Proyecto INNOQUA

Planta piloto del proyecto INNOQUA, situada en la EDAR de Quart (Girona).

Y si os dijera que hay un proyecto europeo dedicado a la depuración low cost de aguas residuales domésticas que quiere competir con los actuales sistemas de saneamiento autónomo disponibles?

Y si os dijera que hay 11 países involucrados de todo el mundo donde se probarán diferentes sistemas modulables basados en la sostenibilidad ambiental y económica y adaptables a cualquier clima?

Y si os dijera que uno de estos sistemas se está testando en la EDAR de Quart (Girona), con el liderazgo del LEQUIA y diferentes departamentos implicados de la UdG?

Pues bien, todo esto y mucho más lo engloba INNOQUA, y yo he aprovechado para pasar por Quart para que Narcís Pous, responsable de la planta piloto asociada, me explique algo más sobre este interesante proyecto.

“INNOQUA propone testear diferentes tecnologías por separado que son modulables y por lo tanto costumitzables según el interés del cliente”, indica Pous. Estas tecnologías son las siguientes:

  • Vermifiltro, que actúa de tratamiento primario y secundario.
  • Filtración mediante Daphnia, actuando como terciario.
  • Una unidad de control y supervisión online de bajo coste.
  • Bioreactor de algas, las cuales actúan por fotooxidación.
  • Desinfección por UV.

De estas cinco tecnologías, en la planta piloto hay montada la segunda, la filtración de partículas mediante Daphnia. “Son unos organismos muy sensibles, los cuales normalmente se utilizan para tests de toxicidad ambiental, por eso controlamos y supervisamos diferentes parámetros críticos: la temperatura (el agua tiene que estar entre 5ºC y 25ºC), los nutrientes, los metales como el cobre o el plomo y los contaminantes emergentes como el ibuprofeno o los retardantes de llama”. En las condiciones adecuadas, las daphnia eliminan las pequeñas partículas coloidales que los tratamientos secundarios no pueden eliminar. Pous también me explica que el tiempo de residencia del bioreactor ha puesto en evidencia un imprevisto interesante: “Hemos visto que el sistema evoluciona hacia la generación de biofilms que pueden ayudar a reducir la materia orgánica remanente…siguiendo el esquema evolutivo nos hemos planteado de introducir plantas para eliminar el nitrógeno!”.

Superfície del reactor donde crecen las daphnia. El biofilm se forma en la zona perimetral

Cuando se obtengan los resultados definitivos de la planta piloto, descartarán uno de los dos reactores y el que quede será acoplado a un vermifiltro, empezando una segunda fase de control, supervisión y verificación del sistema conjunto. “Irlanda trabaja con la tecnología de vermifiltros y estamos esperando sus resultados para diseñar uno que se adapte a las condiciones de nuestra planta piloto”, comenta Pous. Uno de los puntos fuertes de este proyecto, además de competir con el clásico saneamiento autónomo, es su versatilidad modular: “Esto facilita que el cliente pueda montar su propio sistema en función del tipo de agua a tratar y las condiciones climáticas propias de su zona”.

Finalmente, Pous justifica INNOQUA desde el punto de vista de su aplicabilidad real: Acabada la fase investigadora, pasaremos a las demostraciones prácticas. El proyecto tiene previsto validar la utilidad de estas tecnologías en aguas de diferentes tipos como son las de origen ganadero, las que provienen de la acuicultura o las asimilables a domésticas en hogares unifamiliares, siempre con un límite máximo de 10 H-e”.

Gusanos presentes en el vermifiltro. Fuente: INNOQUA

 

 

Las sinergias del agua regenerada

El agua de origen

La EDAR de Castell-Platja d'Aro dispone de un tratamiento terciario capaz de producir agua regenerada para potenciales usuarios interesados, ahorrando de forma diaria unos 6000 m3 que de otro modo serían captados del acuífero del río Ridaura.

Este terciario funciona desde el 1998, mejorando de forma significativa su gestión a partir de la automatización del control de parámetros en 2012. Jordi Muñoz, Jefe de Proceso de la depuradora, remarca la importancia de tener un agua de salida del tratamiento secundario de calidad: "Si tenemos unos buenos parámetros el tratamiento terciario no sufrirá y obtendremos una agua apta para su reutilización. Si no fuera así, podría darse un exceso de turbidez y colmataciones regulares de los filtros de arena". Debido a esta potencial problemática, si los lazos de control detectan un nivel de turbidez por encima del límite establecido se cierra la compuerta que deriva el agua depurada a estos filtros. Otro control fundamental es el redox presente en el agua después de ser clorada: "Estamos entre los 250 y 350 mV para asegurar la desinfección total y ausencia de E. coli".

El control de la instalación se hace por SCADA, así se ve de forma rápida si hay alguna desviación que afecte el rendimiento del terciario para poder actuar y avisar los usuarios afectados:

El esquema de tratamiento terciario del EDAR de Castell-Platja d'Aro es el siguiente: filtros de arena y desinfección mediante luz ultravioleta e hipoclorito sódico. "En nuestro caso, la presencia de sales de hierro en el agua provoca una disminución de la transmitancia causando una reducción en el rendimiento de desinfección de la luz UV", puntualiza Muñoz, "a pesar de que elimina bien los clostridios y huevos de nemátodos".

Tanto la depuradora como el tratamiento terciario de regeneración es explotado de forma integral por la misma empresa concesionaria, EMACBSA. Muñoz justifica una de las ventajas de que sea así: "Somos los primeros interesados en obtener un agua de calidad del decantador secundario para no tener problemas en el terciario. Si estuviese repartido en dos explotadores costaría más de coordinar, además de la falta de incentivos por una de las partes".

En 2017, el terciario ha aportado unos 800000 m3 desglosados de la siguiente manera:

  • 300000 m3 Golf d'Aro-Mas Nou.
  • 210000 m3 Golf Costa Brava.
  • 160000 m3 Regante principal (campos de maíz).
  • 100000 m3 Comunidad de regantes del entorno de la EDAR.
  • 30000 m3 Pitch & Putt Mas Torrellas.

El agua ya regenerada es bombeada y repartida en tres líneas principales para llegar a todos estos usuarios, los cuales pagan por la gestión diaria del tratamiento terciario: reposición de cloro, analíticas de control, componentes del sistema de desinfección por UV, etc.

Al final de la visita Muñoz reflexiona sobre el valor de este agua: "Gracias a la aportación de agua regenerada el acuífero puede respirar, sobre todo en la época de verano ya que esta zona es muy turística. Pensándolo bien, el terciario hace que el agua tenga un coste razonable que, en su ausencia y en épocas de sequía prolongada, podría llegar a ser mucho más elevado".

Golf Costa Brava

Después de la visita a la EDAR me he desplazado hasta el Golf Costa Brava, en Santa Cristina d'Aro, para hablar con Benjamí Ferrer, actual greenkeeper y responsable de la gestión hídrica: "El Golf Costa Brava fue de los primeros en plantearse la opción de regar con agua regenerada debido a la evolución de los campos hacia una imagen cuidada más extensiva, más allá del espacio de juego. A partir de este momento en que se amplía este espacio de riego nos encontramos con problemas durante los veranos... los pozos de la zona ya no daban para más". También menciona la figura clave de Xavier Millet en la puesta en marcha del proyecto: "Él lo inició, construyéndose los 2 km de tubería que van desde la depuradora de Castell d'Aro hasta este golf".

Para Ferrer, lo más importante de todo es que ahora disponen de agua los 365 días del año, no tienen que sufrir por la falta de ésta y el nivel freático de la zona lo agradece, pero también hay algún inconveniente: "Los niveles de nitrógeno amoniacal elevados nos perjudican. Al final hemos optado por montar un sistema de tratamiento mediante ozono previo al riego. No es óptimo para la remoción de nutrientes pero almenos elimina el biofilm que se forma en las paredes del colector y los malos olores derivados".

Campo del Golf Costa Brava

Riego de cultivo de maíz

Joan Pijoan es el responsable de una explotación ganadera de producción de leche al por mayor. También dispone de varios campos donde planta, entre otros cereales, maíz. Desde el 2004 es usuario del agua regenerada del terciario de Castell-Platja d'Aro: "Estoy bastante satisfecho, sobre todo cuando empezamos a ver de que en verano nos quedábamos cortos de agua a pesar de disponer de varios pozos propios. De las 50 Ha de campo productivo, la mitad la regamos con agua regenerada". También me comenta la agilidad en llevar a la práctica la conexión a la red: "Fue relativamente fácil, puesto que tan sólo tuvimos que alargar un poco más el colector que ya llegaba al Golf Costa Brava, unos 3 Km", explica Pijoan. De este modo, tanto el golf como la explotación ganadera forman una mini comunidad de regantes que puede ser una buena experiencia para iniciativas futuras.

Por lo que respecta a la presencia de nitrógeno, al contrario de Ferrer, él lo ve como una ventaja al reducir el uso de nutrientes externos: "Gasto mucho menos fertilizante que cuando capto agua de pozo". Sin embargo, Pijoan también ve algún inconveniente: "La administración es muy exigente con el hecho de no pasarnos de los límites recomendables de nitrogeno a nivel ambiental, en este sentido hay margen para la mejora".

Aigua regenerada
Campos de maíz regados con agua regenerada

 

Entrevista a Ignasi Rodríguez-Roda Layret (II)

– Tu periplo investigador empieza con la tesis doctoral.

Sí, la hice en el campo de la Inteligencia Artificial aplicada a las depuradoras de aguas residuales, pero era 1998 y el Big Data y Data Mining aún estaban muy poco desarrollados. En definitiva, los datos “objetivos” del momento eran mayoritariamente de mala calidad, y por lo tanto, nos centrábamos más en la percepción que tenía en cada momento el jefe de planta: olores, colores, funcionamento de la línea de fangos, etc.

– Fuisteis unos avanzados a vuestra época.

Puede ser… hace poco que las grandes empresas del sector del agua han empezado a hablar de forma habitual de la IA. De alguna forma el concepto ha traspasado los centros de investigación, entrando con fuerza en la industria y ya es una realidad para varios sectores.

– Desde que estás en el ICRA trabajas con varias tecnologías, concretamente con membranas.

Sí, trabajamos con diferentes tipos como son membranas de terciario, desalinización, osmosis inversa y directa…. Pero también tenemos una segunda línea de investigación igualmente importante dedicada a la eliminación de fármacos; hacemos el seguimiento y vemos como se transforman en el medio acuático, como se eliminan, la toxicidad, etc. El ICRA es referente en tomar las medidas.

– Relacionado con el tema de membranas, has mencionado la Osmosis Directa. Es una tecnología interesante porque reduce mucho el consumo energético en comparación con la inversa, aunque tiene algunos inconvenientes…

Efectivamente, aún le queda un largo camino por recorrer, tan solo hay 3 o 4 empresas que se dedican a esta tecnología en el mundo y hay ciertos problemas con el tipo de solución salina a utilizar. También tenemos una legislación incompleta en reutilización y la reposición de estas membranas no tiene la misma agilidad que las convencionales, estos inconvenientes sumados al cálculo de retorno económico hacen que las empresas vean con cierta cautela su uso en la industria.

– Hablando de empresas, participaste en un estudio en reutilización de aguas grises en un hotel de la Costa Brava. Sale a cuenta?

Económicamente hablando el hotel no nota este ahorro ya que la factura del agua es una parte pequeña de sus gastos totales, y si lo miramos por el lado del consumo de agua tampoco. Pero si un día el ayuntamiento impone restricciones por sequía es evidente que tendran una ventaja competitiva. Luego también hay un tema de promoción como empresa ambientalmente responsable, que ahora mismo sería dar un ejemplo de cara al uso sostenible del recurso.

Font: Dutch Water Sector

– Y una mejora de la Huella Hídrica

Desde luego, pero soy bastante escéptico al respecto. Reconozco el valor de concienciación del concepto pero creo que es muy difícil de calcular porque los criterios son demasiado dispares para tener una visión global significativa.

– “Comparativa a gran escala de varias tecnologías en agua reciclada, con especial émfasis en MBR”. Me puedes explicar el objetivo de este artículo en el que has colaborado recientemente?

Este artículo lo escribimos debido a la ausencia de datos reales a gran escala de este tipo de tecnología, y por eso acabó saliendo en The MBR site. Los datos, que son de las licitaciones de las plantas , se pueden consultar en el CEDEX. Una vez recopiladas y analizadas vimos que los MBR eran bastante competitivos en comparación con los terciarios convencionales, además de que se obtiene una agua final de gran calidad.

– Así, en contra del tópico no hay tanta diferencia para contar con ellos en tratamiento terciario.

Sí, pero hay que tener en cuenta qué uso le queremos dar al agua producida, la queremos para regar campos de golf? Regadío? Recargar un acuífero? Baldeo de calles? O quizás para reutilización como agua potable…

– Y en función de este uso final construir la tecnología que se adapte mejor?

Efectivamente, lo que pasa es que en Catalunya mayoritariamente se ha construido por circunstancias que no tienen mucho que ver con este criterio.

– Es decir, se vierte al río sin reaprovecharla…

Y si esta tecnología la comparas con una EDAR convencional ya no sale a cuenta, porque aparte de desaprovechar este agua para reutilización el sistema con MBR suele ser un 20% mas caro. Un esfuerzo en vano. Continúa leyendo Entrevista a Ignasi Rodríguez-Roda Layret (II)

Sobre la reutilización de agua

Aigua Port de la Selva
Agua regenerada para recarga de acuífero, en Port de la Selva. Font: Blog de Lluís Sala

La climatología del Mediterráneo, caracterizada por una baja pluviometría combinada con periodos de sequía nos indica la necesidad de desarrollar líneas de actuación que permitan avanzar en la reutilización de agua. Si pensamos en los efectos positivos de esta reutilización veremos que, por un lado la recuperación de agua depurada permite aumentar de forma neta este recurso en las zonas costeras y por otro lado puede sustituir el uso de agua potable en las zonas del interior.

El RD 1620/2007 sobre reutilización de aguas depuradas ha sido hasta ahora la base para trabajar en esta materia, y distingue entre tres tipos:

· Aguas depuradas: las aguas residuales que han sido tratadas para adaptarse a la calidad exigida por la normativa de vertidos.

· Aguas regeneradas: aguas depuradas las cuales han sido sometidas a un tratamiento adicional para adecuar la calidad según el uso final: riego de jardines o cultivos, agua de proceso industrial, riego de campos de golf o recarga de acuíferos.

· Aguas recicladas: agua que se utiliza más de una vez en el mismo lugar antes de ser vertida al ciclo hídrico.

Y qué tipo de tratamientos hay actualmente para poder regenerar una agua depurada?

TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO

La más utilizada en España, elimina materia en suspensión y reduce la turbidez. Consiste en añadir coagulantes y floculantes para agregar las partículas y eliminarlas mediante un decantador o flotador. Para reducir el tiempo de decantación se le puede añadir un lastre en forma de partículas de arena, es el caso del sistema Actiflo:

actiflo
Proceso Actiflo de Veolia.

FILTRACIÓN

En este caso eliminaremos sólidos en suspensión de hasta 0,01 mm de medida y huevos de nemátodos parásitos. Esta operación se hace mediante filtros de arena, tamices, telas o membranas, dependiendo del uso que haremos a posteriori. En este tratamiento hay que proceder de forma habitual a contralavados para mantener la eficacia de los filtros, de forma que si se quiere operar en continuo debe existir una segunda línea. Como alternativa se pueden montar filtros con recirculación de arena, con autolavado a partir del mismo proceso, para no tener que parar:

DESINFECCIÓN

Esta se combina con los tratamientos anteriores para acabar de afinar el agua a reutilizar. Las tecnologías más usadas son:

  • Ozonización: es muy eficiente pero tiene una vida corta en el agua, unos 20 minutos.
  • Cloración: menos eficiente que el ozono pero con una vida más larga, entre 2 y 3 horas.
  • Luz ultravioleta: la desinfección por UV se basa en la emisión de radiación para inhibir el material genético de virus y bacterias. No produce subproductos como en el caso del cloro y se suele combinar con este para reducir la dosis a aplicar.

Actualmente con estos tratamientos se consigue una agua regenerada de calidad. La reutilización de agua regenerada para uso potable necesitará de algo más que simples actualizaciones reglamentarias, yo hablaría de cambio de mentalidad de la sociedad, un reto nada fácil pero que tarde o temprano tendremos que afrontar viendo la creciente escasez hídrica en el sur de Europa.

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