RETEMA • Septiembre/Octubre 2016

29 AÑOS DE

TRAYECTORIA

1987 - 2016

Nº 193 I SEPTIEMBRE/OCTUBRE 2016 I AGUAS

www.retema.es

ENTREVISTA Rafael Mujeriego, Presidente de ASERSA

Investigación y tecnología para tratamiento de aguas

Proyecto MIDES: Hacia la desalación sostenible

Santiago de Compostela, REPORTAJE pionera en tratar los Nueva EDAR de Badajoz excedentes de aguas

ACTUALIDAD

La construcción de la mayor desaladora del continente americano arrancará en 2017 beneficiará a 1.500.000 habitantes de Tijuana, Tecate y Playas de Rosarito.

Las obras de ejecución se realizarán en dos etapas. En la primera fase del proyecto, que comenzará en el primer semestre de 2017, se ejecutarán las obras para una capacidad de producción de 190 000 m3 de agua potable por día. Esta primera etapa está programada para que entre en funcionamiento en 2020. En la segunda fase, la planta duplicará su producción de agua potable para el año 2024, alcanzando una capacidad total de 380 000 m3 por día.

DESALADORA EFICIENTE, FLEXIBLE Y FIABLE

U

n ambicioso proyecto para el

rante la vigencia del contrato, el con-

diseño, construcción, opera-

sorcio privado asume la responsabili-

Los principales procesos de trata-

ción y financiación de la mayor

dad de suministrar el servicio a la po-

miento incorporan tecnología degre-

desaladora del continente

blación y, al término de la misma, la

mont®, reconocida y probada por SUEZ

propiedad será transferida al estado.

en instalaciones en todo el mundo.

ministro de agua potable en la región

GARANTÍA DE ACCESO AL

SUEZ en Bilbao, en colaboración con

de Baja California.

AGUA

SUEZ México, es básicamente modular.

americano, en el municipio de Playas de Rosarito (México), garantizará el su-

El diseño realizado por los equipos de

Se trata de la mayor construcción,

Esta metodología de trabajo, basada en

hasta la fecha, bajo un innovador mo-

Esta instalación resolverá un pro-

la modularidad y el montaje previo en to-

delo de negocio de asociación público-

blema histórico de sequía en Baja Ca-

dos los paquetes de procesos UF, OI y

privada de Baja California. Esta asocia-

lifornia, frontera con los Estados Uni-

ERD, permite minimizar el montaje en

ción está formada por la Secretaría de

dos, y reducirá la dependencia

obra, dotar a la planta de flexibilidad,

Infraestructura y Desarrollo Urbano del

existente de la captación de agua del

mejorar la seguridad en la construcción,

Estado de Baja California y la Comisión

Río Colorado, compartida con el esta-

reducir el tiempo de ejecución y facilitar

Estatal del Agua junto con el consorcio

do norteamericano de California. Con

la operación y mantenimiento.

privado integrado por SUEZ, NSC Wa-

la desalación se consigue diversificar

La línea de tratamiento degremont®

ter y NuWater. El acuerdo suscrito

las fuentes de abastecimiento y se ga-

propuesta se compone de un proceso

compromete a la sociedad para los

rantiza la disposición de agua sufi-

de flotación seguido de ultrafiltración,

próximos 40 años, 3 años iniciales de

ciente para la población.

ósmosis inversa de un paso con un ra-

construcción (bajo responsabilidad de

La planta, la mayor en el continente

SUEZ) y 37 años de explotación. Du-

americano, una vez en funcionamiento,

2

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Septiembre/Octubre 2016

tio de recuperación del 48 %, remineralización y rechazo de salmuera.

I www.retema.es I

ACTUALIDAD

En el pretratamiento, SUEZ integrará el proceso compacto de clarificación por flotación SeadafTM y una filtración avanzada con membranas de ultrafiltración en racks UltramarineTM SmartrackTM. Único rack universal que permite la intercambiabilidad de los módulos de ultrafiltración y posibilita la optimización de los costes de reemplazo. La calidad del tratamiento resultante optimiza el rendimiento global de la instalación.

La remineralización se realizará mediante filtros de calcita en lugar de cal.

procesos con membranas mediante

En el diseño del proyecto de Rosari-

Ello incidirá en una reducción de los

una herramienta innovadora que ofrece

to, SUEZ se ha valido de SeaPRO. En

costos de operación de la planta.

fiabilidad en la entrega y una mejor re-

las plantas desaladoras de Barka IV,

lación calidad-precio en proyectos con

en Omán, y Mirfa, en Emiratos Árabes

restricciones de tiempo críticas.

Unidos, ambas en fase de construc-

En el diseño, se han cuidado aspectos como la reducción de la obra civil ne-

ción, también ha utilizado este útil.

cesaria, minimizando de esta forma tan-

Esta herramienta se llama RAFT -

to la inversión como los tiempos de

Reverse Osmosis Advanced Fast Track

construcción. Igualmente, el espacio pa-

- y cubre el diseño de equipos de ós-

SUEZ CONSOLIDA SU

ra acometer una futura ampliación y la

mosis inversa y de pretratamiento aso-

PRESENCIA EN MÉXICO

integración en el medioambiente.

ciados. Habiendo desarrollado un alto

En cuanto a las membranas de ósmo-

grado de detalle en los equipos princi-

Este contrato refuerza la presencia de

sis inversa, se ha primado la eficiencia

pales, permite crear una instalación

SUEZ en México, donde el Grupo está

energética. Teniendo en cuenta las ca-

nueva en un corto período de tiempo.

presente en la gestión del agua durante

racterísticas de agua permeada requeri-

En la ingeniería básica, por ejemplo, se

más de 30 años. En este periodo, SUEZ

das, se ha optado por un diseño que

ahorra hasta un 30 % de tiempo.

ha construido más de 300 plantas de tra-

combina membranas de alto rechazo

El procedimiento previo a la puesta

tamiento de agua y ofrece su experien-

con unas membranas de baja energía.

en marcha en el taller preserva los es-

cia en la distribución de agua potable y

Aparte de las instalaciones eléctricas

tándares de calidad de SUEZ, reduce

su apoyo técnico a las autoridades loca-

y de control propias de una desaladora,

los requerimientos de espacio en el

les en las principales ciudades, como

el proyecto incluye una subestación de

emplazamiento y facilita las siguientes

Saltillo o Ciudad de México. Hoy en día,

230/13,8 kV de 40 MVA.

etapas de puesta en marcha.

10 millones de habitantes se benefician

Para las obras de ejecución, que co-

Esta herramienta se ha consolidado

de los servicios prestados por los casi

menzarán en 2017, SUEZ contará con

con proyectos importantes realizados

2200 empleados de SUEZ en México.

los profesionales expertos en desala-

por Suez, entre los que destacan las

Este proyecto, de gran impacto para

ción de sus oficinas en Bilbao. En cola-

IDAM de Perth y Melbourne en Australia,

el desarrollo de Baja California y la re-

boración con los equipos de México,

Barka II en Omán y Al Dur en Bahrain,

gión, garantiza el acceso sostenible al

llevarán a cabo las diferentes fases

SeaPRO es la evolución posterior de

que comporta la construcción de una

RAFT. Además de la estandarización de

SUEZ aporta 75 años de experiencia

instalación de estas características.

las dimensiones de los equipos, toma en

degremont® en el diseño, construcción,

agua para la población local.

consideración otras etapas de una planta,

operación y financiación de infraestruc-

ESTANDARIZACIÓN DE LOS

tales como las pruebas previas a la pues-

turas para el tratamiento de agua. Y es

PROCESOS DE ÓSMOSIS

ta en marcha, la puesta en servicio, guía

precisamente en México donde ha desa-

INVERSA: RAFT Y SEAPRO

del usuario y políticas de funcionamiento.

rrollado el mayor número de proyectos

SeaPRO es, por tanto, una herramienta

BOT (Build, Operate, Transfer).

Durante los últimos años, SUEZ ha

de conocimientos técnicos que incluye

Con el know-how degremont®, SUEZ

desarrollado su propia herramienta pa-

una metodología de mejora continua y

ha construido más de 250 plantas de

ra el diseño de plantas de ósmosis in-

considera todos los detalles relativos a las

versa. Ha industrializado su oferta de

instalaciones de ósmosis inversa.

desalación, con una capacidad de más de 4 millones de m3/día.

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La aparición de la revista RETEMA se realiza a meses vencidos.

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© Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin autorización previa y escrita del autor.

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SUMARIO SUMARIO

SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2016 AÑO XXIX · Nº 193

LA CONSTRUCCIÓN DE LA MAYOR DESALADORA DE AMÉRICA ARRANCARÁ EN 2017 Página 2 ENTREVISTA RAFAEL MUJERIEGO, PRESIDENTE DE ASERSA Página 8 ESTUDIO DE LOS PROBLEMAS DE BIOENSUCIAMIENTO DE MEMBRANAS Y ESPUMAS DE ORIGEN BIOLÓGICO EN SISTEMAS MBR DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS Página 18 REPORTAJE NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ Página 27 TRATAMIENTO SOSTENIBLE Y EFICIENTE DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE PROCESOS BIOLÓGICOS CON BIOMASA GRANULAR Página 40 ADECAGUA Y LA PROTECCIÓN DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS. MANUEL SUÁREZ, PRESIDENTE DE ADECAGUA Página 46 PROYECTO EUROPEO MIDES: HACIA LA DESALACIÓN SOSTENIBLE Página 50 SISTEMAS DE MONITOREO AVANZADO PARA LA EFICIENCIA EN AGUAS REGENERADAS Página 56 SANTIAGO DE COMPOSTELA, CIUDAD PIONERA EN EL TRATAMIENTO DE LOS EXCEDENTES DE AGUAS RESIDUALES Página 62 CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO Página 68 SANEPLAN, NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL SANEAMIENTO MUNICIPAL Página 76 PROYECTO TRACE: ELIMINACIÓN Y/O DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES MEDIANTE EL SISTEMA COMBINADO UASB+MBR Página 84 NUEVAS TECNOLOGÍAS APLICADAS EN LA PLANIFICACIÓN DE LAS REDES DE CONDUCCIÓN DE AGUA REGENERADA Página 90 TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN MEDIANTE UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO Página 94 LOS IMPUESTOS SOBRE EL AGUA EMBALSADA Página 106

ACTUALIDAD

La explotación de acuíferos hacen del Valle del Guadalentín el lugar de Europa con mayor hundimiento del terreno

M

urcia es la ciudad donde más daños ha habido a principios de los años noventa del siglo XX, con cin-

cuenta millones de euros en costes de reparación debido al hundimiento de la tierra por la sobreexplotación de aguas subterráneas. Es lo que se denomina subsidencia del terreno.

Roberto Tomás Jover, investigador del Departamento de Ingeniería Civil de la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Alicante alerta sobre el riesgo que para España supone la subsidencia del terreno. El progresivo hundimiento de la superficie se debe a la extracción masiva de agua desde el subsuelo. Esta extracción genera la consolidación de suelos, dando lugar a asientos

vel, extensometric, DInSAR and simu-

El equipo de investigadores con To-

del terreno que pueden afectar a las in-

lation data for quantification of subsi-

más Jover al frente está estudiando,

fraestructuras apoyadas en el mismo. El

dence in Murcia City (SE Spain) de la

desde el año 2003, la subsidencia del

Valle del Guadalentín, en Lorca, es la zo-

revista científica Hydrogeology Journal.

terreno o progresivo hundimiento de

na de Europa más afectada por este pro-

El levantamiento del suelo, en cam-

una superficie en las Vegas Baja y Me-

blema, al que sigue, en el ámbito de la

bio, acarrea otro tipo de problemas. To-

dia del Segura. En España existen nu-

geografía española, Murcia.

más Jover explica que “un asiento de

merosas regiones afectadas por subsi-

La sequía que asoló la región de

más de 2,5 centímetros ya es un proble-

dencia del terreno, especialmente en el

Murcia entre los años 1995 y 2008, uni-

ma; otro es el hecho de que no asiente

sur y sureste, donde la demanda de

da a la sobreexplotación del acuífero

todo por igual” con la consiguiente des-

agua es elevada mientras que los re-

dejó este problema en el área metropo-

viación en altura de una fachada a otra

cursos hídricos son más escasos y, por

litana. Ahora, el último estudio publica-

de un mismo edificio. El estudio citado

tanto, el déficit de agua se suple con

do por el grupo de investigación que li-

analiza la recuperación de aguas subte-

aguas subterráneas. De todos los ca-

dera en la Universidad de Alicante

rráneas que ha ocurrido desde 2008 y, a

sos en estudio, el más alarmante es el

Roberto Tomás Jover constata cómo,

continuación, determina la razón de la

del Valle del Guadalentín, en Lorca,

en los últimos años, el terreno ha ido

deformación de tierra ocasionada.

pues presenta la mayor subsidencia

subiendo gracias a la recuperación del

El investigador cita el caso de la iglesia

del terreno por extracción de agua de

nivel del acuífero, al dejar de extraer

de Santa Justa y Rufina en Orihuela co-

toda Europa. Sobre el fenómeno lorqui-

agua. Los datos aparecen publicados

mo ejemplo, de la que dice “se tuvo que

no el grupo de investigación de Tomás

en el artículo Comparison of water-le-

recalzar” por el problema de subsidencia.

Jover ha publicado en la revista científi-

6

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ACTUALIDAD

ca Engineering Geology, en 2015, el

la UA, y del que también forma parte

tera, y a edificios. Además, al descender

trabajo Twenty-year advanced DInSAR

Juan Manuel López. Tal y como apunta

la superficie del terreno, aumenta el

analysis of severe land subsidence: the

Roberto Tomás, “se trata de grupos

riesgo de inundación; en ciudades próxi-

Alto Guadalentín Basin (Spain) case

multidisciplinares, expertos en SAR,

mas al mar el efecto es aún más perjudi-

study y tienen, actualmente, un proyec-

georiesgos, modelización e ingenería

cial si encima sumamos el efecto de ele-

to del Ministerio para estudiarlo. Le si-

civil, que colaboran activamente en tra-

vación del nivel de agua por el cambio

gue Murcia, con unos valores registra-

bajos de investigación relacionados

climático. Las deformaciones inducidas

dos de hasta 7 milímetros por año.

con la subsidencia del terreno y la tele-

por la subsidencia del terreno también

detección desde 2002”.

producen grietas en la superficie del te-

Los grupos de investigación de la UA de Ingeniería del Terreno y sus Estructu-

El investigador de la UA revela que

rreno de gran longitud (algunas kilomé-

ras (INTERES), con Tomás Jover como

“ahora mismo tenemos dos proyectos

tricas) que pueden afectar a multitud de

investigador principal (IP), y el de Seña-

del Ministerio activos, en cuyo marco

infraestructuras. Dada la importancia del

les, Sistemas y Telecomunicación, con

estamos monitorizando y modelizando

problema, la UNESCO creó el Working

el profesor Juan Manuel López Sánchez

la subsidencia del terreno en Orihuela,

Group on land Subsidence, del que es

como IP, están usando la Interferome-

Murcia y el Valle del Guadalentín me-

miembro el investigador de la UA.

tría SAR (INSAR) desde el año 2003 pa-

diante interferometría SAR (InSAR),

En el mundo existen más de ciento

ra estudiar la subsidencia del terreno en

además de estar evaluando el efecto

cincuenta grandes ciudades afectadas

las Vegas Baja y Media del Segura. Los

de la subsidencia del terreno sobre las

por el fenómeno de la subsidencia del

expertos han realizado un estudio me-

edificaciones y otras infraestructuras”.

terreno, confirma el investigador. Uno

diante Interferometría SAR (INSAR),

Otros casos de estudio que están

de los ejemplos es China. “Es un proble-

técnica que permite detectar con preci-

desarrollando este equipo multidiscipli-

ma muy importante, dado que afecta a

sión milimétrica desplazamientos de la

nar son Orihuela, con valores registra-

más de cuarenta y cinco ciudades abar-

superficie de la tierra a lo largo del tiem-

dos de 5 milímetros al año; el norte de

po gracias al uso de sensores remotos

Madrid, donde se da subsidencia du-

cando aproximadamente un área de 49,000 km2”, señala Tomás Jover. Pre-

sobre plataforma espacial, es decir, to-

rante periodos de extracción, que se

cisamente, sobre la subsidencia en este

mando datos desde satélites que orbi-

recupera casi totalmente cuando cesa

país, los investigadores de la UA han re-

tan a más de 700 kilómetros de distan-

el bombeo; y algunas zonas de Barce-

alizado en el marco de una colaboración

cia de la tierra. En concreto para este

lona, como son El Vallés y Santa Per-

con investigadores de la Universidad de

caso, han empleado satélites de la

petua de Mogoda, con tasas máximas

Newcastle (UK), el GFZ German Rese-

Agencia Espacial Europea (ESA) y de la

de 6-10 milímetros al año. Además, re-

arch Centre y diversos centros de inves-

Agencia Espacial Alemana (DLR).

calca el experto de la UA, “adicional-

tigación de China el trabajo sobre Pekín

Los trabajos de subsidencia del te-

mente, colaboramos con grupos de in-

Imaging Land Subsidence Induced by

rreno que han llevado a cabo en Espa-

vestigación internacionales como

Groundwater Extraction in Beijing (Chi-

ña se han desarrollado gracias a la co-

Leeds, Glasgow, Newcastle (fruto de

na) Using Satellite Radar Interferometry,

laboración entre los grupos de

esta colaboración se elaboró el trabajo

publicado en la revista Remote Sensing.

investigación de la UA de Ingeniería del

de Pekín), Federico II di Napoli, Floren-

La subsidencia se debe a la extracción

terreno y sus Estructuras (INTERES),

cia, Pavía, Liverpool, etc., así como

masiva de agua desde el subsuelo. Esta

dirigido por Roberto Tomás Jover; Se-

con multitud de grupos de investiga-

extracción de agua genera la consolida-

ñales, sistemas y telecomunicación, al

ción nacionales (Granada, UPV, UPC,

ción de suelos, dando lugar a asientos

frente del cual está Juan Manuel López

UPM, Zaragoza, CSIC, Oviedo, etc.)”.

del terreno que pueden afectar a las infraestructuras apoyadas en el mismo.

Sánchez; Geohazards InSAR laboratory and Modelling Group, dirigido por

UN PROBLEMA

Gerardo Herrera del Instituto Geológico

MEDIOAMBIENTAL,

que remarca Roberto Tomás Jover son

y Minero de España (IGME); la Unidad

ECONÓMICO, LOGÍSTICO

México, con valores registrados de

Asociada de investigación de movi-

MUNDIAL

hasta 280 milímetros por año, el Valle

Algunos otros ejemplos a destacar

de San Joaquín (Estados Unidos), con

mientos del terreno mediante interferometría radar (UNIRAD), entre la UA y el

La subsidencia del terreno tiene un

subsidencia de hasta 270 milímetros

y el Instituto Geológico y Minero de Es-

gran impacto económico, puesto que

por año y Yakarta, con valores de hasta

paña (IGME), que dirige Gerardo He-

puede afectar a infraestructuras linea-

260 milímetros por año, donde superan

rrera por el IGME y Roberto Tomás por

les, como son el AVE, carreteras, etcé-

los datos detectados en Pekín.

I www.retema.es I

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RETEMA

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ENTREVISTA RAFAEL MUJERIEGO Catedrático de Ingeniería Ambiental, Universidad Politécnica de Catalunya (UPC) Presidente de la Asociación Española de Reutilización Sostenible del Agua (ASERSA)

“La reutilización del agua es una de las estrategias fundamentales de la gestión integrada” I ¿Por qué es tan importante la

climático para esas zonas geográficas

do de reutilización planificada en España

reutilización del agua en

resaltan un descenso de las precipita-

es todavía muy imprecisa, en cuanto que

España?

ciones totales, una disminución de las

suele combinar tantos los proyectos de

precipitaciones en forma de nieve (con

reutilización planificada como los de reu-

I La reutilización del agua es una de las

la consiguiente reducción de la capaci-

tilización incidental. Las mayores cotas

estrategias fundamentales de la gestión

dad reguladora natural) y sobre todo un

de reutilización están teniendo lugar en

integrada de los recursos hídricos, que

aumento de la irregularidad pluviométri-

las zonas costeras mediterráneas y los

permite generar fuentes adicionales (no

ca, manifestada por episodios más lar-

territorios insulares. A modo de ejemplo,

convencionales) de recursos, con una

gos e intensos de sequía, junto con epi-

la reutilización planificada que se registró

fiabilidad (garantía) de suministro muy

sodios más intensos de inundaciones.

en la Costa Brava en el año 2009, tras la sequía que afectó a esta zona durante el

superior a la de fuentes convencionales, especialmente en zonas semi-ári-

I ¿En qué porcentajes se está

das mediterráneas, y facilita así la con-

reutilizando el agua en España

año 2007 y parte del 2008, alcanzó un 20 % de los 30 hm3 anuales de efluen-

secución de mayores cotas de

y en qué porcentajes por cada

tes depurados por el Consorci de la Cos-

auto-suficiencia, de uso eficiente de los

Comunidad Autónoma?

ta Brava. Aunque ese porcentaje puede alcanzar valores superiores en cuencas

recursos y de protección ambiental. Las previsiones de los modelos de cambio

8

RETEMA

I La información disponible sobre el gra-

Septiembre/Octubre 2016

con importantes déficits crónicos, como

I www.retema.es I

ENTREVISTA I RAFAEL MUJERIEGO, ASERSA

la del río Segura, convendrá uniformizar

corresponde a la regulación y la distribu-

el grado de precisión utilizado para do-

ción del recurso. Uno de los ejemplos

cumentar el alcance de nuestros proyec-

más ilustrativos de estos dos tipos de

tos de reutilización. ASERSA tiene inten-

costes lo ofrece el proyecto de reutiliza-

ción de contribuir en esta iniciativa,

ción planificada para riego agrícola im-

contando con la colaboración de las enti-

plantado en Vitoria-Gasteiz en 1994.

dades que realmente llevan a cabo la

Mientras que la construcción de la ERA (35,000 m3/d) para riego agrícola sin res-

reutilización.

La reutilización del agua en nuestros ríos, al igual que en todos los del mundo, es un

tricción representó una inversión de 3,25 millones de euros (0,25 €.año/m3), la in-

Los procesos técnicos de regeneración del agua son los que mayor atención siguen despertando por el momento

incidental desde tiempo inmemorial. Los

versión necesaria para regular (embalse en derivación de 7 hm3) esos caudales

efluentes depurados son vertidos en los

fue de 11,8 millones de euros y la inver-

cauces, donde se diluyen y dispersan, pa-

sión necesaria para distribuirlos en

ra ser posteriormente captados para las

10.000 ha, mediante una nueva red prin-

regenerada para riego agrícola y de jardi-

más diversas utilizaciones. Dos de las

cipal, alcanzó 16,2 millones de euros. En

nería, a la salida de la ERA correspon-

más frecuentes son el riego agrícola y el

definitiva, regular y distribuir el agua re-

diente, cabe citar las publicadas por el

abastecimiento urbano e industrial. De

generada representó una inversión de 28

Consorci de la Costa Brava (BOP, no-

ahí la importancia de reconocer y valorar

millones de euros, 8,6 veces superior a la

las circunstancias en que esa reutilización

de producirla. En otro proyecto singular,

viembre 2013): los cultivos intensivos que usan hasta 30.000 m3/año tienen

viene ocurriendo, como forma de contex-

como el de distribución de agua regene-

tualizar, evaluar y apreciar la reutilización

rada mediante una red circular en Ma-

indirecta, tanto no potable como potable,

drid, la construcción de la red de distribu-

que está teniendo lugar en nuestras

ción supuso una inversión de más de 6

cuencas de forma incidental, especial-

euros por cada metro cúbico distribuido

mente en aquellas con mayores desequi-

anualmente. Es evidente que distribuir

80 €/mes y una cuota variable de 0,015 €/m3. La Confederación Hidrográfica del

librios entre recursos disponibles y conce-

agua regenerada mediante una red es-

Júcar tiene establecido un coste del agua

siones otorgadas.

pecífica requiere una inversión muy superior a la de producir un agua regenera-

regenerada para riego agrícola de 0,034 €/m3, que puede reducirse a 0,027 €/m3

I ¿Disponemos de estudios

da para riego sin restricción. Como

si se considera el canon de vertido que

sobre el coste del agua

ejemplo de las tarifas aplicables al agua

puede ahorrarse por no verter el agua

fenómeno que viene ocurriendo de forma

una cuota fija de 40 €/mes y una cuota variable de 0,10 €/m3 y las comunidades de regantes con unos usos superiores a 30.000 m3/año tienen una cuota fija de

regenerada comparado con otras alternativas?

I La valoración económica de un proyecto de reutilización de agua consta de dos elementos básicos: 1) el coste de producir el agua regenerada (proceso de regeneración), que depende de la capacidad de la estación regeneradora de agua (ERA) y la calidad tanto de la materia prima (efluente depurado) utilizada como de la calidad requerida para el agua regenerada y 2) el coste de la regulación y la distribución del agua regenerada (proceso de reutilización) para ponerla a disposición de los usuarios.

Como suele ser aplicable al sector de la provisión de agua para consumo público,

ERA avanzada de El Prat de Llobregat (Área Metropolitana de Barcelona) con una vista comparativa del agua producida para recarga de la barrera contra la intrusión salina. Foto: ASERSA

el mayor coste de esos dos elementos

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Septiembre/Octubre 2016

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ENTREVISTA I RAFAEL MUJERIEGO, ASERSA

depurada a cauce público. A título infor-

I ¿Qué alternativas hay a la

mativo, el canon de regulación del río Turia para 2016 es de 0,0014 €/m3.

reutilización, y qué pros y

I ¿En qué aspectos de la

I La regeneración y la reutilización del

reutilización se está trabajando

agua es una de las seis estrategias bási-

más en estos momentos?

cas disponibles para gestionar los posi-

contras tienen cada una?

bles desequilibrios entre la disponibilidad I Los procesos técnicos de regenera-

de recursos hídricos y las posibles de-

ción del agua son los que mayor aten-

mandas de uso. Todas ellas tienen sus

ción siguen despertando por el momen-

ventajas y sus exigencias, además de

to, en cuanto que es una motivación

una marcada dependencia temporal o

compartida por los procesos de potabili-

geográfica. Lo que puede ser suficiente

zación y de depuración del agua. La re-

o conveniente en un lugar y en un mo-

generación ha venido a ser, en cierto

mento histórico, puede ser inadecuado o

modo, como el sector de transición en-

insuficiente en otro lugar o en otro mo-

tre los campos tradicionales de depura-

mento del mismo territorio. Un criterio

ción y de potabilización del agua. Los

generalmente aceptado es que esas es-

procesos de regeneración más novedo-

trategias deben aplicarse de forma conjunta y complementaria. En definitiva, no

sos tratan de asegurar la mayor remoción (eficiencia) posible de contaminantes microbiológicos y químicos, con la

Lagunas de infiltración en el acuífero potable de El Port de la Selva, explotadas por el CCB (reutilización potable indirecta). Foto: ASERSA

hay una solución satisfactoria única para su aplicación en todos los casos, circunstancias y momentos. Las solucio-

mayor fiabilidad, resiliencia y eficiencia

nes prácticas efectivas incluyen una dis-

energética posibles.

La constatación de que la distribución

cuanto que el gran reto que la reutiliza-

tribución armónica (mixing o portfolio) de

del agua regenerada, mediante una

ción potable plantea consiste funda-

esas seis estrategias, en razón de facto-

nueva red de distribución, ha llegado en

mentalmente en la necesidad de con-

res como la historia, la cultura y las con-

muchos casos a su límite práctico, debi-

seguir la aceptación pública de esta

diciones sociales, económicas, geográfi-

do a la inversión requerida, está llevan-

nueva forma de gestionar los recursos,

cas y climatológicas del lugar.

do a intensificar la aplicación de técni-

más allá del cumplimiento de las nor-

Ello explica la diversidad de opciones

cas de regeneración capaces de

mas de calidad establecidas o el coste

que se han desarrollado en todo el mun-

producir un agua de calidad igual o su-

de producir un agua de esa calidad.

do y en particular en España, como for-

perior a la del agua de consumo huma-

Ahí es donde entidades pioneras, co-

ma de implantar la gestión integrada de

no obtenida desde fuentes convencio-

mo el Orange County Water District en

los recursos hídricos.

nales. Esto está significando un cambio

California o el Public Utility Board de

sustancial de estrategia: obtener un

Singapur, están dedicando gran parte

I ¿La regulación en los países

agua de tal calidad como para poderla

de sus esfuerzos a demostrar, docu-

de UE es muy diferente?, y si es

introducir en los conductos convencio-

mentar y divulgar ante sus usuarios la

así, ¿en qué situación está la

nales de aprovisionamiento de agua de

bondad y la inocuidad de sus propues-

regulación en España?

consumo humano, bien sea de forma in-

tas de reutilización potable indirecta,

directa (mediante mezcla previa en em-

mediante un acuífero, la primera, y va-

I La regulación de los países de la UE

balses o acuíferos) como se está ha-

rios embalses, la segunda. La cotidia-

es variada porque las circunstancias en

ciendo en el sur de California y en

nidad de la reutilización potable en

que ha sido elaborada y aprobada han

Singapur, o de forma directa en la red de

Windhoek, desde que se inició en

sido realmente diferentes. Es algo muy

distribución de agua de consumo huma-

1968, y la absoluta aceptación de que

similar a lo que se ha producido durante

no, como se está realizando en la ciu-

sin esos recursos la vida en la ciudad

décadas en países pioneros como los

dad de Windhoek, capital de Namibia.

sería imposible han hecho que el de-

EEUU. Es un hecho absolutamente lógi-

No obstante, llegados a este punto,

bate público sobre la reutilización po-

co que conviene tener muy en cuenta

conviene recordar que “la excelencia

table directa haya pasado a un segun-

en la gestión de los recursos hídricos,

técnica no es garantía de éxito”, en

do plano.

de modo similar a como se hace en

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

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ENTREVISTA I RAFAEL MUJERIEGO, ASERSA

otros sectores. Los EEUU disponen de

del RD al progreso científico y técnico,

unas directrices, sin valor normativo,

tanto en sus aspectos concesionales,

elaboradas por la Agencia de Protección del Medio Ambiente (USEPA). Por otra parte, cada estado ha ido desarrollando sus normativas a través de un proceso de concertación entre las entidades gestoras de los recursos y las autoridades de salud pública, teniendo muy en cuenta a los usuarios finales, sean agricultores, industriales, jardineros o residentes urbanos. Visto en perspectiva, al

La regulación de los países de la UE es variada, porque las circunstancias en que ha sido elaborada y aprobada han sido realmente diferentes

de autorización y de financiación, como en los relativos a la calidad del agua para los diversos usos y a las formas de hacer el seguimiento de las instalaciones y asegurar la calidad de las aguas regeneradas para los usos previstos.

El gran reto que se nos plantea, a la vez que el gran estímulo para superarlo, es realizar conjuntamente esa tarea de evaluación y adaptación del RD 1620/2007.

menos desde nuestras latitudes, esas normativas estatales han ido poco a po-

I ¿De qué manera repercuten

co convergiendo, bajo el efecto de la

para España las propuestas de

técnica, la economía y la percepción pú-

una excelente propuesta para su tiempo.

la Hoja de Ruta de la UE en

blica, hacia unas normas básicas cada

Fue el resultado de un esfuerzo de deba-

reutilización?

vez más universales.

te y estudio que se prolongó durante ca-

Cada estado inicia el camino en un pun-

si dos décadas. Sirvió para plasmar un

I La hoja de ruta que se está elaborando

to diferente, con unos recursos hídricos

compromiso entre todos los que tenían

a nivel europeo da la sensación de to-

determinados, con una climatología di-

responsabilidad y capacidad para apor-

mar como punto de referencia conoci-

ferente incluso a nivel regional, así co-

tar al desarrollo de la reutilización. Ha

mientos y experiencias de épocas ante-

mo en un contexto cultural y con un ba-

pasado una década, durante la que se

riores a la de promulgación del

gaje técnico diferenciados; al final, y por

han desarrollado numerosos proyectos

RD1620/2007. Hemos de ser conscien-

interacción y divulgación de esas tra-

de reutilización de agua para los más di-

tes de los numerosos proyectos lleva-

yectorias, van consolidándose solucio-

versos tipos y se ha acumulado una gran

dos a cabo en territorio español y la

nes que, sin ser idénticas, tienen mu-

experiencia práctica sobre cómo llevar a

abundante experiencia acumulada tanto

chos elementos en común.

cabo su gestión y su financiación.

en la producción del agua regenerada

Nuestra normativa, plasmada en el RD

Disponemos de información más que

como en su reutilización para diversos

1620/2007, puede considerarse como

suficiente para proceder a la adaptación

usos, principalmente no potables.

ENTREVISTA I RAFAEL MUJERIEGO, ASERSA

ERA avanzada del Camp de Tarragona de la Agencia Catalana del Agua para producir agua para la industria petroquímica. Foto: ASERSA

Estados pioneros y más adelantados

y el resultado de ese proceso de refle-

gación de nuestros proyectos, junto con

que nosotros en este campo, como Cali-

xión europeo conviene tener en cuenta

la adaptación de nuestra propia normati-

fornia y Florida, publicaron y siguen pu-

varias circunstancias históricas y actua-

va al progreso científico y técnico. Será

blicando experiencias que concuerdan

les. De una parte, la reglamentación so-

difícil que una normativa aprobada por

con las premisas utilizadas en nuestros

bre la reutilización del agua en los

la totalidad de los estados miembros de

proyectos de riego para usos agrícolas y

EEUU ha seguido trayectorias específi-

la UE pueda satisfacer las necesidades

de jardinería. En particular, el Manual

cas en cada estado, determinadas por

de la reutilización en territorios como el

Práctico de riego con agua municipal re-

el momento en que se inició y las cir-

nuestro, con unas condiciones climato-

generada, publicado por el Consejo re-

cunstancias que la motivaron, aunque

lógicas, técnicas, sociales y económicas

gulador de recursos hídricos de Califor-

evidenciando una cierta convergencia.

tan específicas. Por otra parte, los bene-

nia, fue y sigue siendo una fuente de

Por otra parte, las prioridades y los crite-

ficios de ese proceso de adaptación y

referencia para los proyectos de regadío

rios de actuación de los estados miem-

desarrollo serían de gran utilidad para

y jardinería tanto en España como en

bros de la UE sobre los recursos hídri-

afrontar los nuevos episodios de sequía

California y en Florida. Carece de senti-

cos son diversos, en función del impacto

que sin duda están llamados a producir-

do plantearse la redacción de una nor-

prioritario tan desigual que tiene en

se en un futuro muy próximo en nues-

mativa europea sin tener en cuenta

ellos: el norte está preocupado por las

tras zonas mediterráneas. Además, dis-

esas experiencias, tanto extranjeras co-

inundaciones y el sur por las sequías.

poner de una normativa nacional

mo nacionales. Es bien cierto que nues-

Por último, los funcionarios europeos

consolidada nos colocaría en una situa-

tros proyectos no han sido suficiente-

responsables de la elaboración y sobre

ción de preferencia a la hora de contri-

mente documentados como para ser

todo de la aprobación de estas iniciati-

buir al desarrollo de futuras normativas

fácilmente tenidos en cuenta en la ela-

vas, desconocen la existencia de un ca-

de ámbito europeo.

boración de estas nuevas propuestas

lendario estricto para completar esta ta-

de reglamentación europea. No obstan-

rea así como de una previsión sobre la

I ¿Qué grado de concienciación

te, habríamos de ser capaces de convo-

disposición de los estados para apro-

tienen las autoridades con este

car a los gestores de los proyectos más

barla. Todo ello lleva a concluir que la

problema?

destacados y representativos para que

iniciativa reguladora europea puede tar-

aportarán y consolidaran las reflexiones

dar fácilmente varios años en conseguir

I El grado de concienciación guarda una

más importantes obtenidas de todos es-

la aprobación necesaria para su entrada

relación directa con el grado de déficit cró-

tos años de realizaciones prácticas. Pa-

en vigor. Tanto o más eficiente sería

nico de los recursos de nuestras cuencas

ra estimar cual puede ser la progresión

avanzar en la documentación y la divul-

hidrográficas y con el posible deterioro de

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la calidad de nuestras fuentes de agua,

ejemplo con la carbamazepina utilizada

debido a los vertidos y a la presencia de

para tratar la epilepsia y ciertas neural-

nuevos contaminantes (emergentes). Las autoridades son conocedoras de las ventajas y las exigencias de la implantación de la regeneración y la reutilización del agua, no tan solo a través de las experiencias internacionales, sino también de los numerosos proyectos implantados en nuestros territorios con gran éxito. Siguiendo un comportamiento casi universal, suele ser la necesidad de agua, du-

El grado de concienciación guarda una relación directa con el grado de déficit crónico de los recursos de nuestras cuencas hidrográficas

gias, indican que efectivamente esta sustancia puede estar presente en el agua de riego, es absorbida por las plantas y puede estar presente en los vegetales y frutas que luego se ingieren por las personas. Sin embargo, un vegano necesitaría ingerir exclusivamente este tipo de vegetales y frutas durante algo más de 200 años antes de sobrepasar la dosis diaria aceptable de carbamazepina. Con-

rante episodios intensos de sequía, la que

viene resaltar que ese tipo de contami-

mayor motivación aporta, siguiendo el cri-

nantes pueden estar presentes igual-

terio de “necesidad y oportunidad”. Han

mente en las fuentes convencionales de agua tanto para riego como para consu-

sido pocos los estados realmente visionarios, como la ciudad de Windhoek, la zo-

aguas resultantes sean incluso mejores

mo humano, en razón de la dispersión

na del sur de California, diversas partes

que las de muchos cauces convenciona-

casi generalizada de sustancias que se

de Australia y el pequeño territorio de Sin-

les, en los que suele ocurrir la reutiliza-

está produciendo por la globalización, los

gapur, los que ante una necesidad real y

ción incidental de vertidos aguas arriba.

viajes y el vertido de aguas depuradas en

urgente de recursos adicionales se han

Hay que reconocer que es prácticamen-

los cauces convencionales.

lanzado con gran convicción a la adop-

te imposible asegurar que un agua rege-

El control y la reducción del contenido de

ción de la regeneración y la reutilización

nerada esté libre de cualquier contami-

estas sustancias habrá de afrontarse de

como una de las estrategias claves de la

nante microbiológico o químico de los

forma coordinada y complementaria, me-

gestión integrada de sus recursos hídri-

que las actividades humanas aportan a

diante 1) el uso eficiente y controlado en

cos. Cabe pensar que un posible episodio

las aguas usadas. Los sistemas analíti-

sus aplicaciones concretas, 2) el control

de sequía intenso y multianual, como el

cos actuales permiten detectar concen-

de los aportes a las aguas residuales (se-

que viene afectando a Windhoek y Cali-

traciones de nanogramos por litro y muy

gregación de las fuentes de contamina-

fornia, impulsará el desarrollo de esta es-

pronto lo harán de picogramos por litro

ción), 3) una depuración cada vez más

trategia de gestión en nuestra geografía,

de las más variadas sustancias. Sin em-

avanzada de las aguas residuales, más

acelerando todas las facetas concesiona-

bargo, los estudios de riesgo realizados

allá de la DBO5, la MES y los nutrientes y

les, reglamentarias, económicas y técni-

por la Asociación Americana de Reutili-

4) una regeneración más afinada de los

cas que ello comporta.

zación del Agua ponen de manifiesto

efluentes tratados, hasta alcanzar los lí-

que el riesgo químico (productos farma-

mites tolerables en las aguas utilizadas

I ¿Qué riesgos sanitarios

céuticos y de higiene personal) para los

para cada uso. El objetivo de asegurar ni-

conlleva el riego agrícola con

agricultores y los regantes que utilizan

veles indetectables de una sustancia es

agua residual regenerada?

esas aguas, así como para los escolares

prácticamente inalcanzable, pues el de-

y los jugadores de golf que practican en

sarrollo de nuevas técnicas de detección

I El riego agrícola y de jardinería con

campos regados con agua regenerada

y cuantificación ha alcanzado tal intensi-

agua residual regenerada, con una cali-

son insignificantes, especialmente com-

dad que se estima un progreso de tres

dad como la exigida por el RD

parados con los riesgos del uso directo

órdenes de magnitud (de nanogramos a

1620/2007, comporta unos riesgos sani-

de esos mismos productos.

picogramos) para el año 2035.

tarios comparables o inferiores a los pro-

La inquietud sanitaria se centra en estos

pios de realizar esa actividad con aguas

momentos en la ingesta por las personas

I España tiene un potente

de fuentes convencionales. Es cierto

de ese tipo de contaminantes químicos,

mercado agrícola,

que las aguas residuales brutas contie-

además de los plaguicidas utilizados en

¿es dependiente al agua

nen numerosos compuestos y microor-

agricultura, a través del consumo de las

regenerada?

ganismos peligrosos para la salud públi-

propias plantas, al absorberlos durante

ca. El proceso de depuración y el

su cultivo y riego con aguas regenera-

I El agua regenerada constituye una

posterior de regeneración hacen que las

das. Los estudios preliminares, como por

fuente esencial de recursos en zonas

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ENTREVISTA I RAFAEL MUJERIEGO, ASERSA

El agua regenerada constituye una fuente esencial de recursos en zonas de clima mediterráneo como las nuestras

abundancia, en acuíferos y embalses).

que el coste del agua regenerada sea

El aumento de los usos y los cambios

similar al del agua de fuentes conven-

en las condiciones climáticas está lle-

cionales, pero la reutilización puede

vando a identificar fuentes alternativas

significar un coste importante, si no se

de agua más regulares, entre las que

dispone de una red de distribución ade-

conviene destacar las aguas regenera-

cuada. Todos estos argumentos técni-

das, especialmente en zonas costeras.

cos, económicos y de gestión cobran

Los efluentes depurados que normal-

una relevancia muy especial cuando se

mente se vierten al mar mediante emi-

contemplan vídeos de agricultores cali-

sarios submarinos (para asegurar su

fornianos que, tras un episodio de se-

dilución y dispersión) pueden regene-

quía continuada de varios años, deben

rarse y enviarse tierra adentro (en lugar

proceder a arrancar 1.000 ha de al-

de mar adentro) para su utilización en

mendros secos, al no haber podido dis-

los más diversos usos.

poner de agua de ningún tipo para re-

de clima mediterráneo como las nues-

EL riego agrícola y de jardinería es una

garlos. Es en casos como ese cuando

tras, caracterizadas por el déficit cróni-

de las opciones más frecuentes, espe-

cobra todo su valor la frase de que “el

co de recursos y una notable irregulari-

cialmente si ya se dispone de redes de

agua más cara es la que no se puede

dad pluviométrica. Las plantas, como

distribución de agua agrícola, evitando

comprar”.

tantos otros sistemas biológicos de

así en la necesidad de realizar inver-

crecimiento continuo, requieren agua

siones importantes para construir las

I ¿Podría destacar algún

de forma regular: necesitan agua de

nuevas redes que serían necesarias.

proyecto como referencia?

forma especialmente crítica en deter-

El agua regenerada constituye una

minados momentos de su desarrollo.

fuente de suministro real y práctico pa-

I España dispone de tal número de

La constatación de que la irregularidad

ra la agricultura, en cuanto que ofrece

proyectos de reutilización, con tal va-

meteorológica (lluvias) es incapaz de

una fuente local de agua, con una fiabi-

riedad de utilizaciones, tal rango en su

ofrecer un suministro fiable, llevó a

lidad generalmente superior a la de las

capacidad de producción y tal número

nuestros antepasados (en todo el mun-

fuentes convencionales y con una ca-

de años de explotación que resulta

do) a disponer de reservas estaciona-

pacidad para realizar importantes aho-

muy difícil destacar uno de ellos como

les, a regular los recursos de “naturale-

rros en fertilizantes (nitrógeno y fósfo-

el referente principal. A ello hay que

za irregular” (almacenar en épocas de

ro). El coste de regenerar puede hacer

añadir la circunstancia de que los últi-

Los Jardines de Santa Clotilde, en Lloret de Mar, que comenzaron a regarse con agua regenerada por el CCB durante la sequía de 2007-08. Foto: ASERSA

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I www.retema.es I

ENTREVISTA I RAFAEL MUJERIEGO, ASERSA

mos años de abundancia de recursos

Gasteiz, por ser el primero en diseñar-

que ha merecido reconocimientos in-

hídricos y de austeridad de recursos

se de acuerdo con la normativa califor-

ternacionales como el 2015 European

económicos han llevado a muchos de

niana e incluir un sistema de regulación

RiverPrize y ser finalista en el 2016

esos proyectos a permanecer en hiber-

y de distribución, 3) los de regenera-

Thiess International RiverPrize, 7) el

nación y casi al margen de la divulga-

ción básica y avanzada de El Prat de

del Camp de Tarragona, para producir

ción y la comunicación. Disponemos

Llobregat, por la gran capacidad de sus

agua para uso industrial con una cali-

de tal gama de proyectos que podría-

instalaciones y la diversidad de usos

dad muy superior a la de cualquier

mos completar varias series de premia-

(ambientales, aumento de caudales,

agua de consumo humano y por último

dos, como los que hacen nuestros co-

regadío y alimentación de barrera con-

8) el de El Port de la Selva, para la pro-

legas

sus

tra la intrusión marina), 4) el de la Cos-

ducción de agua tanto para riego de

conferencias del sector. A modo de re-

ta del Sol Occidental, al ofrecer agua

jardinería como para la recarga parcial

sumen histórico y conscientes del ries-

de riego para el mayor número de cam-

del acuífero local dedicado al consumo

go de olvidar algunos de los igualmen-

pos de golf alineados en Europa, en lo

humano (reutilización potable indirec-

te merecedores de esta reflexión,

que se ha venido a llamar “la calle más

ta). Cabe esperar que en un futuro pró-

podemos indicar: 1) el proyecto de rie-

larga de Europa”, 5) el del área metro-

ximo podamos disponer de fichas des-

go de jardinería en el antiguo campo de

politana de Madrid, con la mayor red

criptivas de todos los proyectos de

golf Mas Nou en Castell Platja d’Aro,

circular de regulación y distribución de

reutilización que se están realizando

como uno de los primeros surgido de la

agua regenerada para riego de jardine-

en España. Sería un motivo de gran

obligación normativa de regar con

ría y baldeo de calles, 6) el de reutiliza-

satisfacción para el sector y un modelo

agua regenerada, 2) el de la comuni-

ción del agua para la gestión integrada

de referencia para el resto de países

dad de regantes de Arrato, en Vitoria-

de la cuenca hidrográfica del Segura,

de la UE.

norteamericanos

en

TECNOLOGÍA I DAGA

DAGA presenta su todoterreno para el desbaste

D

AGA presenta en su gama de rejas automáticas MR29, la nueva serie N, diseñadas para caudales medianos en proce-

sos de tratamiento de aguas residuales, procesos industriales y regadíos.

Después de varios meses de trabajo en I+D, DAGA presenta al mercado su nueva línea de rejas automáticas de la serie N. Esta incorporación sumada a los modelos MR29F (pequeños caudales) y MR29G (grandes caudales), proporciona a DAGA un gran portafolio de equipos automáticos para el desbaste, cubriendo medidas de canal desde 0,5m a 3m de anchura, con pasos de desbaste de 10mm a 100mm y para capacidades de 100m3/h a 72.000 m3/h.

La MR29N es una reja de limpieza au-

tomática monobloc, diseñada para ser instalada en canales y extraer de forma automática los sólidos del agua. La serie N es útil para canales de hasta 2m de anchura, una altura del agua de hasta 9m y con capacidad de elevación de hasta 400Kg. Una de las características más destacables de la nueva serie, es su sistema reversible, que da la posibilidad de invertir el sentido de limpieza del equipo y desatascar de forma automática cualquier residuo. Este avance técnico evita riesgos innecesarios de rotura e intervenciones de mantenimiento. No menos importante es el diseño de la parte inferior de los barrotes de desbaste, que gracias a su forma curva garantizan una perfecta entrada del peine, evitando acumulacio-

de carga a caudal variable. Esto permi-

sigue liderando el sector de los equipos

nes de residuos y atascos inesperados.

te reducir consumo eléctrico, optimizar

de pre-tratamiento de aguas.

DAGA ofrece en su MR29N un siste-

el rendimiento del equipo al máximo y

ma de control que da la posibilidad de

evitar riesgos de colmatación.

trabajar en dos configuraciones, de for-

Con esta nueva incorporación y con

ma temporizada y también por perdida

una constante evolución técnica, DAGA

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

DAGA http://www.dagaequipment.com/

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ESTUDIO DEL BIOENSUCIAMIENTO DE MEMBRANAS EN SISTEMAS MBR DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS

Estudio de los problemas de bioensuciamiento de membranas y espumas de origen biológico en sistemas MBR de tratamiento de lixiviados José Luis Alonso1, Yolanda Moreno1, Elena Zuriaga2, Laura Moreno-Mesonero1, Inmaculada Amorós1, Julián Fernández-Navarro1, José Antonio Mendoza2, Amparo Bes2, Cristina Alvárez3, Eduardo Fernández3 1 Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente, UPV I www.iiama.upv.es • 2Instituto de Seguridad Industrial, Radiofísica y Medioambiental, Universitat Politècnica de València I www.upv.es/isirym • 3URBASER I www.urbaser.es

INTRODUCCIÓN

procesos convencionales de depuración

como en aguas urbanas, especialmente

de aguas residuales, tales como mayor

en aquellos casos en los que se plantea la posibilidad de reutilización de agua.

Los biorreactores de membrana

calidad del agua tratada, posibilidad de

(MBR) se incluyen en las denominadas

operar con altas concentraciones de

El principal inconveniente de los MBR

tecnologías de membrana, las cuales

biomasa, baja producción de fangos y

es el ensuciamiento o fouling de las

han experimentado un gran desarrollo

tamaño compacto de la planta (Santos

membranas, que produce la disminu-

en la última década. La aplicación de

et al., 2011). Como resultado, la comuni-

ción del flujo de permeado, el aumento

estas tecnologías permite la separación

dad bacteriana de este sistema puede

de la presión transmembranal de opera-

del licor de mezcla y el agua depurada

ser bastante diferente a la de un sistema

ción e implica la realización de ciclos de

mediante membranas (UF ó MF), obte-

convencional. Estos sistemas se utilizan

limpieza para restaurar el sistema, todo

niendo ventajas importantes frente a los

tanto en aguas residuales industriales

ello traduciéndose en un aumento de los

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Septiembre/Octubre 2016

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ESTUDIO DEL BIOENSUCIAMIENTO DE MEMBRANAS EN SISTEMAS MBR DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS

costes de operación (Judd, 2011). El

Figura 1. Composición de las EPS

fouling está determinado por cuatro factores: diseño del módulo de membranas, parámetros de operación del proceso de filtración, características del tratamiento biológico y material de la membrana (Lyko et al., 2008). Al tratarse de un sistema biológico de tratamiento del agua residual, la principal causa del ensuciamiento son materiales coloidales o sustancias poliméricas extracelulares (EPS), que son metabolitos excretados por la biomasa (Ahmed et al., 2007). Están formadas por la suma de las sustancias poliméricas extracelulares extraídas (eEPS) y los productos solubles microbianos (SMP) (figura 1). Las eEPS forman parte de la capa exterior de las bacterias presentes en el agua

contenidos y determinar su influencia en

Se tiene constancia de que las bacte-

residual y están formadas básicamente

el ensuciamiento de las membranas.

rias filamentosas que producen espu-

por proteínas y polisacáridos aunque

Hoy en día no existe ningún protocolo

mas (foaming) pueden ocasionar pro-

también se encuentran en su composi-

normalizado y en muchos trabajos se

blemas no sólo en los procesos de

ción, ácidos nucleicos, lípidos, ácidos

han publicado resultados que contradi-

fangos activos tradicionales, sino tam-

húmicos, etc. Estas mismas sustancias

cen a otros autores (Drews, 2010) por lo

bién en MBR (You y Sue, 2009). La pre-

pueden encontrarse disueltas en el licor

que se propone utilizar diferentes méto-

sencia de bacterias filamentosas se ha

de mezcla, constituyendo así los SMP.

dos de extracción y de análisis de los

asociado con el bioensuciamiento de las

Ambos se acumulan sobre la superficie

EPS y SMP (Ras et al., 2008) y así po-

membranas en los MBR (Meng y Yang,

de la membrana durante la filtración

der establecer un protocolo de caracteri-

2007). Existe una necesidad clara de

causando el ensuciamiento de la mis-

zación del licor de mezcla de un MBR.

identificación de las comunidades bac-

ma. Su comportamiento sobre la superficie de la membrana y el mecanismo de ensuciamiento de los MBRs aún no está resuelto. En estudios previos (Trussell et al., 2006) se ha demostrado que los SMPs constituyen el mayor componente de la materia orgánica disuelta (MOD), pudiendo bloquear los poros de la membrana. Por ello, es muy importante minimizar la concentración de SMP en los MBR. La identificación de las comunidades bacterianas relacionada con la biodegradación de los SMPs es fundamental para una mejor comprensión de la acumulación de los mismos en los MBRs y ayudar en la aplicación de estrategias de control más efectivas.

Por todo ello, es importante tener establecido un protocolo de caracterización química del licor de mezcla para determinar los valores de eEPS y SMP

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RETEMA

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ESTUDIO DEL BIOENSUCIAMIENTO DE MEMBRANAS EN SISTEMAS MBR DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS

terianas en muestras de MBR, que nos

ción de espumas de origen biológico

(http://qiime.org/). Por otra parte, la téc-

permitan una aproximación de cómo se

(foaming) y el bioensuciamiento de las

nica FISH se ha utilizado para la identi-

comportan estas comunidades en siste-

membranas

ficación y cuantificación de bacterias filamentosas dominantes.

mas biológicos con esta tecnología. La aplicación de técnicas moleculares para

MATERIAL Y MÉTODOS Caracterización química del

estudiar los sistemas de depuración ha aumentado la visión de la gran diversi-

Plan de muestreo

licor de mezcla del MBR

dad e interacción de los microorganismos presentes (Gilbride et al., 2006). Se

Se han tomado 15 muestras de los li-

En primer lugar se ha procedido a la

ha recurrido al uso de técnicas molecu-

cores de mezcla de los biorreactores

extracción de los EPS del fango activo-

lares de secuenciación masiva, que per-

previos a la ultrafiltración de dos MBRs

mediante el método CER (resina de in-

miten estudiar la diversidad taxonómica

que tratan lixiviados (Planta 1, P1 y

tercambio catiónico). Las proteínas se

y estructura espacial de comunidades

Planta 2, P2) que cuentan con MBRs

han analizado con los métodos Micro

bacterianas en su hábitat natural. El uso

externos. La frecuencia de muestreo

BCA y BCA, dependiendo de su con-

de la técnica de hibridación in situ con

ha sido mensual.

centración, y los carbohidratos con el

sondas marcadas con fluoróforos

método de la Antrona.

(FISH) proporciona los medios necesa-

Análisis de la comunidad

rios tanto para la identificación como pa-

bacteriana

nas en forma cuantitativa (qFISH).

Caracterización física del licor de mezcla del MBR

ra el estudio de poblaciones microbiaLos cambios en las comunidades

El objetivo de este trabajo es el estu-

bacterianas se han analizado mediante

La resistencia a la filtración del licor

dio integral de dos biorreactores de

secuenciación masiva de amplicones.

de mezcla de los MBRs se ha realizado

membrana ubicados en plantas para el

Para este objetivo, se han realizado un

de acuerdo por el modelo propuesto

tratamiento de lixiviados de URBASER,

conjunto de PCRs para amplificar la re-

por Bae y Tak (2005). En este modelo

a partir de la determinación de las co-

gión V3-V4 del 16S RNA (región de co-

la resistencia total a la filtración es la

munidades bacterianas, SMP, eEPS y

munidad procariota bacteria+archaea),

suma de la resistencia que aporta la

resistencia a la filtración, parámetros fí-

mediante el uso de iniciadores especí-

membrana limpian la resistencia a la

sico-químicos y operacionales, para

ficos. Las secuencias obtenidas se han

torta y la resistencia al ensuciamiento

caracterizar los problemas de forma-

procesado con el software libre QIIME

irreversible. Para su determinación se empleó una planta de laboratorio de UF equipada con un módulo Rayflow 100 de Orelis. La membrana empleada fue de corte molecular 150 kDa de Microdyn Nadir. La viscosidad fue medida con un reómetro Haake RheoStress 1 operado a temperatura constante.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Bioensuciamiento (fouling) En el presente estudio se han analizado principalmente las características del licor de mezcla del reactor previo a las membranas de ultrafiltración en ambos MBRs. En la figura 2 se muestran los sólidos en suspensión totales y volátiles de los biorreactores. Cabe destacar que en P1 en la muestra 3 (M3) disminuyó la con-

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ESTUDIO DEL BIOENSUCIAMIENTO DE MEMBRANAS EN SISTEMAS MBR DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS

centración de sólidos en el reactor pero ha ido aumentando progresivamente hasta la M11 (28.33 g/L), para disminuir de nuevo en las siguientes muestras. En P2 los valores de las tres primeras muestras fueron muy elevados, bajando la concentración en M4, de forma que se mantuvo entre 20 y 25 g/L hasta M11 (con la excepción de M8, cuyo valor fue de 15,18 g/L). En las últimas muestras la concentración de SSLM disminuyó, situándose por debajo de 18 g/L. La concentración de SSSLM está determinada además de por las purgas periódicas por los SS que entran en el lixiviado y que no son de naturaleza biodegradable. Por consiguiente, en este tipo de MBR este parámetro es más difícil de ajustar que en otros que depuran aguas residuales de otro tipo, por ejemplo urbanas.

Los valores de proteínas (SMP-P) medidos en ambos MBRs son muy elevados si los comparamos con los que se miden en MBRs de depuradoras de aguas residuales urbanas (figura 3).

Estas proteínas proceden de los residuos de las células muertas que se acumulan en el sistema. Tal es así, que en la caracterización biológica se observa predominancia de bacterias que emplean como sustrato estos restos celulares. Las grandes concentraciones de SMP pueden provocar el bloqueo de los poros de la membrana. Hay que comentar igualmente, que los valores de las proteínas en los SMP han sido siempre muy superiores en P2 respecto a los de P1, especialmente en las primeras muestras, lo que explica los datos de flux en los ensayos de UF que se comentarán más adelante.

A diferencia de SMP-P, la concentración de proteínas extraídas eEPS-P no es muy alta, pudiéndose comparar con valores en MBR aplicados a otros tipos de aguas residuales (figura 4). Se puede observar cómo a diferencia de con los SMP-P, los datos de eEPS-P son muy similares entre ambas Plantas (P1 y P2). En P1 y P2 la tendencia es cre-

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ciente con el número de muestra. Los valores obtenidos se encuentran en el rango de 5 y 30 mg/L. La concentración de carbohidratos en los SMP-C es inferior a la de proteínas en todas las muestras (figura 3).

Además, en todas las muestras excepto en M14 los carbohidratos en los SMP de P2 son considerablemente mayores que los de P1. Sin embargo, en las últimas muestras los valores se tienden a igualar. Al igual que las eEPS-P, los valores de eEPS-C pueden ser calificados de bajos (figura 4).

Tampoco se encuentran diferencias entre P1 y P2 (en las 4 últimas muestras

Figura 2. Sólidos en suspensión totales (SST) y volátiles (SSV) en el licor mezcla de los biorreactores de Planta 1 (P1) y Planta 2 (P2)

son mayores en P2).

El modelo matemático más utilizado para determinar el ensuciamiento de las membranas es el modelo de resistencias en serie. Según este modelo, la dependencia del caudal de filtración con la presión transmembranal aplicada se expresa a través de una serie de resistencias cuyo cálculo se realiza de forma experimental de acuerdo con el procedimiento descrito por Bae y Tak (2005). Para el cálculo de la resistencia total, se ha de calcular la resistencia intrínseca de la membrana (Rm), la resistencia debida a la capa de torta (Rc), formada por la capa que se va depositando sobre la superficie de la mem-

Figura 3. Proteínas (mg/L) y carbohidratos (mg/L) en los SMPs del licor mezcla de los biorreactores de la Planta 1 (P1) y Planta 2 (P2)

brana y la resistencia causada por la adsorción de soluto en los poros y paredes de la membrana (Rf).

Los resultados de Rm son necesarios reflejarlos pues aunque todos los ensayos se han realizado con el mismo tipo de membrana, los recortes usados son diferentes, por lo que en alguno pueden variar ligeramente las características permeoselecticas. En todo caso, se puede observar que los valores son muy parecidos (entre 5E+11 y 9E+11), por lo que la membrana en sí no tiene influencia sobre los resultados obtenidos de filtrabilidad del licor de mezcla. Lógicamente, y de acuerdo también a los valores de flux antes co-

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Figura 4. Proteínas (mgBSA/gSSV) y carbohidratos (mgGlucosa/gSSV) en los eEPS del licor mezcla de los biorreactores de la Planta 1 (P1) y Planta 2 (P2)

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la velocidad, es decir de 0 a 800 s-1 y descendiéndola, es decir de 800 a 0 s1. El comportamiento del fango se modelizó utilizando el modelo de Ostwald de Waele. En la Figura 5, se observa que en el fango del P1 a partir de 540 s-1 la turbulencia generada es excesiva por lo que sólo se ha modelizado hasta dicha velocidad. Tal y como se observa en la figura 5, el fango procedente de P2 es más viscoso que el fango procedente de P1. Ello puede ser debido a un exceso de polielectrolito adicionado en la separación de los sólidos del digestato mediante centrifugaFigura 5: Viscosidad aparente del fango en Planta 1 y Planta 2

ción, que constituye un tratamiento previo del residuo líquido entrante al MBR. Otra causa puede ser la mayor concentración de SS en el lixiviado de entrada. Las viscosidades de ambos fangos se pueden modelizar con el modelo de Ostwald, el cual es el que se utiliza principalmente en los reactores de fangos activos que contienen el licor de mezcla.

Espumas de origen biológico (foaming) La baja carga másica, típica de los sistemas MBR, genera una espuma marrón especialmente durante los períodos de baja carga (Judd, 2011). En los biorreactores de P1 y P2 aparecían ocasionalmente espumas. Las espumas en los biorreactores pueden tener un origen

Figura 6. Curva de rarefacción de las muestras de metagenómica de Planta 1 y Planta 2

químico o biológico. En particular la presencia de tensioactivos se ha relacionado con la formación de espumas de ori-

mentados, se observa que la resisten-

La viscosidad es un parámetro im-

gen químico (Mara y Horan, 2003). La

cia a la filtración total es mayor para el

portante ya que afecta en la transferen-

determinación de agentes tensioactivos

licor de mezcla de P2, si bien estos va-

cia del oxígeno en el reactor y también

en los MBRs ha determinado que no

lores se igualan en las últimas mues-

influye en el ensuciamiento de las

existe presencia de los mismos capaz

tras. Por último, cabe decir que Rc es

membranas. Es un parámetro muy li-

de originar en los biorreactores espu-

considerablemente mayor a Rf, por lo

gado con la concentración de sólidos

mas permanentes. Los cambios en las

que el ensuciamiento es principalmen-

presentes en el reactor. La velocidad

comunidades bacterianas de los biorre-

te debido a la formación de torta frente

de cizalla se aumentó de 0 a 800 s-1.

actores se han analizado mediante se-

al bloqueo interno de poros, si bien hay

Con el fin de observar si el licor de

cuenciación masiva de amplicones. Co-

influencia de ambos en el ensucia-

mezcla tenía un comportamiento tixo-

mo puede observarse en la curva de

miento global de la membrana.

trópico el ensayo se realizó subiendo

rarefacción (figura 6), P2 presenta más

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abundancia de especies que P1. En las figuras 7 y 8 se muestran las abundancias relativas de los fila más frecuentes en cada una de las muestras analizadas. De forma general, los fila más frecuentes en la totalidad de las muestras han sido Proteobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi y Firmicutes. En MBRs se han identificado como más abundantes los fila Proteobacteria, Bacteroidetes y Firmicutes (Ma et al., 2016). En los biorreactores de los dos MBRs se ha encontrado con la técnica FISH una elevada concentración de Haliscomenobacter (figura 9). Las bacterias filamentosas (Haliscomenobacter, tipo 0092 y tipo 0083) identificadas como dominantes con la técnica de metagenómica, no se consideran como bacterias formadoras

Figura 7. Fila más abundantes en las muestras de Planta 1

de espumas en EDAR con el sistema convencional de fangos activos (CAS) (Lemmer et al., 2005). En las EDAR con el sistema CAS el foaming se produce fundamentalmente por la presencia de niveles altos de Microthrix y/o mycolata.

El foaming en MBR, en contraposición al proceso de fangos activos, está muy poco estudiado. En MBR se ha observado la presencia de foaming en ausencia de bacterias filamentosas formadoras de espumas, como Microthrix y mycolata (Nakajima y Mishima, 2005; Di Bella et al., 2011). La presencia de bacterias filamentosas no formadoras de espumas (tipo 0092, tipo 0041, tipo 1851) en MBR se ha asociado con la formación de foaming (Di Bella et al., 2011). En los biorreactores estudiados en el proyecto, el foaming no se producía por la presen-

Figura 8. Fila más abundantes en las muestras de Planta 2

cia de concentraciones elevadas de bacterias filamentosas formadoras de espumas Microthrix y mycolata (Gordo-

minuir, coincidiendo con la disminución

de las células bacterianas presentes en

nia, Mycobacterim) porque los niveles

de la concentración de sólidos totales.

los flóculos de los biorreactores favore-

de estas bacterias hidrófobas han sido

En P2 los niveles del tipo 0092 (Anaero-

cerían la formación del foaming más

bajos durante el período de muestreos

linea, filo Chloroflexi) se han mantenido

que las concentraciones elevadas de

(figura 10). En P1 se ha determinado

constantes, alrededor del 5% de OTUs.

bacterias filamentosas. Las EPS tienen

una abundancia relativa de OTUs del ti-

En P2 y P1 los niveles del tipo 0083

un papel principal en el foaming y el bio-

po 0092 (Anaerolinea, filo Chloroflexi)

(Caldilinea, filo Chloroflexi) han sido in-

ensuciamiento en los MBR. La elevada

por encima del 5% hasta el muestro

feriores al tipo 0092 (figura 10). Las

hidrofobicidad de las espumas pueden

M11 a partir del cual ha empezado a dis-

EPS-P (proteínas) producidas por la lisis

influir en la permeabilidad de las mem-

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branas (Consenza et al., 2013). Debido a su alta hidrofobicidad, las EPS y las bacterias filamentosas influyen directamente en la hidrofobicidad del fango de los biorreactores (Consenza et al., 2013). Cambios bruscos en el contenido de EPS-P pueden ser debidos a variaciones en las condiciones operacionales del sistema (Consenza et al., 2013), que pueden dar lugar a un incremento de EPS-P y favorecer el foaming. Estos re-

Figura 9: Filamentos de Haliscomenobacter: A) Tinción DAPI B) Técnica FISH sonda SAP 309

sultados confirman resultados previos (Nakajima y Mishima, 2005; Consenza et al., 2013; Di Bella y Torregrossa,

han encontrado diferencias significati-

dad del fango del P2 han de ir encami-

2013), que demuestran la estrecha rela-

vas en las concentraciones de sólidos

nados a disminuir la concentración de

ción entre el foaming y la variación en el

en suspensión y de EPS extraídos

productos solubles.

contenido de EPS-P en el biorreactor,

(eEPS) entre P1 y P2. Por ello, todos

Las concentraciones de EPS en las

sin embargo las SMP-P no se encuen-

los esfuerzos para mejorar la filtrabili-

muestras de licor de mezcla de ambas

tran relacionadas con el foaming (Di Bella y Torregrossa, 2013). La calidad (estabilidad y persistencia) de las espumas de origen biológico se caracteriza por la presencia simultánea de las EPS y las bacterias filamentosas específicas en los biorreactores (Di Bella et al., 2013).

Haliscomenobacter (filo Bacteroidetes, familia Saprospiraceae) es una bacteria especializada en la degradación de macromoléculas con una elevada capacidad de producción de exoenzimas, en particular de polisacáridos, como la Nacetil-glucosamina (Kragelund et al., 2008). Las bacterias filamentosas del filo Chloroflexi son metabólicamente versátiles y utilizan también en condiciones aerobias y anóxicas glucosa y N-acetil-glucosamina (Miura et al., 2007). La degradación de los SMP-C se llevaría a cabo por estas bacterias filamentosas (Haliscomenobacter, tipo 0092 y tipo 0083) con capacidad de metabolizar carbohidratos e implicaría unos niveles más altos de SMP-P. CONCLUSIONES El mayor ensuciamiento de las membranas del P2 es debido a la elevada concentración de los productos solubles microbianos (SMP), ya que no se

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Figura 10. Abundancia relativa (%OTUs) de bacterias filamentosas en los biorreactores de Planta 1 y Planta 2

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plantas son bajas, como corresponde a

membrane fouling and microbial community

un fango activo sometido a estrés por

structure in a membrane bioreactor. Journal of

las características de los lixiviados que

Membrane Science 287:211–218.

ne Science 317:78-87.

Ma J., Wang Z., Li H., Park H-D. y Wu Z. (2016) Metagenomes reveal microbial structu-

trata. Sin embargo, se observa que en

Bae T.H. y Tak T.M., (2005) Interpretation of

res, functional potentials and biofouling-related

las muestras de P2 las concentracio-

fouling characteristics of ultrafiltration mem-

genes in a membrane bioreactor. Applied Mi-

nes de SMP son más elevadas respec-

branes during the filtration of membrane biore-

crobiology and Biotechnology 100:5109-5121.

to a P1.

actor mixed liquor. Journal of Membrane

El fango activo del P2 es muy poco

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Mara D. y Horan N.J. (2003) The Handbook of Water and Wastewater Microbiology. Else-

filtrable, ya que los tiempos de succión

Cosenza A., Di Bella G., Mannina G. y Torre-

capilar y las resistencias a la filtración

grossa M. (2013) The role of EPS in fouling

Miura, Y., Watanabe, Y. y Okabe, S. (2007)

son mucho mayores respecto a P1. Es-

and foaming phenomena for a membrane bio-

Significance of Chloroflexi in performance of

to corrobora el mayor ensuciamiento

reactor. Bioresource Technology 147:184-192.

submerged membrane bioreactors (MBR) trea-

Di Bella G.D., Torregrossa M. yViviani G.

ting municipal wastewater. Environmental and

de las membranas en P2.

Entre los morfotipos filamentosos en-

(2011) The role of EPS concentration in MBR

contrados, destaca la presencia de Ha-

foaming: analysis of a submerged pilot plant.

liscomenobacter hydrossis. La hidróli-

Bioresource Technology 102:1628-1635.

sis con exo-enzimas de peptoglicanos

Di Bella G. y Torregrossa M. (2013) Foaming

y lipopolisacáridos en unidades de N-

in membrane bioreactors: identification of the

acetilglucosamina, puede contribuir co-

causes. Journal of Environmental Management

mo continuo aporte de substrato para

128:453-461.

las bacterias y promover un nicho alta-

Drews, A., Membrane fouling in membrane

mente especializado en los fangos acti-

bioreactors. (2010) Characterisation, contra-

vos. Las EPS-P (proteínas) producidas

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Trussell R.S., Merlo R.P., Hermanowicz S.W. y

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REPORTAJE

Nueva Estaciรณn Depuradora de Aguas Residuales de Badajoz

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REPORTAJE I NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ

Enrique Oliva1, Roberto Sal2, Manuel Castro3 Director de ingeniería; 2Jefe de Ingeniería; 3Jefe de Obra 1,2 Sadyt I www.sadyt.com • 2Sacyr I www.sacyr.com

1

INTRODUCCIÓN La EDAR de Badajoz fue construida en octubre de 1988 para una población de 233.333 habitantes equivalentes y un caudal medio de 56.000 m3/d. Su

cultura, Alimentación y Medio Ambiente

joz, ya en explotación, la ejecución de

a través de la sociedad estatal Acuaes,

los colectores y tanques de tormentas y

permiten tratar un caudal medio de 66.000 m3/día con un posible incremen-

la adecuación del saneamiento de las

to a 80.000 m3/día, para una población

zaba, Novelda, Sagrajas, Balboa, Gé-

equivalente de 385.000 habitantes.

vora y Villafranco del Guadiana).

pedanías de Badajoz (Alvarado, Alca-

diseño consistía en una línea conven-

El proyecto forma parte de la actua-

Como elemento singular en las

cional de eliminación de la contamina-

ción que Acuaes está ejecutando en

obras de ampliación de la EDAR hay

ción carbonada. Debido al paso del

Badajoz para mejorar el saneamiento y

que destacar que éstas se han desa-

tiempo, el deterioro de las instalacio-

depuración de la ciudad y sus pedaní-

rrollado en una parcela adyacente a la

nes, las necesidades de adaptar el ver-

as, que tendrán una inversión total de

antigua planta, siendo necesario, por

tido a la normativa vigente y el incre-

63,1 millones de euros, cofinanciados

condicionantes medioambientales, el

mento de la población de la ciudad, se

por el Ministerio, a través de la socie-

mantenimiento de esta última durante

hizo necesaria la ampliación de dicha

dad estatal y el Fondo FEDER de la

las obras de construcción de la amplia-

planta para poder tratar el caudal total

Unión Europea, y el Ayuntamiento de

ción, lo que ha originado algunas difi-

de la población y verter al cauce del río

Badajoz. Se construyó en plazo y forma

cultades -interferencias hidráulicas,

Guadiana el agua tratada con las máxi-

entre diciembre de 2013 y agosto de

eléctricas y de integración de equipos

mas garantías que establece la Directi-

2016 por la UTE de las empresas Sacyr

aprovechados de la antigua planta-

va Europea 91/271/CEE.

Construcción y Sadyt.

que han sido resueltas de forma que no

Las obras de ampliación, que han si-

Los trabajos incluyen tres actuacio-

do ejecutadas por el Ministerio de Agri-

nes: la ampliación de la EDAR de Bada-

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

afecten a la calidad del vertido final de las instalaciones.

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NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ I REPORTAJE

PARÁMETROS GENERALES DE

• Sólidos en suspensión: ≤25 mg/l

minación de nitrógeno en el tratamiento

DISEÑO DE LA EDAR

• Nitrógeno total: ≤10 mg/l

biológico como garantía y seguridad.

• Fósforo total: ≤1 mg/l

• Decantación (ampliación: 3 decanta-

Datos de diseño hidráulicos

dores antiguos + 2 nuevos).

Características del

• Población equivalente: 385.000 hab. eq.

• Caudal diario: 66.000 m3/d

fango

Tratamiento biológico

• Caudal medio: 2.750 m3/h

• Reducción de MV en digestión: ≥45%

• Reactor biológico de baja carga, con

• Caudal máximo en pretratamiento: 3Qm= 8.250 m3/h;

• Sequedad (% en peso): ≥25%

eliminación de nitrógeno.

• Caudal máximo en tratamiento de decantación 1ª: 3Qm= 8.250 m3/h.

CARACTERÍSTICAS

• Decantación secundaria.

GENERALES DE PROCESO

• Recirculación de fangos externa.

• Caudal máximo en tratamiento biológico: 2Qm= 5.500 m3/h.

Datos de diseño de

• Recirculación de fangos interna.

• Instalaciones para eliminación de fósLínea de agua Pretratamiento

foro vía química.

Tratamiento de sobrenadantes

contaminación • Pozo de gruesos.

• Tratamiento de eliminación de amonio

• DBO5: 350 mg/l • DQO: 700 mg/l

• Elevación de agua bruta.

de la corriente de escurridos de la des-

• Desbaste de sólidos gruesos y finos.

hidratación.

• Sólidos en suspensión: 300 mg/l

• Desarenado-desengrasado.

• Tratamiento físico-químico para la

• Nitrógeno total: 65 mg/l • Fósforo total: 10 mg/l

mezcla de sobrenadantes de la línea de Tratamiento primario

fangos y escurridos de la deshidratación.

Precipitación y eliminación de fósforo.

Características del agua

• Arqueta reparto, baipás exceso efluen-

tratada

te de agua pretratada, reparto a trata-

Línea de fangos

miento primario y aporte de carbono fá• DBO5: ≤25 mg/l • DQO: ≤125 mg/l

cilmente biodegradable al reactor con el

• Extracción y bombeo de fangos de los

fin de asegurar el rendimiento de la eli-

decantadores primarios (ampliación).

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REPORTAJE I NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ

DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES Línea de agua Pretratamiento Se ha ejecutado un nuevo pozo de gruesos y un nuevo bombeo de elevación de agua bruta, formado por 3+1 bombas sumergibles de 3.000 m3/h y 13 m.c.a. de capacidad y 200 kW de potencia unitaria. Todas descargan individualmente sobre el reparto a 3 canales de desbaste de 1,5 m de anchura, dos de uso habitual, provistos de rejas automáticas de gruesos de 15 mm de paso y tamices de finos de 3 mm de paso y un canal de baipás, de las mismas dimensiones, con una reja • Extracción de fangos biológicos en

manual de 15 mm de paso.

Tras el desbaste se procede al desa-

exceso a espesamiento (nuevo).

• Recirculación de fangos biológicos a

renado-desengrasado del agua en 3

reactor. (nuevo).

unidades de nueva construcción de 22

• Tamizado de los fangos primarios

m longitud y 5 metros de anchura.

(nuevo).

• Espesamiento por gravedad de los

Reparto a líneas, tratamiento

fangos primarios (ampliación).

primario y baipás

• Espesamiento por flotación de los fangos biológicos en exceso (ampliación).

Con objeto de repartir los caudales

• Depósito de mezcla de fangos espe-

pretratados a un tratamiento primario

sados (ampliación).

formado, por un lado, por tres decanta-

• Digestión anaerobia de los fangos es-

dores ya existentes y, por otro, por dos

pesados (ampliación).

de nueva construcción, y en aras de

• Depósito tampón (ampliación).

proporcionar al sistema de la flexibili-

• Acondicionamiento y deshidratación

Como se puede observar en la enu-

dad necesaria para combinar el funcio-

mecánica de fangos digeridos (nuevo).

meración de elementos de la planta, se

namiento de elementos, independiente-

• Almacenamiento de fangos deshidra-

han combinado algunas instalaciones

mente de si son nuevos o antiguos, se

tados (nuevo).

antiguas con una gran mayoría de nue-

dispone una arqueta de reparto previa a

va construcción. Esto ha requerido una

la decantación primaria y otra arqueta

comprobación exhaustiva de la línea

situada justo antes del tratamiento bio-

Línea de gas

piezométrica de agua, ya que el trata-

lógico. De este modo, el sistema es ca-

• Ampliación de los equipos de cale-

miento biológico está dispuesto entre

paz de gestionar de forma óptima cual-

facción: Calderas, intercambiadores,

dos puntos fijos que se mantienen una

quiera de los siguientes escenarios:

bombas de agua caliente y de fangos,

vez ampliada la EDAR: la salida de

antorcha, etc.

planta y los decantadores primarios.

• Reparto equitativo a dos líneas de de-

• Gasómetro (nuevo).

Por ello, a lo largo de la obra, las com-

cantación desiguales y asimétricas.

• Nuevo sistema de cogeneración con

probaciones hidráulicas han sido cuida-

• Control de alivio de exceso de caudal a

el gas generado en el sistema de di-

das en todo detalle para asegurar el co-

tratamiento primario (3 x Qm a 2 x Qm).

gestión.

rrecto funcionamiento de la instalación.

• Control de baipás parcial de decanta-

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REPORTAJE I NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ

fugas sumergibles, de caudal unitario 83 m3/h a 10 m.c.a., al tamizado de fangos, previo al espesamiento de gravedad.

Tratamiento biológico A continuación se encuentra el tratamiento biológico, diseñado a baja carga para la eliminación de carbono y nitrógeno biológicamente, mediante el proceso de nitrificación y desnitrificación.

El fósforo es eliminado por co-precipitación a la salida de cada uno de los reactores biológicos, mediante dosificación de Cl3Fe. Se han construido 5 nuevos reactores biológicos de 56 x 26 m de superficie y 5,5 metros de altura en lámina de agua, subdivididos en: dores primarios para aporte de carbono

Las grasas y sobrenadantes de esta

al reactor, y así facilitar la eliminación

decantación son conducidas mediante

• Dos zonas anóxicas, de 10 metros de

de nitrógeno, en situaciones puntuales

dos (1+1) bombas centrífugas sumergibles de caudal unitario 20 m3/h a 10,0

longitud cada una de ellas, donde tiene

de escasa carga en el agua bruta de entrada a la EDAR.

m.c.a., a la cabecera del concentrador de

ducidos en la zona óxica. En esta zona,

• Reparto equitativo a dos líneas de tra-

grasas del desarenador-desengrasador.

los microorganismos desnitrificantes

Los fangos generados son bombea-

utilizan el oxígeno suministrado en for-

dos mediante dos (1+1) bombas centrí-

ma de NO2 y NO3, procedente de la re-

tamiento secundario desiguales.

• Baipás total de decantación.

lugar la eliminación de los nitratos pro-

• Baipás total de biológicos.

• Baipás de seguridad.

Para ello se han instalado: • 5 compuertas murales de aislamiento.

• 10 compuertas invertidas de aislamiento para regular la longitud de los vertederos de reparto (+ 2 futuras).

• 2 compuertas vertedero invertidas automáticas para control de baipases.

• 2 caudalímetros electromagnéticos.

Decantación primaria: La ampliación de la decantación primaria consta de dos decantadores de 30,0 m de diámetro y altura útil 3,5 m, con un puente radial de decantación por gravedad, que complementan, tal y como se ha apuntado con anterioridad, los tres decantadores primarios antiguos que son aprovechados.

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Septiembre/Octubre 2016

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NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ I REPORTAJE

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EL PAPEL DE SUEZ ADVANCED SOLUTION Y CIEX EN EL PROYECTO SUEZ Advanced Solutions y Consulting de Ingeniería Extremeño (CIEX) han realizado la asistencia técnica y ambiental, la coordinación de seguridad y salud, la vigilancia y el control de las obras del proyecto de ampliación de la EDAR de Badajoz.

desnitrificantes tengan acceso al subs-

Tanto en la zona óxica como en la facul-

trato, se instalan los correspondientes

tativa, se disponen parrillas con difuso-

sistemas de agitación.

res de membranas de burbuja fina para

• Una zona facultativa, de 8 metros de

inyectar el oxígeno necesario en cada

longitud, con capacidad de funcionar en

reactor biológico.

proceso como anóxica/óxica.

• Con objeto de mantener en cada re-

circulación interna de parte del licor

• Una zona óxica, de 28 metros de lon-

actor la concentración adecuada de mi-

mezcla de la zona óxica, donde se ha

gitud, donde los microorganismos en

croorganismos, parte de los fangos

realizado la nitrificación. Tanto en estas

presencia de oxígeno realizan la elimi-

biológicos extraídos en la posterior de-

zonas como en la siguiente, con objeto

nación de la contaminación carbonada

cantación secundaria, se recirculan de

de garantizar que los microorganismos

y nitrifican el amonio del agua bruta.

nuevo al reactor biológico.

REPORTAJE I NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ

La aireación de los reactores se reali-

altura cilíndrica, distribuidos según la fi-

za mediante 5+1 turbocompresores,

losofía descrita para la decantación pri-

uno de reserva, que aportan el aire a un

maria, esto es, una línea de 3 decanta-

colector común para los cinco reactores

dores y otra de dos. De esta forma se

biológicos. La instalación permite llevar

disponen dos arquetas de bombeo, una

a cabo una regulación continua del aire

por línea, que envían los fangos recir-

y, por tanto, una adaptación óptima a

culados a la arqueta previa al trata-

las necesidades.

miento biológico, a través de un colector único por cada línea.

El control del oxígeno disuelto en cada reactor se realiza mediante una vál-

Cada arqueta dispone de una bomba

vula automática y un medidor de oxígeno disuelto, gracias al lazo de control

de recirculación por decantador, (872m3/h), más una de reserva, con

O2/control de válvula. Además existe

una capacidad total de recirculación del

otro lazo presión/variador de frecuencia

150% del caudal medio, y 2 bombas de

del turbocompresor, con el fin de mantener constante la presión en el colector

extracción de fangos en exceso (15m3/h), más una de reserva.

común, de forma que el sistema permi-

Además, cada uno de los cinco reac-

te regular los caudales de uno u otro re-

tores, para alcanzar el grado de desnitrificación exigido, dispone de una

actor o sector del mismo sin que influya en el resto de la instalación.

precipitación en el canal de salida del re-

Un conjunto de sondas y controladores de N-NH4, Re-dox y NO3- permiten ajustar en automático la recirculación

actor biológico eliminar dicho fósforo.

bomba axial, para recirculación interna, de 2.900 m3/h de caudal unitario.

Decantación secundaria.

Tratamiento de los retornos de

interna y el punto de consigna de oxíge-

Recirculación de fangos

deshidratación

no en cada reactor.

biológicos: externa e interna Los retornos de la deshidratación de lo-

La eliminación del fósforo se realiza mediante una inyección de cloruro férrico

Se han construido 5 nuevos decanta-

dos de una EDAR se caracterizan por te-

con bombas dosificadoras, una por cada

dores secundarios de tipología “suc-

ner una elevada concentración de amo-

reactor, más una de reserva, para en co-

ción”, de 38m de diámetro y 4,0 m de

nio. Estos retornos suelen ser devueltos sin tratar a cabecera de planta, pudiendo llegar a aportar hasta un 20% de la carga total de nitrógeno en la línea principal de una EDAR. Mediante un tratamiento específico de esta corriente se consigue eliminar de forma significativa el contenido en nitrógeno que retorna a cabecera, requiriendo unos menores volúmenes de reacción en la línea principal y reduciendo los consumos generales de aireación para la oxidación del amonio.

Este sistema tiene especial aplicación en aquellas aguas residuales donde la relación carbono / nitrógeno (C/N) es muy reducida, como es el caso de los retornos de deshidratación de lodos en las EDAR con digestión anaerobia. La tecnología dispuesta destaca por tratarse de un proceso en dos etapas: en una primera fase aerobia, el amonio (NH4+) presente en el agua residual se oxida

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NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ I REPORTAJE

parcialmente a nitrito (NO2-), en presencia de bacterias AOB (ammoniumoxidizing bacteria) y en una segunda fase anóxica, el amonio y el nitrito formado en la primera etapa son transformados a nitrógeno gas sin necesidad de aporte de oxígeno ni de materia carbonosa orgánica, a través de un grupo de bacterias denominadas de forma genérica Anammox, que corresponden principalmente al género Planctomycetes.

Desde el punto de vista de aplicación práctica, el proceso anteriormente referido como de dos etapas, presenta varias características que le otorgan un carácter competitivo frente a los procesos convencionales de eliminación de nitrógeno.

• La primera es la no necesidad de oxidar por completo el ion amonio a nitrato, oxidándolo tan sólo hasta el estado

El sistema instalado en la EDAR de

de operación en cada reactor se consi-

de ion nitrito y además sólo parcialmen-

Badajoz cuenta con un depósito de laminación de 1300 m3 de capacidad pa-

gue mediante el seguimiento on line de

te (aproximadamente el 50%). Ello implica una reducción significativa en el

ra absorber las puntas de proceso de

nitrito, temperatura y pH.

consumo energético de aireación (has-

deshidratación y proporcionar un caudal

Para obtener un rendimiento lo más

ta un 60%).

constante al tratamiento, dos reactores de 390 m3 de volumen de reacción, ca-

elevado posible, en los procesos bioló-

• La segunda característica es que las bacterias Anammox responsables de la

da uno de ellos con un decantador tron-

necesario que el escurrido tenga una

segunda etapa metabólica son bacte-

co-cónico y recirculación independiente

temperatura en la entrada al sistema de

rias autótrofas, por lo que no requieren

de lodos.

unos 25-30ºC. Con tal motivo se ha pre-

distintos parámetros: amonio, nitrato,

gicos de eliminación de amonio se hace

la presencia de una fuente de carbono

Para la aireación en el reactor de ni-

visto un intercambiador de calor para

orgánico para llevar a cabo los proce-

tritación parcial se han previsto dos so-

precalentar el escurrido si su tempera-

sos metabólicos de combinación de ni-

plantes, (una de reserva) y un sistema

tura es inferior a 25ºC. El circuito de

trógeno. Se elimina, por tanto, la nece-

de difusores tubulares de burbuja fina.

agua caliente estará alimentado desde

sidad de dosificar una fuente externa

Cada reactor está equipado con un agi-

las calderas de la zona de digestión

de carbono biodegradable (metanol,

tador sumergible, consiguiendo la recir-

anaerobia. Un segundo intercambiador

ácido acético, melazas, etc.) en aque-

culación independiente de lodo biológi-

permitirá, si fuese necesario, la eleva-

llos casos en los que la DBO del

co mediante tres bombas centrífugas

ción de la temperatura del lodo biológi-

efluente sea insuficiente para permitir

(una de reserva).

co en la recirculación de lodos de dea-

la desnitrificación heterotrófica.

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El control de las condiciones óptimas

Septiembre/Octubre 2016

monificación.

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REPORTAJE I NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ

mente mediante válvulas neumáticas para, con posterioridad, ser recogidos en las cámaras de mezcla de fangos espesados (una por línea), antes de ser bombeados mediante bombas helicoidales a los digestores.

Digestión anaerobia La ampliación de la EDAR Badajoz incluye una nueva línea de digestión que complementa a la existente, cada una formada por dos digestores. Los nuevos digestores tienen un diámetro de 22 m y una altura cilíndrica de 11 m, y una capacidad de 3600 m3. Estos nuevos elementos se han aislado térmicamente Tratamiento físico-químico

Los fangos en exceso de la decanta-

para minimizar la afección que la tempe-

ción secundaria son enviados a dos es-

ratura exterior tiene sobre los fangos

Los escurridos de la deshidratación,

pesadores de flotación (uno antiguo y

contenidos en su interior. Además dis-

procedentes del proceso de nitritación

otro nuevo, ambos de 9 m de diámetro),

ponen de agitadores verticales que ase-

parcial, junto con los sobrenadantes de

donde para mejorar el rendimiento del

guran el contacto del substrato con los

los tratamientos de espesamiento, son

proceso se puede acondicionar el fango

microorganismos y permiten el correcto

sometidos a un tratamiento físico-quí-

mediante la dosificación de un coadyu-

desarrollo de las cadenas tróficas.

mico en el que se reducirá el contenido

vante (polielectrolito catiónico).

La instalación dispone de los equipos

en fósforo de esta corriente conjunta.

Los sobrenadantes de los dos tipos

necesarios para dosificar hidróxido cál-

Para ello se dispone una cámara de

de espesadores son recogidos en la ar-

cico con los que regular el pH del fango,

mezcla que permite la unión de las dos

queta de sobrenadantes y enviados por

corrientes y la instalación de dosifica-

gravedad al tratamiento físico-químico

y cloruro férrico para eliminar el SH2.

Instalación de calefacción de fangos

ción de Cl3Fe.

descrito anteriormente.

Para la calefacción de los fangos se

Tras el paso por la cámara de mez-

Los fangos espesados por gravedad

amplían las instalaciones de los diges-

cla, el agua pasa a un decantador lamelar de 36 m2 de superficie y una altura

y por flotación son extraídos periódica-

tores antiguos mediante la construcción

total útil de 5 metros.

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Línea de fangos

CENTRALAIR PARTICIPA EN LA AMPLIACIÓN DE LA DEPURADORA DE BADAJOZ

Espesamiento de fangos El espesamiento de fangos se compone de dos líneas, una existente y una nueva, formadas cada una por un espesador de gravedad y otro de flotación.

Los fangos en exceso de la decantación primaria son tamizados a través de dos nuevos tamices automáticos rotativos con una luz de paso de 3 mm, con anterioridad a ser enviados a los espesadores de gravedad (uno antiguo de

Para la obra de la EDAR de Badajoz, Centralair, suministró el equipo completo de producción y tratamiento de aire. Estando este formado por cuatro compresores de tornillo sobre depósito de 200L modelo MICRO SE 510-200, teniendo cada uno de ellos una potencia de 4KW y la capacidad de generar hasta 485 litros por minuto a una presión de 10bar. Siendo las dimensiones de estos 1440x510x128 mm y un peso de 151Kg. Junto con ellos, se suministraron dos unidades del secador frigorífico SMARD SC 18, con un punto de roció a presión de 3ºC y una capacidad de secado de 1000 litros por minuto. Con unas dimensiones de 368x368x569 mm. Además de estos equipos y para conseguir una óptima calidad del aire producido, también se suministraron elementos para el filtraje. Dicho equipo de filtraje, estaba formado por un pre-filtro de la casa Deltech, con una capacidad de filtrado para partículas a partir de 1 micra y una densidad de aceite residual a 20ºC 0,5 mg/m3. Estando este filtro complementado por el modelo HF de la misma casa y con una capacidad de filtrado para partículas de 0,01 micras y una densidad de aceite residual de 0,01 mg/m3. Finalmente y para asegurar que el agua retirada del circuito está completamente libre de aceite, se le añadió un separador Sepremium 2 consiguiendo así descontaminar el agua de cualquier posible traza de aceite y devolverla al sistema de recogida de aguas común.

10 m de diámetro y el nuevo, de 15 m).

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NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ I REPORTAJE

de un anillo de suministro y recepción

- Dos intercambiadores de calor tipo

• Una antorcha de 600 Nm3/h de capa-

de agua fría/caliente, con los siguientes

espiral de 150 kW.

cidad.

elementos para la nueva línea y con

- 2+1 bombas de agua caliente de 20m3/h.

• 1+1 soplantes de canal lateral de 150 m3/h para servicio de las nuevas calderas de agua caliente.

• Dos calderas pirotubulares de

- 2+1 bombas de fangos calientes de 20m3/h.

500.000 Kcal/h de capacidad.

• Recuperación de energía en los mo-

• 2+1 soplantes de canal lateral de 150 m3/h para servicio de dos motogenera-

• Dos quemadores metano-gasoil de la

tores de co-generación

dores de biogás.

aprovechamiento de la refrigeración de los motores de cogeneración:

misma capacidad.

- Dos intercambiadores de calor tipo

• Anillo de distribución de agua caliente.

pacas de 377 KW.

Depósitos tampón de fangos

• Calefacción de fangos de digestores:

- 2+1 bombas de agua caliente de 50m3/h.

digeridos

- Dos intercambiadores de calor de

Los fangos digeridos son enviados

300.000 Kcal/h.

- 2+1 bombas de agua caliente de 50 m3/h.

Línea de gas

por gravedad a 3 depósitos de 12m de diámetro y 3,5m de altura cilíndrica, (2

La línea de gas se compone de los si-

antiguos y uno nuevo), dotados de cu-

- 2+1 bombas de fangos calientes de 50 m3/h.

guientes elementos:

biertas de PRFV. La agitación del fango

• Calefacción de fangos de escurridos

• Una torre de desulfuración.

allí almacenado se lleva a cabo me-

de deshidratación para eliminación del NH4+ en el tratamiento de escurridos:

• Un gasómetro nuevo de 2.640 m3 de

diante 2 agitadores sumergibles por

capacidad.

cada depósito.

REPORTAJE I NUEVA ESTACIÓN DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES DE BADAJOZ

Deshidratación de fangos La instalación de deshidratación de

con consumo de biogás de un PCI de 6 kW/m3. La instalación se realiza con los siguientes elementos constructivos:

Desodorización Para asegurar que olores indeseables provenientes de aquellos puntos

los fangos contenidos en los depósitos tampón consta de las siguientes unida-

• Dos motores de potencia térmica útil:

de emisión de gases conflictivos salgan

des (todas nuevas):

377 KW

al exterior, por una parte se confina la

• 4+1 bombas de tornillo helicoidal de 25 m3/h y 20 m.c.a. para alimentación de fangos a centrífugas.

- Aporte de combustible: 878 KW

emisión de gases en los elementos

- Rendimiento eléctrico % 39,9

susceptibles de generación de malos

- Rendimiento térmico % 42,9

olores y, por otra, se tratan estos gases

- Rendimiento total % 82,8

mediante la renovación del aire y poste-

• 4 decantadores centrífugos de 25 m3/h de capacidad.

• Dos generadores eléctricos con una potencia tipo (para cos phi=0,8) 500

gases (procedimiento de vía húmeda).

• 2 equipos de preparación de polielec-

kVA y Tensión 400 V Intensidad nominal

Se han instalado dos equipos de dife-

trolito, uno de 4.000 l/h de capacidad

de corriente 525 A.

rente capacidad de tratamiento:

unitaria y otro de 850 l/h.

• Módulo de intercambiador de calor,

• Una Línea que recoge los gases de

• 4+1 bombas de tornillo helicoidal de

con una potencia térmica del bloque de

renovación del aire procedente del edifi-

1.400 l/h de capacidad, para dosifica-

180 KW, potencia térmica de gases de

cio de fangos, cámara de mezcla de

ción de polielectrolito.

escape de 163 KW, Potencia total en in-

fangos espesados, espesador de grave-

• 2 tornillos transportadores de fangos

tercambiador de placas de 377 KW

dad, depósito tampón y depósito de la-

deshidratados (uno para cada dos cen-

(60/68 ºC).

minación de tratamiento de escurridos,

rior tratamiento en torres de lavado de

La cogeneración permite, además de

para un caudal de diseño de 30.000 m3/h, formado por dos torres de lavado

• 2 bombas de tornillo para transporte de fangos deshidratados, de 6 m3/h.

la obtención de energía electrica directa

de diámetro 2000 mm; torre ácida con

mediante los generadores, el aprovecha-

adición de ácido sulfúrico y torre básica

• 2 tolvas de almacenamiento de fangos deshidratados de 120 m3 de capacidad.

miento del calor de refrigeración del blo-

con adición de sosa e hipoclorito sódico.

que motor y gases de escape, para el ca-

• Una Línea que recoge los gases de

lentamiento de los fangos de digestión.

renovación del aire procedente del edifi-

Así, el calor intercambiado del agua de

cio de pretratamiento y edificio de gra-

refrigeración del motor más gases de es-

trífugas), que los vierten en las bombas de transporte de fangos.

Cogeneración Para el aprovechamiento del biogás

cape es aprovechado en el circuito de ca-

sas para un caudal de diseño de 35.000 m3/h, formado por dos torres de lavado

generado en la digestión, se incluye

lefacción de fangos mediante el envío de

de diámetro 2.300 mm; torre ácida con

una línea de cogeneración eléctrica y

agua fria y recepción del agua caliente en

adición de ácido sulfúrico y torre básica

calorífica, mediante motogeneradores

el anillo del circuito de refrigeración.

con adición de sosa e hipoclorito sódico.

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE PROCESOS BIOLÓGICOS CON BIOMASA GRANULAR

Tratamiento sostenible y eficiente de aguas residuales industriales mediante procesos biológicos con biomasa granular Carlos Ramos, María E. Suárez-Ojeda, Julián Carrera Grupo de Investigación GENOCOV. Departamento de Ingeniería Química, Biológica y Ambiental Universitat Autònoma de Barcelona I www.genocov.com

A

ctualmente, el tratamiento de aguas residuales busca la aplicación de tecnologías eficientes y ambientalmente

sostenibles que permitan la eliminación de los contaminantes presentes en el agua residual con el mínimo consumo energético posible.

Hoy en día, la depuración de algunas aguas residuales complejas provenientes de la industria petroquímica, farmacéutica o química representa un desafío importante ya que pueden estar formadas por una matriz compleja de compuestos aromáticos y contener, además, nitrógeno amoniacal. Por una parte, es ampliamente conocido que los compuestos aromáticos son sustancias xenobióticas que presentan alta toxicidad y difícil degradación (son recalcitrantes). Entre los compuestos aromáticos que se pueden encontrar más comúnmente en las aguas residuales industriales de los sectores mencionados anteriormente se encuentran los compuestos fenólicos, los hidrocarburos poli- y mono-aromáticos y las sustancias policíclicas que contengan nitrógeno. Por otra parte, el nitrógeno amoniacal es altamente nocivo para el medioambiente ya que está

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE PROCESOS BIOLÓGICOS CON BIOMASA GRANULAR

asociado a la eutrofización de las masas acuáticas.

El tratamiento de este tipo de aguas residuales se puede realizar mediante procesos físico-químicos y/o biológicos. Por lo general, los procesos físicoquímicos se caracterizan por: (i) presentar altos costes operacionales, (ii) no lograr la completa degradación de los contaminantes a un coste razonable y (iii) generar contaminantes secundarios que pueden presentan mayor toxicidad que los que originalmente se encontraban en el agua residual. Por el contrario, los procesos biológicos son más económicos, ambientalmente sostenibles y pueden lograr la completa Figura 1

biodegradación sin generar contaminantes secundarios. Estas características convierten a los procesos biológi-

superiores en volúmenes de reacción

una alternativa es la de realizar la oxi-

cos en una interesante alternativa para

más pequeños (por lo tanto menos es-

dación del nitrógeno amoniacal sólo

el tratamiento de aguas residuales in-

pacio ocupado) con una fácil separa-

hasta nitrito en lugar de hasta nitrato

dustriales. Las principales tecnologías

ción de la biomasa en el mismo reactor

(proceso de nitritación), con el que se

biológicas aplicadas a escala industrial

(puesto que los gránulos presentan

reduce el consumo de oxígeno en un

son las fundamentadas en biomasa flo-

una excelente capacidad de sedimen-

25 %. Si se aplica además la desnitrifi-

culenta, como los sistemas de lodos

tación) y con una amplia resistencia a

cación a partir de nitrito en lugar del ni-

activos. Sin embargo, su aplicación en

choques de carga o de pH.

trato (proceso de desnitritación), el

el tratamiento de aguas residuales

En cuanto al nitrógeno amoniacal,

consumo de materia orgánica se redu-

complejas es limitada debido a que los

habitualmente se elimina mediante los

ce en un 40 %, disminuyendo la posible

microorganismos presentes en los lo-

procesos biológicos de nitrificación y

necesidad de una fuente extra de ma-

dos activos pueden inhibirse con facili-

desnitrificación. El primero es un pro-

teria orgánica y también la producción

dad por la presencia de compuestos

ceso aerobio en el que el nitrógeno

de lodo. Otra alternativa para aumentar

aromáticos. Una manera de solventar

amoniacal es oxidado a nitrito por bac-

el ahorro energético sería combinar el

estos efectos inhibitorios es la utiliza-

terias amonio-oxidantes y, posterior-

proceso de nitritación parcial (oxida-

ción de sistemas biológicos fundamen-

mente, el nitrito formado es oxidado a

ción de una parte del nitrógeno amo-

tados en biomasa granular. Los gránu-

nitrato por bacterias nitrito-oxidantes. A

niacal hasta nitrito) con la desnitrifica-

los son agregados microbianos

continuación, durante el proceso de

ción autotrófica utilizando bacterias

embebidos en una matriz de exopolí-

desnitrificación, el nitrito y nitrato son

anammox (conversión anaeróbica y

meros, con una alta densidad y grado

reducidos bajo condiciones anóxicas a

autotrófica del nitrógeno amoniacal y el

de compactación que presentan, gene-

nitrógeno gaseoso por bacterias hete-

nitrito hasta nitrógeno gas). De esta

ralmente, una estructura esférica. Así

rótrofas que utilizan materia orgánica

manera, sólo un 50 % del nitrógeno

pues, los microorganismos de la bio-

como donador de electrones. Estos

amoniacal presente en el agua residual

masa granular se encuentren protegi-

procesos convencionales de elimina-

se oxidaría a nitrito (lo que reduciría el

dos frente a la presencia de compues-

ción biológica de nitrógeno requieren

consumo de oxígeno en un 60 % res-

tos inhibitorios al crearse gradientes

de un alto consumo energético, asocia-

pecto al proceso convencional de nitri-

difusionales dentro del gránulo. Otras

do principalmente a la aireación duran-

ficación-desnitrificación) y, posterior-

ventajas de la biomasa granular, en

te la nitrificación y también de la adi-

mente, las bacterias anammox

comparación con los procesos de bio-

ción de materia orgánica extra para

transformarían el nitrito y el nitrógeno

masa floculenta, son que se pueden lo-

completar la desnitrificación. Con el fin

amoniacal a nitrógeno gaseoso sin re-

grar cargas orgánicas de tratamiento

de disminuir los costos energéticos,

querimiento de materia orgánica. Así

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Septiembre/Octubre 2016

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE PROCESOS BIOLÓGICOS CON BIOMASA GRANULAR

pues, la tecnología que combina nitrita-

Figura 2

ción parcial con anammox sería la más ventajosa en términos energéticos de las dos alternativas presentadas con anterioridad.

A la vista de estos antecedentes, el grupo de investigación GENOCOV de la Universitat Autònoma de Barcelona propone un proceso completamente biológico fundamentado en la aplicación de reactores con biomasa granular (Figura 1) para alcanzar un tratamiento eficiente de las aguas residuales industriales complejas con altas concentraciones de compuestos aromáticos y nitrógeno amoniacal. Dependiendo de la composición del agua residual se pueden utilizar uno o dos reactores en serie. Por ejemplo, si el agua residual no contiene nitrógeno amoniacal, sólo se requiere un reactor granular aerobio para eliminar la materia orgánica recalcitrante. Por otra parte, si el agua residual contuviese compuestos aromáticos y nitrógeno

prometedores. Un primer ejemplo, es

por una mezcla de compuestos aromá-

amoniacal, el sistema propuesto consta-

el de un reactor granular aerobio tipo

ticos y materia orgánica fácilmente bio-

ría de dos etapas. La primera etapa co-

airlift operado en continuo donde se

degradable (8% de o-cresol, 17% de p-

rrespondería a un reactor granular aero-

obtuvo la completa biodegradación de

nitrofenol, 41% de fenol y 34% de

bio en el que se puede realizar, de forma

un agua residual con una concentra-

materia orgánica fácilmente biodegra-

simultánea, la biodegradación de los

ción de 3500 mg DQO/L y compuesta

dable). Los gránulos aerobios se man-

compuestos recalcitrantes y el proceso de nitritación. Este primer reactor podría

Figura 3

producir un efluente adecuado para: (i) una desnitritación (si el nitrógeno amoniacal es oxidado por completo hasta nitrito) o (ii) un proceso anammox (si sólo la mitad del nitrógeno amoniacal es oxidado hasta nitrito). Si la segunda etapa consiste en un proceso de desnitritación, se requiere de una fuente extra de carbono orgánico, la cual puede ser otro efluente de la propia industria que contenga compuestos aromáticos. Si la segunda etapa consiste en un proceso anammox, no se requiere fuente extra de materia orgánica tal y como se ha detallado anteriormente.

El conjunto de tecnologías que se proponen, se han probado en las instalaciones de GENOCOV con reactores a escala laboratorio con resultados

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE PROCESOS BIOLÓGICOS CON BIOMASA GRANULAR

tuvieron morfológicamente estables a

contenía una alta concentración de ni-

ción o para un posterior proceso anam-

lo largo de los 400 días de operación y,

trógeno amoniacal (1000 mg N/L) y de

mox (para una detallada información

en condiciones de estado estacionario,

compuestos aromáticos (100 mg/L de

técnica consultar [2]). La figura 3 mues-

se alcanzó una carga orgánica de ope-

o-cresol, 100 mg/L de fenol y 50 mg/L

tra una imagen del reactor airlift reali-

ración de 0.6 g DQO/L/d sin acumula-

de quinolina). El reactor granular aero-

zando, de forma simultánea, nitritación

ción de intermedios de degradación

bio fue capaz de eliminar por completo

y biodegradación de compuestos aro-

(para una detallada información técnica

la carga orgánica alimentada (0.7 g

máticos así como los gránulos aero-

consultar [1]). La figura 2 muestra una

DQO/L/d) a la vez que transformaba to-

bios desarrollados.

imagen del reactor airlift y de los gránu-

do el nitrógeno amoniacal a nitrito (nitri-

En un tercer ejemplo, desarrollado

los aerobios desarrollados.

tación total) con una elevada carga de

con un reactor de flujo ascendente y

En un segundo ejemplo, también en

nitrógeno (1.1 g N/L/d). Además, modi-

manto de lodos (USB, figura 4), se de-

un reactor granular aerobio tipo airlift

ficando la concentración de oxígeno di-

mostró que era posible realizar, a largo

operado en continuo, se demostró, a

suelto en el reactor se pudo obtener, de

plazo, el proceso de desnitritación de

largo plazo, que era posible realizar el

forma estable, la oxidación a nitrito de

un efluente que contenía sólo nitrito,

proceso de nitritación junto con la com-

sólo el 50% del nitrógeno amoniacal

utilizando como única fuente de mate-

pleta degradación de los compuestos

alimentado (nitritación parcial). De esta

ria orgánica un compuesto aromático:

aromáticos (fenol, o-cresol y quinolina)

forma, la operación de este reactor se

fenol. Este reactor USB trabajó de for-

en un mismo reactor granular aerobio.

puede regular para obtener un efluente

ma ininterrumpida durante 350 días al-

El agua residual tratada en ese reactor

válido para una posterior desnitrifica-

canzando una gran eficacia de elimi-

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE PROCESOS BIOLÓGICOS CON BIOMASA GRANULAR

nación de nitrógeno (95%) con eleva-

que en este tipo de reactor USB se al-

dad anammox, que la presencia de ba-

das cargas de operación (0.6 g N/L/d y

canzan condiciones anóxicas óptimas

jas concentraciones, de hasta 10 mg/L,

1.6 g DQO/L/d). Dos de las ventajas

(para una detallada información técni-

de ciertos compuestos aromáticos (o-

de este proceso son que: (1) los grá-

ca consultar [3]).

cresol, p-nitrofenol y quinolina) no afec-

nulos mantuvieron su morfología y es-

Finalmente, el cuarto ejemplo es el

ta significativamente al proceso anam-

tabilidad durante toda la operación y

de la desnitrificación autotrófica con

mox. No obstante, a concentraciones

(2) la relación DQO/N necesaria para

biomasa granular anammox (ver figura

mayores de estos compuestos o cuan-

la completa eliminación del nitrógeno

5) en el que también es posible trabajar

do se pretende trabajar con otro tipo de

alimentado fue muy baja (2.5) debido a

en presencia de bajas concentraciones

compuestos aromáticos, como el o-clo-

que la forma de nitrógeno era nitrito en

de compuestos aromáticos. Se com-

rofenol, el proceso anammox puede

lugar de nitrato y, debido también, a

probó con diversos ensayos de activi-

verse severamente inhibido. En este sentido, la posible utilización del proce-

Figura 4

so anammox en el tratamiento de este tipo de aguas residuales requeriría de un estudio más exhaustivo que permitiese evaluar el efecto de la presencia, a largo plazo, de compuestos aromáticos y la posible adaptación de la biomasa anammox a estos compuestos (para una detallada información técnica consultar [4]).

Los resultados obtenidos a escala laboratorio indican que la aplicación de diferentes procesos biológicos fundamentados en la utilización de biomasa granular sería una opción adecuada para el tratamiento de aguas residuales industriales complejas ya que logran la biodegradación completa de los contaminantes y se mantienen estables durante largos periodos de operación. Las claves del éxito de estos procesos bio-

44

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES MEDIANTE PROCESOS BIOLÓGICOS CON BIOMASA GRANULAR

lógicos granulares serían: (1) la alimentación en régimen continuo y (2) el desarrollo de gránulos con poblaciones microbianas altamente especializadas.

Por un lado, la alimentación en continuo permite que la biomasa granular esté siempre en contacto con bajas concentraciones de los contaminantes, al contrario de lo que ocurre en una alimentación por lotes, como la realizada en reactores por lotes secuenciales (tipo SBR), en los que es más probable que se pueda producir la inhibición de los procesos biológicos por altas concentraciones de contaminantes en el reactor. Y por otro lado, en el interior de los gránulos se crean gradientes de concentración de los diferentes contaminantes presentes en el agua así como

Figura 5

también del oxígeno disuelto. Estos gradientes de concentración favorecen

El siguiente paso en el desarrollo de

del Gobierno de España a través del pro-

el desarrollo de poblaciones microbia-

estas tecnologías será la prueba a es-

yecto ONLYBIO (CTQ2011-24745) y por

nas diferenciadas y especializadas a lo

cala piloto. Con esa prueba de concep-

el Programa Iberoamericano CYTED a

largo del gránulo. Esta característica es

to se demostraría que estas tecnologí-

través de la Red TRITÓN (316RT0508).

propia de la biomasa granular debido a

as son ambientalmente sostenibles y

su estructura y no se produce en bio-

muy eficientes tanto energéticamente

masa floculenta. Adicionalmente, el

como en eliminación de contaminantes.

REFERENCIAS [1] C. Ramos, M. E. Suárez-Ojeda, J. Carrera,

uso de biomasa granular permite mejorar extraordinariamente la retención de

AGRADECIMIENTOS

nuous granular airlift reactor treating a high-

biomasa en el reactor debido a las excelentes propiedades de sedimentación de los gránulos

Long-term performance and stability of a conti-

Este trabajo ha sido financiado por el

strength wastewater containing a mixture of aro-

Ministerio de Economía y Competitividad

matic compounds, J. Hazard. Mater. 303 (2016) 154–161. doi:10.1016/j.jhazmat.2015.10.031.

[2] C. Ramos, M.E. Suárez-Ojeda, J. Carrera, Biodegradation of a high-strength wastewater containing a mixture of ammonium, aromatic compounds and salts with simultaneous nitritation in an aerobic granular reactor, Process Biochem. 51 (2016) 399–407. doi:10.1016/j.procbio.2015.12.020.

[3] C. Ramos, M.E. Suárez-Ojeda, J. Carrera, Denitritation in an anoxic granular reactor using phenol as sole organic carbon source, Chem. Eng. J. 288 (2016) 289–297. doi:10.1016/j.cej.2015.11.099.

[4] C. Ramos, I. Fernández, M.E. SuárezOjeda, J. Carrera, Inhibition of the anammox activity by aromatic compounds, Chem. Eng. J.

279

(2015)

681–688.

doi:10.1016/j.cej.2015.05.071.

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

45

Manuel Suárez Presidente ADECAGUA

ADECAGUA y la protección de la calidad de las aguas

A

DECAGUA tiene como pilar

conocimiento de los técnicos que la for-

tion (WEF), entidad radicada en Esta-

básico y signo de identidad las

man. Entre los mecanismos utilizados

dos Unidos y formada por más de

actividades relacionadas con

para estos fines organizamos eventos

33.000 profesionales y 75 asociaciones

la calidad de nuestras aguas,

de carácter técnico en los que se deba-

a lo largo de todo el mundo. Estos da-

ya sean las continentales o las marinas.

ten tecnologías, normativas, sistemas

tos la convierten en la asociación de

Las actividades relacionadas con la

de gestión y otros aspectos relaciona-

los profesionales de la calidad del agua

gestión y preservación de la calidad de

dos con la calidad del agua con la in-

líder mundial. La WEF genera impor-

las aguas ocupan a multitud de profe-

tención de avanzar y optimizar las ac-

tante cantidad de documentación técni-

sionales de un gran número de discipli-

tuaciones que se realizan en nuestro

ca, reuniones técnicas y promueve una

nas - desde las sanitarias, hasta las de

país. Como asociación independiente

Feria anual y una Conferencia intensas

ingeniería, económicas, fiscales, lega-

no defiende los intereses de ningún

centrada en los contenidos de mayor

les y otras - que desempeñan una gran

sector ni grupo económico.

interés.

variedad de perfiles: funcionarios, con-

ADECAGUA forma parte del Consejo

De la misma manera, ADECAGUA

sultores, diseñadores, constructores y

Nacional del Agua emitiendo opiniones

está también integrada dentro de la Eu-

explotadores de plantas de tratamiento

sobre los asuntos que debate este or-

ropean Water Association (EWA), for-

de aguas, profesores de universidad,

ganismo, aportando su visión pluridisci-

mada por asociaciones de la mayoría

investigadores, etc. ADECAGUA se ha

plinar sobre las actuaciones que afec-

de países de la Unión Europea. Su

consolidado como una excelente repre-

tan a la calidad del agua.

principal objetivo, en línea con el de

En el ámbito internacional, ADECA-

nuestra asociación, es proporcionar un

ADECAGUA es una asociación inde-

GUA ejerce como representación espa-

foro de discusión de los numerosos te-

pendiente que persigue la mejora del

ñola de la Water Environment Federa-

mas técnicos y políticos que afectan a

sentación de este sector.

46

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

la calidad del agua. Esto se hace a tra-

desarrollado tanto por medio de la Ley

sector industrial tiene una gran res-

vés de conferencias, talleres, reunio-

de Aguas, y todo lo que de ella surge,

ponsabilidad en la protección del me-

nes y grupos de trabajo especiales de

como los Planes Hidrológicos, en los

dio ambiente y ha promovido hace ya

expertos todos organizados sobre una

que se fija un objetivo de calidad y se li-

muchos años la Directiva IPPC (Inte-

base internacional, junto con las publi-

mitan los vertidos que se realizan de

grated Pollution Prevention and Con-

caciones regulares.

forma que no se ponga en peligro el

trol), la cual generó un cambio sustan-

Ser el órgano de la WEF y la EWA en

objetivo de calidad fijado. Más recien-

cial

España es un activo de un valor inapre-

temente se han aprobado los Planes

anteriores, basada en que la Adminis-

en

las

relaciones

típicas

ciable por la información que propor-

de Gestión de los Distritos de Cuenca,

tración establecía unos límites y los

ciona, permitiendo situar a los técnicos

muy similares a los Planes Hidrológi-

industriales los cumplían.

en los aspectos mas innovadores del

cos. A todo esto hay que sumar la ac-

La Directiva IPPC promueve un diá-

sector de la calidad del agua en el

ción administrativa regulada en las co-

logo realista de las Administraciones

mundo.

rrespondientes

autorizaciones,

con los sectores Industriales y pone en

La actividad de la Asociación está

cánones, sanciones y otras acciones

marcha las Mejores Técnicas Disponi-

orientada por sus miembros al desarro-

previstas en esta legislación. La base

bles (MTD), resultado de un pacto en-

llo de temas de interés en cada mo-

de la normativa, límites de vertido, es-

tre estos dos estamentos, fijando los

mento. En nuestra línea de actividad

taba fijada por la capacidad de acepta-

sistemas de producción y los sistemas

de mejora del conocimiento se enmar-

ción del medio receptor sin poner en

de corrección mas beneficiosos para el

can las próximas actuaciones previstas

riesgo los objetivos de calidad que las

medio ambiente y que, al mismo tiem-

para los próximos meses.

propias normas establecen.

po, sean económicamente viables, es

En el caso particular de los vertidos

decir, no se pone en riesgo la supervi-

JORNADA TÉCNICA SOBRE EL

industriales, estos son objetivo básico

BREF PARA LOS SISTEMAS

de la legislación por su evidente peli-

Mientras ha estado vigente la Direc-

COMUNES DE TRATAMIENTO Y

grosidad, por el hecho de que la res-

tiva IPPC, las MTDʼs y sus documen-

GESTIÓN DEL AGUA EN EL

ponsabilidad de su gestión recae en los

tos de referencia, BREF, se limitaban

SECTOR QUÍMICO

propios industriales, por la capacidad

a prescribir los sistemas de produc-

del sector industrial de actuar sobre

ción y tratamiento de las emisiones sin

ellos y por la incidencia de los métodos

llegar a establecer los Valores Límites

de producción sobre el impacto final.

de Emisión, al menos en los vertidos

La protección de la calidad de las aguas, y del medio ambiente, están

vencia de las propias industrias.

avanzando rápidamente por diferentes

Los poderes públicos europeos ha-

de aguas residuales. Se persigue ade-

caminos. La acción tradicional se ha

ce mucho tiempo que saben que el

más la mejor relación global de las

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

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MANUEL SUÁREZ, ADECAGUA I ADECAGUA Y LA PROTECCIÓN DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS

empresas con el medio ambiente, evi-

veles de emisión asociados al uso de

permitiría vertidos diferentes para me-

tando que se produzca migración de

las MTD para los vertidos directos de

dios diferentes.

la contaminación de un medio recep-

aguas residuales a una masa de agua

tor a otro.

receptora.

Con objeto de dar a conocer todas las nuevas implicaciones que conlleva

La Directiva de Emisiones Industria-

Estas nuevas condiciones provoca-

la aplicación de esta normativa, ADE-

les (Directiva 2012/75/UE, DEI), que

rán importantes inversiones a indus-

CAGUA organiza dos Jornadas en Ma-

sustituye y actualiza a la IPPC, da un

trias que habían elegido verter sus

drid y Barcelona en las que se facilitará

paso más y establece unos valores mí-

aguas residuales a masas de agua

un marco de discusión en el que parti-

nimos de emisión aplicables a las In-

con una elevada capacidad de recep-

ciparan destacados profesionales res-

dustrias que, en muchos casos, se

ción, como las marinas, y que ahora

ponsables de las Administraciones im-

transforman en Límites de Emisión.

descubrirán que este hecho es irrele-

plicadas y del sector de la química. Los

Obviamente lo hace para aquellos ca-

vante. En esta nueva situación será

detalles de la JORNADA DE BARCE-

sos en los que los límites que hubiera

importante conocer y analizar las cau-

LONA pueden consultarse en este link:

fijado la normativa de vertidos, en fun-

sas que han provocado este cambio

http://www.adecagua.es/files/Progra-

ción de la capacidad de recepción del

de criterio, las actuaciones que debe-

ma_Jornada_BREF.pdf

medio, fueran superiores.

rán realizar las empresas afectadas,

En esta nueva línea de actuación

los plazos disponibles, las inversiones

¿QUÉ MEJORARÍA DE LA

se produce la Decisión de Ejecución

que implican y como coordinaran sus

DIRECTIVA MARCO DEL AGUA?

de la Comisión Europea 2016/902,

actuaciones las Administraciones im-

por la cual se establecen las conclu-

plicadas, entre otros. A primera vista

En la ultima asamblea de la Europe-

siones sobre las MTDs para los siste-

puede parecer que desde la Unión Eu-

an Water Association (EWA) celebra-

mas comunes de tratamiento y ges-

ropea se están primando los motivos

da en Munich, nuestro representante,

tión de aguas y gases residuales en el

de mercado, de igualdad de costes

Josep Mosquera, observó que uno de

sector químico (Common Waste Wa-

para las empresas, sobre la protec-

los asuntos prioritarios en la agenda

ter and Waste Gas), que establece ni-

ción efectiva del medio ambiente, que

de esta asociación es la futura modifi-

48

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

MANUEL SUÁREZ, ADECAGUA I ADECAGUA Y LA PROTECCIÓN DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS

cación de la Directiva Marco del Agua.

fundamental de la política del agua

esto es así será útil que intentemos

De su experiencia en la gestión de las

de nuestro país durante los últimos

mejorarlo.

normas europeas, comentó que los

años, con disposiciones y mandatos

Desde ADECAGUA creemos que es

alemanes se han puesto a trabajar en

que nos han gustado más o menos

conveniente efectuar este análisis con

el tema y el día que se inicien oficial-

pero que hemos tenido que cumplir.

una cierta tranquilidad y preparar una

mente los trabajos se presentarán a

Ahora estamos a las puertas de una

buena defensa de las mejoras que con-

las reuniones con una carpeta llena de

actualización, exigida por la propia

sideremos que convenga introducir,

propuestas, estudiadas y documenta-

norma, que obliga a reflexionar, ana-

buscando posibles aliados que tengan

das, ganando unas posiciones en la

lizar lo que hemos estado haciendo

problemas similares y que ayuden a

defensa de sus legítimos intereses.

dentro del ámbito de la Directiva Mar-

una mejor defensa ante los responsa-

En ADECAGUA creemos que no se-

co, lo que nos ha creado más proble-

bles de la Unión Europea.

ría malo parecernos a los alemanes, en

mas y, en resumen, aquello que nos

cosas como estas, empezar a estudiar

iría bien mejorar.

Proponemos realizar este análisis recogiendo experiencias mejorables y de-

la situación y tener las propuestas de

He oído con mucha frecuencia que

batirlas en una Jornada Técnica que re-

nuestro país razonablemente estudia-

la Directiva Marco está muy adaptada

alizaremos en el marco de SMAGUA

das para defenderlas adecuadamente

a países con mucha agua y pensada

2017, para colaborar en la definición de

en Bruselas, intentando superar nues-

para grandes ríos, pero que no encaja

las propuestas que convenga defender

tra famosa improvisación.

en países mediterráneos, como el

por el bien de nuestro país.

Es justo reconocer que la Directiva

nuestro, en el que se pasa de grandes

ADECAGUA invita a participar a todos

Marco del Agua ha sido una pieza

caudales a ríos totalmente secos. Si

aquellos interesados que tengan interés.

PROYECTO EUROPEO MIDES: HACIA LA DESALACIÓN SOSTENIBLE

Proyecto europeo MIDES: hacia la desalación sostenible Victor M. Monsalvo1, Juan M. Ortiz2, Zulema Borjas2, Ricardo Sandín1, Beatriz del Castillo1, Frank Rogalla1, y Abraham Esteve-Nuñez2 1 Aqualia I www.aqualia.es • 2IMDEA Agua I www.agua.imdea.org

El proyecto MIDES, con ayuda del progra-

sistema único de desalación, con un

yectos españoles IISIS e ITACA del

ma europeo H2020, evalúa la viabilidad

marcado carácter innovador y un coste

programa Innpronta.

técnica y económica de un sistema de de-

energético sin precedentes. La pro-

El proyecto MIDES se enmarca den-

salación integrado con balance energético

puesta ha sido exitosa en un ámbito de

tro de las líneas estratégicas del De-

positivo. Coordinado por Aqualia, se mos-

elevada competitividad (probabilidad

partamento de Innovación y Tecnología

trará la escalabilidad de los procesos bio-

de adjudicación inferior al 10%) e inte-

de Aqualia, y conducirá a un nuevo

electroquímicos de depuración y desala-

gra un consorcio puntero que agrupa

mercado para la desalación a bajo cos-

ción desarrollados por Imdea. Gracias a la

10 instituciones de 7 países europeos

te en plantas descentralizadas de baja-

colaboración de otros 10 socios de 7 pai-

que permitirá abordar el proyecto con

media capacidad que permitan simultá-

ses, se implementarán unidades prototipo

garantías para proyectar globalmente

neamente la depuración de aguas

en 3 continentes.

el proceso desarrollado, ya que se

residuales con balance energético po-

evaluará en tres continentes (Europa,

sitivo. El sistema propuesto recibe dos

ecientemente el consorcio del

África y América). El proyecto es fruto

corrientes, agua salada y agua residual

proyecto MIDES (Microbial

de años de colaboración de Aqualia

como fuente de energía, transformán-

Desalination for Low Energy

con los centros tecnológicos IMDEA

dolas en agua desalada y agua depu-

Drinking Water) ha obtenido

(Instituto Madrileño de Estudios Avan-

rada. Las aguas son pretratadas antes

los fondos del programa europeo Hori-

zados) y LEITAT (Asociación Acondi-

de alimentarse a la celda microbiana

zonte 2020 para el desarrollo de un

cionamiento Terrasense) en los pro-

de desalación o MDC (por sus siglas

R

50

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

PROYECTO EUROPEO MIDES: HACIA LA DESALACIÓN SOSTENIBLE

en inglés) para mitigar los problemas

energía para producir agua pota-

de ensuciamiento de las membranas

ble, integradas dentro de sistemas

de intercambio iónico empleadas en el

de gestión y control inteligentes.

sistema. Las MDC son el principal ele-

Actualmente son pocos los pro-

mento diferenciador del sistema MI-

yectos de investigación y desarro-

DES, las cuales se basan en la migra-

llo que se están llevando a cabo

ción de las sales presentes en el agua

en Europa sobre la tecnología

mediante la diferencia de potencial sin

MDC, destacando la actividad in-

ningún aporte externo de energía.

vestigadora del grupo de Bioelec-

Esta innovadora tecnología permite

trogénesis de IMDEA Agua lidera-

obtener agua desalada con un consu-

do

mo energético significativamente me-

Esteve-Núñez (Director Científico

por

el

Prof.

Abraham

nor al requerido en las plantas desala-

–Tecnológico del Proyecto MI-

doras actuales basadas en ósmosis inversa (3-4 kWh/m3). La energía re-

DES). Junto con IMDEA, Aqualia

querida se obtiene mediante la depu-

que está actualmente trabajando

ración de efluentes residuales emple-

en el desarrollo de dicha tecnolo-

ando una tecnología igualmente

gía, lo que ha permitido obtener

novedosa, en la que las bacterias bio-

resultados prometedores en pro-

electrogénicas aprovechan la materia

yectos anteriores (ITACA e IISIS).

orgánica residual para generar un po-

Los trabajos previos desarrolla-

tencial eléctrico requerido en el proce-

dos por IMDEA y Aqualia han

so de desalación. Tras eliminar la ma-

evaluado la influencia de paráme-

teria orgánica, el agua depurada

tros básicos de operación, la na-

puede destinarse para diferentes usos.

turaleza y configuración de los

La combinación de estos sistemas su-

materiales empleados (electrodos

pondrá un hito relevante hacia la con-

y membranas) sobre la capacidad

cepción de las ciudades del futuro, do-

depuradora y desaladora de las

tándolas de estaciones depuradoras

MDC. Se han realizado ensayos

de aguas residuales generadoras de

empleando un dispositivo a esca-

energía, acopladas a plantas desalini-

la laboratorio inoculado con un

zadoras en las que aprovechar dicha

cultivo biolectrogénico de Geo-

es la única empresa en Europa

Figura 1. Fundamento del proceso MIDES

Figura 2. Sistema MIDES para la producción de agua potable a bajo coste

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

51

PROYECTO EUROPEO MIDES: HACIA LA DESALACIÓN SOSTENIBLE

cas de grafito. La relación de volúmenes de reacción de las cámaras anódica, catódica y salina fue de 10:10:1 (Van:Vcat: Vsal).

Se ha desarrollado una estrategia de puesta en marcha que consiste en la inoculación del sistema operando sin recirculación durante una noche para garantizar la adhesión de las células al ánodo. Posteriormente, se conecta la recirculación de las corrientes a través del sistema operando en configuración MEC a un voltaje de 1,0-1,5 V. La puesta en marcha se considera finalizada tras alcanzar la estabilidad de los valores de corriente eléctrica del sistema. Tras finalizar la puesta en marcha, se llevaron a Figura 3. Esquema de una celda microbiana de desalación

cabo los experimentos de desalación en la configuración MDC. Los colectores de electrones se conectaron a

bacter sulfurreducens. También se ha

(70 cm3 cada una de ellas), mediante

una resistencia externa de 2,5 Ohms

estudiado la tolerancia de G. sulfurre-

una membrana de intercambio anióni-

para asegurar la correcta medida de

ducens a ambientes salinos (0-30 g/L,

co (ACS Neosepta) y otra de inter-

la corriente eléctrica en el sistema

NaCl). Este inóculo coloniza el ánodo

cambio catiónico (CMX Neosepta),

mediante el seguimiento de la caída

instalado en la cámara anódica a la

respectivamente. El ánodo y cátodo

de voltaje. El anolito se reemplazó

que se alimenta el agua residual, en

utilizado es un fieltro de carbón RVG

con una disolución fresca con la mis-

este caso un efluente que contiene

4000 suministrado por MERSEN Ltd.,

ma composición y el catolito se modi-

acetato sódico (20 mM) como único

y los colectores eléctricos fueron pla-

ficó por una disolución de NaClO al

donador de electrones operando tanto con suministro externo de energía (MEC), como en operación autónoma

Figura 4. Prototipo de celda microbiana de desalación

(MDC). Durante la operación de la MDC se utilizó una disolución de NaClO (3 %) a pH 12 como catolito y NaCl (5 g/L) como corriente salina.

Estas disoluciones se recircularon en el sistema MDC a un flujo de 75 mL min-1.

El equipo de MDC empleado es un reactor electroquímico con un área de electrodo de 100 cm 2 . La Figura 4 muestra el prototipo de MDC, la cual se basa en un diseño compacto con varios compartimentos de polipropileno y juntas de neopreno para sellar el sistema herméticamente. El diseño empleado se compone de una cámara de desalación de 70 cm 3 , separada de las cámaras anódica y catiónica

52

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

PROYECTO EUROPEO MIDES: HACIA LA DESALACIÓN SOSTENIBLE

3 % (pH: 11,1, conductividad eléctrica (CE): 14,6 mS cm-1). La corriente a

suficiente para permitir el crecimiento

lores de 1mS cm -1 (valor requerido

microbiano, no obstante, dicha corrien-

para agua potable) (Figura 5). Por otro

desalar contuvo una concentración

te se reemplazó con una disolución

lado, la CE de las corrientes alimenta-

de NaCl de 5 g/L.

fresca para asegurar la disponibilidad

das a las cámaras anódica y catódica

El sistema arroja una elevada veloci-

de donador de electrones durante las

permaneció estable, debido funda-

dad inicial de desalación durante las

pruebas. Con el mismo objetivo se re-

mentalmente al elevado volumen de

20 primeras horas, lo que conduce a

emplazó el catolito.

ambas cámaras respecto al comparti-

una reducción de la producción de co-

En el presente trabajo se obtuvieron

mento salino. Este parámetro resultó

rriente eléctrica de 7 a 3 mA mante-

eficacias de desalinización del 65%

clave para evitar la generación de sal-

niendo el potencial del ánodo estable.

tras 18 h, alcanzando una velocidad

muera, uno de los principales proble-

Este cambio en la corriente eléctrica

de desalación superior a las reporta-

mas asociados a la tecnología de ós-

se debe fundamentalmente al aumen-

das en trabajos previos trabajando

mosis inversa. La morfología celular

to de la resistencia interna asociado al

con ratios de volúmenes de cámaras

del inóculo se mantuvo estable duran-

proceso de desalación. Al mismo tiem-

similares, en los que fue necesario 18

te la operación de la MDC, lo que per-

po, la actividad biodegradativa en la

d de aclimatación (Wen et al., 2012,

mitió mantener una elevada actividad

cámara anódica durante este periodo

Bioresour. Technol., 125, 108-113). La

biodegradativa, alcanzando rendi-

fue notable, observando una reducción

operación de la MDC (sin suministro

mientos de eliminación de DQO de

significativa de la DQO del agua resi-

externo de energía) durante 65 h arro-

hasta el 92%, obteniendo un efluente

dual tratada en la cámara anódica. Es-

jó valores de CE un orden de magni-

altamente depurado con una DQO in-

te consumo de materia orgánica fue

tud inferior a la inicial, alcanzando va-

ferior a 75 mg/L.

PROYECTO EUROPEO MIDES: HACIA LA DESALACIÓN SOSTENIBLE

Los resultados obtenidos

sistema propuesto, seguido

suponen un avance significa-

de una expansión del im-

tivo hacia la desalación a ba-

pacto del proyecto que per-

jo coste en plantas descen-

mita el crecimiento del sec-

tralizadas de baja-media

tor de la desalinización y

capacidad que permitan si-

reutilización de aguas. Para

multáneamente la depura-

ello se cuenta con un con-

ción de aguas residuales con

sorcio multidisciplinar de 6

balance energético positivo.

países europeos que inclu-

Con el proyecto MIDES se

ye experiencia y capacida-

avanzará en el nivel de desa-

des en el desarrollo de nue-

rrollo de la tecnología para lo

vos materiales, procesos

que se han planteado los si-

biológicos y electroquími-

guientes objetivos parciales:

cos, sistemas físico-quími-

• preparación de electrodos

Figura 5. Evolución de la conductividad eléctrica de las corrientes anódica, catódica y salina

cos de tratamiento de aguas, y herramientas de simulación, control y análi-

de carbono porosos nanoestructurados con propiedades mejora-

• desarrollo de herramientas de control

sis económicos. La validación del pro-

das para emplearse como ánodos y cá-

y optimización para la operación en

ceso se llevará a cabo en condiciones

todos

continuo del proceso

de operación reales para lo que será

• desarrollo de membranas de inter-

• análisis económico y ambiental me-

necesario desarrollar sistemas avan-

cambio iónico con propiedades mejora-

diante análisis de ciclo de vida y de

zados de análisis, simulación, auto-

das para mitigar el ensuciamiento

coste

matización y control.

Agradecimientos:

pretratamiento

El sistema MIDES, con un consumo energético inferior a 0,5 kWh/m3, con-

• selección de cultivos bioelectrogéni-

tribuirá al desarrollo ambiental, econó-

Este proyecto ha recibido fondos del Pro-

cos tolerantes a ambientes salinos • producción de 1-3 m3/h de agua re-

mico y social de las estaciones desali-

grama de Investigación e Innovación Hori-

nizadoras de agua de mar y salobre.

zonte 2020 de la Unión Europea, con el

generada y 150 L/h de agua potable a

Los objetivos del proyecto incluyen el

acuerdo de subvención nº 685793.

partir de agua de mar y salobre

desarrollo de la cadena de valor del

• optimización y validación de membranas cerámicas autolimpiantes como

“Esta publicación sólo refleja la opinión de su auImagen puesta en marcha pretratamiento

tor. La Comisión Europea no se hace responsable de ningún uso que pueda hacerse de la información que contiene”

54

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

SISTEMAS DE MONITOREO AVANZADO PARA LA EFICIENCIA EN AGUAS REGENERADAS

Sistemas de Monitoreo Avanzado para la Eficiencia en Aguas Regeneradas ADASA I www.adasaproducts.com

RESUMEN

objetivo de mostrar sus valores reales

BENEFICIOS

para mejorar la eficiencia de plantas Desde 1989 una de las actividades

de agua regenerada, así como para

• Ahorrar consumo de energía y reac-

del Consorci Costa Brava es la rege-

mostrar los resultados obtenidos co-

tivos.

neración de los efluentes tratados con

mo alerta temprana, lo que afianza la

• Proveer alertas en caso de malfuncio-

el objetivo de cubrir las demandas de

seguridad en la producción de agua

namiento de la planta de regeneración

agua no potable. El agua regenerada

regenerada y, consecuentemente, su

de agua.

debe cumplir las condiciones de segu-

aptitud para el uso deseado.

• Mejorar el control del sistema de de-

ridad para cada uso particular: uso medioambiental, recarga de acuíferos,

sinfección.

RETOS

riego para agricultura, riego de cam-

• Incrementar la eficiencia en el proceso de producción de agua regenerada,

pos de golf y zonas verdes y redes mu-

• Adaptar el proceso de desinfección

evitando una sobredosis de productos

nicipales de agua regenerada.

a un caudal y calidad del agua cam-

químicos de desinfección y el exceso

biantes.

de consumo de energía UV.

mativas europeas, Escherichia coli es

• Ajustar la dosis de rayos UV y reacti-

• Garantizar la producción de agua re-

la bacteria habitualmente utilizada co-

vos para una desinfección óptima.

generada adecuada para cada uso.

mo indicador clave de contaminación

• Alcanzar los objetivos de calidad del

El Consorci Costa Brava (CCB) es

microbiológica en aguas regeneradas.

agua regenerada para diferentes usos.

una Institución Pública del Agua creada

Por esta razón, se ha testeado un sis-

• Reducir la huella medioambiental en

en 1971 por los municipios de la pro-

tema avanzado de monitoreo con el

la producción de agua regenerada.

vincia de Girona, situada al noreste de

De acuerdo con las diferentes nor-

Figura 1. Localización de la Costa Brava. España

56

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

SISTEMAS DE MONITOREO AVANZADO PARA LA EFICIENCIA EN AGUAS REGENERADAS

Figura 2. Usos del agua regenerada en la Costa Brava durante 2015

El proyecto R3Water es un proyecto financiado por la Comisión Europea bajo el Séptimo Programa Marco (FP7). Nació para mostrar las soluciones innovadoras para la reutilización del agua, la recuperación de elementos valorizables y en la eficiencia en las plantas de tratamiento urbanas.

“Garantizar la calidad del agua es crucial para una sociedad rica y saludable.

Actualmente muchas regiones afrontan serios problemas de estrés hídrico, haciendo la reutilización de agua necesaria. En el proyecto R3Water se pretende mostrar diferentes soluciones para apo-

España, con el objetivo de proveer ser-

aguas regeneradas en la Costa Brava

yar una reutilización segura” explica

vicios y gestionar infraestructuras rela-

durante el año 2015.

Uwe Fortkamp, coordinador del proyecto R3Water del IVL Instituto de Investi-

cionadas con el ciclo integral del agua, incluyendo el suministro de agua pota-

R3WATER, PROYECTO

ble, el tratamiento de aguas residuales,

EUROPEO PARA LA

así como la producción y abasteci-

REUTILIZACIÓN DEL AGUA

La población residente en el área se estima en 250.000 habitantes-equiva-

ANÁLISIS DE E. COLI, REQUERIMIENTOS DE LA

miento de agua regenerada para cubrir las demandas de agua no potable.

gación Medio Ambiental de Suecia.

Actualmente muchas regiones se en-

“

REGULACIÓN EUROPEA

frentan a un gran estrés hídrico, resultando necesaria la reutilización del agua.

E. coli es una bacteria ampliamente

lentes. Sin embargo, la población sufre

Pretendemos demostrar las diferentes solu-

utilizada como indicador de la contami-

un incremento estacional durante el ve-

ciones para apoyar la reutilización del agua.”

nación fecal. Su presencia advierte del

rano debido al turismo, pudiéndose al-

riesgo potencial riesgo sanitario. Este

canzar más de un millón de personas.

Uwe Fortkamp, coordinador del proyecto

aspecto queda reflejado en la mayoría

Por este motivo, es necesario tener en

R3Water del IVL Instituto de Investigación

de las normativas europeas, como la

cuenta este periodo en el diseño de las

Medio Ambiental de Suecia

Directiva 2006/7/CE de aguas de baño.

instalaciones a fin de proporcionar un servicio adecuado.

Desde 1989, una de las actividades del CCB es la recuperación de efluentes tratados en 14 instalaciones para cubrir las demandas de agua no potable de diferente tipo (3.3 millones de m 3 /año en 2015, con un máximo en 2010, 6.4 millones m3/año). El agua regenerada es agua que ha recibido un tratamiento adicional, más allá del tratamiento secundario, permitiendo su reutilización segura para propósitos concretos: usos medioambientales, recarga de acuíferos, riego para agricultura, riego de campos de golf y zonas verdes y redes municipales de agua regenerada. Como ejemplo, en la figura 2

Figura 3. aquaBio, analizador automático de E. coli

se muestran los diferentes usos de las

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

57

SISTEMAS DE MONITOREO AVANZADO PARA LA EFICIENCIA EN AGUAS REGENERADAS

Escherichia coli y los coliformes feca-

soluciones de monitoreo probadas

matizada que permite mejorar la efi-

les son parámetros clave para determi-

dentro del alcance del proyecto euro-

ciencia de la planta de agua regenera-

nar el uso potencial del agua regenera-

peo R3Water, cuyo objetivo es el mo-

da en tiempo real, a la vez que provee

da a partir del tratamiento terciario en

nitoreo automático de Escherichia coli

agua regenerada segura.

las plantas depuradoras.

y los coliformes totales. La medida El monitoreo automático de E. coli

“

Además, la concentración de E. coli

principal se basa en la tecnología de

es un parámetro analítico clave en la

DST® (Defined Substrate Technology)

reutilización del agua en Chipre, Fran-

y un sistema de detección para medir

cia, Grecia, Italia y España. Como ejem-

la fluorescencia y absorbancia. El co-

tuales. Contribuye activamente a mejorar

plo, de acuerdo con la normativa espa-

lor y la fluorescencia aparecen tan

la operación de la planta, así como la se-

ñola, se requiere una frecuencia alta de

pronto como el sustrato específico es-

guridad del agua regenerada.”

análisis de E. coli (2 o 3 veces por se-

tá siendo metabolizado. La determina-

mana) para usos específicos. Estos re-

ción de E. coli y coliformes totales se

CASO DE ESTUDIO EDAR

querimientos incrementan los costes de

basa en la correlación entre la con-

CASTELL - PLATJA D’ARO

muestreo y laboratorio, haciendo que

centración de la bacteria y el momento

los sistemas de alerta temprana sean la

en el cual aparece la fluorescencia o

solución más beneficiosa y eficiente. El

el color.

analizador aquaBio ha sido diseñado para tratar este tipo de desafíos.

Esta metodología permite obtener resultados en un corto periodo de

provee resultados en 3 horas frente a las 24-96 horas de los controles ac-

El analizador aquaBio se ha instalado en la planta depuradora de aguas residuales (EDAR) de Castell – Platja dʼAro, situada en la Costa Brava.

tiempo, mientras que en los controles

La línea de tratamiento de la EDAR

SISTEMAS DE

actuales se llevan a cabo en laborato-

Castell - Platja dʼAro posee un trata-

MONITOREO ONLINE PARA

rio, un solo análisis puede llevar entre

miento primario, un tratamiento se-

LA REGENERACIÓN DE

24 y 96 horas. aquaBio provee un re-

cundario con fangos activos conven-

AGUA

sultado en 3-12 horas, dependiendo

cionales y un tratamiento terciario

de la concentración de la bacteria. Es

para agua regenerada. La planta de

una operación completamente auto-

agua regenerada está diseñada para

El analizador aquaBio es una de las

Figura 4. EDAR Castell - Platja d’Aro

58

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

SISTEMAS DE MONITOREO AVANZADO PARA LA EFICIENCIA EN AGUAS REGENERADAS

un caudal de 15.000 m 3 /día, lo que

nerada, después del filtro de arena,

reproductiva de los microorganismos.

significa que tan solo una parte del

con la finalidad de proveer el valor de

El conocimiento de la concentración

agua del clarificador secundario es

la concentración de E. coli y colifor-

de microorganismos ayuda a los ope-

tratada para su reutilización. El resto

mes totales online, que permite mejo-

radores a producir agua regenerada

del efluente se descarga en el río Ri-

rar la eficiencia de la planta.

eficiente, dado que la concentración antes del tratamiento de desinfección

daura y en el mar Mediterráneo. Los principales usos del agua regenerada son el riego en agricultura y de campos de golf.

Gracias al análisis de laboratorio vali-

“

evita la sobredosis de reactivos de-

damos la correcta operación de la

sinfectantes y el exceso de consumo

planta de agua regenerada. No obstan-

de energía UV.

sistema de medidas online, el cual asegura

te, Escherichia coli también es un in-

un funcionamiento óptimo y fiable.”

dicador clave para definir los usos

te, la seguridad diaria es aportada por el RESULTADOS El monitoreo online de E. coli mejora

“

la eficiencia de la planta de agua regenerada y asegura la alerta temprana

para la seguridad sanitaria.”

Como se ha detallado anteriormen-

potenciales del agua regenerada.

La figura 6 muestra las concentra-

Uno de los próximos objetivos de la

ciones medidas para 2 periodos de

Unión Europea es el incremento del

validación. Las concentraciones du-

ratio de agua reutilizada, garantizan-

rante el verano son 2 órdenes de

do la salud de los ciudadanos, la pro-

Durante la primera fase del proyec-

magnitud mayores que durante el in-

tección del medio ambiente y el fo-

to, aquaBio ha monitorizado la toma

vierno, debido a que el incremento de

mento de prácticas de reutilización

de entrada de la planta de agua rege-

temperatura aumenta la capacidad

seguras.

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Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

59

SISTEMAS DE MONITOREO AVANZADO PARA LA EFICIENCIA EN AGUAS REGENERADAS

Figura 5. Planta de agua regenerada de Castell - Platja d’Aro

Por esta razón, se ha planificado una segunda fase de pruebas para el año 2016 que consistirá en el monitoreo de la salida de la planta de agua regenerada que proveerá una alerta temprana para asegurar la seguridad sanitaria en caso de mal funcionamiento de la planta. También se pretende alcanzar los objetivos de calidad de aguas regeneradas para diferentes usos finales, tales como la recarga de acuíferos, fertirrigación, riego de campos de golf y zonas verdes, así como usos municipales (por ejemplo, limpieza de calles).

La EDAR Castell – Platja dʼAro ha estado produciendo agua regenerada desde 1989. En el verano de 2015 alcanzó el record en el pico de producción de agua regenerada, 400 m3/hora, debido a la sequía primaveral y a una ola de calor. También ganaron usuarios, casi en el límite de la capacidad de producción anual.

Figura 6. EDAR Castell-Platja d’Aro: concentración de microorganismos medidos con aquaBio vs resultados del laboratorio

60

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

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SISTEMAS DE MONITOREO AVANZADO PARA LA EFICIENCIA EN AGUAS REGENERADAS

Figura 7. Beneficios alcanzados con una apropiada estrategia de monitoreo online de E. coli

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Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

61

SANTIAGO DE COMPOSTELA, PIONERA EN EL TRATAMIENTO DE LOS EXCEDENTES DE AGUAS RESIDUALES

Santiago de Compostela, ciudad pionera en el tratamiento de los excedentes de aguas residuales María Jesús Fernández Veolia Water Technologies I www.veoliawatertechnologies.es

L

a ciudad de Santiago de Com-

residuales. Construida en 1982 y am-

nes al borde de su capacidad. Incluso

postela ha dado un importante

pliada en 1992, la estación depurado-

en tiempo seco, los caudales máxi-

paso hacia adelante en lo que

ra de aguas residuales (EDAR) de Sil-

mos que es capaz de tratar son supe-

se refiere a nuevas tecnologí-

vouta, que atiende a la ciudad de

rados por lo que en los casos de llu-

as aplicadas al tratamiento de aguas

Santiago, opera en muchas ocasio-

vias intensas, la situación empeora

62

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

SANTIAGO DE COMPOSTELA, PIONERA EN EL TRATAMIENTO DE LOS EXCEDENTES DE AGUAS RESIDUALES

considerablemente lo que termina

miento de esta capital gallega ha de-

dos sino también la eliminación de la

afectando a la calidad del agua del

cidido implantar en su EDAR el proce-

materia orgánica. Esta mejora de tra-

cercano río Sar.

so Bioactiflo™, una de las respuestas

tamiento supone incrementar hasta en

En la actualidad, los excedentes de

más avanzadas en este terreno. De-

un 40% la capacidad de tratamiento

agua se gestionan mayoritariamente a

sarrollado por Veolia Water Technolo-

de la actual EDAR.

través de tanques de tormenta, una al-

gies, se trata de una solución pionera

Con una capacidad de tratamiento

ternativa que presenta limitaciones, co-

que se implanta por primera vez en

de 20.065 metros cúbicos al día y una

mo es el caso de los reboses o el he-

Europa en una EDAR. Este proceso

población equivalente de 33.700 habi-

cho de que el agua excedente

permitirá la eliminación de materia or-

tantes, el proceso Bioactiflo™ en la

almacenada, en el mejor de los casos,

gánica particulada y materia orgánica

EDAR de Silvouta permite obtener un

se somete a filtrados con pretratamien-

soluble de gran parte del excedente

efluente de gran calidad, con una

tos físico-químicos con decantación

de las aguas de esta EDAR, con lo

DBO5 inferior a 25 ppm y unos sólidos

antes de su vertido. Esta solución, en

que no solo se incrementará la capa-

en suspensión menores de 35 ppm.

opinión de muchos expertos, es insufi-

cidad de tratamiento de esta instala-

Esta actuación se incluye dentro

ciente ya que es necesario comple-

ción, sino que supondrá una impor-

del proyecto de “Ejecución de las

mentarla con otro tipo de tecnología

tante mejora en lo que a protección

obras del proyecto de adecuación del

con el fin de lograr una adecuada cali-

del medio ambiente se refiere.

vertido de la EDAR de Silvouta”, pro-

El nuevo proceso ha sido diseñado

movido por ACUAES y cuyas obras

para tener una capacidad de reacción

están cofinanciadas por el MAGRA-

Por ello, y debido a las importantes

muy rápida, capaz de gestionar hasta

MA, a través del Fondo FEDER; por

limitaciones que presenta -tanto en su

un máximo de unos 1.000 metros cú-

la Xunta de Galicia, a través de Augas

capacidad de tratamiento como en el

bicos a la hora. Con ello, se garantiza

de Galicia; y por el propio Concello de

espacio físico disponible-, el ayunta-

no solo la eliminación de residuos sóli-

Santiago.

dad de las aguas que regresan al entorno hídrico.

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Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

63

SANTIAGO DE COMPOSTELA, PIONERA EN EL TRATAMIENTO DE LOS EXCEDENTES DE AGUAS RESIDUALES

Los trabajos, con un plazo de ejecu-

da ha permitido además que los traba-

UN PASO ADELANTE EN EL

ción de ocho meses más dos de prue-

jos no provoquen interferencias en el

TRATAMIENTO DE AGUA DE

ba, han consistido en la implantación

funcionamiento de la planta actual, ya

TORMENTAS

de este proceso de tratamiento -Bio-

que una de las características de esta

actiflo™- para los caudales que en la

tecnología es que permite su instala-

Este esfuerzo tecnológico se en-

actualidad se alivian por falta de capa-

ción en el escaso espacio disponible

marca dentro de los importantes

cidad de la EDAR. La solución adopta-

en los terrenos de la actual EDAR.

avances que, en materia de depura-

Esquema del proceso Bioactiflo™

64

RETEMA

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SANTIAGO DE COMPOSTELA, PIONERA EN EL TRATAMIENTO DE LOS EXCEDENTES DE AGUAS RESIDUALES

ción de aguas residuales urbanas ha realizado nuestro país en las últimas décadas. De esta forma, en la actualidad, el 83% de la población depura adecuadamente sus aguas, gracias a los esfuerzos de planificación e inversión realizados por la administración, en línea con las directrices marcadas por la Directiva Marco del Agua de la Unión Europea.

Sin embargo, los recientes procedimientos de infracción abiertos por la Comisión Europea a España en materia de depuración han demostrado, más allá de los casos puntuales a los que afecta, que aún queda mucho trabajo por realizar en este terreno.

En este sentido, es necesario no solo seguir ampliando la red de infraestructuras de saneamiento y depuración, sino también buscar alternativas tecnológicas innovadoras que permitan tratar adecuadamente y en su integridad todas las aguas. Sobre todo, teniendo en cuenta que mucho de estos caudales pueden ser imprevistos, fruto de episodios de lluvias intensas.

Para Juan Carlos Rodrigo, director de ingeniería de la filial española de Veolia Water Technologies, “hay mucho camino por recorrer en el tratamiento de aguas de tormentas. Hay que dar un paso adelante en esta materia y crear concienciación de la importancia medioambiental de someter las aguas pluviales a un tratamiento más severo antes de ser devueltas al entorno. Dentro de algunos años, -esperemos que no muchos-, no tratar mejor las aguas de tormenta nos parecerá tan insostenible desde una perspectiva medio ambiental, como lo era hace años no depurar las aguas residuales”.

El proceso Bioactiflo™ es, por tanto, un avance clave que contribuye a garantizar el bienestar de los ciudadanos y vital para el mantenimiento de los ecosistemas. En este sentido,

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RETEMA

65

SANTIAGO DE COMPOSTELA, PIONERA EN EL TRATAMIENTO DE LOS EXCEDENTES DE AGUAS RESIDUALES

Juan Carlos Rodrigo, se ha mostrado

to donde se produce la adsorción/ab-

El proceso consta de dos etapas

“enormemente satisfecho y orgulloso

sorción de la materia orgánica gracias

de tratamiento: Una primera etapa

de que la tecnología de Veolia permi-

a los microorganismos procedentes del

compuesta por un reactor de contac-

ta contribuir en una gestión más

fango activo de la EDAR. A continua-

to que emplea el fango activo proce-

avanzada de las aguas residuales en

ción, el agua pasa a una etapa físico-

dente de la planta existente de fan-

nuestro país. Además, esta actuación

química de decantación, que se realiza

gos activos hasta conseguir una

demuestra el compromiso de ACUA-

con la ayuda de microarena, donde se

concentración variable que puede lle-

ES con el medio ambiente, que ha si-

separan los sólidos en suspensión y la

gar a alcanzar valores del orden de

do una de las primeras instituciones

materia orgánica particulada asociada

800-1.000 mg/l de MLSS, con el obje-

en dar ese paso adelante”.

a los mismos.

to de absorber/adsorber materia or-

Su tasa de rendimiento es de has-

gánica (soluble y coloidal respectiva-

ta un 85% de la DBO5 total y consi-

mente). La segunda etapa es la

gue reducir los sólidos en suspen-

físico-química de decantación con

Bioactiflo™ es un proceso robusto y

sión hasta valores en el efluente de

microarena para la eliminación de los

fiable que gracias a sus características

menos de 15 ppm. Bioactiflo™ traba-

sólidos en suspensión. Por último, el

únicas de operación y rendimiento ga-

ja a velocidades de decantación ele-

agua tratada se mezcla con el efluen-

rantiza la calidad del agua tratada in-

vadas (aprox. 100 m/h), lo que le

te de la decantación secundaria de la

cluso en episodios de alta variabilidad

convierte en un proceso muy com-

planta, mientras que el fango separa-

del afluente, ya sea en caudal o carga.

pacto que requiere reducido espacio

do se devuelve al reactor biológico

Está formado por un reactor de contac-

de implantación.

de fangos activos.

PROCESO BIOACTIFLO™

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RETEMA

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CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO

Contaminantes emergentes y metales pesados en aguas residuales: un caso de estudio Rafael Marín Galvín Control de Calidad, Calidad y Medio Ambiente EMACSA I www.emacsa.es

INTRODUCCIÓN La creciente presencia de contaminantes no convencionales o emergentes en los saneamientos de todo el mundo, especialmente países industrializados y dentro de ellos también en España, ha hecho que se preste especial atención a este tema. Este tipo de contaminación estaba asociada históricamente a los efluentes industriales, pero hoy en día, el uso cada vez más generalizado de productos y preparados domésticos tales como productos de limpieza del hogar, productos higiénicos y cosméticos, aditivos alimentarios, medicamentos y fármacos, productos empleados en jardinería doméstica, y otros, han hecho que el propio ciudadano, en su parcela privada, se convierta en un importante contribuyente a esta panorámica.

Los productos químicos presentes en aguas residuales urbanas pueden ser incluidos en varios tipos: pesticidas, compuestos orgánicos de síntesis, disolventes,

plastificantes,

cosméticos,

productos farmacéuticos, antibióticos, metales pesados y compuestos organometálicos, incluyendo drogas de abuso.

En este sentido, estos contaminantes pueden provocar dos efectos que han de ser tenidos en cuenta: en primer lugar una afección medioambiental especial-

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RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO

Tabla 1: Compuestos emergentes: tipología, aplicaciones y usos

mente en el medio hídrico, pero también

mente, así como sus aplicaciones, que

Córdoba (330.000 habitantes) se com-

en el medio en general al tratarse de

pueden ser tanto a escala industrial co-

pone de un 15% de componente indus-

compuestos volátiles muchos de ellos y

mo puramente doméstica y que facili-

trial. Por su parte, la EDAR de La Go-

que pueden incorporarse a los fangos de

tan su acceso al agua residual.

londrina está operada por fangos

depuración generados en las EDAR.

Con todo lo dicho, este trabajo se en-

En segundo lugar, y dado que la ma-

foca a estudiar una muestra de los com-

activos (proceso aerobio) habiendo tratado una media de 25,6 hm3 al año du-

yoría de las EDAR españolas (y aún a

puestos emergentes existentes en el

rante el periodo 2.005-2.015. La línea

escala internacional) operan mediante

saneamiento de Córdoba a lo largo de

de tratamiento es convencional, y se

sistemas biológicos (fangos activados

2.005-15 (compuestos orgánicos y me-

dispone de tratamiento de deshidrata-

u otros), los microorganismos encarga-

tales pesados) tanto en el agua residual

ción de fangos que posteriormente se

dos de la depuración del efluente resi-

influente a la EDAR de La Golondrina,

destinan a uso agrícola o compostaje.

dual urbano pueden llegar a estar afec-

como en el agua depurada en la mis-

Finalmente, el agua residual, una vez

tados, en mayor o menor medida, por

ma. Se comprobará que los datos apor-

depurada, se vierte al río Guadalquivir

diferentes fenómenos generados por la

tados no son muy diferentes de los del

aguas abajo de la ciudad de Córdoba.

agresividad química o biológica de es-

resto de España, si bien circunstancias

Se han tomado muestras integradas

tas sustancias sobre su ciclo vital, limi-

locales hacen variar estos valores entre

durante 24 horas, con frecuencia men-

tando su rendimiento práctico.

los distintos saneamientos nacionales.

sual, tanto del influente residual a la

La Tabla 1 presenta una panorámica de las sustancias emergentes detecta-

EDAR como del agua depurada en MATERIALES Y MÉTODOS

das o potencialmente detectables en las aguas residuales urbanas actual-

I www.retema.es I

aquélla. Los días de muestreo se ubicaban en períodos de actividad normal, sin

El agua residual del saneamiento de

Septiembre/Octubre 2016

especiales circunstancias que pudiesen

RETEMA

69

CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO

afectar negativamente a proceso depu-

plia de compuestos orgánicos adscritos

banas: Fe, Mn, As, Pb, Se, Cu, Zn, Ni,

rador (lluvias, actuaciones de manteni-

a varios grupos: pesticidas clorados,

Cd, Hg y Cr.

miento, vertidos incontrolados, etc..).

fosforados, triazinas y carbamatos con Compuestos orgánicos

Por otro lado, los compuestos orgá-

un total de 19 sustancias; cuatro com-

nicos se determinaron mediante Cro-

puestos orgánicos volatiles, benceno,

matografía de Gases (CG) o Cromato-

1,2-dicloroetano, tricloroetileno y tetra-

En la Figura-1 se recoge la evolución

grafía de Líquidos de Alta Presión

cloroetileno; cuatro trihalometanos, clo-

anual de la media de compuestos orgá-

(HPLC), mientras los metales pesados

roformo, bromoformo, diclorobromome-

nicos entre 2.007 y 2.015 expresados

mediante Acoplamiento Inducido de

tano y dibromoclorometano (estos

tanto en concentración (μg/L) como en

Plasma (ICP) y Espectrofotometría de

compuestos son los mayoritarios en el

carga contaminante (g/d), aplicando en

Vapor Frío (mercurio) y finalmente, los

agua de consumo de la ciudad); cinco

este segundo caso el caudal real trata-

halógenos orgánicos mediante com-

hidrocarburos aromáticos policíclicos,

do en la EDAR para cada año.

bustion y valoración culombimétrica.

benzo(b)

benzo(k)fluorateno,

Como se observa, la concentración

Todas las técnicas analíticas fueron las

benzo(g,h,i)perileno, indeno(1,2,3-

total de orgánicos muestra una ligera

usuales en estudios de aguas.

c,d)perileno y beno(a)pireno, y por últi-

tendencia decreciente desde el inicio

mo, el total de halógenos orgánicos.

de la serie, a excepción de una punta

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se ha investigado una muestra am-

y

Por otro lado, los metales pesados

en 2.014. Los valores medios se situa-

investigados fueron los mayoritarios

ron en 9,97 μg/L en agua bruta residual

habitualmente en aguas residuales ur-

y en 5,28 μg/L en el agua depurada con un rendimiento medio del 43,5%.

En todo caso los valores oscilaron entre un máximo de 19,35 μg/L en 2.014 para el agua bruta y un máximo de 11,68 μg/L en agua depurada en el mismo año, hasta unos mínimos de 2,52 μg/L en 2.013 en agua bruta y de 1,48 μg/L en 2.015 en agua depurada.

A destacar que en 2.013, el contenido global de orgánicos en agua depurada fue ligeramente superior al del agua residual bruta. Además, el rendimiento medio de depuración osciló entre 59,8% en 2.012 y un -3,6% en 2.013.

Refiriéndonos ahora a carga contaminante (concentración x caudal) el valor medio se cifró en 740 g/día en agua influente y en 387 g/día en agua depurada con un rendimiento medio del 47,7%. Asimismo, los máximos fueron de 1.341,2 g/día en 2.014 para agua bruta y de 801,7 g/día para agua depurada también ese año. En cuanto a las cargas mínimas se situaron en 192,8 g/día para agua bruta en 2.015, y en 106,4 g/día para agua depurada en este mismo año. Finalmente, la pauta observada para la carga contaminante no difiere apenas de la comentada para la

Figura 1: Evolución de la cantidad total de compuestos orgánicos estudiados (2.007-15) en agua residual bruta y depurada (EDAR La Golondrina-Córdoba): arriba concentración, debajo carga

70

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

concentración global de orgánicos.

Con respecto a compuestos orgánicos

I www.retema.es I

CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO

concretos, el % medio de reducción en la EDAR se situó en el 20,1%, si bien el

Tabla 2: Compuestos orgánicos en agua residual bruta, depurada y rendimientos de depuración prácticos (medias 2.007-2.015) en Córdoba. Comparación con el resto de España

comportamiento de cada compuesto fue Compuesto

Influente Residual

Efluente Depurado

% Rendimiento

Influente España

Agua depurada España

Heptacloro

0,005

0,005

0,0

1,868

0,006

prometrina, dibromoclorometano y

Aldrín

0,004

0,005

-25,0

0,001

0,005

AOXs, y <5% (incluso con valores nega-

Heptacloro epóxido

0,006

0,007

-16,7

Dieldrín

0,022

0,013

40,9

0,002

<0,001

diazinón, terbutrina, endosulfán I y II, tri-

Metil paratión

0,244

0,232

4,9

cloroetileno, tetracloroetileno, diclorobro-

Malatión

0,415

0,094

77,3

Etil parathion

0,303

0,049

83,8

Etión

0,175

0,032

81,7

Diazinón

0,074

0,092

-24,3

cualquier contaminante) ha de aten-

Propazina

0,183

0,095

48,1

derse a los diferentes mecanismos ge-

Atrazina

0,308

0,139

54,9

0,026

0,037

Simazina

0,501

0,14

72,1

0,022

0,318

Terbutilazina

1,134

0,287

74,7

Prometrina

0,811

0,134

83,5

Ametrina

0,383

0,118

69,2

dentro del microorganismo, quedando

Terbutrina

0,151

0,145

4,0

englobado después en los fangos de

Diurón

0,707

0,299

57,7

0,028

0,119

Endosulfán I

0,011

0,021

-90,9

0,061

0,100

Endosulfán II

0,027

0,055

-103,7

0,017

0,022

Benceno

0,555

0,262

52,8

0,082

0,004

1,2-dicloroetano

0,290

0,262

9,7

0,778

3,708

Tricloroetileno

0,030

0,031

-3,3

Tetracloroetileno

0,550

0,626

-13,8

0,720

0,044

Cloroformo

7,397

3,978

46,2

1,904

0,637

Diclorobromometano

0,381

0,517

-35,7

Dibromoclorometano

0,350

0,042

88,0

Bromoformo

0,045

0,043

4,4

Benzo(b)fluoranteno

0,008

0,007

12,5

0,010

0,004

Benzo(k)fluoranteno

0,004

0,005

-20,1

0,013

0,005

mentables) con posibilidad de su de-

Benzo(g,h,i)perileno

0,003

0,006

-100,8

0,010

0,002

sorción posterior diferida o bien

Indene(1,2,3c,d)pireno

0,009

0,011

-20,2

0,010

0,015

Benzo(a)pireno

0,012

0,005

56,1

0,006

0,005

AOXs

0,336

0,016

95,2

0,420

0,016

muy diferente, como se observa en la Tabla 2. Así, los % de reducción oscilaron entre >80% para etil paratión, etión,

tivos) para varios casos: aldrín, heptacloro, heptacloro epóxido, metilparatión,

mometano, bromoformo, benzo(k)fluoranteno,

benzo(g,h,i)perileno

e

indeno(1,2,3,c-d)pireno.

Como explicación a este variado comportamiento de los orgánicos (y de

nerales de reducción de contaminantes en una EDAR biológica operada por fangos activos, los cuáles pueden ser: • Asimilación del compuesto por la flora microbiana (metabolismo) o adsorción

depuración, y siendo ésta la vía predominante para la contaminación biodegradable.

• Evaporación del compuesto hacia la atmósfera a lo largo de la línea de proceso, situación experimentada para compuestos de elevada volatilidad.

• Destrucción total o parcial vía química mediante interacción con otros compuestos presentes en el agua residual (fenómenos de antagonismo químico).

• Modificación química del compuesto promovida por su entorno acuático y su posterior transformación en algún metabolito.

• Adsorción sobre materias del agua residual (sólidos en suspensión o sedi-

eliminación vía decantación.

• Incluso, finalmente, adsorción o fijación sobre materiales de la EDAR con posibilidad de su desorción posterior

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

71

CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO

son muy distintos, resaltándose que las aguas del resto de España presentan niveles ligeramente distintos de algunos plaguicidas que en Córdoba (p.e., heptacloro las primeras, y atrazinas y diurón las segundas). En España el contaminante mayoritario fue el cloroformo seguido del heptacloro, mientras en Córdoba también el cloroformo seguido de benceno y tetracloroetileno. En aguas depuradas del Estado, los orgánicos mayoritarios fueron 1,2-dicloroetano y cloroformo, y en Córdoba también lo fue el cloroformo seguido de tetracloroetileno. Finalmente, el orgánico mayoritario tanto en aguas brutas como depuradas en ambos casos fue el cloroformo, ligado claramente al agua del grifo.

Metales pesados En la Figura-2 se recoge la evolución anual de la media de metales pesados entre 2.005 y 2.015 expresados tanto en concentración (mg/L) como en carga contaminante (kg/d) aplicando en este caso también el caudal real tratado en la EDAR para cada año. Se apreFigura-2: Evolución de la cantidad total de metales pesados estudiados (2.005-15) en agua residual bruta y depurada (EDAR La Golondrina-Córdoba): arriba concentración, debajo carga

cia una tendencia decreciente desde el inicio del studio, detectándose los valores más bajos en 2.013-14 con un lige-

diferida tanto a la propia agua residual

los orgánicos en depuración son la fami-

como a la atmósfera.

lia de los herbicidas triazínicos: propazi-

Los datos obtenidos presentaron una

ro incremento durante 2.015.

na, atrazina, simazina y terbutilazina pre-

concentración media total de metales

El mecanismo metabólico es siempre

sentan reducciones del 50% al 75%,

de 1,38 mg/L en agua bruta frente a

el deseable y vendrá marcado por la bio-

mientras que otras especies, como la ter-

0,52 mg/l en agua depurada, con una

degradabilidad de cada compuesto y fe-

butrina, sólo se reduce un 4%. Además,

tasa de reducción en planta del 62,3%.

nómenos de sinergismo o antagonismo

para los THMs, las reducciones oscilan

Los valores totales oscilaron entre 1,95

existentes. Con respecto al resto de me-

entre el 88% para dibromoclorometano,

mg/L en 2.006 y un mínimo de 0,34

canismos suelen ser minoritarios pero

sólo un 4% para bromoformo e incluso

mg/L en 2.013, en agua residual bruta,

en algún caso pueden ser relevantes. Fi-

un -35% para diclorobromometano.

y entre 0,64 mg/L en 2.005 y 0,27 mg/L

nalmente, si el compuesto presenta ca-

Cabe asimismo destacar que la tasa

en 2.013, para el agua depurada. En

rácter biocida o bioestático frente a la flo-

más alta de reducción entre los compues-

este caso, siempre el contenido en me-

ra microbiana, la depuración se resentirá

tos estudiados la presentaron los AOXs

tales en el influente a la EDAR superó

en mayor o menor medida (en caso ex-

con un 95% de eliminación en la EDAR.

al del agua depurada.

tremo, deteniéndose temporalmente)

Puede ahora compararse la situación

En relación a la carga contaminante,

dependiendo del tipo de compuesto, de

de varios de los orgánicos investigados

ésta supuso 92,4 kg/d en agua residual

su concentración y de factores fisicoquí-

con relación al resto de saneamientos

bruta frente a 35,8 kg/d en agua depura-

micos concretos del proceso.

españoles (Tabla-2, columnas a la dere-

da con una tasa de reducción en planta

cha). En este sentido los resultados no

del 61,2%; con relación a los valores ex-

Ejemplos de la particular evolución de

72

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO

tremos detectados, hablamos de 218,2 kg/d como máximo en agua bruta y 50,2

Tabla 3: Metales pesados en agua residual bruta, depurada (mg/L) y rendimientos de depuración prácticos (medias 2.005-2.015) en Córdoba. Comparación con el resto de de España

kg/d en agua depurada, en 2.005, mienMetal (mg/L)

Influente Residual

Efluente Depurado

% Rendimiento

Influente España

Agua depurada España

Hierro

0,796

0,247

68,9

(Tabla-3), nuevamente el comporta-

Manganeso

0,195

0,114

41,7

miento de cada metal fue distinto en su

Arsénico

0,006

0,002

66,0

0,001

0,002

Plomo

0,025

0,009

64,9

0,024

0,002

ra el Fe (68,9%) y superiores al 60%

Selenio

0,021

0,008

61,8

para As, Pb y Se, y mínimas (-16,7%)

Cobre

0,112

0,046

58,6

0,159

0,027

Zinc

0,145

0,065

55,4

0,465

0,107

toxicidad asociada a este ultimo metal.

Níquel

0,013

0,008

42,5

0,023

0,020

Comparando ahora la situación en el

Cadmio

0,011

0,006

47,3

0,001

<0,001

Mercurio

0,006

0,007

-16,7

0,001

<0,001

Cromo

0,008

0,004

54,5

0,033

0,008

tras que los valores mínimos fueron de 26,5 kg/d y de 17,0 kg/d en 2.013.

Con respecto a metales concretos

paso a través de la EDAR: así se comprobaron % de reducción máximas pa-

para Hg: este hecho podría ser relevante teniendo en cuenta la especial

saneamiento estudiado con respecto al resto del país en algunos de los metales estudiados (Tabla-3, columnas a la derecha) nuevamente la situación no varía apenas en aguas brutas residuales, debiendo citar los más altos contenidos en

agua de lluvia y escorrentías urbanas

generar: de un lado efecto dilución, y de

todas las aguas de Zn y Cu, y de Cr en

podría tener sobre la contaminación

otro, un efecto potenciador de la conta-

España y de Pb en Córdoba. Con res-

global aportada al saneamiento, se han

minación al posibilitar el lavado de ca-

pecto a las aguas ya depuradas, Zn y Cu

investigado posibles correlaciones sig-

lles y viales, o incluso prácticas inade-

fueron los mayoritarios en toda España.

nificativas entre concentraciones o car-

cuadas de vertido de contaminación por

gas de orgánicos o de metales en el

parte de particulares o industrias. Todo

agua residual bruta o bien en el agua

esto, evidentemente, vendrá afectado

depurada, y las lluvias registradas, por

por el tipo, cuantía, periodicidad de llu-

los dos aspectos que aquéllas podrían

vias y estado de la red de saneamiento.

Lluvias Considerando la influencia que el

No obstante, y obviando lo anterior, no se obtuvieron correlaciones matemáticas generales significativas entre carga contaminante de agua bruta o depurada frente a la cantidad de lluvia registrada en la ciudad. Sin embargo, cabe apuntar algunas tendencias que asociaban a una mayor pluviometría unas concentraciones más bajas de orgánicos y de metales pesados. Así, la Figura-3 recoge tendencias que asocian más lluvias con más bajas concentraciones de orgánicos en agua depurada y bruta, total de metales en agua depurada y concentración de metales en agua depurada: el coeficiente de regresion sigue la tendencia descendente apuntada aquí. En todo caso, esto podría implicar que el efecto dilución parece ser más acusado que el efecto arrastre.

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Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

73

CONTAMINANTES EMERGENTES Y METALES PESADOS EN AGUAS RESIDUALES: UN CASO DE ESTUDIO

CONCLUSIONES La cantidad media de orgánicos emergentes en el saneamiento de Cór-

del 62,3%. Calculadas las cargas con-

tantes ni en el caso específico estudia-

taminantes asociadas, la media en en-

do ni a escala del país.

trada fue de 92,4 g/d que se redujeron a 35,8 g/d en el agua depurada.

REFERENCIAS

doba durante 2.007 a 2.015 osciló entre

Al igual que sucedió con los orgánicos,

9,97 μg/L y 5,28 μg/L, en agua residual

el % de reducción en la EDAR varió am-

• R. Marín Galvín, F. Ripollés Pascual, E.

bruta y depurada, respectivamente, lo

pliamente, entre el 68,9% para Fe, y -

Santateresa Forcada, A. Lahora Cano, I.

que expresado en carga contaminante

16,7% para mercurio. Para explicar estos

González Canal, R. Mantecón Pascual, y R.

significó 740 g/d (influente) y 387 g/d

comportamientos habría que particulari-

Rodríguez Amaro (2009). Tecnología del

(efluente depurado). Los orgánicos ma-

zar el mecanismo concreto, de todos los

Agua, 313, 40-54.

yoritarios fueron cloroformo, benceno,

posibles, para la evolución de cada pará-

• R. Marín Galvín (2016). The problem of

tetracloroetileno y algunas triazinas.

metro contaminante dado en la EDAR.

emerging pollutants and heavy metals into

La dinámica de reducción de orgáni-

Las lluvias registradas tienen una

sanitation: a case study. Proccedings del

cos en la EDAR de La Golondrina va-

cierta incidencia en la contaminación

13th IWA Leading Edge Conference on Wa-

ríó ampliamente, entre >80% para etil

global del saneamiento, soliendo aso-

ter and Wastewater Technologies. (Jerez de

paratión, etión, prometrina, dibromo-

ciarse años más lluviosos con menores

la Frontera-Cádiz).

clorometano y AOXs, y <5% (incluso %

tasas de contaminación registrada (so-

• A. Musolff et al. (2009). Temporal and spa-

con valores negativos) para otros com-

bre todo en agua depurada) en princi-

tial patterns of micropollutants in urban re-

puestos (p.e., aldrín, heptacloro, hep-

pio debido a un efecto dilución del agua

ceiving waters.

tacloro epoxide, tricloroetileno y tetra-

de lluvia frente a la contaminación de

3069–3077.

cloroetileno).

base del saneamiento.

• Simón Andreu, P.J., Lardín Mifsut, C., Gon-

Environ Pollut. 157

Con respecto a los metales investi-

Finalmente, las concentraciones de

zález Herrero, R., Sánchez Beltrán, A.V. and

gados, el influente a la EDAR presentó

contaminantes orgánicos y metales no

Vicente González, J.A. (2015). Estudio de la

una media de 1,38 mg/L en agua bruta

son muy distintas de las comprobadas

presencia de contaminantes emergentes en

frente a 0,52 mg/l en agua depurada,

a escala nacional, y no presentan nive-

las distintas etapas de las depuradoras RE-

con una tasa de reducción en planta

les que en principio puedan ser impor-

TEMA, 186, 84-91.

Figura 3: Correlaciones entre contenido de orgánicos y de metales frente a lluvias

74

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

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SANEPLAN, NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL SANEAMIENTO MUNICIPAL

SANePLAN, nuevas tecnologías para la gestión sostenible del saneamiento municipal Juan Luis Sobreira Seoane y Lucía Garabato Gándara Instituto Tecnológico de Galicia I www.itg.es

l principal objetivo del proyecto

E

vincia de Pontevedra (Galicia), que son:

neamiento, y Depuración, enfocada a

LIFE SANePLAN es el desarro-

Baiona, Cambados, Ribadumia y Vilano-

las estaciones depuradoras de aguas

llo y validación de un sistema

va de Arousa y uno en Italia, Chiesina

residuales. A continuación se describen

de información con el que se

Uzzanese, en la región de la Toscana.

algunas de las principales funcionalida-

aborda la integración del saneamiento

De esta forma, en el marco del pro-

(tanto de las redes como de las esta-

yecto se analizan las infraestructuras de

ciones depuradoras de aguas residua-

saneamiento y depuración que dan co-

• Gestión Patrimonial de Infraestructu-

les) con la planificación urbana, tenien-

bertura a una población total de 45.727

ras: permite consultar la información de

do en cuenta la perspectiva de los

habitantes y que se materializan en más

la red de saneamiento y mantener ac-

múltiples agentes con competencias en

de 428 km de red y cuatro EDAR de

tualizado el inventario de la infraestruc-

la materia y las diversas tipologías de

más de 2.000 habitantes equivalentes,

tura (tanto los elementos de la red co-

organización territorial existentes.

además de otras de menor entidad.

mo los equipos de las EDAR) de forma

des desarrolladas en SANePLAN:

Este sistema ha sido implantado en

El sistema de información cuenta

sencilla e intuitiva. Además, mediante

cinco escenarios piloto de los cuales cua-

con dos secciones: Conducciones,

el menú de Proyectos de mejora, se

tro se encuentran en España, en la pro-

donde se da cobertura a la red de sa-

permite llevar un control de las actua-

76

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

SANEPLAN, NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL SANEAMIENTO MUNICIPAL

ciones planificadas o que se estén ejecutando sobre las infraestructuras de saneamiento del municipio.

• Costes y Energía: mediante esta funcionalidad se podrán conocer los costes, tanto dinerarios como energéticos (así como una estimación de las emisiones de CO2), que conlleva la explotación del servicio de saneamiento.

• Simulación: con esta funcionalidad se puede comprobar la capacidad de operación de las infraestructuras de saneamiento y depuración ante diversos supuestos. Permite evaluar desde nuevos aportes directos en puntos concretos o las aguas residuales generadas como consecuencia de nuevos desarrollos urbanísticos; también se puede consultar el comportamiento de las infraestructuras actuales ante futuros escenarios a 15, 25 y 75 años, en los que se contemplan los efectos del Cambio Climático y los cambios demográficos que tendrán lugar. Además, SANePLAN permite la

pales funcionalidades como son: man-

información relevante para gestión del

interacción con SWMM, de forma que

tenimiento, normativa y trámites, etc.

servicio, disponible en cualquier punto

los usuarios puedan realizar nuevas si-

SANePLAN contribuye en el avance

con acceso a internet, y con diferentes

mulaciones particulares con el software

hacia una gestión eficiente y sostenible

perfiles en función del rol del usuario (ti-

de escritorio de la EPA. El sistema dis-

de los servicios municipales. Esta solu-

tular, gestor o ciudadano).

pone también de un módulo para anali-

ción promueve un cambio desde el pun-

El proyecto LIFE SANePLAN (LI-

zar los datos de los sensores instalados

to de vista cultural, tecnológico y meto-

FE12 ENV/ES/000687), Planificación

en las infraestructuras de saneamiento

dológico en la gestión del saneamiento

integrada y gestión sostenible de infra-

y depuración de forma que se pueda

y la planificación urbana y establece un

estructuras de saneamiento a través de

conocer su evolución en tiempo real.

único punto en el que se reúne toda la

tecnología de precisión innovadora

• Impacto Medioambiental: se han desarrollado varios módulos específicos que sirven de soporte al control de la explotación de la EDAR (reactivos, residuos, parámetros de vertido, etc.) y módulos de indicadores que contemplan parámetros fundamentales para la gestión del sistema. Además, el sistema dispone de un módulo de incidencias que permite minimizar el impacto de los eventos inesperados en el servicio y dar una rápida solución a los mismos.

El sistema de información SANePLAN dispone de otros requerimientos, como se indica en la correspondiente imagen, que complementan las princi-

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RETEMA

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SANEPLAN, NUEVAS TECNOLOGÍAS PARA LA GESTIÓN SOSTENIBLE DEL SANEAMIENTO MUNICIPAL

(http://www.saneplan-life.eu/) ha sido financiado en el marco del programa europeo LIFE+ en la línea Política y Gobernanza Medioambiental.

La ejecución del proyecto ha comenzado en septiembre de 2013 y se prevé que finalice en febrero de 2017; para ello cuenta con un presupuesto de 1.513.376 €, del cual el 50 % es aportado por la Unión Europea.

El proyecto está liderado por la Fundación Instituto Tecnológico de Galicia y cuenta como socios colaboradores con la Deputación Provincial de Pontevedra en España y la ingeniería ambiental West Systems (Physis) en Italia.

78

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

EVENTOS

Interesantes debates y gran éxito de afluencia marcan el XI Congreso Internacional AEDyR

L

El acto inaugural contó con la partici-

los actores implicados en el sector del

Reutilización

pación de la Consellera de Agricultura,

agua, en especial a los que desarro-

(AEDyR), clausuró con éxito el

Medio Ambiente, Cambio Climático y

llan su actividad en los campos de la

a Asociación Española de Desalación

y

XI Congreso Internacional

Desarrollo Rural de la Generalitat Va-

desalación y la reutilización y ha ser-

AEDyR, que tuvo lugar en Valencia del

lenciana, el Presidente de la Internatio-

vido como foro de diálogo y comuni-

19 al 21 de octubre de 2016

nal Desalination Assotiation, el 8º Te-

cación internacional entre los diver-

Cerca 311 asistentes, entre directi-

niente Alcalde, Concejal Delegado del

sos colectivos que operan en este

vos, técnicos y profesionales del sector,

Ciclo Integral del Agua y Presidente de

importante mercado del que España y

asistieron a las distintas sesiones que

EMSHE del Ayuntamiento de Valencia

las empresas Españolas son líderes

conformaron el XI Congreso Internacio-

y el Presidente de AEDyR.

mundiales.

El Congreso se estructuró en las si-

nal de AEDyR donde intercambiaron

Durante los dos días y medio de con-

conocimientos y experiencias en los

greso se llevaron a cabo más de 62 po-

ámbitos de la desalación y reutilización.

nencias técnicas, 2 mesas redondas

El primer día, se desarrollaron diver-

AEDyR ha establecido un nuevo con-

con presencia de representantes de

sas sesiones técnicas sobre Innova-

cepto de congreso, dinámico, práctico y

Chile, EEUU y Comunidad Europea y

ción en Plantas Desaladoras, que con-

participativo y en dos días y medio ha

la presentación de 19 póster técnicos.

taron con 13 ponencias e Innovación

reunido a 86 ponentes y 311 asistentes

Se llevaron a cabo varios actos socia-

en Tratamiento de Aguas Residuales y

de 11 países distintos (España, Brasil,

les que sirvieron para fomentar el net-

Potables, que contaron con otras 11

Chile, Francia, Rusia, Japón, Argelia,

working entre los participantes.

ponencias. Posteriormente se celebró

Marruecos, Italia, EEUU, Suiza).

80

RETEMA

El Congreso estaba dirigido a todos

Septiembre/Octubre 2016

guientes sesiones monográficas:

la Asamblea General de AEDyR.

I www.retema.es I

EVENTOS

Durante el segundo día, 20 de octubre, la Jornada se dedicó a: Eficiencia Energética, Energías Renovables y Protección Ambiental, con 9 ponencias, Avances en Tecnología de Membranas y Ósmosis Directa, con 7 ponencias y Reutilización, Innovación y Casos Prácticos con 10 ponencias.

Para finalizar el día, los asistentes disfrutaron de un paseo seguido de un cóctel-cena y entrega de premios en el Restaurante Contrapunto en la Ciudad de las Artes y de las Ciencias.

Siendo los ganadores; en la categoría de Desalación, GS INIMA, Belén Gutierrez y Antonio Ordóñez; en reutilización, FACSA-ESAMUR, Nacho Pastor, Francisco Valero, Manuel Abellán y Pedro Simón y como mejor póster, ATLL-CSIC, Carlos Miguel Centeno, Elisa Berdalet, Josep Mª Gili y Fernando Valero.

Durante el tercer y último día, 21 de octubre, tuvieron lugar las sesiones de

cia, Enrique Lapuente, Gerente de EP-

Domingo Zarzo, Presidente de AEDyR.

debate.

SAR, Entidad Pública Saneamiento de

Las ponencias del congreso estarán

La apertura de la jornada corrió a

Aguas Residuales Comunidad Valen-

disponibles para descargarlas a partir

cargo de la Directora Adjunta de la Divi-

ciana, Pedro Catalinas, Vocal del Área

del día 2 de noviembre 2016 en la pági-

sión de Infraestructuras, Medio Am-

de Gobierno de Medio Ambiente del

na web del evento (www.aedyr.com/con-

biente y Energia, ICEX España Ex-

Ayuntamiento de Madrid, Thomas Petit-

gresovalencia2016)

portación e Inversiones del Ministerio

guyot, Responsable de Politica Aguas

El Congreso contó con el Patrocinio

de Economía y Competitividad, y el

de la Comisión Europea, y Concha Mar-

ORO de: FACSA, GS INIMA, MEDITE-

Presidente de AEDyR.

cuello, Subdirectora General Adjunta de

RRANEO SERVICIOS MARITIMOS,

Una vez concluida la inauguración,

Planificación y uso sostenible del Agua,

SUEZ. Patrocinio PLATA de: ADIQUI-

tuvo lugar la ponencia sobre el Pro-

Ministerio de Agricultura, Alimentación y

MICA, AVISTA TECHNOLOGIES,

grama de Financiación del CDTI

Medio Ambiente. Posteriormente tuvo

CHEMIPOL, DANFOSS, DIMASA,

2016-2017, por parte del Ministerio de

lugar la segunda mesa sobre Desala-

MEMBRANIUM, NALCO WATER, OM-

Economía y Competitividad. A conti-

ción que con la participación de Carlos

YA, SULZER, TORO, VALORIZA

nuación, la Subdirectora General Ad-

Conradi, Director Mancomunidad Ca-

AGUA, VICTAULIC y la Colaboración

junta de Fomento de la Innovación,

nales Taibilla, Jorge Arroyo, Water Ma-

de: MINISTERIO DE AGRICULTURA,

Ministerio de Economía y Competitivi-

nagement Consultant, Texas. EEUU,

ALIMENTACIÓN Y MEDIO AMBIEN-

dad participo en la sesión sobre Com-

Patricio Herrera, Gerente General de la

TE, ICEX, IDA, GENERALITAT VA-

pra Pública Innovadora.

Empresa Concesionaria de Servicios

LENCIANA, AYUNTAMIENTO DE VA-

A continuación comenzó el apartado

Sanitarios, ECCONSA, Chile y Angel

LENCIA, y EPSAR, así como con la

sobre Generación de Nuevos Recursos

Cajigas, Subdirector General Adjunto

colaboración

Hídricos que se dividió en dos mesas

de Infraestructuras y Tecnología de la

revistas/portales más influyentes del

redondas; la primera sobre Reutiliza-

Dirección General del Agua, Ministerio

sector: FUTURENVIRO, AGUAS RE-

ción, que contó con la participación de

de Agricultura, Alimentación y Medio

SIDUALES, RETEMA, INTEREMPRE-

Andrés Martinez, Director General del

Ambiente.

SAS, BLOG DEL AGUA y TECNOA-

Agua de la Consejería Agricultura, Agua

Al finalizar esta mesa se procedió a la

y Medio Ambiente del Gobierno de Mur-

clausurará del XI Congreso por parte de

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2016

especial

de

las

QUA, INGENIERIA MUNICIPAL, PQ, WATER DESALINATION + REUSE.

RETEMA

81

ACTUALIDAD

Nuevas tecnologías para reducir vertidos del sector conservero n el marco del proyecto euro-

E

otro lado, reducir la presión sobre

peo LIFE VERTALIM un gru-

las infraestructuras de saneamiento

po de conserveras de pesca-

de agua, optimizando el funciona-

do vascas, el Consorcio de

miento de las EDAR urbanas. El pro-

Aguas Bilbao Bizkaia, URA – Agen-

yecto será una demostración de la

cia Vasca del Agua y AZTI trabajarán

posibilidad de minimización en ori-

conjuntamente para solventar la pro-

gen y la integración segura de las

blemática que generan los vertidos

aguas residuales de las pymes del

de las pymes alimentarias e integrar,

sector alimentario en el sistema de

de forma controlada, sus aguas resi-

saneamiento urbano sin daño para

duales en el sistema de saneamien-

la red de alcantarillado y de la esta-

to urbano. La iniciativa cofinanciada

ción depuradora. Lo que servirá de

por la UE y URA – Agencia Vasca del

ejemplo para otras regiones europe-

Agua, está liderada por el Consorcio

as con la misma problemática.

de Aguas Bilbao Bizkaia y coordina-

Entre los beneficios esperados

da por AZTI, y cuenta con la partici-

de la implantación de las solucio-

pación de Ceit-IK4, y las empresas

nes tecnológicas destaca la elimi-

conserveras Aguirreoa, Guenaga,

nación en origen de un 30% de los

Heisa y Marmar.

vertidos de las conserveras en el

La prueba de demostración del

medio ambiente, la reducción de un

proyecto se llevará a cabo en la zo-

10% de la pérdida de alimentos y el

na de Lea-Artibai, con una fuerte

incremento de su productividad en un 1%, logrando de esta forma que

presencia de industria del sector conservero, cuyos vertidos suponen un

la estación depuradora en caso de que

el sector conservero sea más compe-

impacto importante en la estación de-

todas las empresas de una zona deter-

titivo y sostenible.

puradora de aguas residuales (EDAR)

minada lleven a cabo el vertido de mo-

de Ondarroa, gestionada por el Consor-

do simultáneo.

Además, para el Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia supondrá la validación a

cio de Aguas Bilbao Bizkaia. Precisa-

El proyecto busca solventar los pro-

escala industrial de un sistema de con-

mente ayer, tuvo lugar la primera reu-

blemas asociados a los vertidos de pe-

trol en tiempo real que permita la optimi-

nión del grupo para establecer el plan

queñas empresas alimentarias en una

zación de cargas orgánicas y salinas en

de trabajo para los próximos meses.

depuradora urbana de una forma inte-

una planta depuradora urbana, asegu-

gral, con los siguientes objetivos:

rando que los efluentes tratados se des-

Los socios del programa tratarán de

cargan correctamente al medio natural.

paliar el problema que supone el impacto causado por los vertidos a colec-

1. Minimización de vertidos en origen.

Uno de los aspectos fundamentales

tor procedente de las empresas con-

2. Modelización del funcionamiento de

del programa es que se ha conseguido

serveras de pescado. La principal

la Red de Colectores y la EDAR en di-

aunar a todos los agentes implicados

características de estos efluentes es su

ferentes escenarios de vertido.

en dicha problemática: empresas con-

elevada carga orgánica, aceites, gra-

3. Implantación de un sistema de tele-

serveras, entidades gestoras del agua

sas y sales, lo que dificulta en gran me-

gestión en la red de saneamiento.

y administraciones, para conseguir una

dida su adecuada gestión, provocando

La ejecución de esta iniciativa permi-

solución integral permitiendo abordar

problemas operativos en la EDAR por

tirá por un lado, aumentar la eficiencia

conjuntamente la gestión sostenible de

inhibición en el tratamiento biológico de

y productividad de las empresas, y por

un recurso limitado como es el agua.

82

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

ELIMINACIÓN Y/O DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES MEDIANTE EL SISTEMA COMBINADO UASB+MBR

Proyecto TRACE: eliminación y/o degradación de contaminantes emergentes mediante el sistema combinado UASB+MBR M. J. Moya-Llamas, M. A. Bernal-Romero del Hombre Bueno, A. Trapote, E.D. Vásquez-Rodríguez y D. Prats Instituto Universitario del Agua y de las Ciencias Ambientales Universidad de Alicante I www.iuaca.ua.es

L

as tecnologías que combinan

un doble tratamiento biológico anaero-

aquellos compuestos más persistentes

procesos biológicos son alta-

bio y aerobio para la eliminación de

como son las triazinas, el linurón, y los

mente efectivas en la obtención

contaminantes emergentes en aguas

fármacos carbamazepina y diclofenaco.

de efluentes de alta calidad. En

residuales urbanas. De los primeros re-

Simultáneamente se evaluó la elimina-

el Proyecto TRACE-CTM2013-46669-R

sultados derivados de la operación de

ción de materia orgánica y nutrientes al-

del Ministerio de Economía y Competiti-

una planta piloto UASB+MBR se puede

canzando tasas de eliminación de ma-

vidad, se ha abordado el estudio de la

concluir que se trata de un sistema alta-

teria orgánica próximas al 100% y de

eficiencia de un sistema que combina

mente eficaz en la degradación en

nutrientes superiores al 40%.

84

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

ELIMINACIÓN Y/O DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES MEDIANTE EL SISTEMA COMBINADO UASB+MBR

Figura 1. Esquema de la planta-piloto combinada UASB+MBR

1. INTRODUCCIÓN

mostrado ser efectiva dada su capaci-

de un sistema combinado compuesto

dad de establecer sinergias entre los

por un reactor anaerobio de manto de

Los requerimientos de efluentes de

diferentes procesos biológicos las

fangos de flujo ascendente (UASB)

alta calidad para su reutilización o

cuales facilitan la desestabilización de

seguido de un biorreactor de membra-

reingreso en los cuerpos de agua,

los compuestos más persistentes. Es-

nas (MBR) en configuración externa.

plasmados en la Directiva 2000/60/CE

to da lugar a la obtención de efluentes

En una primera etapa de la investiga-

o Directiva Marco del Agua, han su-

de alta calidad con baja producción de

ción el MBR operó con la biomasa del

puesto un desafío en el desarrollo de

fangos y bajo consumo de energía,

tanque aerobio suspendida y, poste-

tecnologías cada vez más eficientes y

minimizando al mismo tiempo las po-

riormente, se llevó a cabo una segun-

medioambientalmente sostenibles.

sibilidades de volatilización de los

da etapa con la biomasa aerobia so-

A pesar de los importantes avances

compuestos orgánicos en el reactor

portada. De esta forma se estudió el

conseguidos en materia de depura-

aerobio (Chan et al., 2009). En este

efecto de la biomasa soportada en la

ción de las aguas residuales durante

sentido, el sistema combinado

degradación de los compuestos más

las últimas décadas, la eliminación de

UASB+MBR es una de las configura-

persistentes, así como la mejora en

determinadas sustancias altamente

ciones más prometedoras contando

los rendimientos de eliminación de ni-

persistentes y con creciente presencia

con la ventaja adicional de ser un sis-

trógeno y fósforo. Durante la investi-

en el medio ambiente, como es el ca-

tema capaz de operar en condiciones

gación también se evaluó la produc-

so de los contaminantes emergentes

psicrófilas produciendo biogás de alta

ción y composición del biogás

(ECs), hace que sea preciso reorien-

calidad (Buntner, 2013).

generado en el proceso anaerobio.

tar la depuración de las aguas resi-

En el Proyecto TRACE (CTM2013-

duales urbanas. Las EDARs conven-

46669-R), financiado por el Ministerio

cionales no fueron diseñadas para la

de Economía y Competitividad y desa-

eliminación o degradación de estos

rrollado por el Instituto Universitario

compuestos siendo actualmente la

del Agua y de las Ciencias Ambienta-

UASB+MBR (Figura 1) estuvo forma-

principal vía de entrada los mismos en

les de la Universidad de Alicante, se

da por un reactor anaerobio de manto

el medio acuático.

ha estudiado la eficiencia en la degra-

de fangos de flujo ascendente o Up-

La combinación de procesos bioló-

dación de ECs, materia orgánica y nu-

flow Anaerobic Sludge Blanket

gicos aerobios y anaerobios ha de-

trientes en aguas residuales urbanas

(UASB) de 25 L de volumen útil se-

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Septiembre/Octubre 2016

2. MATERIALES Y MÉTODOS La

planta

piloto

combinada

RETEMA

85

ELIMINACIÓN Y/O DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES MEDIANTE EL SISTEMA COMBINADO UASB+MBR

una industria cervecera. El reactor aerobio se sembró con 6 L de licor-mezcla procedente de la EDAR de Rincón de León (Alicante).

En cuanto a los principales parámetros del sistema, en el reactor MBR operó a temperatura ambiente con un flujo de permeado de la membrana de 5,35 L/m2·h y manteniendo la presión transmembrana (PTM) en valores inferiores a 0,320 bar. El tiempo de retención hidráulico fue de 30 hr y el tiempo de retención celular de 90 días. En el reactor anaerobio el tiempo de retención hidráulico fue de 37 hr y la temperatura quedó fijada en torno a los 30°C. Dada la alta influencia del pH en la estabilidad de los sistemas anaerobios, éste se mantuvo en un intervalo de 6,98 a 8,13 durante toda la investigación.

En una primera etapa de funcionamiento de la planta la biomasa del sistema aerobio estuvo suspendida para, en una segunda fase, introducir un relleno plástico en el tanque aeroFigura 2. Gránulo del reactor anaerobio (superior izq.). Vorticela sp. presente en el efluente anaerobio (superior drcha..) y vista superior de la planta-piloto UASB+MBR

bio coexistiendo a partir de ese momento biomasa soportada y suspendida (Figura 2). Se evaluó la

guido de un MBR dispuesto en confi-

control de las principales variables

eficiencia del sistema en ambos ca-

guración sumergida externa. El MBR

del sistema, como son: sondas nivel

sos. En base a investigaciones como

se compuso de un tanque aerobio de

y de temperatura en ambos reactores

la de Martín-Pascual et al. (2012) el

12 L seguido de un tanque de mem-

y medidor de la concentración de oxí-

soporte elegido fue el mod. K1 de

branas de 8 L. La filtración en el bio-

geno disuelto y manómetro en el re-

AnoxKaldnes™ con una relación de

rreactor se llevó a cabo mediante un

actor anaerobio, todos ellos monitori-

llenado del 35%. A lo largo de esta fa-

módulo de membranas de microfiltra-

zados en continuo.

se se midió regularmente la densidad

ción de fibra hueca de polifluoruro de

La planta se alimentó con agua sin-

de la biopelícula, parámetro indicativo

vinilideno (PVDF) con un tamaño de poro de 0,4 μm y 0,20 m2 de superfi-

tética simulando un agua residual ur-

de la cantidad de biomasa adherida a los soportes. (Plattes et al., 2008).

cie de filtración. Se utilizaron bombas

bana de alta carga orgánica (0.600.80 kg DQO/m 3 ·d) en la que se

peristálticas tanto para la alimenta-

introdujeron regularmente treinta ECs

con la adición de manera regular de

ción sintética como para el manteni-

de diferente naturaleza (trece organo-

los compuestos objeto de estudio en

miento de la velocidad ascensional

clorados, tres triazinas, cuatro fárma-

la alimentación sintética. Se extraje-

en el reactor anaerobio y para las di-

cos, cuatro parabenos, tres hormonas

ron muestras periódicamente en dife-

ferentes recirculaciones. El biogás

dos surfactantes y un plastificante)

rentes puntos del sistema combinado

generado en el tratamiento anaerobio

con una concentración de 10 μg/L pa-

(alimentación, lodo granular fluidiza-

fue recogido en la parte superior del

ra cada uno de ellos.

do, efluente del UASB, licor mezcla

El día 56 de operación se comenzó

mismo mediante un dispositivo en

La puesta en marcha del reactor

MBR y permeado del sistema) para su

forma de campana. El sistema se do-

anaerobio se inició inoculando 8 L de

extracción en fase sólida, concentra-

tó de los equipos necesarios para el

lodo granular fluidizado procedente de

ción y posterior análisis mediante cro-

86

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

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ELIMINACIÓN Y/O DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES MEDIANTE EL SISTEMA COMBINADO UASB+MBR

matografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS).

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1 Eliminación de materia orgánica y nutrientes Durante la etapa de puesta en marcha el reactor anaerobio UASB alcanzó tasas de eliminación superiores al 80% con una producción estable de biogás con un alto contenido de meta-

Tabla 1. Rendimiento de eliminación de ECs del sistema combinado UASB+MBR con biomasa suspendida (columnas izq.) y tras la introducción del biosoporte (columnas drcha.)

COMPUESTO

ELIMINACIONES SIN BIOSOPORTE

Isodrina

COMPUESTO Isodrina

4-OP

4-OP

17-β-estradiol

17-β-estradiol

4-t-OP

4-t-OP

Metil parabeno

Metil parabeno

Estrona

Estrona

Endrina

Endrina

no (superior al 70%). Al introducir los

o,p-DDD

ECs (inicio de la etapa 1) se produjo

Ibuprofeno

Ibuprofeno

una importante inhibición de la bioma-

Propil parabeno

Propil parabeno

sa anaerobia, descendiendo tanto los

Bisfenol A

Bisfenol A

17-α-etinilestradiol

Trifluralina

rendimientos de eliminación de mate-

> 99%

o,p-DDD

ria orgánica como la producción de Trifluralina

Etil parabeno

contrario, reactor aerobio (MBR) no

Etil parabeno

Butil parabeno

vio afectados sus rendimientos. No

Butil parabeno

α-endosulfán

obstante, las sinergias alcanzadas en-

α-endosulfán

Triclosán

Triclosán

Hepóxido de heptacloro

biogás en el sistema anaerobio. Por el

tre ambos sistemas dieron lugar a que la planta combinada UASB+MBR mantuviese un rendimiento global en eliminación de materia orgánica muy

Hepóxido de heptacloro

estable alcanzando máximos próxi-

Heptacloro

p,p-DDD

mos al 100%. Dados los altos rendi-

p,p-DDD

β-endosulfán

mientos obtenidos, la introducción del biosoporte (etapa 2) no supuso una mejora significativa de los mismos.

> 99%

Heptacloro 95 -99%

β-endosulfán

Lindano

Lindano

Dieldrina

En cuanto a la eliminación de nu-

Dieldrina

trientes, en la etapa con biomasa sus-

Alacloro

Alacloro

pendida (etapa 1) el sistema combina-

Simazina

Simazina

do UASB+MBR alcanzó valores

Diclofenaco

máximos en la eliminación de nitróge-

ELIMINACIONES CON BIOSOPORTE

17-α-etinilestradiol 90-95% 90-95% 70-90%

Terbutilazina

Linurón

Diclofenaco

Terbutilazina

Linurón

no y fósforo del 57% y el 45% respectivamente. La introducción del bioso-

70-90%

porte sí supuso una importante mejora

Carbamazepina

en este caso, mejorando las elimina-

Atrazina

60-70%

Carbamazepina Atrazina

ciones anteriores de la etapa no soportada en un 8%. surfactantes, plastificante y dos de

traron altas eliminaciones a excep-

3.2 Eliminación de ECs y

los fármacos (ibuprofeno y triclosán),

ción del linurón, aunque con la intro-

sustancias prioritarias.

con porcentajes todos ellos superio-

ducción se alcanzaron eliminaciones

res al 99% en ambas etapas de la in-

cercanas al 80%.

El sistema combinado fue altamen-

vestigación.

Las triazinas demostraron ser alta-

te eficiente especialmente en la elimi-

En cuanto a los compuestos orga-

mente resistentes a los tratamientos

nación de los parabenos, hormonas,

noclorados se refiere todos ellos mos-

biológicos, con eliminaciones situadas

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Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

87

ELIMINACIÓN Y/O DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES MEDIANTE EL SISTEMA COMBINADO UASB+MBR

na, diazepam y diclofenaco fueron los compuestos más persistentes dada su alta estabilidad metabólica.

5. AGRADECIMIENTOS Este estudio fue parcialmente financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad por medio del proyecto TRACE: “Tratamientos combinados para la eliminación y/o degradación de contaminantes emergentes en aguas” (CTM2013-46669-R) y desarrollado por el Instituto Universitario del Agua y de las Ciencias Ambientales de la Universidad de Alicante.

REFERENCIAS Buntner, D. (2013). Combined UASB-MBR system for the treatment of low-strength wastewater at

entre el 60% y el 80% sin biosoporte.

ca (próximas al 100%) y una produc-

Éstas mejoraron notablemente en la

ción estable y de calidad de biogás una

Chan, Y. J., Chong, M. F., Law, C. L., & Hassell,

etapa de biomasa soportada situándo-

vez estabilizado el reactor anaerobio.

D. G. (2009). A review on anaerobic–aerobic treat-

La introducción del biosoporte en el

ment of industrial and municipal wastewater. Che-

se en valores entre el 80% y el 90%.

ambient temperatures.

Los fármacos más persistentes fue-

tanque aerobio (etapa 2) favoreció la

ron la carbamazepina, el diazepam y

coexistencia de dos tipos de biomasa

Marín-Pascual, J., Lopez-Lopez, A., Cerdá, A.,

el diclofenaco, con eliminaciones en-

en el MBR, la biomasa suspendida y la

González-López, J., Hontoria, E. y Poyatos, J.M.

torno al 70%. La presencia de biomasa

biomasa soportada creándose una

(2012). Comparative kinetic study of carrier type in

soportada apenas mejoró estas elimi-

competencia entre ambas. Esta situa-

a moving bed system applied to organic matter re-

naciones.

ción benefició la eliminación de nutrien-

moval in urban wastewater treatment. Water Air

tes del sistema, siendo de especial in-

Soil Pollut (223), 1699-1712. DOI 1.1007/S11270-

terés en zonas sensibles.

011-0976-5.

4. CONCLUSIONES

mical Engineering Journal, 155(1), 1-18.

En cuanto a la degradación de mi-

Plattes, M., Henry, E. and Schosseler, P.M.

La investigación realizada permite

cro-contaminantes, el doble tratamien-

(2008). A zero-dimensional biofilm model for dyna-

afirmar que la combinación de trata-

to biológico anaerobio y aerobio que

mic simulation of moving bed bioreactor systems:

mientos biológicos anaerobios y aero-

tiene lugar en la planta combinada

Model concepts, Peterson matrix, and application

bios (en este caso mediante la configu-

UASB6+MBR favorece los efectos si-

to a pilot-scale plant. Biochemical engineering jour-

ración UASB+MBR) es altamente

nérgicos entre ambos sistemas con el

nal, 40(2), 392-398.

eficiente en la degradación de los ECs y

resultado de tasas de degradación cer-

Qiu, G.; Song, Y.; Zeng, P.; Duan, L.; Xiao, S.

sustancias prioritarias objeto de estu-

canas al 100% principalmente en para-

(2013). Combination of upflow anaerobic sludge

dio. A pesar de requerir de un alto perí-

benos, hormonas, surfactantes, el plas-

blanket (UASB) and membrane bioreactor (MBR) for

odo de estabilización para superar su

tificante bisfenol A y los fármacos

berberine reduction from wastewater and the effects

inhibición a los compuestos analizados,

ibuprofeno y triclosán. Gran parte de

of berberine on bacterial community dynamics.

el sistema combinado UASB+MBR ha

los organoclorados fueron degradados

Journal of Hazardous Materials, 246-247(0), 34-43.

demostrado ser un sistema robusto

en porcentajes superiores al 97%,

Unión Europea. Directiva 2000/60/CE del Parla-

muy resiliente a la presencia de los mis-

siendo el más recalcitrante el linurón.

mento Europeo y del Consejo, de 23 de Octubre de

mos. Se trata de un sistema medioam-

No obstante, este último se eliminó en

2000, por la que se establece un marco comunitario

bientalmente sostenible con elevadas

gran medida en la etapa de biomasa

de actuación en el ámbito de la política de aguas.

tasas de eliminación de materia orgáni-

soportada. Los fármacos carbamazepi-

Diario Oficial de la Unión Europea, 327 (1-73).

88

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

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TECNOLOGÍA I MOLECOR

Nuevas tecnologías aplicadas en la planificación de las redes de conducción de agua regenerada: Tuberías TOM® de PVC-O

E

l agua regenerada constituye un componente esencial para el uso eficiente de los recursos hídricos y el desarrollo sostenible. Las tu-

berías TOM® de PVC Orientado en su gama de color morado, desarrolladas por la tecnología Molecor, se han afianzado en el mercado como una solución idónea para la distribución de agua regenerada gracias a sus ventajas técnicas y económicas.

El agua es un elemento básico del desarrollo sostenible, su utilización por lo tanto, debe ser consecuente con su importancia, asegurando que su aprovechamiento presente no ponga en riesgo el aprovechamiento de las generaciones futuras. Con el objetivo de conseguir esta

de la red de agua potable, pudiéndose

mayor rendimiento de instalación que

utilización sostenible, se han adoptado

emplear incluso los mismos materiales

ofrecen.

diferentes enfoques en la gestión de las

de construcción. No obstante, es impor-

Cuando se produce una fuga en una

aguas como es la reutilización. La posibi-

tante diferenciar claramente ambas re-

red de distribución de agua regenerada,

lidad de otorgar un segundo uso a las

des para evitar interconexiones.

no solo se pierde agua, sino toda la

aguas, una vez ya se han aprovechado

Generalmente se emplean diferentes

energía que se ha invertido en su depu-

es, sin duda, un instrumento que permite

colores en cada una de ellas, para una

ración y su transporte hasta el punto en

avanzar en la sostenibilidad del recurso

identificación visual inmediata.

el que se produce la incidencia. De ahí,

al disminuir la cantidad de agua residual

TOM® es una tubería sostenible, en

que se devuelve al medio a la vez que,

cuyo diseño se ha tenido en cuenta la

se incrementa la oferta del recurso.

preservación del medioambiente consi-

la importancia de la elección de los materiales a utilizar en las redes.

La Tubería TOM® de PVC-O para conducción de agua reutilizable presenta:

Actualmente, son cada vez más los

derando aspectos tales como: ahorro

países que consideran la reutilización de

de energía, uso sostenible de los recur-

las aguas residuales un elemento funda-

sos naturales, durabilidad de las obras

• Mayor capacidad hidráulica. El proce-

mental de sus políticas hídricas. En Es-

y respeto al medioambiente de los ma-

so de orientación molecular hace que au-

paña el Real Decreto 1620/2007 determi-

teriales utilizados.

mente de forma considerable la capaci-

na entre otros los requisitos necesarios

Ofreciendo interesantes ventajas

dad hidráulica de la conducción, debido al

para llevar a cabo la actividad de utiliza-

respecto a tuberías de materiales tra-

aumento de sección interna de la tubería,

ción de aguas regeneradas.

dicionales, que son aplicables tanto a

ésta varía entre el 15% y el 40% depen-

El diseño y dimensionamiento de la

la calidad de producto y sus inmejora-

diendo del material, y el diámetro con que

red de distribución son similares a los

bles propiedades mecánicas, como al

se compare. También se da el hecho, de

90

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

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MOLECOR I TECNOLOGÍA que las pérdidas de carga producidas son

camente frente a todos los materiales

mucho menores, ya que la superficie inte-

presentes en la naturaleza, por lo que no

rior del tubo es extremadamente lisa, y

hay que tener especial cuidado en el es-

por tanto, se puede realizar el transporte

tudio tanto de la naturaleza del suelo

a mayor velocidad, aumentando así la ca-

donde se va a enterrar la tubería, como

pacidad de la red y minimizándose el con-

de la calidad del agua que va a circular

sumo de energía en el bombeo.

por su interior. Además, el PVC-O es un

• Alta resistencia al impacto y a la

material homogéneo y resistente a la co-

propagación de las grietas debido a la

rrosión, es decir, sin recubrimientos ni

estructura laminar del material. La tu-

protecciones catódicas que en caso de

bería TOM® es muy resistente al impac-

desprendimiento o mal función reducen

to por golpes y a la propagación de grie-

la vida de la tubería.

tas, con lo que se minimizan de forma

• Ligereza, manejabilidad y facilidad

muy significativa las roturas durante su

de conexión. Debido a su menor peso,

manipulación e instalación en obra. Esta

es más ligera y manejable que los tubos

resistencia es especialmente destacable

fabricados con otros materiales. Así, la

a temperaturas bajas, donde otros mate-

manipulación y la conexión de los tubos,

riales son muy frágiles.

se pueden hacer manualmente hasta

cas, y debido al innovador sistema pro-

• Mejor comportamiento frente a gol-

DN250 mm. En el caso de diámetros ma-

ductivo desarrollado por Molecor, tam-

pes de ariete. La celeridad de la tubería

yores, aunque se necesita un elemento

bién mejora el rendimiento energético

TOM® es menor que en el resto de cana-

mecánico para facilitar el movimiento, no

frente a la fabricación de otras tuberías

lizaciones (hasta tres veces inferior en el

es necesaria una grúa de gran tonelaje,

plásticas. Debido a este menor consumo

caso de las conducciones metálicas), lo

como en el caso de las tuberías metáli-

de energía, también son menores las

que le permite atenuar los golpes de arie-

cas. De esta forma, se optimiza directa-

emisiones asociadas de CO2 a la atmós-

te derivados de paradas repentinas no

mente el uso de maquinaria pesada, re-

fera que se producen, con lo que mejora

controladas y del efecto producido por la

duciendo los costes de instalación.

su comportamiento frente al calenta-

acción de elementos actuando en la red.

El eficaz diseño de la copa hace que la

miento global del planeta.

Decae también la posibilidad de roturas

junta de estanqueidad quede perfecta-

- Optimización de recursos hídricos: la

en las aperturas y cierres de los elemen-

mente instalada, y que la conexión entre

completa estanqueidad de las uniones y

tos auxiliares de las redes, y en los arran-

los tubos se realice de forma más rápida,

la durabilidad de la tubería frente a de-

ques de impulsiones, protegiendo así al

consiguiendo un mayor rendimiento de

gradaciones, evitan fugas del agua ca-

resto de elementos de la instalación.

instalación.

nalizada. El PVC es un material 100%

• Gran flexibilidad. El alto módulo elás-

• Mejor contribución al desarrollo

reciclable que puede reutilizarse para

tico que presenta la tubería TOM® le

sostenible. En cuanto a las ventajas

muchas otras aplicaciones.

permite soportar grandes deformaciones

medioambientales de la tubería TOM®,

del diámetro interior sin sufrir daños es-

es importante resaltar que se trata de

La gestión inteligente de los recursos

tructurales, ya que recupera su forma

una de las más respetuosas con el me-

hídricos, nos lleva a utilizar las nuevas

original inmediatamente después de ce-

dio ambiente de cuantas existen en el

tecnologías en la planificación de las re-

sar el esfuerzo que produce dicha defor-

mercado, siendo la que menor huella

des de conducción de agua regenerada,

mación, con lo que se minimiza el riesgo

ambiental presenta, y por tanto, mejor

estableciendo una estrategia para su

de roturas por deslizamientos del terreno

contribución aporta al correcto desarrollo

mantenimiento y contrarrestando el dete-

u otros esfuerzos cortantes como pie-

sostenible del planeta:

rioro producido por su uso en el tiempo.

dras o maquinaria. También permite una

- Eficiencia en recursos: utiliza menos

La tubería TOM® se afianza en el mer-

gran adaptabilidad al trazado de la red

materia prima para conseguir un tubo de

cado como la solución idónea para la dis-

durante la instalación, y su gran capaci-

mayores prestaciones técnicas. También

tribución de agua regenerada gracias a

dad para aguantar pesos elevados, ase-

consume menor cantidad de petróleo

sus ventajas técnicas y económicas.

gura además, el perfecto comportamien-

que para fabricar otras tuberías plásticas.

to de los tubos una vez soterrados.

El consumo energético necesario para

• Alta resistencia a los agentes quími-

fabricar la tubería es bastante inferior al

cos. El PVC es un material inerte quími-

I www.retema.es I

requerido para fabricar tuberías metáli-

Septiembre/Octubre 2016

Molecor http://www.molecor.com/es

RETEMA

91

TECNOLOGÍA I FESTO

Las estrellas robustas y compactas de la neumática

L

as estrellas de la neumática de Festo siempre están disponibles en los almacenes de los 13 centros de asistencia técnica reparti-

dos por todo el mundo. Tras unos pocos clics en la tienda online de Festo, las válvulas VUVG-…-S o VUVS-…-S adquiridas estarán disponibles en fábrica para su envío en tan solo 24 horas. Para los usuarios resulta de lo más sencillo encontrar las estrellas de la neumática en el catálogo o en la tienda online: todos estos productos están identificados con una estrella azul y conforman el programa básico de Festo.

LAS ESTRELLAS DE NEUMÁTICA

el montaje de piezas pequeñas, pasan-

sectores y mercados. Esta válvula neu-

do por la industria de la electrónica,

mática de diseño moderno cubre hasta

Las dos válvulas individuales pre-

productos alimenticios y embalaje has-

el 80 % de todas las aplicaciones en en-

sentan un precio atractivo lo que las

ta la construcción de máquinas espe-

tornos difíciles y exigentes de la tecnolo-

convierte en la opción ideal para apli-

ciales. Esta válvula neumática parece

gía de automatización. La VUVS-…-S

caciones en masa. Concebidas para

hecha a medida para espacios de mon-

permite una presión de funcionamiento

satisfacer con sus características espe-

taje reducidos.

de 2 a 8 bar y un caudal de hasta 1000

cíficas de las electroválvulas, la VUVG-

La válvula VUVG-…-S es el retoño

l/min. Además, esta robusta válvula es

…-S compacta y la VUVS-…-S robusta

de la familia de válvulas VG. Esta fami-

perfecta para su uso dentro del rango de

son perfectas para el 80 % de todas las

lia compacta consta de válvulas y ter-

temperatura de -5 °C a +50 °C.

aplicaciones robustas o compactas de

minales de válvulas para aplicaciones

La válvula VUVS-…-S es el miembro

la neumática.

donde el espacio, el peso, el caudal y

más joven de la familia de válvulas VS.

Para fabricar las nuevas familias de

las conexiones son una prioridad. Gra-

Esta familia de válvulas de versátil di-

válvulas VG y VS, Festo ha invertido en

cias a una amplia variedad de compo-

seño cuenta con características tales

instalaciones altamente automatizadas

nentes modulares, esta familia se

como resistencia a los impactos, facili-

en su nueva fábrica tecnológica de

adapta a muchas de las necesidades

dad de fijación y manejo; muy reco-

Scharnhausen en Alemania para poder

profesionales.

mendable en entornos de funcionamiento exigentes. Gracias a una

suministrar a corto plazo varios millones de válvulas para pedidos en masa.

La válvula robusta VUVS-...-S

amplia gama de accesorios de montaje, estas válvulas pueden integrarse en

La válvula compacta VUVG-…-S

Desde instalaciones de transporte y llenado, pasando por la industria made-

La VUVG-...-S es proyectada como

rera, hasta la activación de cilindros o

la válvula compacta universal. Es la

redes de aire comprimido: gracias a sus

válvula individual neumática perfecta

características específicas y robustas, la

para innumerables aplicaciones desde

92

RETEMA

VUVS-…-S es ideal para numerosos

Septiembre/Octubre 2016

el diseño de las máquinas de formas muy diversas.

FESTO http://www.festo.es

I www.retema.es I

TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

Tratamiento de una corriente de recuperación mediante un humedal artificial vertical a escala piloto Miguel Añó Soto1, Patricia Soler Serena1, Francisco Bernat Quesada1, Raquel Ribera Orts1, Pura Almenar Llorens2, Rocio Salinas Serrano2, Laura Andrés Peñarrubia2, V. Javier Macián Cervera1,3 EMIVASA I www.emivasa.es • SEASA I www.aguasdevalencia.es • Universidad Politécnica de Valencia I www.upv.es

E

l proyecto presentado en es-

periencia piloto con humedales artifi-

gunos de los parámetros característi-

te artículo pretende mejorar

ciales. Con el paso de la corriente de

cos que pueden influir en el tratamien-

la calidad de la corriente de

agua recuperada, del proceso de trata-

to de agua bruta, como, por ejemplo,

recuperación proveniente de

miento de fangos, a través de un siste-

las concentraciones de sólidos, alumi-

la línea de fangos de una Estación de

ma de tres filtros (que simulan en

nio, nutrientes, patógenos y materia

Tratamiento de Aguas Potables

construcción y comportamiento un hu-

orgánica, favoreciendo así el buen fun-

(ETAP) convencional mediante una ex-

medal artificial vertical) se reducirán al-

cionamiento del proceso de potabilización posterior. La valoración de los resultados nos indica que esta propuesta permitirá mejorar la calidad del agua de recuperación y optimizar el tratamiento de potabilización con un bajo coste de mantenimiento, la no utilización de reactivos floculantes y ahorro energético.

1. INTRODUCCIÓN La planta potabilizadora de La Presa, ubicada en Manises (Valencia), procesa un caudal nominal de 3,2 m 3 /s y proporciona agua potable al área metropolitana y ciudad de Valencia. Obtiene el caudal de entrada de tres fuentes diferentes: el río Turia, el Canal JúcarTuria y una serie de pozos interiores.

Las diferencias de turbidez, pH, sustancias húmicas o fúlvicas, etc. entre las distintas captaciones, condicionan el tratamiento de potabilización. En muchos casos, la estacionalidad, los desembalses de agua, las precipitaciones, o los niveles del río y el canal son

94

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

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TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

rencial en la superficie de

factores también influyenFigura 1. Humedal artificial vertical ascendente

tes. Estos cambios modifi-

cada capa de material y se-

carán la adición de coagu-

dimentación del fango más

lante, ensuciamiento de los

fino en la parte inferior del

filtros por gravedad o el

tanque.

buen funcionamiento de los

El humedal vertical fun-

decantadores, lo que reper-

ciona mediante carreras de

cutirá directamente en la

diez horas, en similitud al

corriente de recuperación

funcionamiento de filtros por

que proviene del tratamien-

gravedad, periodo de tiem-

to de fangos, especialmen-

po suficiente para amorti-

te de los dos espesadores de 600 m3, ya que en esta

guar la carga de la balsa de

estación potabilizadora no

namiento del proceso de po-

se permite ningún tipo de

tabilización de la ETAP se

vertido.

produce una carga acumu-

recuperación. En el funcio-

Ante la problemática de

lada en los espesadores,

que la corriente de recircu-

debido a las purgas diarias

lación pueda afectar al pro-

de los decantadores y el la-

ceso de pre-oxidación y de-

vado nocturno de filtros de

cantación, procedimos a

la instalación. El lavado de

evaluar el uso de un hume-

los filtros se realiza de for-

dal artificial vertical, en pa-

ma consecutiva, es decir,

ralelo a la utilización de almidón. Se trata de una

que cinco o más de los filtros de 102 m2, se lavan a

tecnología no convencional

contracorriente cada día,

predominante en depura-

por lo que a primera hora de

ción de aguas, pero que pa-

la mañana se producen pi-

ra una corriente con menor

cos de turbidez que pueden

carga orgánica y microbio-

afectan el comportamiento del clarificador. Es en este

lógica resultaría óptima y eficiente si se alcanzan porcentajes de

dal sub-superficial vertical donde el

punto donde se pone en funcionamien-

eliminación considerables.

agua circula de forma subterránea a

to el humedal vertical que trata el

través de un medio granular que re-

efluente. La franja horaria de trata-

parte el caudal y se pone en contacto

miento es de 7:30 a 17:30 horas.

1.1 Humedales Artificiales

con las raíces y rizomas de las plan-

En la siguiente figura pueden obser-

Los humedales artificiales son siste-

tas. El medio admitirá una gran carga

varse los lavados de filtros (figura 3) y

mas naturales que eliminan sustan-

orgánica, mayor que en los superfi-

cómo afectarán una vez introducida la

cias contaminantes y que proporcio-

ciales, y requerirá menor superficie,

corriente recuperada en el tratamiento

nan una solución de bajo coste y bajo

aunque será más susceptible de col-

en cabecera de proceso (3b) mostran-

consumo energético. La vegetación

matación aún favoreciendo un flujo

do en gráfica un pico de turbidez.

proporciona la formación de biofilm

ascendente.

También se han realizado ciclos en

donde los procesos bacterianos trans-

Cabe destacar que en la construc-

continuo de algunos parámetros a lo

forman la materia orgánica. En este

ción de este humedal el flujo es vertical

largo de dos semanas. Estos resulta-

caso, actúa la filtración, la adsorción,

ascendente, en contraposición a los

dos se representarán en gráficas de

la fijación de oxígeno, y multitud de

humedales verticales convencionales.

área para observar así las diferencias

procesos que benefician el caudal re-

Esto es debido a que, en lechos con

entre la corriente de entrada y salida

cuperado (Cooper,1999).

flujo descendente, se produciría una

(muestras obtenidas simultáneamen-

Los filtros en serie construidos es-

segregación de cada capa de sustrato

te), acercando el diseño a tiempos de

tán basados en el diseño de un hume-

que induciría a una eliminación prefe-

funcionamiento similares a humedales

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Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

95

TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

Figura 2. Esquema humedal vertical ascendente

artificiales utilizados en depuración de aguas que necesitan alrededor de los 2-3 días.

El tiempo de retención en un humedal artificial es un factor importante para que los procesos biológicos tengan tiempo de actuar, pero no es un factor de diseño (Kadlec y Knight, 1996). En esta prueba piloto se parte de tiempos de retención más bajos en comparación a los procesos de depuración de aguas por la baja carga orgánica en la corriente de entrada.

1.2 Sustrato El sustrato que manejamos en nuestra investigación está formado por carbón activo granular recuperado y fango deshidratado, ya que se ha querido dar un valor añadido al estudio reutilizando subproductos que se producen en la estación potabilizadora y que tienen potencial como medio filtrante. El carbón activo es un medio perfecto para el desarrollo de biofilms, al tener una elevada superficie específica donde se pueden ubicar bacterias y una gran permeabilidad que facilita la fluidización del medio y, por tanto, amortigua caudales de entrada. El fango deshidratado de estaciones potabilizadoras

96

RETEMA

Figura 3. Cargas del espesador a la balsa de recuperación (3a) y punta de turbidez que genera en cabecera de tratamiento (3b).

Septiembre/Octubre 2016

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TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

es un fango con poca materia orgánica,

abarca mucha superficie, fijando oxíge-

medal vertical se parte de valores en el

con capacidad de filtración, y capaz de

no en el sustrato.

intervalo de 108-60 mg/l de sólidos suspendidos del influente y se reducen

eliminar nutrientes como el fósforo, gracias al aluminio del coagulante que

2. RESULTADOS

hasta las 18-30 mg/l, alcanzando unos rendimientos en porcentaje de elimina-

contiene.

2.1 Sólidos Supendidos

ción de hasta el 77%.

1.3 Vegetación: Vetiver Zizanioides

Un parámetro que afecta al proceso

2.2 Materia Orgánica

de decantación directamente son los El Vetiver cuenta con un sistema ra-

sólidos suspendidos, ya que aumen-

La materia orgánica es uno de los

dicular vertical muy potente que limita

tan la turbidez del agua bruta y el

parámetros más complejos de descri-

la canalización del flujo y permite ralen-

aporte de coagulante que se necesita

bir, por la cantidad de procesos físicos,

tizar la velocidad de paso para que los

en la clarificación. La eliminación de la

químicos o biológicos que se producen

sólidos sedimenten, aumentando así el

materia en suspensión en humedales

de forma simultánea.

potencial red-ox del sustrato. Esta es

verticales suele ser alta, incluso supe-

La materia orgánica se retiene en

una planta utilizada en fitorremediación

rior al 90%, dando origen a efluentes

los gránulos de carbón formando una

de suelos con una esperanza de vida

de menos de 20 mg/l, tal y como seña-

capa cerca de la superficie. También

de unos 50 años; tiene gran capacidad

lan Koottatep et al. (2001).

se produce un proceso de adsorción

de adsorción para metales pesados y

En las carreras realizadas en el hu-

por parte del medio granular y una de-

TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

y hablando de corriente tratada previamente, las cargas iniciales son bajas, tal y como ya apuntó Cooper (1999).

El Gráfico 2 muestra tanto concentraciones de análisis de la DQO como de la oxidabilidad al permanganato, parámetro más usado en aguas potabilizadas debido a su reducida materia orgánica. La tendencia en tres de las carreras estudiadas es la reducción a lo largo del ciclo de funcionamiento. Se comprobará en el gráfico de áreas (Gráfico 3) que, para el parámetro de materia orgánica, se necesita más tiempo de contacto dentro del humedal para que las bacterias puedan actuar degradando la materia.

En la mayoría de las carreras existe una reducción en la concentración al final del ciclo, pero también se experiGráfico 1. Eliminación de sólidos suspendidos de la corriente de recuperación

menta cierto repunte en dos de las carreras análogamente a lo sucedido con los resultados de DQO. La oxidabilidad también es analizada en continuo, en muestras tomadas simultáneamente, durante dos semanas consecutivas. Los resultados se pueden observar en el Gráfico 3, donde observamos que hasta el cuarto día de funcionamiento no empieza a experimentar la disminución en la materia orgánica. Los tiempos de retención en las carreras individuales posiblemente sean insuficientes.

2.3 Aluminio disuelto Los fangos que se generan en los procesos de potabilización son denominados “fangos hidróxidos”, debido a la gran cantidad de aluminio disuelto procedente del coagulante. Cierta con-

Gráfico 2. Concentraciones DQO y oxidabilidad al permanganato a salida humedal artificial

centración de ese aluminio se mantiene disuelto en el sobrenadante de los espesadores procedente del lavado de

gradación de la materia orgánica por

Normalmente, en sistemas con hu-

filtros y fangos purgados de los decan-

parte de los microorganismos que se

medales verticales, los valores de DQO

tadores. La eliminación de este se pro-

emplazan cerca de las raíces de las

alcanzan rendimientos en torno al 75-

duce en mayor medida en la superficie

plantas, aprovechando así la fijación

95 % produciendo efluentes por debajo

del sustrato o por la adsorción del sis-

de oxígeno de éstas.

de los 60 mg/l. En el caso del influente,

tema radicular de las plantas.

98

RETEMA

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TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

Como se puede observar en el Gráfico 4, los porcentajes medios de eliminación de las diferentes carreras alcanzan valores que van desde el 60% de mínimo hasta el 94% de máximo. La disminución de la concentración se da desde el primer momento que entra en contacto con el medio filtrante. Todavía es más clara la disminución si se observa la muestra de entrada de la balsa de recuperación de los niveles posteriores a salida del humedal (Gráfico 4).

El seguimiento continuado de aluminio en la corriente a través del humedal sustenta el Gráfico 5 y el alto porcentaje de retención que alcanza el humedal. La disminución a partir de los 3 días de funcionamiento se demuestra inferior a 50 mg/l. Se elimina así un tercio del aluminio disuelto en el influente y la mayor parte lo hace gracias al sus-

Gráfico 3. Seguimiento a entrada y salida de oxidabilidad durante dos semanas

trato, y posiblemente a las plantas de Vetiver, que se utilizan en lagunas donde se acumula bauxita de la minería.

2.4 pH y Conductividad Respecto a los datos relativos a pH y conductividad, no existen variaciones significativas en estos parámetros. Como es bien sabido, los humedales son conocidos por su actuación como sistemas tampón.

2.5 Amonio En humedales verticales se puede dar una conversión de amonio a nitrato por el carácter aerobio del lecho.

Las analíticas muestran que el nitrógeno en la corriente de recuperación se encuentra como amonio o nitrógeno orgánico con muy poca concentración

Gráfico 4. Concentración de aluminio disuelto y porcentaje medio de eliminación a lo largo de 5 ciclos

de nitratos. Las analíticas realizadas constatan este hecho, pues no mostraron aumento en el número de nitratos

de nitrógeno en humedales artificiales

bién por la propia adsorción del medio

entre concentraciones de 5-8 mg/l a

suelen ser procesos generados por

y ser inmovilizado en el sustrato. En la

entrada y salida del humedal.

plantas y microorganismos, como la ni-

puesta en marcha del humedal entre

trificación.

cada una de las carreras existe un es-

Según señalan Vymazal et al. (2002) la mayoría de procesos de eliminación

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El amonio puede ser retenido tam-

Septiembre/Octubre 2016

pacio sin trasiego de caudal que gene-

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TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

ra un proceso que puede ser reversible una vez se pone en funcionamiento el humedal. Puede observarse como, tanto en la muestra de la balsa de recuperación (entrada) como en la primera muestra de salida, las concentraciones de amonio no son elevadas, pero a las tres horas de funcionamiento, coincidiendo con el tiempo de retención del humedal, se produce un pico de la concentración. Posteriormente el propio funcionamiento con agua de entrada con baja concentración de amonio va limpiando el medio y es por ello que la tendencia cambia y comienza a disminuir (Gráfico 7).

Sin embargo, es más ajustado observar el proceso en las medidas en continuo de influente/efluente durante varias semanas. En este caso la diferencia se incrementa conforme el hu-

Gráfico 5. Seguimiento durante dos semanas de entrada/salida de aluminio a través del sistema humedal artificial

medal tiene mayor recorrido en tiempo.

Desde el principio los tiempos de retención son válidos para la eliminación de amonio. Los valores elevados de amonio que se producían en medio de las carreras dejan así de ser observados, como refleja el Gráfico 8.

2.6 Nitrógeno El nitrógeno se puede eliminar del sistema mediante procesos de nitrificación/desnitrificación y está relacionado con la concentración de amonio.

Normalmente la eliminación de N2 total en humedales se encuentra entre el 25-80%.

Las plantas pueden eliminar nitrógeno mediante la asimilación de amonio o nitrato. El nitrógeno asimilado se puede incorporar a la biomasa y se elimina del agua, pero la muerte parcial de la plan-

Gráfico 6 Concentración de amonio

ta puede hacer que retorne, si antes de esa etapa no se poda la vegetación.

En el caso analizado, y debido a que

2.7 Patógenos

estamos ante aguas diluidas en com-

biofilms en la superficie. Las poblaciones que se forman son de gran impor-

paración a tratamientos en depuración,

En los casos de humedales subsu-

tancia en la mejora de la calidad del

la reducción en la concentración supe-

perficiales se establecen poblaciones

agua, y uno de los indicadores más uti-

ra el 80%.

microbianas que se adhieren formando

lizados son los coliformes o E.coli;

100

RETEMA

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TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

genos depende del tiempo de permanencia, y normalmente en humedales con mayor TRH (tiempo de retención hidráulica) ofrece rendimientos superiores. Otro tipo de eliminación es por medio de los procesos de filtración, adsorción y depredación entre patógenos, así como ambientales debido a radiación U.V. solar, como señalan Kadlec et al (2000).

En nuestro estudio, la disminución tanto en coliformes como en E.coli es tangible en todas las carreras realizadas, si bien es cierto que consideramos que mayores tiempos de retención dentro del humedal reducirían a la totalidad las concentraciones de patógenos, pero se reducen a niveles de agua bruta. Así, éstos se acumulan en forma de biofilm.

Gráfico 7. Seguimiento de la concentración de amonio entrada/salida humedal artificial

Algunos patógenos no sobreviven por falta de adaptación al medio; otros desaparecen por organismos depredadores. En cualquier caso, deben entrar en competencia con otros microorganismos, no patógenos, y soportar las condiciones medioambientales del humedal.

En el caso analizado la reducción en E.coli es prácticamente total a las 9 horas de funcionamiento, en ciclos en los que se reduce de 1,1 E+03 ufc como valor máximo de entrada a prácticamente reducción total al finalizar el ciclo, como indica el Gráfico 10.

En cuanto a los coliformes se alcanzan valores de reducción entre 1 o 2 órdenes logarítmicos para aguas de depuración. En el humedal se obtienen resultados inferiores a 2E+02 ufc /100 ml.

En la mayoría de las carreras la re-

Gráfico 8. Nitrógeno total

ducción es notable (entre las 1,5 E+03 ufc en el caso más extremo, hasta las 5E+02 ufc).

otros pueden ser Salmonela, Giardia,

realizamos analíticas para Giardia y

Cryptosporidium y Clostridium, que re-

Cryptosporidium en el punto de entra-

velan una disminución a su paso por

da al humedal artificial y obtuvimos re-

humedales, tal y como señalan Gerba

sultados negativos.

et al (1999). En nuestra investigación,

102

RETEMA

La eliminación de este tipo de pató-

Septiembre/Octubre 2016

3. CONCLUSIONES La conclusión principal a la que nos lleva la investigación realizada se tra-

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TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

duce en que la mejora de la calidad de la corriente de recuperación es posible mediante un humedal artificial vertical en serie, especialmente en el caso de aguas previamente tratadas y desinfectadas y que no poseen grandes concentraciones de materia orgánica, como es el caso analizado.

El objetivo del estudio es la reducción de los parámetros indicadores en humedales artificiales. Se reducen aquí los niveles de aluminio disuelto, sólidos suspendidos, y el pH y la conductividad se mantienen constantes; además la materia orgánica es retenida también en un gran porcentaje de carreras, se reduce el nitrógeno y se produce una eliminación significativa de patógenos, sobre todo en el caso del E.coli; y todo ello mediante el sistema intermitente de carreras adaptadas

Gráfico 9. Concentraciones E.coli a su paso por el humedal artificial

a las puntas horarias, de forma similar al funcionamiento en lechos de filtros por gravedad. Los tiempos de residen-

afecten al proceso de clarificación es

gético que implica (bombeo elevación

cia de dos a cinco días (apropiado en

el objetivo principal, mientras se pro-

al humedal o lavado) y de manteni-

el tratamiento de aguas residuales)

ducen los picos de turbidez debido a

miento del humedal (poda de la vege-

pueden rebajarse a ciclos relativamen-

la carga de los espesadores. Es decir,

tación), así como el ahorro por ejemplo

te cortos de alrededor de tres horas,

se consigue no alterar el proceso de

con la utilización de un floculante como

suficiente para observar reducciones

coagulación–decantación con la recu-

almidón o un poliDADMAC. Con el sus-

considerables de los parámetros y

peración a cabecera y conseguir míni-

trato mencionado y las plantas introdu-

conseguir resultados similares a los de

mo valores iguales o inferiores a un

cidas, se mejora la conductividad hi-

aguas brutas, a excepción de la elimi-

agua bruta.

dráulica (se ralentiza la colmatación del

Una de sus ventajas, que forma a su

medio) y las variaciones de caudal

Mitigar los incrementos de los pará-

vez parte de su aplicabilidad como tra-

bruscas que podrían afectar a las colo-

metros característicos para que no

tamiento, es debida al poco gasto ener-

nias bacterianas presentes. Se aumen-

nación de amonio.

ta así la superficie específica, gracias al carbón granular poroso y se necesitará menos espacio en instalación que en casos de humedales artificiales superficiales.

La capacidad filtrante del medio y su porosidad favorece también el desarrollo de microorganismos. El crecimiento del Vetiver facilita otro tipo de procesos, como la oxigenación y adsorción por parte de las raíces o la ralentización del flujo y eliminación de sólidos, pero son procesos más limitados y que necesitan estudios posteriores.

La concentración de entrada de

I www.retema.es I

Septiembre/Octubre 2016

RETEMA

103

TRATAMIENTO DE UNA CORRIENTE DE RECUPERACIÓN CON UN HUMEDAL ARTIFICIAL VERTICAL A ESCALA PILOTO

tlands located in the tropics. Water Sci. Technol. 44.

Conte G., Martinuzzi N., Giovannelli L., Pucci B. y Masi F. (2001). Constructed wetlands for wastewater treatment in central Italy. Water Sci. Technol. 44 Giraldo E. y Zárate E. (2001). Development of a conceptual model for vertical flow wetland metabolism. Water Sci. Technol. 44 Gopal B. (1999). Natural and constructed wetlands for wastewater treatment: potentials and problems. Water Sci. Technol. 40 Cooper P. (1999). A review of the design and performance of vertical flow and hybrid reed bed treatment systems, Water Sci. Technol. 40 Vymazal J. (2002). The use of sub–surface constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic: 10 years experience.

Ecol. Engin.

Lara–Borrego J.A. (1999). Depuración de Gráfico 10. Concentraciones Coliformes totales a su paso por el humedal artificial

aguas residuales municipales con humedales artificiales. Tesis de maestría. Universidad Politécnica de Cataluña, España

amonio en el humedal en este caso es

mo trabajo complementario que des-

Elias J.M., Filho E. y Salati E. (2001). Perfor-

muy reducida (<0,2 mg/l), pero, posi-

cribe la contribución de la biomasa en

mance of constructed wetland system for pu-

blemente debido a que entre carreras

el proceso.

blic water supply. Water Sci. Technol. 44

no se trasiega agua por estar parado el

La aplicación de humedales artificia-

Gerba C.P., Thurston J.A., Falabi J.A., Watt

humedal, el medio queda inundado y el

les como posible tratamiento de la co-

P.M. y Kar–piscak M.M. (1999). Optimization

amonio se genera por la materia orgá-

rriente precipitada de una nueva planta

of artificial wetlands design for removal of indi-

nica en la superficie del sustrato. Coin-

de ultrafiltración puede ser una opción

cator microorganisms and pathogenic proto-

cidiendo con el tiempo de residencia

de proyecto complementario.

zoa. Wat. Sci. Tech. 40

4. BIBLIOGRAFÍA

Mujeriego, R2005. Effect of water depth on the

del humedal de tres horas, disminuye la concentración de este parámetro, ya

Aguirre , P., Ojeda , E. Garcia, J, Barragán. y

que la propia corriente de entrada eli-

removal of organic matter in horizontal subsur-

mina restos de amonio generado. Qui-

Bécares, E. (2004).Función de la vegetación

zás se produzca asimilación por parte

y procesos de diseño de humedales construi-

de las plantas y se revierta el proceso.

dos de flujo subsuperficial horizontal y flujo

Kadlec R.H., Knight R.L., Vymazal J., Brix

En ciclos cortos, los procesos de de-

superficial”. En: Nuevos criterios para el diseño

H., Cooper P. y Haberl R. (2000). Constructed

gradación no son tan efectivos, mien-

y Operación de Humedales Construidos. Gar-

wetlands for pollution control. Scientific and

tras que en el seguimiento a tiempos

cía, J., Morató, J. y Bayona, J.M Editores ,

technical report No:8. International Water As-

superiores, la diferencia entre entra-

CPET-Centro de Publicaciones del Campus

sociation, Londres

da/salida de amonio tomada de forma

Nord, Universitat Politécnica de Catalunya,

simultánea, reproduce una diferencia a

Barcelona.

partir de cuatro días de funcionamiento del humedal.

Posteriormente se realizará una experiencia a nivel de laboratorio de la

Brix H., Arias C. y Bubba M. (2001). Media selection for sustainable phosphorus removal in subsurface flow constructed wetlands. Water Sci. Technol.

face flow constructed wetlands. J .Environ .Sci, Health .40

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capacidad adsortiva de las raíces de

Koottatep T., Polprasert C., Oanh N., Heinss

de tratamiento de aguas residuales usando hu-

Vetiver mediante el cálculo de las iso-

U., Montangero A. y Strauss M. (2001). Septa-

medales artificiales de flujo vertical a escala de

termas de adsorción con triacinas , co-

ge dewatering in vertical–flow constructed we-

banco. Tecnol. Ciencia Ed. 21

104

RETEMA

Septiembre/Octubre 2016

I www.retema.es I

CONSULTORIO JURÍDICO

Carmen Callao Abogada especialista en residuos y economía circular www.wastemanagement.es

Los impuestos sobre el agua embalsada

P

ublicaba el periódico Heraldo

vicios públicos en la Comunidad Autó-

cas de producción de energía eléctrica

de Aragón el día 28 de septiem-

noma de Aragón.

de turbinado directo o de tecnología hi-

bre de 2016 una noticia titulada

La citada Ley creaba en su artículo

dráulica de bombeo mixto y tiene como

“Las Cortes estudiarán el nuevo

7 el Impuesto Medioambiental sobre

obligados tributarios a aquéllos que re-

impuesto a Hidro Nitro” en el que de

determinados usos y aprovechamien-

alicen las actividades que causan el

forma breve indicaba que esta empre-

tos de agua embalsada y en su artícu-

daño medioambiental o exploten las

sa estaba afectada:

lo 8 el Impuesto Medioambiental so-

instalaciones que generen el hecho

bre las instalaciones de transporte de

imponible.

• Por un impuesto sobre aprovecha-

energía eléctrica de alta tensión.

Como antecedente de la cuestión

El Impuesto Medioambiental sobre

diremos que, según la información de

• Por la normativa de la Confedera-

determinados usos y aprovechamien-

la Agencia Europea de Medio Ambien-

ción Hidrográfica del Ebro sobre los

tos de agua embalsada tiene como he-

te, España es el país de Europa que

caudales ecológicos en el río Cinca.

cho imponible el daño medioambiental

cuenta con mayor número de presas,

causado por la alteración o modifica-

en total unas 1.200.

miento de los recursos hídricos

El impuesto al que hace referencia

ción sustancial de los valores natura-

Este impuesto sobre determinados

la noticia es el Impuesto Medioam-

les de los ríos como consecuencia del

aprovechamiento del agua embalsa-

biental sobre determinados usos y

uso o aprovechamiento para la pro-

da, también existe en la Comunidad

aprovechamientos del agua embalsa-

ducción de energía eléctrica del agua

Autónoma de Galicia y en la Comuni-

da, creado en Aragón por la Ley

embalsada mediante presas situadas

dad Autónoma de Castilla León. Los

10/2015, de 28 de diciembre, de medi-

en el entorno del territorio de la C.A de

impuestos de estas dos Comunidades

das para el mantenimiento de los ser-

Aragón con instalaciones hidroeléctri-

Autónomas fueron analizados en el

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CONSULTORIO JURÍDICO I LOS IMPUESTOS SOBRE EL AGUA EMBALSADA

año 2014 en el artículo de Antonio Va-

ne un diseño correcto en este sentido,

plena actualidad en el caso que hemos

quero García titulado “La protección

por lo que la finalidad recaudatoria

explicado y así decía que “La mayoría

ambiental como alternativa de finan-

supone el único incentivo para su

de los obstáculos a la aplicación, espe-

ciación de las comunidades autóno-

aprobación, hecho que no podemos

cialmente a los impuestos a la energía,

mas, el caso de los impuestos sobre

compartir ni alabar”.

como la repercusión negativa sobre la

usos y aprovechamientos del agua

Ambos impuestos (gallego y caste-

competitividad, sobre el empleo (espe-

embalsada”, y en su análisis se indica

llano-leonés) han sido objeto de dife-

cialmente en sectores o regiones espe-

que “aunque la finalidad presunta de

rentes recursos judiciales, alegando,

cíficas) y sobre los grupos de renta baja,

dichos tributos es compensar los da-

entre otras razones la existencia de

pueden superarse mediante:

ños por la utilización de las aguas con

doble imposición con impuestos como

fines industriales o de producción

el IBI y el IAE, sin bien la doble impo-

• un diseño minucioso,

eléctrica (como comprobaremos en el

sición ha sido rechazada por la juris-

• la utilización de los impuestos am-

epígrafe oportuno), en realidad la me-

prudencia.

bientales y de las rentas obtenidas co-

dición de la base imponible se realiza

En el caso de la empresa aragone-

mo parte de paquetes de medidas

en función del agua embalsada y de

sa, que cuenta con 200 empleos di-

programáticas y de reformas fiscales

dicha producción eléctrica, con lo que

rectos y 700 indirectos, las cuentas

verdes;

se estaría gravando dicha producción

hacen peligrar la competitividad de la

• aplicación gradual;

en sí y no el daño ambiental o verti-

empresa y por lo tanto la continuidad

• amplias consultas e información”

do”, y concluye el autor en su informe

de la actividad.

indicando que “en definitiva, pensa-

La Agencia Europea de Medio Am-

Será difícil que estos impuestos tal

mos que no se está diseñando una

biente elaboró hace ya alguna década

y como se plantean, consigan el efec-

política adecuada de protección am-

un informe centrado en la efectividad

to de lograr la adopción de comporta-

biental y que ambos tributos, princi-

medioambiental del impuesto verde que

mientos “amigables” con el medio am-

palmente el castellano-leonés no tie-

contenía afirmaciones que hoy están de

biente al no calcularse el impuesto en función del daño real producido a los valores naturales de los ríos.

Y será difícil también lograr una finalidad recaudatoria si nos movemos en un marco impositivo inestable en materia de energía que tiene como consecuencia directa la desaparición de las empresas y la disminución de la actividad.

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.

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