

ción se produce la separación sólido-lí-

alta eficacia en la nitrificación, por lo

En la figura 4 se detallan las concen-

quido en dos decantadores lamelares

que las diversas formas moleculares

traciones de nitrógeno total para el mis-

con una superficie total efectiva de 140,7 m2.

en las que se presenta el nitrógeno son

mo año.

oxidadas, sin embargo, y aunque la

En cuanto al fósforo, no se ha consi-

Así, a pesar de que se consigue una

DBO5 muy elevadas

Por último se cuenta con un trata-

EDAR cuenta con una recirculación

derado ningún proceso de eliminación

miento terciario compuesto por una mi-

desde la salida del proceso aerobio

en el diseño de la EDAR.

crofiltración en un tamiz rotativo y un tra-

(biodiscos) hacia el tanque de regula-

tamiento de desinfección por ultravioleta

ción que incorpora nitratos a dicho tan-

previamente al vertido al río Cabra.

que, al no haber retención y acumula-

SOLUCIÓN ADOPTADA

Tanto el diseño de los procesos de la

ción de biomasa en el punto en el que

Con el fin de dar solución a las limita-

instalación, como las fluctuaciones de

está instalada no sirve para aumentar

ciones expuestas en relación a la elimi-

las características del agua residual

significativamente la biomasa desnitrifi-

nación de nutrientes, El Consorcio ha

que recibe, ocasionadas por el régimen

cante heterótrofa.

valorado la necesidad de acometer re-

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OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

Figura 4

Figura 3

formas relativamente importantes en

Esta modificación permite la conver-

activo, respectivamente). El objetivo

las instalaciones, incluyendo la imple-

sión de la EDAR a un proceso híbrido.

es minimizar las debilidades de los

mentación de una nueva línea para la

Los procesos híbridos combinan en

procesos individuales y aprovechar

eliminación de fósforo por vía química.

un mismo tren de tratamiento los pro-

las ventajas de ambos.

Sin embargo, la propuesta de inves-

cesos de fango activo y biopelícula, ya

Así la EDAR de La Franca funciona

tigación efectuada por Sadyt consisten-

sea en un mismo reactor o en diferen-

como un proceso integrado al dispo-

te en el estudio a escala industrial de la

tes etapas. Han sido utilizados y cada

ner de biomasa en suspensión en la

reconversión del proceso de la EDAR a

vez son más populares, especialmen-

antigua cámara de regulación recon-

un sistema hibrido de biopelicula y bio-

te por su idoneidad y adaptabilidad en

vertida a reactor anóxico/anaerobio,

masa en suspensión mediante una se-

casos de ampliación de plantas exis-

y en las cámaras de los biodiscos, y

rie de reformas totalmente reversibles

tentes que han de mejorar o ampliar

biomasa en biopelícula en los propios

que suponen un impacto mínimo sobre

su proceso de tratamiento. Los proce-

biodiscos. De esta manera los reac-

las instalaciones consistentes en:

sos integrados permiten hacer uso de

tores de biodiscos se convierten en

las instalaciones sin desechar el pro-

híbridos.

• La implementación de una nueva re-

ceso existente (fango activo o biopelí-

Los principales argumentos para es-

circulación externa de fangos desde

cula), reforzándolo con un proceso

tablecer como idónea esta propuesta y

los decantadores lamelares.

complementario (biopelícula o fango

no otra son:

• La reconversión del tanque regulador, compartimentando el mismo para generar una zona anaerobia seguida de una zona anóxica. A la primera de ellas llega el agua bruta tras el pretratamiento y la nueva recirculación. A la segunda zona se incorpora el influente desde la zona anaerobia y una corriente con alta carga en nitratos desde la salida de los biodiscos. Esto permite conseguir una configuración tipo A2O con una cámara anaerobia de 33,6 m3 y una anóxica de 92,4 m3.

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Figura 5

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OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

Figura 6

• La modificación es mínima: constan-

denominado Activated biofilter. En

en el reactor aerobio parcialmente su-

do únicamente de la instalación de una

cambio, no se cita tal posibilidad en un

mergidos. El reactor aerobio disponía

pantalla deflectora que permita la divi-

reactor de biodiscos.

de aireación adicional, manteniendo la

sión del tanque regulador en dos zonas

Sin embargo, existen varias expe-

concentración de oxígeno disuelto por

diferenciadas, la modificación de la re-

riencias desde hace varias décadas,

encima de 1,6 mg/L. La experimenta-

circulación interna desde los biodiscos

ción fue a escala laboratorio y tratando

para llevarla a la entrada de la nueva

tanto a escala laboratorio y piloto como a escala real. En el *2Fixed Film

zona anóxica, la instalación de una

Forum (Harrison, 2015) se describe el

ción de sólidos en suspensión se man-

nueva recirculación desde los decanta-

denominado Activated RBC, que con-

tuvo entre 1500 y 2000 mg/L. Los re-

dores hasta la zona anaerobia y la ins-

siste en la “activación” de un sistema

sultados

talación de un agitador adicional para

de biodiscos al recircular el fango del

concluyendo los autores que con este

asegurar la suspensión de la materia

decantador secundario a la primera

concepto se pueden modificar plantas

en ambas zonas.

etapa de biodiscos. Esta “activación”

existentes para eliminación de nitróge-

• La posibilidad de eliminación de fós-

proporciona biofloculación, mejorando

no y fósforo sin grandes inversiones ni

foro mediante vía biológica podrá ha-

la eliminación de sólidos en suspen-

cer innecesario la instalación de un sis-

sión. Se consigue también aumentar

crecimiento de reactores. *4You y Ouyang (2005) experimenta-

tema de eliminación por vía química.

la capacidad del sistema y mejorar la

ron un proceso híbrido tipo A2O para

• En caso de no alcanzar los rendi-

calidad del efluente. Adicionalmente,

eliminación de carbono, nitrógeno y

mientos necesarios el riesgo para la

se cita que varias plantas han combi-

fósforo. El reactor aerobio era híbrido

planta es mínimo.

nado el proceso de biodiscos con un

al disponer de biodiscos. También dis-

• La zona anaerobia podría funcionar

fango activo aerobio previo o posterior

ponía de aireación, manteniendo 2

como selector anaerobia, lo que reper-

a los biodiscos, mejorando la sedi-

mg/L de oxígeno disuelto. La experi-

cutiría en una mejora de la sedimenta-

mentabilidad del fango y la nitrifica-

mentación fue a escala laboratorio y

bilidad del fango en suspensión.

ción del proceso global. *3Su y Ouyang (1996) experimenta-

tratando agua residual sintética, obte-

agua residual sintética. La concentra-

fueron

satisfactorios,

La literatura básica en el campo

ron un proceso tipo A2O para elimina-

niendo unos resultados excelentes. *5Akhbari et al. (2011) también ex-

apenas contempla la posibilidad de

ción de nutrientes, pero con sistema hí-

perimentaron un proceso tipo A2O

operar un reactor de biodiscos como híbrido. *1Tchobanoglous et al. (2003).

brido al disponer tanto de biomasa en

combinando biodiscos y fango activo,

suspensión como biodiscos en los tres

pero en este caso se utilizaron tres

Por otra parte, la posibilidad de recir-

reactores (anaerobio, anóxico y aero-

reactores híbridos de biodiscos su-

cular el fango activo a un lecho bacteriano ha sido reportado por *1Tchoba-

bio). En los reactores anaerobio y anó-

mergidos (anaerobio, anóxico y aero-

xico los biodiscos se encontraban com-

bio). El tercero (aerobio) disponía de

noglous et al. (2003), dando lugar al

pletamente sumergidos, mientras que

difusores para aireación, alcanzando

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un valor medio de oxígeno disuelto

Process Simulator v4.1 (EnviroSim As-

da uno con su correspondiente volu-

durante la experimentación de 5,2

sociates Ltd., Ontario, Canada). Te-

men y superficie de biodiscos.

mg/L. El sistema se experimentó a

niendo en cuenta las siguientes condi-

• La decantación secundaria se ha re-

escala laboratorio tratando agua resi-

ciones iniciales:

presentado mediante un decantador

dual sintética. Los biodiscos estaban

• Se ha implementado toda la EDAR

ideal.

completamente sumergidos, por lo

en una única línea con los volúmenes y

• Todos los procesos biológicos han si-

que se trata de un proceso híbrido de

caudales globales, para minimizar la

do descritos de acuerdo al modelo por

lecho sumergido. Esta misma experi-

complejidad del modelo.

defecto BioWin General Model (ASDM)

mentación fue utilizada para la obten-

• Dado que el software BioWin no dis-

con los parámetros y valores por defec-

ción de un modelo matemático y la

pone de modelo de biodiscos, los reac-

to. Se trata de un modelo teórico, ya

determinación de sus constantes cinéticas *6(Akhbari et al., 2012).

tores de biodiscos han sido descritos

que no se ha llevado a cabo su calibra-

media Media Bioreactors adoptando la

ción con datos experimentales.

*7En la EDAR de Michigan (USA).

superficie específica y la fracción de

Para el rediseño y comprobación

Neu (1994) reporta un incremento en la

llenado tal que proporcione la superfi-

de funcionamiento de la EDAR se

eliminación de amonio y mayor capaci-

cie real de los biodiscos. Este tipo de

han analizado los resultados de ope-

dad del proceso biológico al incorporar

reactor contempla el funcionamiento en

ración del año 2014 y se han definido

recirculación de sólidos a los reactores

modo híbrido, con biomasa en suspen-

tres escenarios con sus correspon-

de biodiscos

sión y en biopelícula en el mismo reac-

dientes datos de partida. La defini-

En base a esto se ha construido el

tor. Para representar los cuatro paque-

ción de estos escenarios tiene como

modelo de la modificación de la EDAR

tes o etapas de biodiscos se han

objetivo permitir analizar el funciona-

de La Franca con el software BioWin

utilizado cuatro reactores en serie, ca-

miento de la EDAR: (i) de manera in-

OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

Figura 8

Figura 7

dependiente en estaciones con con-

el mayor pico de carga de DBO5, que

85% de los valores diarios, ya que se

diciones significativamente diferen-

coincide con los picos de carga de só-

observa una coincidencia entre el pico

tes; y (ii) en condiciones extremas

lidos en suspensión, nitrógeno y con

de caudal y el de cargas. Para la tem-

para comprobar el cumplimiento de

las máximas temperaturas registra-

peratura se ha utilizado el percentil

los objetivos de tratamiento. Los tres

das. Para evitar los episodios extre-

85% de las medias móviles semana-

escenarios seleccionados se descri-

mos puntuales y poder analizar la evo-

les, por la misma razón de coincidir el

ben a continuación

lución de carga, caudal y temperatura

pico de temperatura con el de las car-

Escenario PROYECTO: Correspon-

mantenidos durante cierto tiempo, se

gas, pero sobre una base de tiempo

de al escenario de funcionamiento con

han empleado medias móviles men-

semanal por considerarse un periodo

las condiciones indicadas en el pro-

suales. De esta manera, el escenario

más representativo para la evolución

yecto de construcción de la EDAR de

ha sido representado por el máximo

de la temperatura del agua.

La Franca. Los datos de partida utili-

valor de las medias móviles mensua-

Escenario INVERNAL: De ma-

zados son los recogidos en la memo-

les durante el periodo analizado. Para

nera similar al caso anterior se ha ca-

ria del proyecto y utilizados para el di-

el caudal se ha utilizado el percentil

racterizado el periodo representativo

mensionamiento de la EDAR con la estimación de crecimiento de la poblaTabla 2

ción y de las industrias vertientes para el año horizonte. Se han utilizado las

Parámetro

Unidad

Proyecto

Estival

Invernal

condiciones correspondientes a la Fa-

m3/d

1.250,0

569,0

1.136,0

se 2 del proyecto, prevista para un caudal medio de 1250 m3/d y una car-

Carga DBO5 Carga SS

kg/d kg/d

300,0 350,0

144,0 150,7

109,0 176,9

Carga NTK Carga PT

kg/d kg/d

62,5 25,0

33,6 2,8

18,4 1,9

DBO5 SST

mg/l mg/l

240,0 280,0

253,1 264,9

96,0 155,7

afluente a la EDAR en el año 2014 se

BTK PT

mg/l mg/l

50,0 20,0

59,1 4,9

16,2 1,7

ha establecido como estación repre-

SSV(1)

mg/l

224,0

211,9

124,6

ºC

15,0

20,8

13,2

ga de 5000 h-e. Escenario ESTIVAL: A partir de las características del agua residual

sentativa de condiciones estivales la comprendida entre el día 180 y el día 300 (figura 6 y 7). Este periodo abarca

RETEMA

(1)

80% de los SST

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rámetro se ha tomado el vaTabla 3

lor medio de la media móvil

DBO5 (mg/L)

DQO (mg/L)

SS (mg/L)

N-NO3 (mg/L)

N-NH4 (mg/L)

NT (mg/L)

NTK (mg/L)

PT (mg/L)

Coliformes fecales (UFC/100 mL)

Media

9.5

35.6

10.6

11.3

4.6

19.3

7.3

3.5

7.8

641

Máximo

29.0

105.0

30.0

27.4

34.5

44.8

43.8

8.9

8.3

2200

semanal. RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN

Mínimo

3.0

13.0

3.0

0.1

0.0

5.1

0.6

7.3

Desviación estándar

4.6

17.6

5.4

8.0

8.5

8.7

9.6

2.8

0.2

773

Valor límite de emisión 1

20.32

3.89

100

miento con los caudales y

Nº de muestras

cargas contempladas en el

Nº de muestras no conformes

Nº máximo de muestras no conformes

En primer lugar, la EDAR tendría dificultades en cumplir los objetivos de trata-

proyecto, incluso con la conversión del tanque de homogeneización en reactor anóxico, ya que no se produce una nitrificación satisfactoria. Esto se atribuye a la excesiva

de condiciones invernales, correspon-

los valores máximos de las medias

carga afluente a los reactores de bio-

diente al resto de días del año una

móviles mensuales de carga y el per-

discos, superior a la recomendada pa-

vez excluida la estación ESTIVAL. Es-

centil 85% de los valores diarios de

ra nitrificación.

te periodo abarca los picos de caudal

caudal durante el periodo analizado.

En cambio, con las condiciones de

en tiempo de lluvia, los cuales coinci-

En cambio, no se produce una coinci-

operación correspondientes al año

den aproximadamente con otros pi-

dencia entre los picos de caudal y

2014 y la conversión del tanque de

cos de cargas. De igual manera que

carga con respecto a picos de tempe-

homogeneización en reactor anóxico,

en el caso anterior se han utilizado

ratura, por lo que para este último pa-

la EDAR es capaz de cumplir con los

Figura 9

I www.retema.es I

Mayo - Junio 2016

RETEMA

OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

requisitos del efluente en los dos es-

dimensiones de 4 metros de ancho por

de regular manualmente, con el tiempo

cenarios estacionales. En ambos ca-

1,83 metros de alto. Además consta de

de respuesta que conlleva una opera-

sos se consigue una nitrificación prác-

3 huecos inferiores para el paso del

ción manual. Esto supuso una dificultad

ticamente completa (N-NH 4 <0,5 mg/L), y el reactor anóxico consigue

agua desde la zona anaerobia hacía la

y un riesgo para la correcta operación

zona anóxica con unas dimensiones de

de las recirculaciones en caso de condi-

desnitrificar satisfactoriamente mante-

0,30 metros por 0,20 metros.

ciones de caudal afluente con variacio-

niendo la concentración de nitrógeno

Para garantizar la mezcla de los só-

nes diarias significativas. Por ello se

total inferior a 15 mg/L en el escenario

lidos en suspensión en las nuevas zo-

consideró que un caudal de recircula-

ESTIVAL, e inferior a 5 mg/L en el es-

nas se traslada el agitador instalado

ción, tanto interna como externa, cons-

cenario INVERNAL.

en origen a la zona anóxica y se insta-

tante puede resultar más práctico y se-

la un nuevo agitador en la nueva zona

guro, cuya consigna se puede cambiar

anaerobia.

en función de las condiciones y resulta-

En cuanto a la eliminación de fósforo, se consiguen efluentes en todos los casos con concentración de fósforo to-

En cuanto a las líneas de recircula-

tal inferior a 1 mg/L. Los resultados

ción, tal y como se ha señalado anterior-

En el caso de la recirculación exter-

son similares convirtiendo el tanque de

mente, se cuenta con una recirculación

na, para definir el caudal de operación

homogeneización en un reactor anóxi-

desde la salida de la zona aeróbica (bio-

se ha de tenido en cuenta la influencia

co o convirtiéndolo en un reactor anae-

discos) hacia el tanque regulador, esta lí-

de los episodios o temporadas de llu-

robio-anóxico, lo cual indica que en las

nea se modifica para dirigirla hacía la zo-

via. Durante estos episodios o tempo-

condiciones simuladas no es necesa-

na anóxica. Por otro lado, se instala una

radas los sólidos en suspensión pue-

ria la actividad biológica de eliminación

nueva línea desde la arqueta de fangos

den verse arrastrados desde los

de fósforo mediante organismos acu-

purgados hacia la zona anaerobia cons-

reactores hasta la decantación secun-

muladores de fósforo. Esto se puede

truida en PVC de presión DN 63.

daria, necesitando un caudal de recir-

dos de operación a medio plazo.

deber a la baja concentración de fósfo-

Para el control del proceso se insta-

culación más elevado que en condi-

ro en el afluente y al aumento de la

lan sendos caudalímetros en las líneas

ciones normales para retornar el

biomasa en el sistema debido a la pre-

de recirculación.

fango activo a los reactores.

manera que mediante la retención de

PARÁMETROS INICIALES DE

fangos se encuentra llena, a nivel con

fósforo particulado y la asimilación por

FUNCIONAMIENTO

los decantadores, con un volumen de aproximadamente 16 m3. Para evitar

Teniendo en cuenta que la arqueta de

sencia de fango en suspensión, de

parte de la biomasa se consigue reducir la concentración en el efluente por

El control de los caudales de recircu-

problemas físicos (sedimentación y acu-

debajo del valor requerido. Cabe des-

lación no es automático, si no que se ha

mulación de fango en la arqueta) y bio-

tacar que en el escenario INVERNAL ha sido necesario incrementar las carTabla 4

gas afluentes de DBO 5 y de PT un 25% y un 40%, respectivamente, para

[O2] (mg/l)

evitar errores en la simulación debido

Anóxica

a inconsistencia en la caracterización del afluente. IMPLEMENTACIÓN

MLSS (mg/l)

Anaerobia

Anóxica

Mes

Anaerobia

Caudal recirc. (m3/día) Interna

Externa

2015

Octubre

2,53

2,58

1.106,4

1.024,6

781,6

290,9

Noviembre

3,19

2,99

1.374,4

1.374,0

623,1

342,0

Diciembre

4,12

3,58

701,2

691,7

497,2

401,3

En otoño de 2015 se procede a la im-

2016

plantación de la solución adoptada, para lo cual se instala una pantalla deflec-

Enero

5,59

5,46

267,2

260,8

727,5

244,7

tora que permite dividir el tanque

Febrero

5,91

4,87

264,9

240,1

720,5

293,1

regulador original en dos cámaras. La

Marzo*1

126,1

106,7

582,2

375,9

pantalla está fabricada en PRFV con

Abril

3,81

3,00

823,2

754,6

946,6

244,9

refuerzos mecánicos construidos en

Mayo

1,83

1,54

1.827,4

1.229,9

1.021,5

221,4

perfilería de PRFV y anclajes a pared

No se puede tomar datos de la concentración de oxígeno por avería de la sonda de medida

de acero inoxidable AISI 316, con unas

RETEMA

Mayo - Junio 2016

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OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

lógicos (desarrollo de procesos anaero-

Tabla 5

bios, generación de metano, generación

[PT] (mg/l) Entrada Mes

Salida

[PT] (mg/l) Rendimiento

Entrada

2014

Salida

de olores, y liberación de fosfato) se esRendimiento

de la arqueta garantizando un tiempo de

2015

Octubre

4,30

3,90

9,30%

4,00

2,93

26,75%

Noviembre

2,50

1,60

36,00%

5,01

3,17

36,73%

Diciembre

0,90

0,80

11,11%

4,57

2,86

37,42%

2015 Enero

1,40

2016

1,30

7,14%

3,38

timó que se debía renovar el volumen

1,99

retención hidráulico (TRH) menor de 1 hora, lo cual supone un caudal de recirculación mayor de 16 m3/h. Por ello se adoptó un caudal de recirculación externa constante de 17 m3/h.

41,12%

En el caso del caudal de recirculación de nitratos se ha llevado a cabo

Febrero

1,10

0,80

27,27%

3,03

1,76

41,91%

Marzo*1

1,30

0,90

30,77%

1,95

1,33

31,79%

Abril

3,89

2,71

30,33%

2,29

1,88

17,90%

Mayo

7,85

4,16

47,01%

5,00

3,65

27,00%

un análisis preliminar de los casos extremos para eliminación de nitrógeno, es decir, los casos con mayor concentración afluente de nitrógeno y/o mayor caudal afluente, de acuerdo a los datos históricos de operación de la plan-

Tabla 6

ta. Se ha analizado la necesidad de re[NT] (mg/l) Entrada Mes

Salida

[NT] (mg/l) Rendimiento

Entrada

2014

Salida

circulación para el cumplimiento de Rendimiento

efluente menor de 10 mgN/L. Se ha

2015

Octubre

36,70

18,00

50,95%

43,30

29,70

31,41%

Noviembre

27,90

11,20

59,86%

41,90

21,70

48,21%

Diciembre

11,00

8,50

22,73%

32,00

22,50

29,69%

2015

una concentración de nitrato en el

2016

observado que sería necesario un caudal de recirculación de nitratos de 80 m3/h para cumplir ese objetivo en todos los casos excepto en algunos casos extremos excepcionales. Además,

Enero

16,60

14,90

10,24%

24,20

14,60

39,67%

este caudal cumple las condiciones

Febrero

18,20

11,40

37,36%

16,30

13,60

16,56%

necesarias obtenidas en todos los es-

Marzo*1

13,00

11,40

12,31%

15,20

11,10

26,97%

Abril

38,60

29,10

24,61%

18,10

13,50

25,41%

Mayo

40,60

32,30

20,44%

33,80

19,80

41,42%

cenarios de rediseño de la EDAR. Si se consideran sólo los escenarios correspondientes a las condiciones de operación actuales, un caudal de recirculación de nitratos de 50 m3/h cumpliría en tales escenarios la elimina-

Tabla 7

ción de nitrógeno deseada. Por lo [DBO5] (mg/l) Entrada Mes

Salida

[DBO5] (mg/l)

Rendimiento

Entrada

2014

Salida

tanto, para la puesta en marcha y co-

Rendimiento

2015

Octubre

144,0

6,0

95,83%

136,7

8,3

93,93%

Noviembre

146,0

7,6

94,79%

145,3

1,7

98,83%

Diciembre

55,0

4,3

92,18%

126,5

3,8

97,00%

2015

2016

67,0

8,0

88,06%

94,7

1,5

98,42%

Febrero

34,0

8,0

76,47%

70,7

3,1

95,62%

37,4

3,4

90,91%

55,5

2,9

94,77%

Abril

177,1

11,5

93,51%

77,3

5,2

93,27%

Mayo

223,6

12,1

94,59%

176,9

12,2

93,10%

I www.retema.es I

Mayo - Junio 2016

caudal de recirculación de nitratos entre 50 y 80 m3/h. En cuanto a la concentración de sólidos en suspensión, se ha estimado suficiente una concentración de 1 g/l en el caso de la zona anóxica y de 2 g/l en la

Enero

Marzo

mo consigna inicial se estableció un

zona anaerobia. PRIMEROS RESULTADOS OBTENIDOS En la tabla 4 se presentan los datos

RETEMA

OPTIMIZACIÓN DE LA ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE N Y P CON REACTOR HÍBRIDO BIOPELÍCULA-BIOMASA EN SUSPENSIÓN

relativos al periodo comprendido des-

• La concentración de oxígeno es de-

con el Departamento de I+D+i de Va-

de octubre de 2015 a mayo de 2016

masiado elevada para garantizar pro-

loriza Agua.

en lo que se refiere a los parámetros

cesos anóxicos y anaeróbicos en las

Para el desarrollo del proceso se

de control de las zonas anóxica y

nuevas cámaras. Se puede observar

cuenta con la financiación del Centro

anaerobia.

que la concentración de oxígeno es

para el Desarrollo Tecnológico Indus-

En las tablas 5,6 y 7 se presentan

mayor en aquellos meses en los que la

trial (CDTI), proyecto IDI-20151252,

los datos de eliminación de fósforo to-

concentración de sólidos en suspen-

con cofinanciación de la Unión Euro-

tal, nitrógeno total y DBO5 correspondientes a los mismos meses en con-

sión es más baja, siendo esto debido al

pea (FEDER 2014-2020)

traposición del mismo periodo del año

masa en suspensión.

Consorcio para el Abastecimiento de

anterior.

• En general el rendimiento de elimina-

Agua y Saneamiento del Principado de

ción de fósforo total aumenta con la

Asturias, al personal de la EDAR de La

instalación del sistema de reactores hí-

Franca y al personal de la Universidad

bridos.

de Cantabria.

PRIMERAS CONCLUSIONES

menor consumo del mismo por la bio-

Se agradece la colaboración del

• Durante el segundo año se observa

• El rendimiento de eliminación de ni-

un aumento en la concentración de

trógeno durante el segundo año es

contaminantes a la entrada.

más bajo en los meses de octubre, no-

• Durante el periodo comprendido en-

viembre y febrero y más elevado el res-

tre los meses de diciembre y marzo

to de meses.

sel, H. D. (2003) Wastewater engineering:

es difícil mantener una concentración

• El rendimiento de eliminación de

treatment and reuse, 4th edn. Metcalf Eddy,

suficiente de sólidos en suspensión

DBO5 en general es más elevado du-

McGraw-Hill.

en el sistema por las elevadas preci-

rante el segundo año, con la instala-

pitaciones.

ción de los reactores híbridos.

REFERENCIAS *1Tchobanoglous; G.; Burton, F. L.; Sten-

*2Harrison, J. R. (2015) Fixed Film Forum (www.fixedfilmforum.com)

En definitiva, se puede concluir que,

*3Su, J. L.; Ouyang, C. F. (1996) Nutrient

aunque no se han alcanzando los ren-

removal using a combined process with ac-

dimientos esperados en eliminación de

tivated sludge and fixed biofilm. Water Sci.

nutrientes, la capacidad de tratamiento

Tech. Vol 34, No. 1-2, pp. 477-486.

de la planta ha aumentado al contar con un proceso adicional. En la época estival, que es la que más problemas ha presentado históri-

*4You, S. J.; Ouyang, C. F. (2005) Simultaneous Wastewater Nutrient Removal by a Novel Hybrid Bioprocess. J. Environ. Eng. Vol 131, pp. 883-891.

camente por ser la que mayores car-

*5Akhbari, A.; Zinatizadeh, A. A. L.; Mo-

gas presenta, se espera que las actua-

hammadi, P.; Irandoust, M.; Mansouri, Y.

ciones realizadas en la planta

(2011) Process modeling and analysis of

proporcionen una mejora significativa

biological nutrients removal in an integrated

en la calidad de agua tratada, ya que al

RBC-AS system using response surface

haber más carga se prevé un descenso

methodology. Chem. Eng. J. Vol. 168, pp.

de la concentración de oxígeno disuel-

269–279.

to en los tanques anaerobio y anóxico

*6Akhbari, A.; Zinatizadeh, A. A. L.; Mo-

que permita establecer realmente las

hammadi, P.; Mansouri, Y.; Irandoust, M.; Isa,

condiciones para la eliminación de fós-

M. H. (2012) Kinetic modeling of carbon and

foro y la desnitrificación.

nutrients removal in an integrated rotating biological contactor-activated sludge system. Int.

AGRADECIMIENTOS

J. Environ. Sci. Technol. Vol. 9, pp. 371–378. *7Neu, K. E. (1994) Upgrading of Rota-

RETEMA

Para este proyecto se ha contado

ting Biological Contactor (RBC) systems to

con la colaboración del Grupo de In-

achieve higher effluent quality, including

geniera Ambiental de la E.T.S Inge-

biological nutrient enrichment and reduction

nieros de Caminos, Canales y Puer-

techniques. Water Sci. Tech. Vol 29, No. 12,

tos de la Universidad de Cantabria y

pp. 197-206.

Mayo - Junio 2016

I www.retema.es I

TECNOLOGÍA I WETNET

WETNET: True monitoring of water networks

nte la necesidad de reducir las

un sistema de supervisión. Estos pro-

Sistema de Supervisión: Wetnet

pérdidas de agua que se pre-

ductos pueden trabajar de manera con-

Supervisory Service (WSS)

sentan habitualmente en las

junta o de forma independiente.

[1]

redes de abastecimiento,

Las claves del éxito de la gama de

Es un sistema de información, acce-

WETNET está lanzando al mercado un

productos WETNET son las siguientes:

sible a través de la web, que facilita a

conjunto de productos, entre los cuales

las entidades gestoras no solo la moni-

destacan un innovador caudalímetro de

• Gran flexibilidad

torización del caudal, sino que también

inserción de bajo coste y un sistema de

• Despliegues incrementales y escala-

permite la identificación de fugas sobre-

supervisión, que contribuyen a realizar

bilidad del sistema

venidas en el sistema de abastecimien-

una gestión eficiente de las redes de

• Coexistencia y/o integración con los

to y facilita la toma de decisiones en

abastecimiento basada en la pronta de-

sistemas de medición y control existen-

función del volumen de agua o de la

tección de las pérdidas de agua.

tes -incluyendo las infraestructuras de

energía asociada a las pérdidas.

WETNET presenta una solución

comunicación-

WSS comunica de inmediato la pre-

completa, económicamente competiti-

• Mantenimiento mínimo durante su vi-

sencia de fugas, roturas o fallos en el

va, que favorece la conversión de redes

da útil y facilidad de instalación/desins-

funcionamiento de la red, proporcionan-

de agua potable convencionales en

talación

do además información detallada acerca

Smart Water Networks.

• Verificación ETV

de las causas; todo lo anterior permite

La familia de productos está formada

reducir el tiempo de actuación y facilita la

por caudalímetros bidireccionales de in-

A continuación, se describen las prin-

solución del problema. Wetnet Supervi-

serción (dos versiones), data loggers y

cipales características de los productos:

sory Service es una herramienta eficaz para adquirir un profundo conocimiento sobre la red de abastecimiento enfocada al ahorro de costes, debido a una detección de pérdidas de agua eficiente. El sistema de supervisión analiza datos de la red de abastecimiento y los procesa, empleando algoritmos matemáticos y estadísticos. Esto permite crear desde simples alertas hasta simulaciones e interpretación de datos que sirvan de soporte a la toma de decisiones. Las principales características del sistema de supervisión de WETNET son las siguientes: • Generación de eventos mediante el análisis estadístico de los datos de la red • Presentación sintética de datos

[1] El volumen de agua no registrada supone el 25,7% del volumen suministrado a las redes de abastecimiento (Encuesta sobre el Suministro y Saneamiento del Agua, INE)

RETEMA

Mayo/Junio 2016

I www.retema.es I

WETNET I TECNOLOGÍA

• Mensajes creados para los usuarios

• Medición de caudal a bajo coste

finales

• Sectorización de redes de abasteci-

• Interoperabilidad con sistemas SCA-

miento

DA mediante el estándar ODBC

• Campañas periódicas de medición

• Estimación de las fugas mediante al-

Una de las mayores ventajas de estos

• Adquisición de pulsos • Adquisición de medidas de caudal y

goritmos

caudalímetros es que para su instala-

presión en redes sectorizadas

• Análisis dinámico del mínimo noctur-

ción (inserción, configuración y activa-

• Adquisición de medidas de caudal y

no de los DMA

ción) se requieren operaciones hidráuli-

niveles en pozos

• Integración con Epanet (patrones y

cas muy simples, no siendo necesario

• Data logger GPRS

calibración)

interrumpir el servicio de agua.

• Mini-RTU para pequeños sistemas

Caudalímetros de inserción de

caudalímetros frente a otras tipologías,

bajo coste: WUF (Wetnet Uplink

son las siguientes:

Otras ventajas que presentan estos

Flowmeter) y WPF (Wetnet Pulse Flowmeter)

El WLB dispone de una antena interna, pero se puede proveer también con una antena externa para situaciones de

• Bajo coste de instalación, hasta un

baja intensidad de señal.

90% de ahorro en comparación con

Las salidas digitales con las que está

WETNET dispone de dos modelos de

otros caudalímetros (por ejemplo, los

equipado el registrador se pueden em-

caudalímetros bidireccionales de inser-

que requieren seccionar la conducción)

plear para alimentar la instrumentación

ción de bajo coste, diseñados para poder

• El coste del caudalímetro es indepen-

durante el período de muestreo.

ser empleados en múltiples situaciones

diente del diámetro de la tubería

según la tipología de la fuente de alimen-

• Gran fiabilidad derivada de su cons-

WLB no es fija, puede ser suministrado

tación, del envío de datos y del uso.

trucción simple

con diferentes configuraciones con el fin

La configuración de las entradas del

Ambos modelos se pueden utilizar

• No hay restricciones por interferen-

de que se adapte a las necesidades re-

conectados a una RTU existente, o bien

cias electromagnéticas debidas a las

ales de cada aplicación. Además, cuen-

como instrumentos “todo en uno” con

propiedades físico/químicas del fluido

ta con un grado de protección IP68. Las características de los equipos

registro y envío de datos. Las características de cada uno de los modelos se pueden observar en las

Data logger: WLB

WETNET y las del sistema de informa-

(Wetnet Link Box)

ción, no generarán clientes cautivos. El planteamiento de las soluciones WET-

ilustraciones, pero a continuación se destacan las principales de ambos:

Ha sido diseñado específicamente

NET dotan al cliente de la máxima flexi-

para la adquisición de señales analógi-

bilidad, pudiendo alcanzar la solución

• Amplio rango de aplicación conduc-

cas, digitales y de pulsos con bajo con-

que mejor se adapte a sus necesidades.

ciones de DN80 a DN2000

sumo de energía.

• Presión de trabajo hasta PN16

La principal función del registrador

ETV, Environmental Technology

• Rango de medida de 0.1 a 1.8 m/s

WLB es la de acumular datos en la tarje-

• Bajo consumo de energía en un modo

ta de memoria y el correspondiente envío

de operación estándar

periódico de los datos vía GSM/GPRS.

Las tecnologías WETNET, tanto los

Las aplicaciones principales del WLB

caudalímetros de inserción como el sis-

Sus aplicaciones más reseñables son:

I www.retema.es I

son:

Verification

tema de supervisión que permite mejo-

Mayo/Junio 2016

RETEMA

TECNOLOGÍA I WETNET

rar la capacidad de monitorización de la

nados a nivel europeo por los Grupos

• Reducción de la demanda de energía

red de distribución, obtendrán la verifi-

Técnicos de Trabajo, que proporcionan

asociada al abastecimiento de agua en

cación ETV en junio de 2016.

orientación sobre la aplicación de la

843 MWh

El programa de la Unión Europea

ETV y garantizan la armonización de

• Reducción de las emisiones de CO2

ETV, Environmental Technology Verifica-

las prácticas; se dividen en las siguien-

en 337 toneladas

tion, tiene como objetivo ofrecer un pro-

tes áreas:

• Ahorro de 2.3 billones de litros de agua al año.

cedimiento de verificación de tecnologías innovadoras a las que de otra manera

• Tratamiento de agua y monitorización

les resultaría difícil establecer su valor

• Energía

ambiental añadido. El procedimiento de

• Materiales, residuos y recursos

Para finalizar, cabe destacar el carácter internacional de los productos WETNET, ya presentes en los mercados de

verificación ETV permite realizar una evaluación y validación independiente

Actualmente ETV cuenta con 175 so-

España, Italia, Portugal, Francia, Aus-

de las afirmaciones del fabricante sobre

licitudes de verificación, 62 verificacio-

tralia y Filipinas. En la actualidad, se es-

el rendimiento y los beneficios ambienta-

nes iniciadas y 12 tecnologías verifica-

tá introduciendo en los mercados de

les de dicha tecnología.

das en total, de las cuales 3 pertenecen

América Latina e India.

El empleo de las tecnologías WET-

al grupo de Tratamiento de Agua y Mo-

La tecnología WETNET, Innovative in-

NET genera un impacto ambiental positi-

nitorización, grupo en el que se encua-

pipe hot-tap insertion floW sEnsor plus

vo en los sistemas de abastecimiento ya

dran los productos WETNET.

smarT NETworks enable ecowise per-

que, además de lograr un descenso del

El Organismo de Verificación de ETV

vasive monitoring of water distribution

volumen de agua potable perdida, pro-

para el proyecto WETNET es la empre-

grids, ha sido apoyada por el programa

duce la consecuente disminución de las

sa italiana RINA Services.

de Eco-innovation (ECO/12/332771) de

emisiones de gases de efecto invernadero derivada de la reducción del consumo tanto de agua como de energía.

Beneficio medioambiental

la Unión Europea.

Los beneficios esperados del empleo

WETNET es fruto de un consorcio in-

de los productos WETNET que se en-

ternacional formado por la Fundación

El programa piloto ETV de la UE, es

cuentran actualmente en funcionamien-

Instituto Tecnológico de Galicia y las

ejecutado por la Comisión Europea so-

to en la instalación a escala real exis-

empresas italianas BRE Elettronica, In-

bre una base experimental y es imple-

tente en la ciudad italiana de Pisa, en

gegnerie Toscane y Bimatik.

mentado por los Organismos de Verifi-

una red de abastecimiento que da ser-

cación, entidades específicamente

vicio a 100.000 habitantes equivalentes

acreditadas para realizar la ETV. Los

y donde hay instalados más de 50 sen-

Organismos de Verificación son coordi-

sores WETNET, son:

RETEMA

Mayo/Junio 2016

WETNET www.wetnet.it/es

I www.retema.es I

BIDAPRO I TECNOLOGÍA

Bidapro amplía su gama de compuertas Murales

os nuevos mercados y la creciente necesidad de una especialización competitiva impulsan constantemente a la empresa al

cambio y a la innovación para ofrecer mejores soluciones. El departamento de Investigación y desarrollo de Bidapro S.L. ha decidido avanzar en esta dirección para consolidar esta empresa Guipuzcoana que lleva ya más de 20 años desarrollando productos para el mercado del tratamiento del agua. Tras un estudio de mercado y tras una demanda siempre creciente para unas compuertas murales que puedan ser suministradas con plazos de entrega más cortos, el equipo de ingeniería ha creado una gama de producto más amplia, eficiente y adaptable para cubrir las diferentes aplicaciones en los proyectos de depuración de aguas; una respuesta a las necesidades de los

suministrar a sus clientes el nuevo mo-

• “Ligh Duty” para presiones hasta 6

distribuidores que ya han empezado a

delo “A.S.P.” (Adaptable Spindle Pens-

metros de columna de agua, dibujada y

tock) en todo el mundo.

fabricada en línea con la Norma alema-

Junto con el nuevo modelo, Bidapro

na DIN 19569-4;

S.L. ofrece una línea de accesorios que

• “Heavy Duty” para presiones hasta

incluye, entre otros, el kit de instalación,

10 metros de columna de agua, dibuja-

el indicador mecánico de posición para

da y fabricada según Norma americana

husillo no ascendente y la novedosa “ex-

AWWAC561-04.

tensión telescópica” que permite dar una solución flexible con piezas estándar pa-

En estos momentos de constantes

ra medidas de alargamiento entre 1 y 5

cambios Bidapro ha puesto todo su co-

metros .Con este tipo de accesorios se

nocimiento en el desarrollo de estos

consigue reducir los procesos y estanda-

nuevos modelos para dar valor a sus

rizar el máximo número de piezas; dos

clientes y poder seguir en una constan-

factores fundamentales para la reduc-

te evolución innovando y exportando a

ción del plazo entrega de un pedido.

nuevos mercados .

Para aumentar su competitividad en el mercado mundial, además, el nuevo modelo ha sido subdividido en dos categorías:

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BIDAPRO www.bidapro.net

Mayo/Junio 2016

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DISEÑO Y COSTES DE EXPLOTACIÓN DE EDAR URBANAS CON TECNOLOGÍA EXTENSIVA “SISTEMA AQUARQ”

Diseño y costes de explotación de depuradoras urbanas con tecnología extensiva “Sistema aQuarQ” Vicente Vasco Torrado Director Técnico Quarq Enterprise I www.quarqenterprise.com

ción mediante helófitas en flotación y cuyo desarrollo fue posible gracias a la financiación de ICEX/Invest in Spain y a la colaboración de ACUAES y del Ayuntamiento de Badajoz, municipio donde se ubica. En esta planta se lleva a cabo un proceso continuo de optimización del sistema mediante modelización de los procesos naturales de depuración. La planta está diseñada de forma que permite configurar la misma para simular y estudiar los distintos modelos empíricos de diseño preexistentes, lo que ha permitido, gracias a la colaboración en el proyecto de la Universidad Politécnica de Cataluña, el desarrollo de un nuevo modelo racional de dimensionamiento del sistema. Una parte fundamental de la tecnología es el sistema modular AQ3M, concebido para el desarrollo en flotación del tamiz de plantas helófitas. Esta estructura, patentada y comercializada por

uarq Enterprise S.A. centra

tecnología propia de tratamiento de

QuarQ Enterprise, está diseñada para

su actividad en el desarrollo

aguas mediante humedales artificia-

facilitar la formación del tamiz de helófi-

tecnológico de sistemas de

les con tamices vegetales de helófi-

tas en flotación, favoreciendo el entra-

tratamiento de aguas resi-

tas en flotación, “Sistema aQuarQ”.

mado radicular de las plantas y no for-

duales mediante tecnologías sosteni-

Desde 2014, QuarQ Enterprise

zando la parte aérea en su desarrollo.

bles que conjugan eficacia y bajo

cuenta con la única planta puramente

AQ3M es una nueva concepción que

coste. Actualmente cuenta con una

experimental de sistemas de depura-

mejora ostensiblemente experiencias

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DISEÑO Y COSTES DE EXPLOTACIÓN DE EDAR URBANAS CON TECNOLOGÍA EXTENSIVA “SISTEMA AQUARQ”

mado que las convierte en la solución óptima para la creación de filtros verdes vegetales de depuración natural. Este sistema transfiere oxígeno al entorno; A más eutrofización (Mayor demanda biológica y química de oxigeno) más oxigeno tiende a emanar por el rizoma. Nuestra tecnología crea un tamiz vegetal mediante el desarrollo rizomático de nuestro material vegetal sobre la estructura flotante aQuarQ AQ3M anclada a los taludes longitudinales de anteriores gracias a su ergonomía úni-

terprise ha puesto su conocimiento al

ca, gran flotabilidad, alta usabilidad y

servicio de la depuración sostenible.

lagunas preexistentes o balsas. La flotación del tamiz vegetal en su fase inicial se consigue mediante

durabilidad. El ensamblaje secuencial de numerosas piezas de material plás-

BASES DEL FUNCIONAMIENTO

nuestra estructura exclusiva aQuarQ

tico permite la instalación de grandes

DE LA TECNOLOGÍA AQUARQ

AQ3M que permite una eficiente teselación superficial y la no agitación de

tamices vegetales sobre la superficie del agua. Su flexibilidad y rigidez varia-

Nuestra tecnología actual está ba-

los plantones, consiguiéndose tanto el

ble la hace óptima para resistir cual-

sada en el empleo eficiente de plan-

mantenimiento de la verticalidad de la

quier inclemencia. AQ3M ha sido re-

tas que viven en terrenos inundados

planta como la fijación espacial de to-

conocida como “Novedad Técnica

ampliamente distribuidos en humeda-

da la estructura.

sobresaliente” en SMAGUA 2016 tras 2

les de todo el mundo. Sus sistemas ri-

El propio desarrollo rizomático de

años instalada satisfactoriamente en

zomáticos conforman un denso entra-

las plantones en nuestra estructura

varias depuradoras de aguas residuales urbanas de la provincia de Cuenca (Pozorrubio de Santiago y otras). Otra parte fundamental para el correcto desarrollo y funcionamiento del sistema aQuarQ es una adecuada selección de las variedades vegetales a implantar. QuarQ Enterprise S.A. desarrolló un proyecto de investigación con el Centro de Investigación La Orden-Valdesequera encaminado a la consecución de una cuidada selección de variedades de plantas helófitas que presentan las características idóneas para conseguir rendimientos de depuración superiores y una perfecta aclimatación a diferentes regiones del planeta. Quarq Enterprise S.A., además de helófitas no sometidas a procesos de selección y trazabilidad, comercializa las únicas 3 variedades vegetales destinadas a depuración en vías de registro en la Comunidad Europea. Con el sistema aQuarQ, QuarQ En-

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DISEÑO Y COSTES DE EXPLOTACIÓN DE EDAR URBANAS CON TECNOLOGÍA EXTENSIVA “SISTEMA AQUARQ”

Datos de partida Caudal (m3/día)

115

D.B.O.5 (mg/l)

450

D.Q.O. (mg/l)

680

Ratio 1,51

S.S.T. (mg/l)

425

Habitantes equivalentes

863

T media mes más frío (ºC)

Objetivos de depuración D.B.O.5 (mg/l)

<25

D.Q.O. (mg/l)

<125

S.S.T. (mg/l)

<35 Línea de agua propuesta

acaba conformando un tamiz de unos Parámetros de salida

0,75 m de espesor bajo la superficie

to. Además, dichas balsas sirven como

del agua, generando un sistema natu-

zona de digestión y estabilización de

ral que se mantiene permanentemen-

fangos (en el resto del sistema no se

Tomaremos como objetivo de depu-

te en flotación.

generan), lo que disminuye considera-

ración los recogidos en el Real Decreto

blemente los costes de operación.

509/1996, de 15 de marzo, de desarro-

La tecnología aQuarQ capta oxigeno de la atmósfera y lo conduce hasta el

La tecnología aQuarQ consigue redu-

llo del Real Decreto-ley 11/1995, de 28

sistema radicular a través de los múlti-

cir sólidos en suspensión hasta el 99%,

de diciembre, por el que se establecen

ples canales aeríferos internos de

la DBO5 hasta el 95%, el DQO hasta el

las normas aplicables al tratamiento de

nuestras variedades vegetales selec-

93% y los patógenos hasta el 95%.

las aguas residuales urbanas para po-

cionadas, inyectándolo en el medio

blaciones menores de 10.000 H.E.

acuático a través del sistema rizomáti-

CASO PRÁCTICO DE

co que conforma el tamiz vegetal y

DISEÑO DE UNA EDAR CON

consiguiendo un sistema aerobio muy

TECNOLOGÍA “SISTEMA

rico en oxígeno. Esto permite el desa-

AQUARQ”

rrollo de bacterias aerobias que degra-

Elementos del sistema aQuarq • Obra de llegada y pretratamiento convencional

dan la materia orgánica y el desarrollo

Tomaremos como valores de diseño

• DTH (Tratamiento primario anaero-

de bacteriófagos en la rizosfera que fa-

una población rural tipo de 850 habi-

bio). 1 balsa impermeabilizada con una

gocitan a los agentes patógenos del

tantes equivalentes.

profundidad útil de 4,0m y 0,3m de res-

agua a tratar. aQuarQ permite la eliminación de coloides y materia en sus-

guardo (profundidad total de 4,3 m). SoParámetros de entrada

pensión por adsorción-absorción a través del sistema radicular.

bre la misma se instalará el tamiz de helófitas en flotación. Elevada remoción de

Es importante obtener el ratio

materia orgánica y digestión de lodos.

La tecnología siempre cuenta con un

DQO/DBO de cara a asegurarnos de

• ATH. 2 balsas en paralelo impermea-

pretratamiento convencional adaptado

que el vertido es biodegradable. Asi-

bilizadas con una profundidad útil de

al efluente y un tratamiento primario

mismo, también es importante definir la

1,5m y 0,3m de resguardo (profundi-

anaerobio. En caso de emplearse bal-

temperatura de diseño pues ello afecta

dad total de 1,8 m). Sobre las mismas

sas anaerobias, la implantación sobre

de forma importante a las cargas volu-

se instalará el tamiz de helófitas en flo-

las mismas del tamiz de helófitas en flo-

métricas admisibles en el tratamiento

tación. Retención de SS y remoción de

tación tiene importantes ventajas como

primario y la cinética de reacción de re-

carga.

mitigar olores, evitar proliferación de al-

moción de carga que se da en el trata-

• CTH. Ejecución de 1 balsa imperme-

gas y mejorar ligeramente el rendimien-

miento secundario.

abilizada con una profundidad útil de

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DISEÑO Y COSTES DE EXPLOTACIÓN DE EDAR URBANAS CON TECNOLOGÍA EXTENSIVA “SISTEMA AQUARQ”

Dimensiones tamiz de helófitas en flotación Nº balsas

hw(m)

Ancho (m)

Largo (m)

Superficie (m2)

Volumen (m3)

Tr (días)

DTH

16,5

272,3

520

4,5

ATH

1,5

12,3

37,1

912,7

1.160

10,1

CTH

0,5

12,3

455,1

215

1,9

1.640,0

1.896

16,5

Costes Concepto

€

€/h.e

Coste de inversión

185.745

215,2

Coste explotación anual

12.316

14,3

0,5m y 0,3m de resguardo. Sobre la

entrada a la arqueta de entrada al DTH

misma se instalará el tamiz de helófitas

con posibilidad de derivación manual a

tal mínima necesaria para la instalación completa varía de 3 a 4 m2 por habitan-

en flotación. Asegura el contacto agua-

las balsas ATH en momentos de baja

te equivalente.

tamiz en momentos de caudal bajo y

carga volumétrica en la balsa DTH. Costes

elevada remoción de patógenos. • Unión en línea de las 3 balsas con la

Dimensiones útiles

secuencia DTH-ATH-CTH mediante ar-

De los resultados anteriores pode-

quetas de homogeneización y reparto

En cuanto a la superficie de trata-

mos concluir, que el “Sistema aQuarQ”

• Desde la arqueta de homogeneiza-

miento con tamices de helófitas en flo-

en la actualidad es la solución, más na-

ción de los efluentes de salida de la bal-

tural, eficiente y económica a los pro-

sa CTH se realizará una recirculación

tación, en este caso, el resultado ha sido de 1,9 m2/HE y oscila habitualmente

de entre el 50% y el 100% del caudal de

entre 1,8 y 2,7 m2/h.e. La superficie to-

en municipios pequeños.

blemas de aguas residuales urbanas

Carmen Callao Abogada especialista en residuos y economía circular

CONSULTORIO JURÍDICO

Las reutilización del agua: hoja de ruta en Europa y situación en España

ijo Ban Ki-moon, Secretario Ge-

blemente inferior en países en vías de

hay una regulación ni hay recomenda-

neral de la ONU “todavía hay

desarrollo.

ciones sobre el agua reutilizada, en

agua suficiente para todos, pero

Reutilizar el agua en la industria tie-

otros países como Bulgaria existen guí-

sólo mientras la mantengamos

ne el potencial de reducir el coste del

as sobre el uso del agua reutilizada, y

limpia, la usemos más sabiamente y ha-

suministro de agua y del tratamiento de

finalmente hay países como España o

gamos un reparto justo de ella”.

la misma, además de reducir la presión

Italia en los que sí existe una regulación sobre este tema.

Según un estudio de El Corte Inglés

existente sobre este recurso natural en

y la Fundación Botín publicado en el

países como el nuestro en el que es un

año 2013 sobre la huella hídrica “Las

bien escaso.

Ante esta disparidad de situaciones el 7 de abril de 2016 se publicó la Hoja de Ruta para regular los requerimien-

zapatillas de deporte necesitan 4.400 litros; un pantalón vaquero de algodón,

Llega la Hoja de Ruta para

tos de calidad mínimos del agua reutili-

3.000 litros; una camisa de fibra sintéti-

regular la calidad mínima del

zada en la UE.

ca, 1.000 litros y una camiseta de algo-

agua reutilizada

Según indica este documento la reutilización del agua no sólo está plenamen-

dón requiere 1.200 litros”, lo que supoLa regulación y el uso del agua reuti-

te en consonancia con el plan de acción

El consumo global de agua en la in-

lizada en los Estados Miembros es

para la economía circular, sino que tam-

dustria es del 22 % y aumenta hasta el

muy diferente, encontramos países co-

bién consume menos energía que otras

50% en Estados Unidos o Europa,

mo Austria en los que al no existir el

opciones como pueden ser la desaliniza-

mientras que el porcentaje es sensi-

problema de la escasez de agua, no

ción o los trasvases entre cuencas.

ne un elevado coste de producción.

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CONSULTORIO JURÍDICO I LA REUTILIZACIÓN DEL AGUA: HOJA DE RUTA EN EUROPA Y SITUACIÓN EN ESPAÑA

• Riego de jardines privados

ros, duchas y lavadoras usando una tec-

pea abarcará los usos que tienen un

• Descarga de aparatos sanitarios

nología de la NASA, si bien esta cerveza

mayor potencial como el riego en agri-

• Riego de zonas verdes urbanas (par-

no está disponible para ser adquirida.

cultura y la recarga de acuíferos y se es-

ques, campos deportivos y similares

pera que tenga impactos positivos eco-

• Baldeo de calles

INE se reutiliza el 12% del agua que se

nómicos, sociales y medioambientales.

• Sistemas contra incendios

pasa por las depuradoras, por lo que to-

• Lavado industrial de vehículos

davía se puede potenciar la reutiliza-

beneficio que se generará para sectores

• Riego de cultivos con sistema de apli-

ción bien sea dentro de la misma indus-

que tienen una alta dependencia del

cación del agua que permita el contac-

tria que ha consumido el agua en origen

agua como es la agricultura, así como en

to directo del agua regenerada con las

o a través de simbiosis industriales.

sectores tecnológicos que producirán in-

partes comestibles para alimentación

novaciones en un mercado emergente.

humana en fresco

mencionar la Planta de tratamiento tercia-

Entre los impactos sociales está

• Riego de productos para consumo

rio avanzado en la EDAR de la cuenca

principalmente la mejora de la confian-

humano con sistema de aplicación de

media-alta del Arroyo Culebro (Madrid), a

za por parte de los consumidores en el

agua que no evita el contacto directo

la que se dedicó un artículo en esta revis-

agua reutilizada, máxima si tenemos

del agua regenerada con las partes co-

ta en junio de 2012 (http://bit.ly/29A6GyA)

en cuenta que hasta la fecha no se han

mestibles, pero el consumo no es en

y en el que se indicaba que era es la pri-

detectado en la Unión Europea prácti-

fresco sino con un tratamiento indus-

mera instalación de agua regenerada en

cas que hayan supuesto un riesgo para

trial posterior

la Comunidad de Madrid que iba a dar su-

la salud de las personas.

• Riego de pastos para consumo de

ministro a una industria papelera, con un

animales productores de leche o carne

proceso capaz de adaptarse a la calidad y

les está la disminución de la presión

• Acuicultura

a las variaciones de demanda que pre-

sobre el agua para los diferentes usos.

• Riego localizado de cultivos leñosos

sente la industria en función de su carga

La reutilización del agua en España:

que impida el contacto del agua rege-

de trabajo.

En España la norma que regula la

nerada con los frutos consumidos en la

La Hoja de Ruta de la Comisión Euro-

Entre los impactos económicos está el

Y entre los impactos medioambienta-

En España y según un estudio del

Como iniciativa destacable podemos

Y es que como dijo Margaret Catley-

reutilización del agua es el RD

alimentación humana

Carlson, presidenta de Global Water

1620/2007, por el que se establece el

• Riego de cultivos de flores ornamen-

Partnership “El agua es una fuerza in-

régimen jurídico de la reutilización de las

tales, viveros, invernaderos sin contac-

creíblemente compleja y sutil en una

aguas depuradas, en el que se define la

to directo del agua regenerada con las

economía. Es la única restricción sobre

reutilización de aguas como la “aplica-

producciones

la extensión de cada ciudad, y ha sido

ción, antes de su devolución al dominio

• Riego de cultivos industriales no ali-

reconocida por banqueros y ejecutivos

público hidráulico y al marítimo terrestre

mentarios, viveros, forrajes ensilados,

como límite natural para el crecimiento

para un nuevo uso privativo de las

cereales y semillas oleaginosas

económico.”

aguas que, habiendo sido utilizadas por

• Recarga de acuíferos

quien las derivó, se han sometido al proceso o procesos de depuración estable-

Y entre las prohibiciones encontra-

cidos en la correspondiente autorización

mos el consumo humano o los usos pro-

de vertido y a los necesarios para alcan-

pios de la industria alimentaria como fa-

zar la calidad requerida en función de

bricación, tratamiento, conservación o

los usos a que se van a destinar”.

comercialización de productos o sustan-

En este RD se regula el régimen jurí-

cias destinadas al consumo humano.

dico de la reutilización que requerirá de

Parece obvio que el uso del agua reu-

concesión administrativa, los usos y los

tilizada para el consumo humano o para

criterios de calidad exigidos, calidad exi-

la industria alimentaria generaría recha-

gida que varía según el uso al que se va

zo entre los consumidores y está identifi-

a destinar el agua reutilizada, exigiéndo-

cada como una de las principales barre-

se la mayor calidad para uso urbano re-

ras, pero esta barrera no ha impedido

sidencial y para el riego de cultivos.

que en Estados Unidos se haya produci-

Entre los usos previstos por la norma encontramos:

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do la primera cerveza con “greywater”, es decir aguas provenientes de fregade-

Mayo - Junio 2016

V Envía tus dudas legales ¿Tienes dudas sobre algún aspecto legal dentro del ámbito de los residuos? Si es así puedes enviar tu consulta por correo electrónico a Carmen Callao, abogada especialista en residuos y economía circular. Seleccionaremos las más interesantes para ser publicadas en la revista.

ccallao@ono.com

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