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09

noviembre

2017

V Jornada del Profesorado de la Escuela del Agua

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"El consumo energético de las EDAR...

"El consumo energético de las EDAR es la asignatura pendiente."

| 27 abril 2017

Juan Carlos Ruiz Cabeza es uno de nuestros expertos en Depuración, actualmente es el director técnico de saneamiento en Aigües de Barcelona y comparte con nosotros su visión sobre la modernización de los procesos de tratamiento de aguas residuales.  Adaptarse o morir. El viejo axioma también rige en la evolución tecnológica. Algunos procesos de tratamiento de aguas residuales se establecieron hace muchos años, pero no pueden ser estáticos y servir para siempre. La adaptación a los cambios tecnológicos globales, sociales, económicos y normativos repartirá longevidades y supervivencia en el mercado.

 

¿Es el consumo de energía y su gestión el principal reto de las EDAR?

Uno de los primeros, seguro. Tenga en cuenta que la energía es necesaria en todo el proceso de tratamiento e instalaciones. Y que, junto con la aireación, las operaciones de bombeo y la gestión de sólidos, representa de manera típica la mayor parte del coste de la operación de una estación depuradora. De hecho, podríamos convenir que el consumo energético de las EDAR es la gran asignatura pendiente de todo el proceso de depuración.

 

La realidad demuestra que siguen aumentando tanto la demanda como los costes de esta energía. ¿A qué factores debemos atribuirlo?

Lo primero que debemos tener en cuenta es que los requisitos de descarga son cada vez más estrictos, y que tanto las obligaciones como los costes de bombeo y de tratamiento también han aumentado a causa del aumento de la infiltración de aguas y el envejecimiento de los sistemas. A todo esto, debemos sumar el encarecimiento de las tasas de electricidad asociadas. No es nada extraño, por tanto, que muchas instalaciones hayan apostado por estrategias de cogeneración (eléctricas o térmicas).

 

Entremos, si le parece, en el terreno de las alternativas novedosas e innovadoras. Tengo entendido que los procesos de alta carga en la línea de aguas van un paso más allá de los residuos diluidos.

En efecto. La preconcentración para tratar el efluente de la EDAR busca capturar la mayor parte de los compuestos orgánicos particulados del agua residual. De esta manera se maximiza la cantidad de fango primario que se lleva directamente a la digestión anaerobia, con más poder de metanización, y así aumenta la cantidad de energía recuperada mediante el biogás obtenido.

 

¿Cuáles serían las diferentes técnicas de preconcentración en fango que llega a una EDAR?

La filtración de arena dinámica (FAD), la flotación por aire disuelto (DAF), la filtración de membrana y la biosorción biológica. Se trata de procesos que producen un efluente con bajos niveles de sólidos en suspensión y coloidales.

 

Vayamos por partes: ¿conseguiría la filtración de arena dinámica o FAD retener la mayor parte de los sólidos en suspensión?

Sí. Y la eficiencia de su eliminación puede variar del 50 al 90%, dependiendo de la tasa de carga hidráulica, el diseño del filtro y las características del medio. También puede ser eliminada una parte significativa de la DQO, sobre todo con la ayuda de floculantes. Se estima que los costes totales asociados a la filtración granular o de arena dinámica están en el orden de 0,05-0,06 €/m³.

 

Si buscamos una eliminación sustancial de la carga de partículas del efluente, ¿deberemos fijarnos en la flotación por aire disuelto o DAF?

Lo cierto es que la DAF se muestra muy eficaz en la eliminación de partículas. Y que, combinada en dos etapas junto con los métodos de filtración, proporciona resultados de eliminación del 99% de SS y DQO, respectivamente. El importe total de flotación por aire disuelto puede oscilar también de 0,05 a 0,06 €/m³.

 

¿Y para eliminar la materia suspendida coloidal y parte de las sustancias solubles?

La solución adecuada es la filtración por membrana. A pesar de la evolución, su uso aún está muy marcado por el sistema que hay que utilizar (microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración u ósmosis inversa), ya que los costes de operación pueden aumentar de manera sustancial.

 

¿El problema son los límites de su aplicación eficiente a gran escala?

Así es. Debemos tener en cuenta que el ensuciamiento disminuye el flujo de permeado de la membrana, aumentando así los costes operativos, así como el elevado consumo de energía en comparación con otras técnicas de concentración.

 

Para terminar, señor Ruiz, supongo que nos hablará de la capacidad del lodo activado para absorber rápidamente DQO y DBO, conocida como biosorción biológica.

Con mucho gusto. Y en especial, del conocido proceso Boehnke y de su célebre A-etapa, asimilable a un proceso de alta carga.

 

Cuando hablamos de adsorción biológica, ¿nos referimos a esta primera etapa?

Sí. Tiene una alta tasa de carga de lodos (3-15 kg DQO biodegradable/(kgSSVLM·d)) y de retirada de lodo (TRS de 0,1 a 0,5 días). El primer reactor suele eliminar entre un 45% y un 65% de la DBO por adsorción a los flóculos de lodo. La corta edad de los lodos en la etapa A mejora su digestibilidad, y evita la nitrificación (TRS < 1 día).

 

¿Cuál sería la ventaja del rápido crecimiento de la biomasa en el proceso de biosorción en esa A-etapa?

En primer lugar, que puede eliminar también parte de la DQO soluble. Además, la comunidad bacteriana es joven y resistente a los cambios en la DQO, la carga y la toxicidad influyente. Y en este contexto, la mezcla de células jóvenes y fangos primarios adsorbidos puede mejorar la recuperación de energía si se lleva el fango a digestión anaerobia.

 

¿La adición de coagulantes y floculantes es una opción interesante?

Está claro que estimulan la agregación de partículas coloidales en flóculos más grandes que sedimentan con facilidad y mejoran en gran medida la recuperación de SS y DQO. Pero es que, además, la adición de coagulantes provoca la precipitación y sedimentación de fosfato (CEPT). El CEPT (chemical enhanced phosforus treatment) define la adición de sales de hierro a los fangos primarios. Es importante recordar que tras la adición del coagulante, se requiere un mezclado rápido.

 

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Juan Carlos Ruiz Cabeza ejerce como profesional en el sector del medio ambiente y, concretamente en el tratamiento de aguas residuales desde 1990. Ha trabajado en el campo de la depuración en España, Chile, Perú. Durante años dirigió la planta depuradora de La Farfana en Santiago de Chile y actualmente es director técnico de saneamiento en Aigües de Barcelona.
Licenciado en Ciencias Químicas por la Universidad de Valladolid, diplomado en Ingeniería Ambiental por la Escuela de Organización Industrial y MBA por la UNED.