FITODEPURACIÓN. Depuración de aguas residuales mediante humedales artificiales. Pablo Navarro Tena

Transcripción

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2 FITODEPURACIÓN Depuración de aguas residuales mediante humedales artificiales Pablo Navarro Tena 2

3 1_SANEAMIENTO EN ESPAÑA Tercera etapa saneamiento: protección ambiental (1-prot. Sanitaria, 2-prot. Usos). Años inicio y consolidación (>15000heq). A partir de 1986 con entrada en UE (>2000heq). Directiva marco Texto refundido Ley de Aguas Transposición Directiva Marco a Ley de Aguas Real decreto reutilización aguas residuales Ley 5/2014, de 25 de julio, de Ordenación del Territorio, Urbanismo y Paisaje, de la Comunidad Valenciana. Desde indústria siderúrgica a explotaciones agropecuárias Fuente: Informe autorizaciones de vertido

4 2_PARTICULARIDADES ESPAÑA Poblaciones, aglomeraciones y residencias dispersas (Alemania 223hab/km², España 91,95 hab/km²) sobre un territorio amplio, irregular y abrupto (Alemania 263 msnm, España 660 msnm). La mayoría de estas pequeñas aglomeraciones no disponen de recursos económicos ni facilidad de acceso a personal cualificado. Plan nacional de calidad de las aguas: saneamiento y depuración : insuficiencia de medios humanos y materiales para la correcta explotación y mantenimiento de las plantas depuradoras y el escaso control y seguimiento del funcionamiento de las instalaciones por parte de las autoridades competentes 4

5 3_PRESUPUESTOS MUNICIPALES GRANDES DIFERENCIAS EN INVERSIÓN ALCANTARILLADO (4-35 ) GESTIÓN DE RESIDUOS ( ) MEDIO AMBIENTE (7-60 ) 5

6 4_PROPUESTA DE VALOR Implantación Sencilla y rápida Sin puesta en funcionamiento Baja tecnificación Tecnologías y materiales de fácil acceso Explotación Fiabilidad en el cumplimiento límites legales de vertido Costes reducidos Independencia de condiciones ambientales Bajo riesgo de colapso y bajo riesgo para el medio y la salud en caso de ocurrencia Sin necesidad de inputs energéticos (con funcionamiento por gravedad) Larga vida útil de materiales e instalaciones Sin problemas de salubridad y salud (olores, mínimo contacto con aguas residuales...) Mantenimiento Sencillo y económico Baja incidencia complicaciones técnicas materiales Medio ambiente/natural y salud Generación de hábitats Aumento de diversidad biológica Ahorro de recursos energéticos Sin emisión de GEI Sumidero de CO2 Producción de biomasa reutilizable (compostaje) Sin olores Altas tasas de desinfección del agua residual Paisaje Aumento de la diversidad paisajística SEGURIDAD AMBIENTAL 6

7 5.1_HUMEDALES ARTIFICIALES 7

8 5.2_HUMEDALES ARTIFICIALES HUMEDAL 8

9 5.3_HUMEDALES ARTIFICIALES NIVEL DE TRATAMIENTO: secundario y terciario. primario? TIPOS DE AGUAS: residuales urbanas, asimilables a urbanas, grises, masas de agua naturales, escorrentías, lixiviados APLICACIONES: Pequeños núcleos de población (hasta 2,000 habitantes) Urbanizaciones aisladas Viviendas unifamiliares Industrias aisladas (industrias agroalimentarias, viveros, etc.) Vertederos RSU Piscinas y estanques 9

10 6_RENDIMIENTOS Parámetro Porcentaje de eliminación (%) Sólidos de suspensión DQO DBO N P Patógenos

11 7.1_PROCESOS PARÁMETRO Eliminación de sólidos en suspensión Eliminación de materia orgánica Eliminación nitrógeno Eliminación de fósforo Eliminación de patógenos Detoxificación de compuestos químicos nocivos (fenoles, glicoles, sales de amonio cuaternario ) MECANISMO DEPURACIÓN Sedimentación y retención en el sustrato y/o a través del entramado de raíces Acción de microorganismos heterótrofos (principalmente bacterias) Procesos de nitrificación/desnitrificación Absorción directa por las plantas Absorción por las plantas Acción depredadora de bacteriófagos y protozoos Condiciones ambientales limitantes Antibióticos producidos por las raíces Acción de los hongos asociados al sistema radicular de las plantas 11

12 7.2_OTROS PROCESOS REDUCCIÓN DEL VOLUMEN DE LOS AFLUENTES POR EVAPOTRANSPIRACIÓN. Mecanismo Alta capacidad evapotranspirativa de la vegetación helófita Condiciones de cultivo sin limitaciones hídricas Cálculo Se realiza un balance hídrico en el humedal R.N.V = ETo * kc-p R.N.V., reducción neta de volumen ETo, evapotranspiración de referencia Kc, coeficiente de cultivo (1,5-4) P, precipitación Importante reducción del volumen de los efluentes del sistema 12

13 8_VEGETACIÓN GENERACIÓN DE HÁBITAT MEJORA DE CONDICIONES AMBIENTALES EVAPOTRANSPIRACIÓN MANTENIMIENTO DE LA POROSIDAD DEL LECHO ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES AIREACIÓN VEGETACIÓN HELÓFITA, TOLERA ENCHARCAMIENTO, ALTA PRODUCCIÓN BIOMASA, POSEEN AERÉNQUIMA LA VEGETACIÓN ES IMPRESCINDIBLE EN FLUJO SUPERFICIAL, ES RECOMEDABLE EN FLUJO HORIZONTAL 13

14 9_HUMEDALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL_CANDELEDA 14

15 10.1_DISEÑO ELIMINACIÓN DE DBO Y N MODELO DE FLUJO A PISTÓN IDEAL CONSTANTES CINÉTICAS DE PRIMER ORDEN ESTADO ESTACIONARIO CONSIDERACIONES DE DISEÑO CARGA SUPERFICIAL CONDUTIVIDAD HIDRÁULICA EFECTIVIDAD HIDRÁULICA CARACTERIZACIÓN DEL AGA RESIDUAL C t = C 0 e k t 15

16 10.2_DISEÑO DEPENDENCIA DE LA PROFUNDIDAD Y EL TIPO DE FLUJO: Ka/Kv, Hay estudios que sugieren falta de dependencia entre la profundidad y el rendimiento (h=0,4-0,8m), por tanto se recomienda constantes areales y profundidades de 50cm. SF/HSSF, no hay diferencia entre el rendimiento de unos u otros, sin embargo, las aplicaciones de uno u otro sistema si presentan otros condicionantes como plagas, olores o salubridad. (Q/A) 16

17 10.3_DISEÑO OTROS MODELOS: 17

18 10.4_DISEÑO_PATÓGENOS 18

19 10.5_DISEÑO ESTRUCTURA PARALELA EN SERIE 19

20 11_MANTENIMIENTO PODA LIMPIEZA DE PRETRATAMIENTOS Y CONDUCCIONES VACIADO DE FANGOS LA COLMATACIÓN CORTO PLAZO: debida a crecimiento radicular y desarrollo del biofilm, ocurre durante el primer año. Entre un 15 y un 25%, reduciendo el TRH en hasta un 10%. LARGO PLAZO: perdida de conductividad continuada a lo largo del tiempo. Principalmente en la zona de entrada y debido al aporte de partículas sólidas 20

21 12.1_SISTEMAS FLOTANTES FITOFILTER DISMINUCIÓN DE SUPERFICIE NECESARIA ELIMINACIÓN DE PROBLEMAS DE COLMATACIÓN Y TRANSPORTE DE LECHOS GRANULARES POSIBILIDAD DE COMBINACIÓN CON AIREACIÓN 21

22 12.2_EJEMPLO PLANTA PILOTO QUART DE POBLET (VALENCIA) 29 de abril 16 de mayo 26 de junio 29 de septiembre 8 de septiembre (primera siega) Construcci ón, marzo

23 12.2_PLANTA PILOTO QUART DE POBLET (VALENCIA)

24 12.3_SISTEMA AIREACIÓN SOLAR 24

25 13_COMPARATIVA SISTEMAS Población Q/heq DBO5 Nt DATOS 200heq 200l/d 60g/d heq 10g/d heq DBO5 SUBUSPERFICIAL FLOTACIÓN FLOTACIÓN AIREADA (SOLAR) S m2 S m2 S m2 h 0.60m h 1.00m h 1.00m Superficie/heq 6.65m2/heq Superficie/h eq 3.96m2/heq Superficie/h eq 2.10m2/heq 25

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