Sistemes autònoms de sanejament

Foto: Edward Mcmaihin

En un post recent he escrit sobre l’existència de Sistemes Autònoms de Sanejament. Què són, quins tipus hi ha i quan entren en joc, entre d’altres consideracions, és del què parlaré avui. Comencem.

Fa uns 10 anys, davant la mancança de regulació sobre les sol·licituds d’abocament d’aigües residuals domèstiques que no podien connectar-se a la xarxa de sanejament públic, l’Agència Catalana de l’Aigua va optar per fer una Instrucció Tècnica aclarint tots els aspectes relacionats amb aquesta problemàtica: la IT Aplicable al Sanejament Domèstic Autònom.

Aquest document va facilitar les coses tan als tècnics que havien d’aprovar les sol·licituds com als afectats que havien d’instal·lar aquests sistemes, oferint-los una guia bàsica de suport per on començar a treballar.

LÍMIT D’APLICACIÓ I TIPOLOGIA D’ESTABLIMENTS

A partir del concepte d’habitant-equivalent, se’n va calcular el seu nombre en funció de la tipologia d’ús o activitat:

Font: Agència Catalana de l’Aigua

Aquesta IT aplica fins a 80 h-e, entenent que a partir d’aquesta xifra s’hauria de plantejar la connexió a la xarxa pública de sanejament.

SISTEMES DE DEPURACIÓ

1. Pretractaments

Aquí ens podem trobar amb reixes filtres d’una banda i desgreixadors d’una altra. En el cas d’aquest últim i per l’elevada presència d’olis i greixos és obligatori en restaurants, hotels, cases rurals i tots els establiments on se serveixin àpats per a tercers.

Desgreixador per flotació. Font: Matelco

2. Tractaments primaris

Aquests tenen l’objectiu d’eliminar la matèria en suspensió que resta insoluble, mitjançant un tractament físic de separació/flotació i un de biològic de fermentació mitjançant els bacteris presents en l’aigua.

En aquest cas disposem de fosses sèptiques i pous decantadors.

Fossa sèptica. Font: Home Interior Pedia

3. Sistemes biològics compactes

Aquí hi entrarien els sistemes prefabricats que es munten en destí i normalment se soterren. N’hi ha de molts tipus però els més habituals són:

  • Filtres percoladors: el flux d’aigua es reparteix per sobre d’un material inert on hi creix una capa bacteriana que elimina la matèria orgànica present en aquesta aigua.
  • Fangs activats: l’aigua residual està dins d’un dipòsit amb fangs actius (bacteris). Aquesta mescla és airejada per tal d’oxidar la matèria orgànica.
  • Biodiscos: cubeta plana d’aigua residual on s’hi submergeixen fins a la meitat una sèrie de discos verticals solidaris a un eix central que va donant voltes. Això fa que el biofilm que es forma a la superfície dels discos entri en contacte de forma regular amb l’aigua i amb l’aire, aconseguint l’objectiu d’eliminació de matèria orgànica.
Biodiscos

4. Sistemes biològics d’infiltració

Posterior al pretractament, l’efluent és tractat mitjançant infiltració a un medi porós que normalment és el subsòl. Amb això s’aconsegueix retenir sòlids en suspensió i eliminar matèria orgànica.

Hi ha diferents opcions: les rases, que permeten infiltrar en terrenys de poca fondària; els pous i cambres d’infiltració, els quals requereixen d’obra civil i on l’aigua travessa varies capes de graves de diferent mida fins a infiltrar-se en el terreny; i finalment els llits d’infiltració, on se substitueix part del sòl superficial poc permeable per un llit de material arenós per on l’efluent hi pugui percolar.

Detall de canonada foradada en una rasa. Font: Wikihow

5. Sistemes biològics d’infiltració drenats

Quan el terreny no té prou permeabilitat per garantir ni la depuració ni l’evacuació cal reconstituir-lo mitjançant la combinació d’un llit de material arenós i un sistema de canonades per evacuar l’efluent final.

Esquema d’infiltració drenat. Font: ResearchGate

CONCLUSIONS

Vistos tots els tractaments, caldrà trobar la millor combinació per a cada cas particular, és per això que a la IT hi apareix a mode d’orientació un annex amb l’esquema bàsic d’aplicació en funció dels h-e:

Font: Agència Catalana de l’Aigua

Projecte INNOQUA

Planta pilot del projecte INNOQUA, situada a l’EDAR de Quart

I si us digués que hi ha un projecte europeu dedicat a la depuració low cost d’aigües residuals domèstiques que vol competir amb els actuals sistemes de sanejament autònom disponibles?

I si us digués que hi ha 11 països involucrats d’arreu del món on es provaran diferents sistemes modulables basats en la sostenibilitat ambiental i econòmica i adaptables a qualsevol clima?

I si us digués que un d’aquests sistemes s’està testant a l’EDAR de Quart (Girona), amb el lideratge del LEQUIA i diferents departaments implicats de la UdG?

Doncs bé, tot això i molt més engloba INNOQUA, i jo he aprofitat per fer una visita a Quart perquè en Narcís Pous, responsable de la planta pilot associada, m’expliqui una mica més sobre aquest interessant projecte.

“INNOQUA proposa testar diferents tecnologies per separat que són modulables i per tant costumitzables segons l’interès del client”, indica Pous. Aquestes tecnologies són les següents:

  • Vermifiltre, que actua de tractament primari i secundari.
  • Filtració mitjançant Dàfnia, actuant com a terciari.
  • Una unitat de control i supervisió online de baix cost.
  • Bioreactor d’algues, les quals actuen per fotooxidació.
  • Desinfecció per UV.

D’aquestes cinc tecnologies, a la planta pilot hi trobem la segona, la filtració de partícules mitjançant Dàfnia. Són uns organismes molt sensibles els quals normalment s’utilitzen per a tests de toxicitat ambiental, és per això que controlem i supervisem diferents paràmetres crítics com són la temperatura (l’aigua ha d’estar entre 5ºC i 25ºC), els nutrients, els metalls com el coure o el plom i els contaminants emergents com l’ibuprofè o els retardants de flama”. En les condicions adequades, les dàfnies eliminen les petites partícules col·loïdals que no poden eliminar els tractaments secundaris. En Narcís també m’explica que el temps de residència del bioreactor on els ha fet veure una cosa: “Hem vist que el sistema evoluciona cap a la generació de biofilms que poden ajudar a reduir la matèria orgànica romanent…seguint l’esquema evolutiu ens hem plantejat d’introduir-hi plantes per eliminar el nitrogen!”.

Superfície del reactor on hi creixen les dàfnies. El biofilm es forma a la zona perimetral

Un cop es tinguin els resultats de la planta pilot, descartaran un dels dos reactors i el que quedi serà acoblat a un vermifiltre, començant llavors una segona fase de control, supervisió i verificació del sistema conjunt. “Irlanda treballa amb la tecnologia de vermifiltres i estem esperant els seus resultats per, a partir d’aquí, dissenyar-ne un que s’adapti a les condicions de la nostra planta pilot”, comenta Pous. Més enllà d’això, i a banda de competir amb el clàssic sanejament autònom, la gràcia d’aquest projecte rau en la modularitat: “Això fa que el client es pugui muntar el seu propi sistema en funció del tipus de  l’aigua a tractar i les condicions climàtiques pròpies de la seva zona”.

Finalment, Pous justifica INNOQUA des del punt de vista de la seva aplicabilitat real: “Acabada la fase investigadora, passarem a les demostracions pràctiques. El projecte té previst validar la utilitat d’aquestes tecnologies en aigües de diferents tipus com són les d’origen ramader, aqüicultura o assimilables a domèstiques en llars unifamiliars, sempre per un màxim de 10 H-e”.

Cucs presents al vermifiltre. Font: INNOQUA

 

 

Les sinergies de l’aigua regenerada

L'aigua d'origen

La depuradora de Castell-Platja d’Aro disposa d’un tractament terciari el qual fa que els potencials usuaris interessats puguin consumir-ne-ne l’aigua regenerada i estalviar la que prové de l’aqüífer del Ridaura.

Aquest terciari funciona des del 1998, millorant de forma significativa la seva gestió a partir de l’automatització del control de paràmetres el 2012. Jordi Muñoz, el Cap de Procés de l’EDAR, recalca la importància de tenir una sortida del tractament secundari de qualitat: “si tenim uns bons paràmetres el tractament terciari no patirà i obtindrem una aigua apta per a la seva reutilització. Si no fos així, podria fer que un excés de terbolesa col·lapsés els filtres de sorra cada dos per tres”. És per això que si els llaços de control detecten un nivell de terbolesa per sobre de l’establert es tanca la comporta que deriva l’aigua depurada als filtres del terciari. Un altre control fonamental és el redox present a l’aigua després de ser clorada: “Ens movem entre 250 i 350 mV per assegurar la desinfecció total i absència d’E. coli”.

El control de la instal·lació es fa per SCADA, aquí es pot veure de forma ràpida si hi ha alguna desviació que afecti el rendiment del terciari per poder actuar i avisar-ne els usuaris afectats:

L’esquema de tractament terciari de l’EDAR de Castell-Platja d’Aro és el següent: filtres de sorra i desinfecció mitjançant llum ultraviolada i hipoclorit sòdic. “La presència de sals de ferro a la nostra aigua fa baixar la transmitància, cosa que redueix el rendiment de desinfecció de la llum UV que normalment actua de forma òptima sobre els 254 nm”, puntualitza Muñoz, “tot i que elimina bé clostridis i ous de nemàtodes”.

Pel què fa a l’explotació, la porta de forma integral l’empresa concessionària, EMACBSA. Muñoz justifica l’avantatge principal d’aquest fet: “Som els primers interessats en obtenir una aigua de qualitat del decantador secundari per no tenir problemes al terciari. Si estés repartit en 2 explotadors costaria més d’evitar-los”.

El 2017, el terciari ha aportat uns 800000 m3 desglossats de la següent manera:

  • 300000 m3 Golf d’Aro-Mas Nou.
  • 210000 m3 Golf Costa Brava.
  • 160000 m3 Regant principal (camps de blat de moro).
  • 100000 m3 Comunitat de regants de l’entorn de l’EDAR.
  • 30000 m3 Pitch & Putt Mas Torrellas.

L’aigua ja regenerada es bombeja i reparteix en tres línies principals per abastar tots aquests usuaris, els quals paguen per la gestió diària que es fa del tractament terciari: reposició de clor, analítiques de control, components sistema de desinfecció per UV, etc.

Al final de la visita Muñoz em fa una breu reflexió sobre el valor de l’aigua: “Gràcies a l’aportació d’aigua regenerada l’aqüífer pot respirar, sobretot a l’època d’estiu ja que aquesta zona és molt turística. De fet, el terciari fa que l’aigua tingui un cost raonable que, en absència d’aquell i en èpoques de sequera perllongada, podria arribar a ser molt més elevat”.

Golf Costa Brava

Després de la visita a l’EDAR, m’he desplaçat al Golf Costa Brava, a la població de Santa Crisitna d’Aro, per parlar amb en Benjamí Ferrer, greenkeeper i actual responsable de la gestió hídrica: “el Golf Costa Brava va ser dels primers a plantejar-se la opció de regar amb aigua regenerada a partir de l’evolució dels camps cap a una imatge cuidada més extensiva, més enllà de l’espai d’ús per jugar-hi. És a partir d’aquest moment que a l’ampliar l’espai de reg ens trobem amb problemes durant els estius, on els pous i aqüífer de la zona no donen per més”. També esmenta la figura clau de Xavier Millet en la posada en marxa del projecte: “Ell ho va començar, i a a partir d’aquí es varen construir els 2 km de col·lector que van des de la depuradora de Castell d’Aro fins al golf”.

Per Ferrer, el més important de tot plegat és que ara disposen d’aigua els 365 dies de l’any, no han de patir per la manca d’aquesta i el nivell freàtic de la zona ho agraeix, però també hi veu algun inconvenient: “Els nivells de nitrogen amoniacal elevats ens perjudiquen, cosa que ens ha fet plantejar la instal·lació d’un sistema de tractament complementari mitjançant ozó. No és òptim per l’eliminació de nutrients però com a mínim elimina el biofilm que es forma a les parets del col·lector i les males olors que se’n deriven”.

Camp del Golf Costa Brava

Reg de cultiu de blat de moro

Joan Pijoan és ramader d’una explotació de vaques per producció de llet a l’engròs. També disposa d’una sèrie de camps on hi planta, entre d’altres cereals, blat de moro. Des del 2004 utilitza l’aigua regenerada del terciari de Castell-Platja d’Aro: “N’estic bastant satisfet, sobretot quan vam veure que a l’estiu ens quedàvem curts d’aigua tot i disposar de diferents pous propis. De les 50 Ha de camp productiu, la meitat la rego amb aigua regenerada”. També comenta l’agilitat en la gestió de la connexió a la xarxa: “Va ser relativament fàcil, ja que tan sols vam haver d’allargar una mica més el col·lector que ja arribava al Golf Costa Brava, uns 3 Km”, explica Pijoan. D’aquesta manera, tan el golf com l’explotació ramadera formen una mini comunitat de regants que pot ser una bona experiència per a iniciatives futures.

Pel què fa a la presència de nitrogen, al contrari de Ferrer, ell ho veu com un avantatge per la funció de substitució de nutrient pels cultius: “Gasto molt menys fertilitzant que quan faig servir l’aigua de pou”. Igualment, també hi veu algun inconvenient: “L’administració hi està molt a sobre pel fet de no passar-nos de les quantitats recomanables a nivell ambiental, aquí la gestió en aquest sentit es podria millorar”.

Aigua regenerada
Camps regats amb aigua regenerada

 

Nou concepte d’EDAR i criteris de disseny

ingenio_xyz_cabecera
Font: Ingenio.xyz

Aquest passat dimecres vaig assistir a la masterclass online del professor Jorge Chamorro, Enginyer especialista en depuració d’aigües sobre bons criteris en el disseny d’EDARs, mitjançant la plataforma d’e-learning Ingenio.xyz.

Va ser una xerrada d’una mica més d’una hora que, tot i començar vint minuts tard per problemes tècnics va valdre molt la pena. Sobretot pel canvi de mentalitat que ens va remarcar el professor Chamorro sobre el concepte tradicional d’EDAR: de la producció d’aigua depurada a integrar les altres dues línies, la de fangs i (si és el cas) la de biogas. És més, se’ns va convidar a fer un gir copernicà intercanviant la línia de fangs amb la de l’aigua per ordre d’importància. En definitiva, l’EDAR com una fàbrica de llots més que com una d’aigua depurada.

compost
Els llots es poden destinar a compostatge. Font: infoagro.com

I això per què? Doncs perquè si la línia de fangs funciona bé la d’aigua hi anirà al darrera. A més, l’administració actualment prioritza la quantitat d’aigua depurada pagant-ne la producció per m3 sense influència de si s’aboca per sota o per sobre dels límits establerts, descuidant així la qualitat d’aquesta. De pas també s’obvia la importància de la gestió dels fangs produïts (perquè no pagar per aquesta producció també?), considerant-los com un mer residu quan es podrien valoritzar perfectament via agricultura, compostatge o valorització energètica.

Passada la introducció més general, se’ns va explicar un bon grapat de millores (aplicades principalment al pretractament) que es poden implementar a l’hora de dissenyar una planta més versàtil que pugui afrontar canvis sobtats de càrrega per abocaments o pluges, posades en marxa, etc. Perquè si d’alguna cosa pequen la majoria de depuradores al nostre país és de rigidesa operacional.

Imatge aèria EDAR
Imatge aèria EDAR. Font: blog de Jorge Chamorro

En resum, una EDAR del segle XXI s’ha de centrar més en la producció de llots, evitant males condicions d’operació i optimitzant-ne el rendiment global, així com dissenyar-la basant-se en la versatilitat per afrontar diferents condicions en funció de canvis estacionals, desequilibris tròfics o abocaments incontrolats.

Amplia-ho:

· Depuración para principiantes: Ejemplo de flexibilidad EDAR (Jorge Chamorro)