Dr. Sebastián Delgado Díaz Departamento de Ing. Química Universidad de La Laguna

Transcripción

1 Dr. Sebastián Delgado Díaz Departamento de Ing. Química Universidad de La Laguna

2 TENDENCIAS EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

3 TENDENCIAS EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES Reducción de caudal de vertidos y control de su calidad Procesos de tratamiento más eficientes y compactos: Tecnologías de membranas y tratam. avanzados Recuperación de recursos: Agua Energía Aumento de la reutilización IX Congreso Internacional AEDyR Madrid, 12 al 15 de Noviembre de 2012

4 REUTILIZACIÓN EN EL MUNDO Balsa de S. Isidro ( m 3 ) reguladora de riegos con agua regenerada en la isla de Tenerife Fuente: V. Lazarova, 2006

5 REUTILIZACIÓN EN EL MUNDO Balsa de S. Isidro ( m3) reguladora de riegos con agua regenerada en la isla de Tenerife Global mundial Mm3/d Total de agua residual municipal generada en 2009 Capacidad de tratamiento avanzado en Total de agua residual no sometida a tratamiento avanzado en Crecimiento anual en la capacidad de tratamiento avanzado (desde 2000) 2 Fuente: Global Water Intelligence Municipal Water Reuse Markets Media Analytics Ltd. Oxford, UK. IX Congreso Internacional AEDyR Madrid, 12 al 15 de Noviembre de 2012

6 REUTILIZACIÓN EN EL MUNDO Se estima que la producción de agua residual en EEUU asciende a 121 Mm 3 /d Fuente: Global Water Intelligence Municipal Water Reuse Markets Media Analytics Ltd. Oxford, UK. Monterey County campos regados con aguas regeneradas. Fuente: Guidelines for Water Reuse EPA/600/R-12/618.

7 REUTILIZACIÓN EN EL MUNDO La escasez hídrica y una normativa restrictiva sobre vertidos fomentan el crecimiento de la reutilización 260% Evolución prevista a nivel mundial de la capacidad de tratamiento avanzado % de agua residual reutilizada respecto a la tratada a nivel mundial Fuente: Global Water Intelligence Municipal Water Reuse Markets Media Analytics Ltd. Oxford, UK.

8 TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS EN LA REGENERACIÓN DE AGUAS Fortalezas de la tecnología de membranas Barrera física para los patógenos Alta calidad del agua producto Bajo requerimiento de productos químicos Procesos compactos y modulares Tendencia a descender los costes

9 TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS EN LA REGENERACIÓN DE AGUAS Debilidades de la tecnología de membranas Falta de estandarización de productos (MF/UF) Costes Dependencia de suministradores Mantiene precios elevados Actualmente comparables o superiores al convencional

10 APLICACIONES DE LAS MEMBRANAS EN LA REGENERACIÓN DE AGUAS Membranas de MF y UF en tratamiento terciario Eliminación de patógenos y partículas finas Eliminación (parcial) de virus (UF) Membranas de NF y OI en tratamiento terciario Efluente apto para uso potable indirecto Eliminación de microcontaminantes: productos farmacéuticos y de cuidado personal Biorreactores de membrana (MF/UF) en sustitución del clarificador secundario y la filtración terciaria, como tecnología emergente

11 CONFIGURACIONES TÍPICAS DE MBRs PRETRATAMIENTO Agua residual BRMS Permeado MLSS 8-12 g/l Flujo (17-35 l/m²h) Uso municipal/industrial baja carga Memb. Sumergida 0,2-0,4 kwh/m 3 PRETRATAMIENTO BRME Permeado Agua residual Aire Memb. Externa-AirLift ~ 0,3 kwh/m 3 MLSS 8-12 g/l Flujo (30-75 l/m²h) Uso municipal/industrial baja carga

12 Mercado global de los MBRs, Crecimiento anual ( ): 10,5% Fuente: BCC Report ID:MST047B, Junio 2008

13 Mercado global de los MBRs, MBRs: Suministradores comerciales (2009) El numero de plantas no se correlaciona con la capacidad instalada Zenon, Kubota y Mitsubishi: 85-90% del mercado 4400 Instalaciones Fuente: Santos, A., Judd, S., (2010). Desalination.

14 Mercado global de los MBRs, Aumenta la implantación de la tecnología Aparecen otros suministradores Disminuye el tiempo hasta la implantación de un producto 60 suministradores 1 año hasta implantación Fuente: Judd, S., (2010) The MBR-Book. Elsevier

15 MBRs: Suministradores comerciales (2009) Situación geográfica de los suministradores China, Korea y Japón 55% de los productos comerciales Fuente: Judd, S., (2010) The MBR-Book. Elsevier

16 MBRs: plantas instaladas > m 3 /d Aumenta el tamaño de las plantas Proyecto Localización Fecha m 3 /d Jumeirah Golf Estates Dubai Palm Jebel Ali Dubai Brightwater EEUU Jebel Ali Free Zone Dubai Shiyan Shendinghe, China Yellow River EEUU International City Dubai Aquaviva Francia Kunyu River China Fuentes: Santos, A., Judd, S., (2010) Sep. Sci. Tech., 45: 7, ; ITOKAWA, H., 5th US/Japan Joint Conference, March 2-5, 2009

17 Mercado global de los MBRs, Resumen Volumen de mercado 617 M$ (2015) Crecimiento anual de mercado en 10,5 % Implantados en más de 200 países 60 suministradores comerciales 4400 plantas en operación 8 plantas con capacidad > m 3 /d

18 MBRs: Consumo plantas industriales (Datos GE Zenon) San Pedro Pinatar Varsseveld Situación Caudal (m 3 /d) PEM Consumo (kwh/m 3 ) Nordkanal Alemania Dic-03 0,8 Brescia Italia Nov-03 0,85 San Pedro Pinatar España Agos-07 0,75 Ulu Panda Singapur Dic-06 0,45 Varsseveld Holanda Jun-04 0,72 Terrasa España Abr-09 Ambrona, 0,

19 MBRs: Distribución de costes energéticos 70,5% 0,8-1,0 kwh/m 3 de permeado

20 MBRs: Optimización de la eficacia energética 2 aspectos clave Aireación de membrana ajustada Caudal de aireación Intermitencia Proceso biológico para obtener una MLSS adecuada

21 MBRs: Optimización de la eficacia energética Aireación membrana (Datos GE Zenon) Optimización del diseño del módulo de membrana Optimización del modo de aireación Fuente: GE Zenon Env. Sys.

22 MBRs: Optimización de la eficacia energética Proceso biológico La MLSS afecta a la economía del proceso biológico en los siguientes factores: Tamaño del reactor biológico (Inversión) Producción de biomasa (Inversión) Transferencia de oxígeno (c. operación) Ensuciamiento de membrana (c. operación) Otros Inicialmente se tendía a operar a g/l, atendiendo al menor tamaño del biorreactor y menor producción de biomasa. Actualmente, se observa una tendencia a reducir esta concentración hasta 6-8 g/l, para dismuir el consumo energético.

23 MBRs: Evolución del coste de las membranas Fuente: Kennedy, S. and Churchouse, S.J. (2005) Water and Wastewater Europe Conference, Milan.

24 RESUMEN Agotamiento Necesidad de reutilización de aguas regeneradas Legislación Necesidad Los progresivo de los recursos naturales de agua cada vez más exigente en vertido y reutilización de tratamientos avanzados eficientes costes de operación y de membranas van decreciendo Menor disponibilidad de terreno en zonas urbanas Necesidad de procesos compactos Aumenta el conocimiento y experiencia La percepción del riesgo de la reutilización disminuye IX Congreso Internacional AEDyR Madrid, 12 al 15 de Noviembre de 2012

25 Dr. Sebastián Delgado Díaz Departamento de Ing. Química Universidad de La Laguna