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Cómo obtener el permiso de reutilización de aguas

Reutilización de aguas ¿Cómo obtener el permiso?

En el caso de que se esté planteando aprovechar las aguas residuales de su industria y reutilizarla, deberá obtener un permiso de reutilización de aguas. Para ello, deberá seguir  la tramitación ordinaria de cualquier concesión de aguas públicas. Es preciso que este procedimiento esté acompañado de un informe vinculante de la autoridad sanitaria.

Según el R.D. 1620/2007 por el que se establece el Régimen Jurídico de la Reutilización de las Aguas Depuradas, hay tres procedimientos diferenciados para obtener una concesión y dependerá de quién sea el solicitante:

1. El solicitante es primer usuario de la concesión de aguas

Cuando quien es ya concesionario de la primera utilización, solicita permiso de reutilización de aguas, sin competencia de proyectos. Es conveniente subrayar que en el caso de uso agrícola es necesario acreditar la titularidad de las tierras a regar.

2. El solicitante es titular de autorización de vertido

Trata las peticiones formuladas por quien es titular de una autorización de vertido, en cuyo caso solo se precisa una modificación de autorización de vertido. Como ocurre en el caso anterior, la entidad física o jurídica que vaya a solicitar el permiso de reutilización de aguas deberá presentar el modelo de solicitud incluido en el Anexo II del RD y acreditar la titularidad de las tierras a regar, en caso de que sea necesario.

3. El solicitante es un tercero que no es concesionario de la primera utilización ni titular de la autorización de vertido

En el caso de quien no es ni concesionario de la primera utilización ni titular de la autorización de vertido, remitiéndose al procedimiento general de tramitación de concesiones establecido en el RDPH. Este procedimiento implica, por tanto, presentar el proyecto de reutilización de aguas cuyo resumen se recogerá en la solicitud según el modelo normalizado del Anexo II del RD de reutilización.

En este caso se incluyen todos aquellos generadores de aguas residuales que reciben su agua de la red municipal, en cuanto que no son titulares de concesión administrativa y, por tanto, no pueden acogerse a la vía excepcional de tramitación sin competencia que establece el artículo 8.

Junto a la solicitud, cuyo modelo normalizado se recoge en el Anexo II del RD de reutilización, el peticionario deberá presentar un proyecto de reutilización de aguas. 2.2. 12 Aplicación del RD de Reutilización.

Los plazos de los procedimientos son de 18 para la concesión de y 6 meses para la autorización, según lo establecido en la Ley de Aguas y el RDPH. Una vez transcurrido el plazo correspondiente el solicitante deberá considerar desestimada su petición, ya que en ningún caso se entenderá otorgada la concesión por silencio administrativo.

En la siguiente figura se recoge el procedimiento que deben seguir los solicitantes para obtener el permiso de reutilización de aguas.

Procedimiento para obtener la autorización o concesión de reutilización de aguas (Fuente: Marm)

Procedimiento para obtener la autorización o concesión de reutilización de aguas (Fuente: Marm)

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Reutilización de aguas industriales: Tecnologías adecuadas para su regeneración

Reutilización de aguas industriales

 ¿Conoces las prescripciones técnicas que toda instalación de reutilización de agua industrial debe tener? 

Los distintos tratamientos para la adecuación del agua o regeneración para su reutilización, dependen de tres factores fundamentales:

• Origen del agua depurada.
• Sistema de depuración utilizado.
• Uso posterior del Agua Regenerada.

Reutilización de aguas industriales

Reutilización de aguas industriales

Un sistema de reutilización de agua tiene como fin mejorar la calidad del efluente de aguas residuales de la depuradora para cumplir con los requisitos de calidad de las aguas regeneradas.

Para ello, es preciso complementar los equipos de tratamiento previamente instalados con procesos de depuración avanzados que reduzcan la carga contaminante residual hasta valores admisibles para el uso al que vaya a destinarse el agua producto. También es importante eliminar todos los microorganismos patógenos para asegurar la adecuada calidad sanitaria del agua. De esta manera el tratamiento de regeneración tiene como objetivo principal el reducir la cantidad de agentes patógenos que hayan sobrevivido a los tratamientos de depuración, así como reducir el nivel de sólidos en suspensión y turbidez, a fin de adaptarse a las calidades mínimas exigidas para su uso.

En la depuración de aguas residuales industriales, se contemplan tres fases o tratamientos genéricos dependiendo de la calidad del agua a obtener: Tratamiento Primario, Tratamiento Secundario y Tratamiento Terciario.

Dependiendo del tipo de tratamiento final al que se hayan sometido las aguas y el uso al que van a ir destinadas en su Reutilización, se utilizarán procesos con sistemas complementarios de depuración y desinfección, siendo un Tratamiento Terciario de afino el que deberá utilizarse en la mayor parte de los casos. No obstante, sistemas de depuración con tratamientos secundarios de Alta Tecnología, como los que incluyen sistemas biológicos con Membranas de Ultrafiltración (MBR), Ósmosis Inversa, etc, obtendrán directamente aguas para su reutilización en distintos usos, eliminando en su proceso de depuración Bacterias, Virus, Nematodos, Legionella y Escherichia Coli.

Las Tecnologías bases más determinantes se resumen en:

  • Sistemas Físico-Químicos • Filtración
  • Flotación (DAF, CAF,..)
  • Decantación Lamelar
  • Membranas de Ultrafiltración (MBR,..), Nanofiltración, Microfiltración,…
  • Ósmosis Inversa
  • EDR, EDI,…
  • Sistemas de Desinfección (Cloración, Ozonización, UV,…)

Veamos ahora la adecuación de la calidad de las aguas depuradas para su reutilización en función de cada una de las calidades exigidas en el Real Decreto de reutilización y los usos asociados a la industria.

Para el tratamiento de regeneración para aguas de procesos, limpieza, torres de refrigeración, condensadores evaporativos y otros usos industriales se pueden utilizar los siguientes tratamientos:

Reutilización de aguas industriales

Reutilización de aguas industriales

Tratamiento tipo 1

Este tratamiento se propone para aquellos usos que requieran la eliminación total de Escherichia coli, como son el uso industrial para torres de refrigeración y condensadores evaporativos.

El tratamiento tipo 1 consta en primer lugar de una unidad de tratamiento físico-químico con decantación cuyo objetivo es la reducción de los sólidos en suspensión. Este tratamiento es también aprovechado para la precipitación de sulfuros y fósforo en el agua depurada.

En segundo lugar, se aplica una filtración donde se reducen de manera muy importante nematodos intestinales y sirve para afinar los parámetros físico-quí- micos objetivo de la primera fase.

Seguidamente, el agua filtrada es introducida en un proceso de ultrafiltración para asegurar una turbidez menor de 2 UNT.

Por último, se aplica una pequeña dosis de hipoclorito sódico para la desinfección de mantenimiento, con el objetivo de asegurar la calidad del efluente regenerado hasta el punto de entrega al usuario, con la que se asegura la eliminación total de coliformes y demás riesgos microbiológicos.

Tratamiento tipo 2

El tratamiento tipo 2 se propone para aquellos usos que requieren un valor máximo admisible de E. coli inferior o igual a 200 UFC/100 mL, pero que no requieren una eliminación total, es decir, usos industriales para aguas de proceso y limpieza en la industria alimentaria.

La diferencia de este tratamiento con respecto al anterior es la sustitución de la ultrafiltración por una desinfección con luz ultravioleta, debido a que es suficiente para lograr los parámetros de calidad establecidos para estos usos y disminuye los costes de forma considerable.

Tratamiento tipo 3

El tratamiento tipo 3 se ha propuesto para los usos que requieren calidades menos exigentes con valores de Escherichia coli inferiores a 10.000 UFC/100mL, como son las aguas de proceso y limpieza excepto en la industria alimentaria.

Este tratamiento consta de una filtración, una desinfección con luz UV para la eliminación de microorganismos patógenos y una desinfección de mantenimiento mediante la aplicación de una pequeña dosis de hipoclorito sódico para asegurar la calidad desde el lugar del tratamiento hasta el punto de entrega del agua regenerada. 

Tratamiento tipo 5a y 5b 

Estos tratamientos se proponen para aquellos casos en los que sea necesario eliminar sales del efluente. Los tratamientos de desalación considerados son ósmosis inversa y electrodiálisis reversible. La decisión de optar por uno de ellos deberá ser estudiada en cada caso particular teniendo en cuenta los diversos factores a considerar.

El tratamiento tipo 5a se compone de un físico-químico con decantación, una filtración, una filtración con membranas, una desalación mediante Ósmosis In- versa y una desinfección de mantenimiento.

Debido a la exigencia de la ósmosis inversa en cuanto a la calidad del influente, es necesaria la instalación de un tratamiento previo, siendo el más utilizado la ultrafiltración. Asimismo, se recomienda la inclusión de una etapa previa com- puesta de un físico-químico con decantación lamelar más una filtración para proteger la membrana de ultrafiltración.

Este tipo de tratamiento se considera adecuado para alcanzar todas las calidades exigidas por el RD de reutilización.

El tratamiento tipo 5b se compone de físico-químico con decantación, filtración, desalación mediante EDR, desinfección con luz ultravioleta y desinfección de mantenimiento.

La desalación mediante EDR necesita un tratamiento previo para evitar problemas de funcionamiento. Para ello se recomienda la instalación de un tratamiento físico-químico con decantación lamelar y una filtración que permita limpiezas en continuo.

El uso más extendido en la reutilización de uso industrial es el suministro para torres de refrigeración y condensadores evaporativos. Este uso del agua regenerada es exclusivamente industrial y se debe llevar a cabo en localizaciones que no estén ubicadas en zonas urbanas ni cerca de lugares con actividad pública o comercial.

En sistemas que se alimentan con agua regenerada, además del cumplimiento de lo establecido en el RD 865/2003 para la prevención y control de la legionelosis y de la Guía de desarrollo se deberán tomar las siguientes medidas adicionales.

Es posible que el agua regenerada contenga mayor cantidad de nutrientes, fosfato y nitrógeno, de los que son habituales en las aguas naturales. Por ello, es preciso estudiar el tratamiento óptimo que pueda asegurar la desinfección. Asimismo debe analizarse en aras de evitar corrosiones, incrustaciones, etc. En esta línea, atendiendo al origen del agua, conviene controlar los sólidos en suspensión.

Es importante controlar la biocapa mediante biodispersantes que limiten la adherencia de las bacterias sésiles a las paredes interiores de la instalación. Conviene potenciar las revisiones en los puntos donde la formación de la biocapa sea más favorable.

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Reutilización de aguas industriales

Reutilización de agua depurada mediante reactores biológicos de membrana (MBR).

 Reutilización de agua depurada

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Actualmente, el uso de agua tratada procedente de estaciones depuradoras supone una prometedora solución al problema de la falta de recursos hídricos que sufren muchos países (Lawrence et al., 2002). No obstante, es necesario contemplar los posibles riesgos que podría conllevar su uso (Salgot et al., 2006; Huertas et al., 2008) para regular su ámbito de utilización y la calidad necesaria. Por lo tanto, es preciso establecer unos límites estándares de los diferentes parámetros químicos y biológicos a controlar.

En 1991, La Comunidad Económica Europea desarrolló una directiva para la recogida, tratamiento y descarga de aguas residuales urbanas y de algunos sectores industriales. En ésta, ya se contemplaba la posibilidad de reutilización del agua tratada siempre que sea apropiado (Directiva 91/271/EEC, Artículo 12). En el año 2000, la Unión Europea reunió y adaptó diferentes directivas y estableció el marco legislativo en el campo de la política de aguas (Directiva 2000/60/EC). Se establecieron unas directrices en función de parámetros físico-químicos, biológicos e hidromorfológicos para asegurar la calidad del agua.  A partir de esta directiva, países como España o Italia han redactado su propia legislación (Real Decreto 1620/2007, 2007; Italian Decree nº85, 2003) en la que se recogen los criterios de calidad para la utilización de aguas regeneradas según los usos. En concreto, en España, el RD 1620/2007 (Real Decreto 1620/2007, 2007) contempla para las aguas depuradas cinco tipos de usos diferentes: urbano, agrícola, industrial, recreativo y ambiental. En él se determinan los valores límite de los parámetros de calidad y los criterios que marca la legislación española en función del uso del agua.

Igualmente, En Estados Unidos, la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) redactó en 2004 la Guidelines for Water Reuse (EPA/625/R-04/108, 2004) en la que se exponen los diferentes riesgos existentes, los posibles usos del agua procedente de estaciones depuradoras y los criterios de calidad en cada estado.

En este sentido la Organización Mundial de la Salud (OMS) presentó hace 4 años una guía en la que se recomienda unos valores límite para una serie de parámetros biológicos (bacterias, virus, nemátodos, etc) que garanticen que no existe un riesgo para la salud al reutilizar agua depurada (WHO, 2006)

Reutilización de agua depurada

Debido a los límites establecidos por la legislación y teniendo en cuenta la calidad del agua depurada que sale de los tratamientos secundarios convencionales, es necesaria la inclusión de mejoras en los tratamientos secundarios y/o la inclusión de tratamientos terciarios para la obtención de un agua que pueda ser reutilizada (de Koning, et al., 2008)

2.- Tecnología MBR

Entre los diferentes procesos que se han desarrollado en los últimos años para alcanzar la calidad requerida para la reutilización de agua, los reactores biológicos de membrana (MBR) tienen especial interés debido a la acción combinada del tratamiento biológico del reactor y la filtración mediante membranas (separación física). Dependiendo del tamaño del poro, el proceso de separación en la membrana se lleva a cabo mediante  microfiltración (MF) o ultrafiltración (UF) (Judd et al., 2003). En la Figura 1 se muestra  los diferentes grados de separación de los compuestos presentes en el agua en función del tamaño del poro de la membrana.

Esta tecnología es similar al sistema de lodos activados convencional con la diferencia de que la separación sólido/líquido se realiza mediante filtración de membranas y no mediante sedimentación en un decantador secundario.

Existen dos sistemas diferentes en función de la configuración de los mismos: reactores biológicos de membrana externos, en los que el módulo de membranas se encuentra fuera del reactor y reactores biológicos de membrana sumergidos, en las que el módulo se encuentra sumergido en un reactor biológico o en un tanque anexo (Melin et al., 2006; Wisniewski, 2007).

Las principales ventajas de un sistema MBR en comparación con los sistemas convencionales de lodos activados son:

–          Necesidad de menor volumen de reactor debido a la mayor concentración de sólidos suspendidos en el licor mezcla.

–          Desarrollo de biomasa especializada. Debido a las elevadas edades de fango a las que trabajan estos sistemas es posible el desarrollo de biomasa especializada en degradar compuestos específicos con los que están en contacto. Esta capacidad es muy interesante para el tratamiento de efluentes que presentan sustancias difíciles de degradar, como ocurre en determinados sectores industriales.

–          Mayor estabilidad ante sobrecargas. Debido a la elevada concentración de sólidos con la trabajan estos sistemas y a la elevada edad del fango que se establece, los sistemas MBR presentan mayor estabilidad que los sistemas convencionales en episodios de picos de caudal, carga o ante cambios bruscos en el efluente a la planta. Esta cualidad convierte a estos sistemas en tecnología especialmente adecuada para los vertidos industriales que presentan un comportamiento estacional, como son la el sector conservero, bodeguero, etc.

–          Aumento de la calidad del efluente. Se consiguen rendimientos muy superiores en eliminación de compuestos orgánicos, nutrientes y microorganismos. En función de la calidad conseguida y del uso posterior, el efluente puede ser reutilizado directamente (Brepols et al., 2008) o puede servir como alimentación de tratamientos posteriores (ej. ósmosis inversa, Lawrence et al., 2002).

–          Posibilidad de adaptarse fácilmente a las plantas de fangos activos ya existentes (Coté et al., 2004), muy indicado en aquellos casos de plantas sobrecargas que necesitan una ampliación.

Los principales inconvenientes están asociados a los costes de instalación y de mantenimiento. En este sentido se están reduciendo considerablemente los costes asociados a medida que la tecnología va siendo aplicada, ya que por un lado, el precio de la membrana es más asequible y, por otro, se ha mejorado tanto en los materiales de ésta como en la implantación del sistema, reduciéndose así los costes de explotación y mantenimiento. Operacionalmente, uno de los problemas más importantes que sufren este tipo de sistemas se debe al ensuciamiento debido a la formación de una capa de lodo, coloides y soluto que se acumulan sobre la superficie de la membrana impidiendo el comportamiento adecuando de ésta (Meng et al., 2009).

A pesar de ser una tecnología relativamente nueva, la instalación a escala industrial ha ido aumentando considerablemente en los últimos años. En el año 2007, más de 2200 instalaciones de MBR estaban operando o en construcción en el mundo (Poyatos, 2007). Este crecimiento se debe a que este sistema funciona tanto para aguas residuales procedentes de estaciones depuradoras urbanas como industriales (Yang et al., 2006)

2.1. Capacidad de desinfección de la tecnología MBR

Como ya se ha comentado, una de las principales ventajas de la tecnología MBR es la capacidad de desinfección y la calidad del efluente obtenido en comparación con otros tratamientos convencionales. En un sistema MBR el proceso de desinfección se lleva a cabo mediante tres mecanismos (Shang et al., 2004)

–          Filtración física a través de la membrana. Se basa en las diferencias de tamaño, ya que el poro impide el paso a las partículas con mayor diámetro que él.

–          Actividad física y biológica de los fangos activos. La retención física se produce mediante mecanismos de adsorción de las sustancias en los fangos.

–          Actividad física (adsorción) y biológica de la capa o film que se forma en la superficie de la membrana debido a la deposición de sólidos. La actividad biológica del film se produce por predación de los microorganismos. Si el espesor del film aumenta demasiado se produce el ensuciamiento de la membrana impidiendo que ésta trabaje adecuadamente.

La calidad del efluente obtenido y la eficacia del proceso se controla mediante parámetros físico-químicos (sólidos suspendidos, demanda química de oxígeno, demanda biológica de oxígeno, turbidez y nutrientes) y biológicos (concentraciones de microorganismos patógenos).

2.1.1. Parámetros físico-químicos

Todos los trabajos revisados coinciden en los elevados rendimientos, por encima de los sistemas convencionales, que ofrece la tecnología MBR para eliminar sólidos, materia orgánica y nutrientes. Melín et al. (2006), a través de una revisión bibliográfica, presentan un resumen de los valores obtenidos en trabajos experimentales desde 2001 (tabla 1) en el que se pueden ver los altos rendimientos de eliminación de los parámetros físico-químicos que tienen los MBR.

Parámetro Eficiencia de eliminación (%) Calidad del efluente
SS (mg/l)

> 99

< 2

Turbidez (UNT)

98,8 -100

< 1

DQO (mg/l)

89 – 98

10 – 30

DBO (mg/l)

> 97

< 5

COD (mg/l)

5 – 10

NH3-N (mg/l)

80 – 90

< 5,6

NT (mg/l)

36 – 80

< 27

PT (mg/l)

62 –97

0,3 – 2,8

Tabla 1.- Eficiencia de eliminación y calidad del efluente en MBR (Melin et al., 2006)

Diversos trabajos han cotejado este sistema con otros convencionales. En este sentido, Wisniewski (2007) compara el comportamiento de distintos sistemas de tratamiento convencional de agua como son filtro percolador, fangos activados y tratamiento físico/químico  con el sistema MBR (tabla 2). En los resultados que presenta, el reactor biológico de membrana ofrece un rendimiento muy superior al resto en cuanto a la depuración y desinfección de un agua residual.

Ottoson et al. (2006) comparan la eficacia de un MBR sumergido con otros dos procesos: tratamiento convencional de lodos activados (TCLA) más un tratamiento terciario (TT) y un digestor anaerobio (DA). Los porcentajes de reducción mostrados en la tabla 3 manifiestan una gran capacidad de eliminación de los dos primeros sistemas con valores parecidos de reducción de materia orgánica, siendo un poco mejor los valores obtenidos con el sistema MBR. Estos resultados coinciden con los obtenidos por Arévalo et al. (2009) al comparar un sistema MBR de ultrafiltración con un tratamiento convencional de lodos activos suplementado con un tratamiento terciario mediante ultrafiltración. La mayor diferencia entre los sistemas analizados se encuentra en la eliminación de nutrientes. Mientras que la reducción de nitrógeno es mayor en el sistema MBR, debido probablemente a que se trabaja con concentraciones altas de fangos mejorando el proceso de nitrificación y desnitrificación (Mahne est al., 1996,  Muller et al., 1995), la eliminación de fósforo es muy pobre. Debido a esto, en función del uso del agua,  sería necesario un tratamiento posterior al MBR para reducir  este parámetro. En cuanto al digestor anaeróbio, los valores obtenidos sugieren la inclusión de posteriores tratamientos para aumentar la calidad del agua tratada.

Agua de entrada

Agua depurada

SST

(kg/m3)

DQO (kg/m3)

Turbidez (UNT)

Gérmenes

(/100ml)

SST (kg/m3)

DQO (kg/m3)

Turbidez (UNT)

Gérmenes (/100ml)

Filtro percolador

0.2

0.7

120

108

0.035

0.125

10

106

Fangos activados

0.2

0.7

120

108

0.030

0.08

5

106

Procesos F-Q

0.2

0.7

120

108

0.060

0.130

20

107

MBR

0.2

0.2

120

108

0

0.020

< 2

<102

Tabla 2.- Comparación del comportamiento del sistema MBR con otros procesos convencionales (Wisniewski, 2007)

Parámetro

MBR sumergida

TCLA +  TT

DA

SS

99,6

98,9

63,3

DQO

95,5

94,0

66,9

DBO7

99,6

99,3

77,6

COT

94,8

93,9

68,7

NKT

97,7

91,7

6,7

NH4-N

98,6

91,6

– 10,0

PT

41,5

95,7

27,2

Tabla 3.- Porcentage de reducción de los parámetros físico-químicos en diferentes sistemas de tratamiento de aguas (Ottoson et al., 2006).

2.1.2. Parámetros biológicos

La instalación de la tecnología MBR para la reutilización de agua tratada se presenta como uno de los sistemas más convenientes debido a su excelente capacidad para eliminar patógenos (Brepols et al., 2008). A pesar de que los tratamientos convencionales consiguen eliminar gran parte de los sólidos suspendidos y de la carga orgánica, el efluente procedente de los tratamientos secundarios todavía contiene un gran número de patógenos, haciendo necesario la instalación de tratamientos terciarios para obtener una adecuada desinfección del agua (Koivunen et al., 2003; Bixio et al., 2006). Además, el sistema MBR, al combinar la separación física de la membrana con la conversión biológica para la eliminación de microorganismos, no presenta los problemas de aparición de productos tóxicos generados en otros tratamientos de desinfección como la cloración (Hui, 2004)

Los principales patógenos que determinan la calidad del agua son las bacterias, virus, nemátodos y protozoos. Teniendo en cuenta que el tamaño de las baterias (coliformes) oscila entre 0.6-1.3 µm de diámetro y 2-3 µm de altura (Zhang et al., 2007) se espera que la retención de éstas por los sistemas MBR sea muy alta, llegando a su totalidad para membranas que utilizan ultrafiltración. Debido a esto, para asegurar la calidad del efluente en los procesos que disponen del sistema MBR,  sería conveniente un indicador que fuera más pequeño que el tamaño del poro de la membrana. En este sentido, Hui (2004) propone los bacteriofagos como el indicador más adecuado, ya que se parecen a los virus en su morfología, estructura, tamaño y comportamiento.

Como ya se ha comentado, la eliminación de patógenos o desinfección en el sistema MBR se lleva a cabo mediante los mecanismos de filtración física a través de los poros, la actividad biológica de la materia en el tanque y la actividad física y biológica de la capa que se forma en la superficie de la membrana.

La capacidad de eliminación de microorganismos patógenos por parte de la tecnología MBR ha sido estudiada por diferentes autores.  Zannetti et al. (2010) han presentado rangos de reducción de bacterias entre 6 y 7 log10 ucf/ 100 ml y de virus entre 4 y 6 log10 ufp/ 100 ml. Las concentraciones de microorganismos presentes en el permeado (tabla 4) se encuentran por debajo de los valores límites necesarios para reultilizar el agua depurada, tanto para usos industriales como urbanos. Resultados muy similares obtienen Zhang et al. (2007) cuando comparan este sistema con una planta convencional de lodos activados más un tratamiento terciario con cloro. No obstante, los autores (Zannetti et al. 2010) consideran necesario la inclusión de un tratamiento de desinfección química posterior al sistema MBR en los meses de verano.

En los mismos términos se expresa Ottoson et al., (2006), aunque los resultados que se obtienen, tanto del sistema MBR como de los tratamientos convencionales, son peores que los que presentan Zanetti y Zhang. En este caso, la reducción de bacterias (E.Coli y Enterococci) y virus (Colifagos somáticos y Fagos F-específicos) no alcanza los 5 log10 ufc/ 100 ml  y 4 log10 ufp/ 100 ml respectivamente.

La alta capacidad de eliminación de virus en el sistema MBR no se debe a la filtración física sino que se produce mediante la adsorción de los microorganismos en la materia suspendida y mediante la retención en la capa de sólidos o “biofilm” que se forma en las superficies de las membranas, aumentando la retención a medida que aumenta el tamaño de ésta (Ueda et al., 2000). Si esta capa crece demasiado se produce el fenómeno de ensuciamiento de la membrana.

Con respecto a los nemátodos, normalmente el uso de tratamientos secundarios (convencionales o no) aseguran la completa eliminación de este tipo de patógenos en el efluente (Gómez et al., 2006).

Microorganismos patógenos

Agua entrada al reactor biológico

Permeado

Permeado con desinfección (1)

Coliformes totales (ufc/100 ml)

6,9 – 8,30

1,43 – 3,49

0 – 2,30

coliformes fecales (ufc/100 ml)

6,32 – 8,23

0 – 1,11

0 – 0

E. Coli (ufc/100 ml)

6,15 – 7,90

0 – 0,60

0 – 0

Enterococci (ufc/100 ml)

5,56 -6,23

0 – 0,70

0 – 0

colifagos somáticos (ufp/100 ml)

5,78 – 6,84

1,11 – 2,18

0 – 1,71

Bacteriofagos F-especificos (ufp/100 ml)

5,24 – 6,66

0 – 1,26

0 – 0

Bacteriofagos (bacteroides fragiles) (ufp/100 ml)

0 – 5,45

0 – 0

0 – 0

Tabla 4.- Concentración (log10) de bacterias y virus en el agua tratar y en el permeado de un sistema MBR (Zanetti et al., 2010).  ufc: unidad de formación de colonias, ufp: unidad de formación de placas.

(1) Únicamente en los meses de verano

2.2  Ensuciamiento

Como ya se ha comentado, la continua acumulación de materia, tanto orgánica como inorgánica, sobre la superficie de la membrana forma una capa de sólidos, que si bien es beneficiosa para la eliminación de patógenos, se convierte en un gran inconveniente cuando crece demasiado. Todos los trabajos revisados consideran el ensuciamiento como uno de los mayores problemas que impiden el correcto funcionamiento de la membrana. En este sentido, en el año 2006, más de una cuarta parte de las publicaciones sobre biorreactores de membrana se centraban en el análisis de este problema (Yang et al., 2006).

Entre los factores que influyen en el ensuciamiento destacan el material de la membrana,  las características del lodo, las características del agua alimentada y condiciones de operación (Le-Clech et al., 2006).

Los principales efectos del ensuciamiento son el taponamiento de los poros, la reducción del flujo de agua a través de la membrana y el aumento de la diferencia de presión entre ambos lados de la superficie de la membrana (Hiu, 2004)

La limpieza se realiza inicialmente mediante tratamientos físicos, pasando agua del permeado a contracorriente o parando el proceso de filtración consiguiendo que la capa se caiga por gravedad (Le-Clech et al., 2006).  Pulefou (2007) considera necesaria esta limpieza cuando la acumulación de sólidos, en membranas que trabajan con microfiltración,  se encuentra por encima de 3 gramos por metro cuadrado de superficie. En caso de que este tratamiento sea insuficiente, la limpieza se realiza con productos químicos (Meng et al., 2009)

Actualmente, las investigaciones se centran en el desarrollo de nuevos materiales, ya sea mediante la modificación física de membranas (Yu et al., 2008) o la incorporación de nuevos materiales a las membranas comerciales (Asatekin et al., 2009) y en el uso de membranas dinámicas, mediante la formación de capas protectoras (Ye et al., 2006)  con el objetivo de reducir el problema del ensuciamiento.

3.- Conclusiones 

Los resultados de los trabajos revisados muestran una calidad del agua tratada mediante reactores biológicos de membrana (MBR) igual o superior a la obtenida con los tratamientos terciarios de desinfección acoplados a tratamientos secundarios convencionales (fangos activos). Además, en todos los casos analizados, los valores de los parámetros físico-químicos y biológicos no superan los límites establecidos por la legislación española para la reutilización del agua, tanto para usos urbanos como agrícolas o industriales.

El proceso de desinfección en sistemas MBR se lleva a cabo por mecanismos físicos y biológicos. Teniendo en cuenta la documentación revisada, el mayor porcentaje de eliminación de virus se debe al fenómeno de adsorción en la biopelícula formada en la superficie de la membrana.

No obstante, esta tecnología aún presenta ciertos inconvenientes, sobre todo operacionales, que obligan a seguir investigando para mejorar el sistema.

En conclusión, el uso de reactores biológicos de membranas (MBR) para producir un agua que pueda ser reutilizada se considera una opción adecuada y factible, tanto para estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas como industriales. En esta sentido, numerosos  investigadores resuelven que este sistema es una tecnología eficiente para la reutilización de agua depurada. 

Por: Gorka García1; Estíbaliz Huete1; Alicia Torres2; Luis Carlos Martínez1

1 AEMA (Agua, Energía y Medio Ambiente Servicios Integrales S.L.)

Polígono Industrial El Pilar, C/ Fitero, 9, 26.540 Alfaro, La Rioja

Tel.: 941 18 18 18

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 Reutilización de agua depurada

2 Laboratorios Alfaro

Polígono Industrial El Pilar, C/ Fitero, 7, 26.540 Alfaro, La Rioja

Tel.: 941 18 44 44

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AGUAS RESIDUALES DE ZUMOS

AGUAS RESIDUALES DE ZUMOS

TECNOLOGÍA M.B.R. PARA REUTILIZACIÓN DE AGUA DEPURADA EN RIEGO DE ZONAS VERDES

La sociedad de hoy día está cada vez más concienciada respecto a la escasez de uno de nuestros bienes más preciados: el agua y, más concretamente, el agua dulce. En vista de ello, la Administración dirige sus esfuerzos hacia la minimización en el gasto de agua, la depuración del agua para su reutilización cuando sea posible, y para su vertido sin perjuicios para el cauce receptor en todo caso. En este sentido surge el Real Decreto 1620/2007 de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. En este Real Decreto se establecen las normas mínimas de calidad que debe cumplir un agua depurada para poder ser reutilizada según el uso al que se vaya a destinar. Se regulan parámetros físico/químicos y parámetros microbiológicos, básicamente: nematodos intestinales, Escherichia coli, sólidos en suspensión, turbidez y, en algunos casos además puede regularse Legionella spp, Salmonella spp y otros contaminantes específicos según el uso.

Los biorreactores de membrana comúnmente llamados M.B.R. (Membrane BioReactor), proceso que consiste en un reactor biológico con biomasa suspendida y una unidad de membranas para la filtración del licor mezcla, están encontrando su sitio en el mercado y desplazando a los procesos convencionales de fangos activados. Entre las principales causas del éxito de los sistemas M.B.R. respecto a los sistemas convencionales se encuentra la capacidad de los primeros para eliminar bacterias y virus del agua residual, además de sus funciones principales de eliminación biológica de la materia orgánica y separación física de las fases sólidas y líquidas. Es por ello que los sistemas M.B.R. se presentan como un tratamiento compacto y completo para proveer un agua tratada de gran calidad apta para su reutilización. Precisamente, las últimas investigaciones se centran en la capacidad de desinfección de los sistemas M.B.R. y en los parámetros que la afectan.

Esquema 3D de un skid de membranas de ultrafiltración desarrollado por AEMA

Esquema 3D de un skid de membranas de ultrafiltración desarrollado por AEMA

En este sentido, la tecnología M.B.R. destaca por su capacidad de obtención de un efluente de gran calidad. La elevada capacidad de los sistemas M.B.R. en cuanto a eliminación biológica de materia orgánica y separación de las fases sólida / líquida queda demostrada en las múltiples experiencias existentes en todo el mundo: el sistema M.B.R. ha mostrado rendimientos muy superiores a las tecnologías más convencionales en la eliminación de materia orgánica así como en la retención de sólidos, consiguiendo efluentes con una calidad muy superior en lo que a parámetros físico/químicos se refiere (ver tabla 1). La empresa AEMA, Agua Energía y Medio Ambiente, cuenta con numerosas plantas de tratamiento de aguas residuales implantadas con tecnología M.B.R. que consiguen rendimientos superiores a sus homólogas con tecnología de fangos activados.

Membranas de Ultrafiltración de fibra hueca reforzada

Membranas de Ultrafiltración de fibra hueca reforzada

Pero además de estas cualidades, la tecnología M.B.R. ha demostrado su capacidad para producir efluentes con elevada calidad también en cuanto a parámetros microbiológicos. De este modo, la demanda de agentes desinfectantes se elimina o, cuando menos, se reduce, con lo que la producción de subproductos nocivos provenientes de la desinfección con agentes desinfectantes es minimizada (por ejemplo, cloroaminas…).

1. ANTECEDENTES

 

AEMA ha instalado recientemente una E.D.A.R. en Palazuelos de Eresma (SEGOVIA) cuyo promotor es Segovia21. La E.D.A.R. recibe las aguas residuales procedentes del complejo urbanístico Quitapesares, el cual ha sido dotado con red separativa de saneamiento, así como aquellas producidas en el Hospital Psiquiátrico Nuestra Señora de Fuencisla, cercano al complejo. Las aguas que se tratan en esta depuradora son de naturaleza urbana. La capacidad de la planta de tratamiento es de 1.100 m3/d y cuenta con tecnología M.B.R.

El agua tratada es acumulada en un depósito semienterrado de 500 m³ de volumen útil, lo que supone 10,9 horas de tiempo de retención hidráulico, dotado de sensores de nivel.

Frecuentemente se le atribuye al sistema M.B.R. la capacidad de producir aguas depuradas y desinfectadas.

En el estudio que se presenta se pretende comprobar efectivamente si el agua tratada en la E.D.A.R. instalada en Palazuelos de Eresma con sistema M.B.R. presenta calidad suficiente como para ser reutilizada para el riego de las zonas verdes de la urbanización según el R.D. 1620/2007, de 7 de diciembre.

El agua tratada, una vez determinado que su calidad cumple con los requerimientos necesarios para el riego de zonas verdes, será bombeada desde el depósito de acumulación hasta la red de riego del complejo urbanístico Quitapesares.

RENDIMIENTOS DE LA EDAR

La EDAR fue puesta en marcha hacia finales de octubre de 2.009. El arranque se realizó mediante inoculación de la planta depuradora con fango biológico procedente de otra EDAR urbana. La planta comenzó a funcionar inmediatamente y se lograron unos excepcionales resultados al cabo de un mes de funcionamiento. En la siguiente tabla se muestran los resultados analíticos obtenidos:

RENDIMIENTOS DE LA EDAR

RENDIMIENTOS DE LA EDAR

CONTROL DE LA CALIDAD DEL AGUA PARA REUTILIZACIÓN

El agua depurada en el M.B.R. es acumulada en un depósito. Con el objeto de reutilizar el agua para el riego de las zonas verdes del complejo urbanístico de Quitapesares se han realizado una serie de análisis para determinar si la calidad del agua cumple con los requerimientos de calidad 1.2 del RD 1620/2007 de 7 de diciembre, que son:

AGUA_PARA_REUTILIZACIÓN

Los análisis fueron realizados por la empresa Laboratorios Alfaro S.L. sobre muestras tomadas en el tanque de acumulación de agua tratada para controlar, además de la capacidad de depuración y desinfección del sistema instalado, la posibilidad de que el agua pudiera recontaminarse por crecimiento microbiológico en el tanque.

Calidad del agua depurada

Calidad del agua depurada

CONCLUSIONES:

Como puede observarse en la tabla anterior, los análisis realizados demuestran que la calidad del agua tratada cumple con todos los requerimientos del R.D. 1620/2007 de 7 de diciembre para el riego de zonas verdes. Esto demuestra que, al menos en este caso, la tecnología M.B.R. utilizada es capaz de tratar y desinfectar el agua hasta los niveles requeridos para su reutilización para riego de zonas verdes sin necesidad de tratamientos terciarios de desinfección. En cualquier caso es necesario tener en cuenta en cualquier proyecto de reutilización de agua depurada la necesidad de mantener unas condiciones de limpieza e higiene máximas en los tanques de acumulación del agua tratada para evitar contaminaciones posteriores, así como la previsión de una dosificación de un agente desinfectante para aquellos casos en que pudiera ser necesario puntualmente.

La tecnología M.B.R. despunta como tecnología avanzada de depuración ya que consigue elevados rendimientos en eliminación de materia orgánica y separación de sólidos y, más allá, también destaca como tecnología de desinfección de los efluentes, que elimina o minimiza el uso de tratamientos terciarios susceptibles de generar subproductos nocivos para la salud pública.

 

TECNOLOGÍA M.B.R. PARA REUTILIZACIÓN DE AGUA
TECNOLOGÍA M.B.R. PARA REUTILIZACIÓN DE AGUA

Claves que toda Industria debe saber para la Reutilización de sus Aguas Residuales Industriales

En la industria hay que distinguir la procedencia del agua que se use, que puede ser:

  1. De las fuentes de abastecimiento de la propia empresa.
  2. De la red municipal que asegura prácticamente la continuidad en el suministro.

Aguas residuales industriales

Aguas residuales industriales

Según los casos la empresa puede producir su propia agua a partir de pozos, concesiones, etc. Si es así montará su propia “planta de tratamiento de agua potable industrial” para producir el agua adecuada para cada tipo de circuito u aplicación. Un ejemplo claro son los equipos de osmosis inversa para la industria. En el caso de aguas con alto coste de tratamiento, convendrá darles varios usos, según sus calidades, antes de devolverlas al medio o al colector municipal.

En el segundo caso la industria puede estar conectada a una red de agua potable municipal y abastecerse de ella  para luego de ser utilizada devolverá al alcantarillado municipal.

La industria puede también reutilizar el agua residual municipal y a su vez el agua residual que ella produce puede ser devuelta conjuntamente al medio para que se reutilice en aplicaciones municipales.

En algunos casos particulares se llega a emplear soluciones mixtas de mezclar aguas residuales de una fabrica o polígono industrial con las municipales para obtener aguas de mejores condiciones de tratabilidad.

En cualquier caso el agua que demanda una empresa para ser reutilizada, tendrá que reunir unas condiciones químicas muy definidas para que sean aptas para sus procesos industriales.

Para la optimización económica de la reutilización de aguas residuales industriales se tendrá que tener en cuenta el coste del agua a la entrada del suministro de la industria, y la de su adecuación para el proceso, su coste de depuración y su coste de vertido.

El agua en la industria se puede utilizar para diversos procesos internos como:

  • Refrigeración.
  • Lavados.
  • Transporte.
  • Incorporar al producto.
  • Proceso.
  • Riego y baldeos.
  • Otros circuitos.

La realidad muestra que la refrigeración puede suponer en algunos casos hasta el 90% del total del agua utilizada. En industrias de generación de electricidad son frecuentemente conseguir que la refrigeración y el lavado representen el 70%.

Con el diseño adecuado de los procesos y cierre de circuitos se pueden conseguir ahorros de hasta del 50% con rediseño apropiado.

Es importante para todo responsable de calidad y medio ambiente conocer el volumen utilizado de agua en los procesos industriales de su empresa, para que pueda determinar los litros consumidos por la unidad de producción, ya sea kilogramo de carne, kilogramo de queso, Kw de electricidad, Kcal de refrigeración, etc.

Ten presente que el uso del agua en las industrias conlleva, debido a los arrastres, mezclas, fangos, etc, un aumento de las concentraciones de grasas, hidrocarburo y sales en disolución.

La principal ventaja de la reutilización de las aguas residuales es el ahorro en  la factura del agua por reducción del consumo, (cuota fija + cantidad de m3 consumidas por su proceso). También el mismo recibo suelen ir el canon por vertidos con “penalizaciones” por contaminación que si se evitan debe considerarse como un beneficio de reducción de coste.

Otra ventaja puede ser la recuperación de algunos “in-put” por ejemplo: energía (recuperación de aguas calientes) o de productos en disolución como pasa en los baños de tratamiento de superficie.

La conveniencia de reciclar llevará consigo la aplicación de un mix de técnica-lógica y también una inversión económica, en muchos casos de rápida amortización.

También es digno de considerar el ahorro que puede suponer la reducción del tamaño de acometidas, bombas, etc. por ajustes en los consumos.

profundizar en las líneas de tratamiento primarios, secundarios y terciarios o de afino para la reutilización del agua industrial se escapa de los alcances de este Post.

Solo comentar que normalmente se usan combinaciones de procesos físicos, químicos y biológicos. Las altas concentraciones obligan a desarrollar soluciones especificas, para más información puedes visitar la web de profesionales del sector del agua industrial.

En el caso del agua industrial siempre primará la continuidad en el servicio a  un costo razonable y se duplicaran líneas, se automatizarán y se tendrán los depósitos de reserva necesarios que garanticen el abastecimiento.

Es importante para todo responsable de calidad y medio ambiente la búsqueda de las Mejores Técnicas Disponibles para la reutilización de aguas residuales industriales. Es decir, nos referimos a la máxima efectividad para lograr un alto nivel de protección del medio ambiente considerado como un todo. Debes ir a la búsqueda de empresas especialistas en tratamientos de aguas residuales industriales que dominen la tecnología en todos sus campos, instalación, mantenimiento y operación. No todo el mundo los domina, ni tienen las referencias y experiencia e tratamientos de aguas industriales.

Ya por ultimo te recomendamos que estudies la viabilidad y accesibilidad técnica y económica a escala de la instalación que pretendes realizar teniendo siempre en cuenta los costes y ventajas que ésta va a suponer por el operador.

 

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Tecnología MBR para Reutilización de Agua Depurada en Riego de Zonas Verdes

aguas-industrialesLa sociedad de hoy día está cada vez más concienciada respecto a la escasez de uno de nuestros bienes más preciados: el agua y, más concretamente, el agua dulce. En vista de ello, la Administración dirige sus esfuerzos hacia la minimización en su gasto, su depuración para la reutilización cuando sea posible, y para su vertido sin perjuicios para el cauce receptor en todo caso. En este sentido, surge el Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. En él se establecen las normas mínimas de calidad que debe cumplir un agua depurada para poder ser reutilizada según el uso al que se vaya a destinar. Se regulan parámetros físico/químicos y parámetros microbiológicos, básicamente: nematodos intestinales, Escherichia coli, sólidos en suspensión, turbidez y, en algunos casos además puede regularse Legionella spp, Salmonella spp y otros contaminantes específicos según el uso.

Los biorreactores de membrana comúnmente llamados M.B.R. (Membrane BioReactor), proceso que consiste en un reactor biológico con biomasa suspendida y una unidad de membranas para la filtración del licor mezcla, están encontrando su sitio en el mercado y desplazando a los procesos convencionales de fangos activados. Entre sus principales causas de éxito se encuentra la capacidad para eliminar bacterias y virus del agua residual, además de sus funciones principales de eliminación biológica de la materia orgánica y separación física de las fases sólidas y líquidas. Es por ello que los sistemas M.B.R. se presentan como un tratamiento compacto y completo para proveer un agua tratada de gran calidad apta para su reutilización.

Precisamente, las últimas investigaciones se centran en la capacidad de desinfección de los sistemas MBR. y en los parámetros que la afectan.

En este sentido, la tecnología M.B.R. destaca por su capacidad de obtención de un efluente de gran calidad. La elevada capacidad de los sistemas MBR. en cuanto a eliminación biológica de materia orgánica y separación de las fases sólida / líquida queda demostrada en las múltiples experiencias existentes en todo el mundo: este sistema ha mostrado rendimientos muy superiores a las tecnologías más convencionales en la eliminación de materia orgánica, así como en la retención de sólidos, consiguiendo efluentes con una calidad muy superior en lo que a parámetros físico/químicos se refiere. La empresa AEMA cuenta con numerosas plantas de tratamiento de aguas residuales implantadas con tecnología M.B.R. que consiguen rendimientos superiores a sus homólogas con tecnología de fangos activados.

Pero además de estas cualidades, esta tecnología ha demostrado su capacidad para producir efluentes con elevada calidad también en cuanto a parámetros microbiológicos. De este modo, la demanda de agentes desinfectantes se elimina o, cuando menos, se reduce, con lo que la producción de subproductos nocivos provenientes de la desinfección con agentes desinfectantes es minimizada (por ejemplo, cloroaminas…).

AGUAS RESIDUALES DE ZUMOS

MBR

Quinto aniversario del lanzamiento de nuestro blog aguasindustriales.es

Dicen las estadísticas que el 90% de los blog no superan el primer año de vida, si esto es cierto, ¡estamos de suerte!

CELEBRAMOS NUESTRO 5º ANIVERSARIO

CELEBRAMOS NUESTRO 5º ANIVERSARIO

Pasados cinco años desde su lanzamiento, más de 133.045 visitas y 3.812 suscriptores, el Blog www.aguasindustriales.es celebra un lustro compartiendo contenido de valor para apoyar a los profesionales de la industria encargados de resolver las dificultades y problemas relacionados con las aguas industriales.

Estamos agradecidos por su apoyo y participación y orgullosos de continuar aportando contenido de valor al área de ingeniería ambiental de las aguas industriales. Este foro es una manera de entender y llevar a la práctica la investigación aplicada y las mejoras en el diseño, instalación y mantenimiento de instalaciones de aguas industriales, residuales, de aporte y de proceso, en los diferentes sectores industriales.

Desde sus orígenes, el blog www.aguasindustriales.es ha tenido la clara misión de conseguir que las empresas encuentren respuesta a los problemas que surgen a diario con las aguas industriales. Lanzamiento de nuevos equipos, mejores prácticas, consejos, comparativa de tecnologías, casos de éxito, reportes técnicos e ingeniería…son algunos de los temas desarrollados en el Blog.

En estos años, hemos logrado establecer relaciones estables y fructíferas con una larga lista de empresas que visitan a diario el blog, en busca de contenido de valor para superar sus retos. En este sentido, creemos modestamente que este blog está contribuyendo eficazmente su granito de arena a orientar y ayudar a las empresas y profesionales a solucionar sus retos presentes y futuros con las aguas industriales.

Aprovechamos para compartir con ustedes algunos de los post más visitados (los que superan las 500 visitas):

Mejoras en la aplicación de la tecnología anaerobia en el sector cervecero

Con el binomio UASB+MBR garantizamos menores costes de inversión y una instalación compacta.

Tecnología anaerobia (UASB) y MBR implantada en La Zaragozana

Tecnología anaerobia (UASB) + MBR implantada en La Zaragozana

Aema, empresa española dedicada al tratamiento de aguas, está apostando en estos últimos años por la adaptación de sus diseños, la óptima gestión de la hidroeficiencia energética, la reutilización y la mejora medioambiental. Para ello, está ejecutando instalaciones que ya incluyen  nuevas tecnologías, en colaboración y alianzas con grandes Empresas multinacionales proveedoras de las mismas y con la confianza de los clientes y grupos empresariales destinatarios de estas plantas de tratamiento.

Tras un largo estudio previo, durante el que se consideraron distintas tecnologías de tratamientos, la empresa cervecera La Zaragozana, se ha decantado por el sistema de depuración anaerobio tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), combinado con un aerobio con tecnología MBR, propuesto por AEMA, para tratar los vertidos generados en su proceso de elaboración de cerveza.

En los tratamientos anaerobios no se requiere oxígeno (ahorro energético), se genera menor cantidad de lodo (residuos sólidos) y se genera un subproducto con alto valor agregado como es el biogás, susceptible de ser aprovechado.

Ventajas de la tecnología anaerobia (UASB):

  • Bajo consumo energético y simplicidad del funcionamiento.
  • Baja producción de fangos.
  • Los lodos se conservan (sin alimentación) por largos periodos de tiempo.
  • Bajos requerimientos nutricionales.
  • Reducida superficie de implantación.
  • Bajo consumo de productos químicos.
  • Reducción de costes de tratamiento.
  • Generación de biogás, que puede ser aprovechado como fuente de energía renovable.
  • Posible valorización de la biomasa en el mercado.

Las principales premisas que se han tenido en cuenta a la hora de diseñar el proyecto han sido:

  • Reducción de la máxima DQO con el mínimo coste energético.
  • Optima generación de biogás.
  • Aprovechamiento del espacio disponible, con un diseño que optimiza la superficie de suelo industrial.
  • Mínimo coste de canon de vertido.

Una vez más, la experiencia de AEMA en tecnología biológica aerobia y MBR,  unida en esta planta depuradora a Waterleau (multinacional especialista en tecnología anaerobia), va a garantizar el resultado óptimo, del proyecto de una importante Empresa del sector cervecero como es La Zaragozana (AMBAR), tanto desde el punto de vista del rendimiento de depuración, como del de la eficiencia energética, el aprovechamiento del exceso del biogás (calor) generado para la producción de fábrica y el calentamiento del vertido de la depuradora.

Mejoras en la aplicación de la tecnología anaerobia. Mejoras en la aplicación de la tecnología anaerobia en el sector cervecero.

Claves de depuración en la industria de subproductos cárnicos

Como recientemente tratamos en el post Depuración en la industria de subproductos cárnicos, las aguas residuales procedentes de la industria de aprovechamiento de subproductos de origen animal, se caracterizan por su elevada carga orgánica y sólidos en suspensión, y en algunos casos con elevados niveles de conductividad y/o aceites y grasas. También hay vertidos debidos a las aguas de condensación de la materia prima, que tienen elevados niveles de DQO y alta biodegradabilidad.

Claves de depuración en la industria de subproductos cárnicos

Los diferentes flujos de vertido de agua dentro de la planta de subproductos cárnicos (condensados del agua de formación de la materia prima, aguas de limpieza de la instalación, aguas de limpieza de los camiones de transporte) deben recibir un pre-tratamiento para reducir el efecto medioambiental.

Los sistemas de control y depuración de vertidos en este sector, se ven influenciados por el punto al que vierte la empresa, ya que si el vertido se realiza a cauce público, los límites son más restrictivos que si se realiza a un colector municipal, y por tanto los sistemas de tratamiento deben adecuarse para garantizar el cumplimiento de los límites establecidos.

En este post, vamos a ver las claves de depuración en la industria de subproductos cárnicos así como los posibles problemas y sus causas que puedan surgir en una línea de proceso típica para este sector:

Eliminación del nitrógeno en las aguas residuales

El nitrógeno (N) es un contaminante presente en las aguas residuales que debe ser eliminado por múltiples razones: reduce el oxígeno disuelto de las aguas superficiales, es tóxico para el ecosistema acuático, entraña un riesgo para la salud pública y junto al fósforo (P), son responsables del crecimiento desmesurado de organismos fotosintéticos (eutrofización). Todos estos factores hacen que la legislación sea cada vez más restrictiva en cuanto a los límites máximos permitidos para este parámetro.

En el agua residual, el nitrógeno puede estar presente en múltiples formas, y son numerosas las transformaciones que puede sufrir en los diferentes procesos de tratamiento. Estas transformaciones permiten convertir el nitrógeno amoniacal en otros productos fácilmente separables del agua residual.

En el proceso de nitrificación y des-nitrificación, la eliminación del nitrógeno se consigue en dos etapas de conversión. En la primera, la nitrificación, se reduce la demanda de oxígeno del amoniaco mediante su conversión a nitrato. No obstante, en este paso, el nitrógeno apenas ha cambiado de forma y no se ha eliminado. En el segundo paso, la desnitrificación, el nitrato se convierte en un producto gaseoso que es eliminado.

Este proceso de eliminación del nitrógeno en las aguas residuales constituye el método biológico más adecuado ya que presenta una elevada eficacia de eliminación, una alta estabilidad y fiabilidad, así como un fácil control del proceso y costes menores a otros tratamientos.

La nitrificación es el primer paso en la eliminación del nitrógeno en las aguas residuales. Este proceso se puede llevar a cabo gracias a dos géneros de bacterias, nitrosomas y nitrobacter.

  • Los nitrosomas oxidan el amoniaco en nitrito, siendo éste un producto intermedio.
  • Las nitrobacter transforman el nitrito a nitrato.

Las bacterias nitrificantes son organismos extremadamente sensibles y que se ven afectados por numerosos factores como son: temperatura, oxígeno disuelto, pH, alcalinidad, etc.

La desnitrificación es la segunda etapa de la eliminación del nitrógeno en las aguas residuales, la cual se da en condiciones anóxicas, donde previamente el nitrato es reducido a nitrito y posteriormente a nitrógeno gas, mediante la acción de bacterias heterótrofas facultativas. Estas bacterias utilizan el carbono de la materia orgánica para la síntesis celular y fuente de energía, y en ausencia de oxígeno utilizan el nitrato como aceptor de electrones.

Las reacciones de reducción del nitrógeno son las siguientes:

La desnitrificación puede ser afectada por varios factores, entre los que destacan la temperatura, el oxígeno disuelto, el pH, la cantidad de materia orgánica fácilmente disponible y la concentración de nitrato.

Para poder controlar el proceso de nitrificación/desnitrificación se han utilizado varios tipos de sensores:

–  Sensores de pH y rédox: durante el proceso de nitrificación/desnitrificación se produce un cambio tanto del pH como del rédox. Estos sensores son una medida indirecta de la progresión de los procesos. A continuación se presentan unas gráficas donde se muestra cómo evolucionan estos parámetros a lo largo del proceso N/DN.

Evolución del potencial rédox, ORP, a lo largo de un proceso de N/DN

 

Evolución del pH, a lo largo de un proceso de N/DN

 

Estos cambios tan grandes en estos dos parámetros posibilitan realizar un control sobre el proceso. El cambio de los mismos depende de múltiples factores, por eso deben ser determinados en cada caso en particular.

–  Medidores de amonio y nitratos on-line: en los últimos años se han desarrollado medidores de amonio y nitratos on-line basados en la técnica de ión selectivo.

Estos medidores obtienen una medida directa de la evolución del proceso de N/DN y parecen muy prometedores para el control de este proceso.

Para cualquier consulta, no dude en contactar con nosotros comercial@aemaservicios.com

Eliminación del nitrógeno en las aguas residuales