Evaluación de emisiones de N 2 O en sistemas de tratamiento de aguas residuales.

Transcripción

1 Evaluación de emisiones de N 2 O en sistemas de tratamiento de aguas residuales. Dirigido por: Dr. Santiago Gassó-Domingo, Dr. Leonor Patricia Güereca Hernández. Monserrat G. Ramírez Melgarejo Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Espanya

2 1. Introducción Gases de efecto invernadero Desbalance térmico en la tierra = Cambio Climático Cada uno de los GEI tiene diferente capacidad para absorber la radiación infrarroja emitida por la tierra, lo que le otorga su potencial de calentamiento global. CO 2 1 tco 2 e N 2 O 298 tco 2 e Las emisiones de GEI se contabilizan como emisiones de tco 2 e, utilizando los valores de las ponderaciones basadas en los potenciales de calentamiento global de 100 años. CH 4 25 tco 2 e Potencial de calentamiento global

3 1. Introducción Las emisiones antropogénicas de GEI han ido en aumento, de 2000 a 2010 se observa un incremento mayor, aun con los sistemas y políticas que se han establecido para la mitigación del cambio climático. Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) son consideradas una de las fuentes antropogénicas de GEI, sus emisiones varían de acuerdo a la situación en cada país. Quinto informe del IPCC (2014). GEI 2010

4 1. Introducción Se forma a partir del material contenido en las aguas residuales en forma de urea, amoniaco y proteínas de los alimentos. N 2 O 298 tco 2 e Subproducto durante los procesos de nitrificación/desnitrificación en plantas de tratamiento avanzado de agua residual en forma de gas N (emisión directa) o en el medio receptor natural donde el efluente es descargado (emisión indirecta).

5 1. Objetivo Objetivo general Evaluar la emisión de N 2 O en plantas de tratamiento de aguas residuales, utilizando métodos empíricos e integrales en dos escenarios distintos, como lo son la Ciudad de México y el Área Metropolitana de Barcelona.

6 2. Casos de Estudio Inventario Nacional GEI México 2013 México Inventario Nacional GEI México 2013

7 2. Casos de Estudio Estado actual aguas residuales en Ciudad de México Ciudad de México habitantes 25 PTAR México 99,8% alcantarillado Se trata el 17% del agua servida No se aplica eliminación de nutrientes a aguas residuales en México.

8 2. Casos de Estudio Inventario GEI Cataluña 2013

9 2. Casos de Estudio Estado actual aguas residuales en el AMB habitantes 7 PTAR. Se trata el 100% del agua residual del área. Cuenta con 100% cobertura de alcantarillado. Begues Gavà X Besòs X Montcada Prat Se aplica eliminación de nutrientes en 5 PTAR del AMB. Sant Feliu Vallvidrera X Elimina Nutrientes No elimina

10 3. Metodología Método empírico IPCC Emisión Directa Emisión Indirecta N 2 O PLANTAS = P T PLANTA F IND-COM EF PLANTA N EFLUENTE = (P Proteína F NPR F NON-CON F IND-COM ) - N LODO Emisiones de N 2 O = N EFLUENTE EF EFLUENTE 44/28 Métodos integrales Doorn-Liles y Lara-Préndez Emisión de Agua en PTAR Emisión desde tratamiento de lodos Emisiones de N 2 O = F E Ʃ (P 365 DBO P F DBO / 100) N 2 O = L P N L FEN F conv

11 4. Resultados y Discusión Comparación de metodologías con población servida 2015 Emisión en tn 2 O/año Emisión en tco 2 e/año

12 4. Resultados y Discusión Comparación de metodologías con población servida 2015 CDMX tco 2 e/ año Emisión Indirecta

13 4. Resultados y Discusión Comparación de metodologías con población servida % Cobertura AMB 17% Cobertura CDMX Hab Hab

14 4. Resultados y Discusión Emisión N 2 O Aguas servidas totales 2015 CDMX vs AMB tco 2 e/año 58% Población servida tco 2 e/año CDMX 0,013 tco 2 e/hab/año AMB 0,009 tco 2 e/hab/año Se emplea la metodología de Doorn-Lara para el calculo considerando a la población servida de la CDMX, y el resto del agua residual se cuantifica a partir del método del IPCC.

15 5. Conclusiones La metodología del IPCC es general, no toma en cuenta las diferentes condiciones del proceso de tratamiento ni las diferentes configuraciones, y el valor que arroja el cálculo se puede considerar sobre estimado. La emisión de cada país viene influenciada por su grado de desarrollo, economía y concienciación de la población. La metodología de Doorn y Liles es particular para cada tipo de PTAR y condiciones de operación, y se complementa con la metodología propuesta por Lara y Préndez para la emisión desde el tratamiento de los lodos. Las emisiones directas de N 2 O propias del tratamiento de aguas residuales resultan menores e insignificantes al compararlas con las emisiones indirectas desde el efluente.

16 5. Conclusiones La emisión global del AMB es mayor a la esperada, ya que el 58% de la población total servida con el tratamiento se encuentra en PTAR donde no se realiza eliminación de nutrientes. México necesita primordialmente tratar el 100% del agua residual que genera su población, proporcionar sistemas de alcantarillado a todos los niveles sociales y aplicar la eliminación de nutrientes en sus aguas residuales. Se requieren análisis de agua más detallados para poder utilizar metodologías mecánicas y dinámicas, con datos propios del país y la zona; realizar la caracterización de los lodos, tomar muestras directas del agua de entrada y salida de la planta, y aplicar mediciones in situ de la emisión de N 2 O.

17 Evaluación de emisiones de N 2 O en sistemas de tratamiento de aguas residuales. Monserrat G. Ramírez Melgarejo Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) Espanya Gracias!