Las aguas residuales presentan un gran potencial de recuperación de recursos que solemos pasar por alto. Por esta razón, Sergi Vinardell, ganador del Accésit 2017 de los Premios Cátedra Aquae (categoría 'Trabajo de Fin de Grado'), decidió investigar sobre alternativas al sistema actual de tratamiento de aguas. En este post nos resume su trabajo.
La planta convencional de lodos activados sigue siendo el sistema de tratamiento de aguas residuales más utilizada. Esto es así desde que la depuración de las aguas devino una prioridad para la sociedad. Aun así, este sistema se considera que este sistema es insostenible y altamente ineficiente. Fundamentalmente porque no está focalizado en obtener un uso eficiente de la energía (biogás), agua y nutrientes.
Encontrar una alternativa al sistema de tratamiento de aguas residuales vigente
A escala global, el crecimiento demográfico en grandes núcleos de población es una realidad. Por ello, la construcción de nuevos barrios también lo es. Ante estos hechos, buscar alternativas al tratamiento actual de las aguas residuales es un tema de gran importancia. Actualmente, las aguas de las viviendas se separan en dos flujos. Uno para las aguas del inodoro (aguas negras). Y otro para los otros flujos de agua (aguas grises), unido al tratamiento descentralizado de aguas residuales y separado de estos. Es una posible opción para tratar las aguas de estos nuevos núcleos de población.
Este trabajo tenía como misión principal estudiar la viabilidad de la sustitución de un sistema convencional de lodos activados por un sistema alternativo. Este nuevo sistema se basó en la separación de efluentes en el origen que dio lugar a un configuración sistema de tratamiento híbrido. Esto implica la descentralización del tratamiento de las aguas negras y la centralización del tratamiento de las aguas grises. Además, también se ha evaluado si era mejor la eliminación o la recuperación del nitrógeno en la línea de tratamiento de las aguas negras.
Ejecución del trabajo
La propuesta alternativa al tratamiento de aguas residuales clásico no se puede entender sin distinguir las aguas negras de las grises. Las aguas negras tienen una alta concentración en materia orgánica (10560 mg/L de DQO). También son ricas en nutrientes como el fósforo o el nitrógeno (306 y 2500 mg/L respectivamente). Por ello, tienen un gran potencial de recuperación de energía (biogás) y los nutrientes pueden ser utilizados como fertilizantes (estruvita y sulfato de amonio). Por el contrario, las aguas grises poseen una concentración muy inferior en materia orgánica (472,2 mg/L). Y un bajo contenido en fósforo y nitrógeno (4,6 y 8,2 mg/L respectivamente).
En trabajo se comparó el diseño de dos nuevos barrios de 30.000 habitantes. Para simplificar el trabajo, se dividió uno en pequeños bloques (distritos) de 1.200 habitantes.
- El barrio que trataba sus aguas residuales con un sistema convencional de lodos activados constaba de una única canalización en las viviendas.
- En el segundo barrio se trataban las aguas con la configuración híbrida utilizando dos canalizaciones de evacuación del agua. Una para las aguas negras y otra para las grises. Por su un lado, se evacuaban las aguas grises a un sistema centralizado, donde se trataba el agua de todos los distritos. Por otro lado, se evacuaban las aguas negras mediante inodoros al vacío. Éstas se trataban en 25 tratamientos descentralizados de aguas residuales, uno para cada distrito. Las aguas negras tratadas no tenían la calidad suficiente para verterse. Por ello, se unieron con el flujo de grises, para tratarlas conjuntamente en el sistema centralizado.
Fuente: IWA Network
Resultados y conclusiones
Los resultados del estudio permitieron determinar la viabilidad económica de cada opción. Así, se vio que la mejor opción desde el punto de vista económico era seguir utilizando un sistema de lodos activados (63.973.389 €). Dentro los tratamientos de aguas residuales híbridos, la mejor opción fue la eliminación del nitrógeno en comparación con su recuperación (68.234.129 y 68.934.133 € respectivamente). Estos mayores costes de las alternativas híbridas son principalmente causados por el elevado importe que supone llevar a cabo dobles canalizaciones en las viviendas.
Por último, se pudo concluir que la realidad social, política y económica actual presentan un obstáculo muy grande ante nuevas alternativas. Es cierto que la alternativa para el tratamiento de las aguas residuales tiene grandes ventajas ambientales y económicas. Este puede ser un punto clave para el futuro. Pero es importante realizar una tarea de concienciación social primero. Por ejemplo, promoviendo iniciativas de economía circular. Un concepto clave que actúa como motor de cambio social ante el cambio climático y la escasez de recursos a la que nos enfrentamos.
Descarga el trabajo completo ganador del Accésit 2017 de los Premios Cátedra Aquae.
