Regeneración de aguas residuales
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Regeneración de aguas residuales Regeneración de aguas residuales Presentation Transcript

  • Regeneración de aguas residualesTecnologías y procesos. Situación actual. 1 Andrea Carolina Acosta Dacal Curso 2010/2011
  • ÍNDICE1. Introducción2. Problema general de las aguas residuales crudas y depuradas. Necesidad de regeneración.3. Evolución del uso de aguas regeneradas y situación actual5. Normativa del uso de las aguas regeneradas6. Tecnología y procesos de tratamiento7. Costes de agua regenerada8. Tipos de reutilización9. Riesgos y efectos de la reutilización de las aguas regeneradas10.Ejemplos de aplicación del uso de aguas regeneradas11.Conclusiones 212.Bibliografía
  • Introducción 3
  • Necesidades de agua acrecentadas con la evolución tecnológica y aumentopoblacional. 4
  • Destinos del agua en los países desarrollados (%)70 59605040 303020 1110 0 Uso industrial Uso agrícola Uso doméstico (Información facilitada por: Primer informe de Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos del mundo, Agua para todos, agua para la vida (marzo 2003))Pero el mayor riesgo para los recursos hídricos lo suponen las naciones en vías de 5desarrollo que vierten un 70% de los residuos industriales sin tratamiento previo amares y ríos.
  • Los problemas generados por la escasez de agua y su uso inadecuado se hanmanifestado antes en los países industrializados«Estrés Hídrico»: Índice de explotación del agua que supera el 50 % (Cortesía de Reclaim Water, 2005) Extracción de agua Índice de estrés de agua WSI = Recursos renovables de agua dulce 6
  • • Gran heterogeneidad de climas (Cortesía de: http://2.bp.blogspot.com/_mYcBoE9RZdU/TKCrz7VIj4I/AAAAAAAABf4/enj5SV75Go8/s1600/CLIMAS.jpg)En la actualidad la reserva hídrica española se encuentra en torno a un 42,2% de su capacidad total: • Disminución de precipitaciones y aumento de temperaturas • Aumento demográfico, turismo , regadío… 7
  • Necesidad de llevar a cabo un uso sostenible del agua Aumentar las reservas hídricas Recursos Recursos no convencionales convencionales Regulación por Explotación de medio de aguas Desalación Reutilización embalses subterráneas 8 (Cortesía de Veolia Waters)
  • Distinción entre reutilización y reciclaje del agua: • Significa su utilización por otra aplicación diferente a la previa • Ejemplos: irrigación de jardines, usos estéticos o protección contra Reutilización incendios • Uso del agua en la misma aplicación para la cual fue originalmente utilizada Reciclaje • Puede requerir un tratamiento antes de que sea usada nuevamenteDos tipos de reutilización de agua regenerada: • Supone la dilución en un medio natural de las aguas tratadas Reutilización • Consecuencia: pérdida de calidad del recurso al disminuir la calidad indirecta con la mezcla • No se diluye • Inconveniente: Necesidad de redes de distribución de agua Reutilización Directa regenerada hasta su punto de reutilización 9
  • Problema general de las aguas residuales crudas y depuradasNecesidad de la regeneración. 10
  • • Entre un 70 y 80% de las aguas recibidas a nivel domiciliario se transforman en residuales.• Las aguas utilizadas en la industria en procesos de enfriamiento y limpieza de equipos también forman parte de las aguas residuales.• El conjunto de estas aguas se vierten a las redes de saneamiento o drenajes de diverso tipo y terminan engrosando los cuerpos de agua naturales: ríos, mares, lagos… Cambian el contenido y • De sales, materia orgánica y gases composición disueltos Producen • De temperatura, pH, color y turbidez variaciones Introducen 11 • A menudo agresivos para los elementos organismos del lugar extraños
  • Tratamiento de las aguas residuales urbanas: Combinación de operaciones yprocesos de tipo físico, químico y biológico destinados a eliminar loscontaminantes del agua residual. Tratamiento primario: métodos físicos que eliminan la materia en suspensión orgánica e inorgánica y reducen la DBO. Tradicionalmente emplean decantación, filtración y flotación. Tratamiento secundario: métodos biológicos (degradación microbiana), aeróbicos fundamentalmente, para eliminar (mediante oxidación) compuestos orgánicos disueltos o coloidales y reducir la DBO. Tratamiento terciario Se trata del tratamiento avanzado de las aguas residuales empleando métodos físico-químicos y/o biológicos para eliminar componentes específicos . Constituido por filtración por arena, la desinfección, la desalinización, la micro y ultrafiltración por membrana, etc. 12
  • Problema del uso directo de las aguasdepuradas• Riesgos para la salud• Elementos obstruyentes• Elementos traza y metales pesados• Por presencia de nutrientes y materia orgánica• Riesgo de la salinidad 13 (Cortesía de http://www.esamur.com:81/ponencias/ponencia49.pdf)
  • Aporta recursos hídricos adicionales y libera otros recursos demejor calidad para usos más exigentesReduce los aportes contaminantes a los cursos naturales deaguaAhorro energético al evitar aportes adicionales de agua desdezonas más alejadas a la planta de regeneración de agua.Reducción de los aportes de dióxido de carbono a la atmósferaReducción del consumo de fertilizantes debido a la presenciade nitrógeno y fósforo en las aguas regeneradasIncremento de los recursos hídricos de Islas Canarias ya que sedisminuyen las pérdidas por desembocadura al marEl recurso de agua regenerada es muy constante incluso en 14años de sequía
  • Deben existirSer socialmente tecnologías para aceptadas la regeneración Debe ser Deben tener la económicamentecalidad adecuada viable 15
  • Evolución de uso de aguasregeneradas y situación actual Caso de España Caso de las Islas Canarias 16
  • Se identifican tres periodos claves en el terreno de la regeneración yreutilización de aguas residuales. Primera • El agua era reutilizada sin ningún tipo de tratamiento época (3000 • Ocasionó graves problemas de salud pública a.C-1850 d.C) Segundo • Se desarrollan los primeros procesos biológicos de depuración en Inglaterra (lechos bacterianos, 1893 y periodo fangos activados, 1914) • En California (1918) surgen las primeras regulaciones (1850-1950) para el uso de aguas residuales en la agricultura • Considerada como la época de la regeneración, Tercera etapa reciclaje y reutilización del agua • La reutilización planificada de las aguas residuales (1950-hoy) empezó a comienzos de los años 20 del pasado siglo en Estados Unidos 17
  • • En España se producen 3375 hm3 de aguas depuradas al año de las cuales se reutilizan 447,34 hm3, lo que equivale al 13,25 % del agua disponible. (Fuente: MARM, 2007) Distribución de sistemas de reutilización en España. 18 (Fuente: CEDEX )
  • Tabla con los datos de reutilización de aguas en España Organismo de Caudal disponible Caudal reutilizado % Reutilizado cuenca (Hm3/a) (Hm3/a) CH Norte 353,89 0,00 0,00 CH Duero 170,18 0,00 0,00 CH Tajo 688,37 7,32 1,06 CH Guadiana 103,57 3,63 3,51 CH Guadalquivir 272,04 6,57 2,42 CH Segura 139,20 139,20 100,00 CH Júcar 480,99 135,89 28,25 CH Ebro 259,18 14,18 5,59 Galicia costa 84,42 0,00 0,00 Andalucía Atlántica 88,10 9,38 10,65 Andalucía 155,02 27,35 17,64 mediterránea C. internas 393,70 28,75 7,30 Cataluña Baleares 94,56 28,66 30,30 Canarias 91,91 44,43 48,34 Total Nacional 3375,16 447,34 13,25 19 (Fuente: Ministerio de Medio Ambiente, 2008)
  • Evolución en los recursos hídricos de las Islas. 1978 1986 1993 1997 2004 2012Recursos 448,74 393,10 262,40 326,00 273,00 -subterráneosRecursos 19,3 20,5 21,1 24,1 50,0 24,1superficialesDesalación 16,5 20,6 37,0 76,0 130,0 188,0Reutilización - - 1,0 17,5 35,0 95,0Total 484,54 434,20 391,19 380,00 541,0 580,0 (Fuente: http://www.gobiernodecanarias.org/citv/dga/aguacanarias.html) La reutilización de las aguas regeneradas constituye un elemento estratégico en el desarrollo de la economía canaria, asentada fundamentalmente en la agricultura de exportación y el turismo, ya que permite un incremento sustancial de los recursos hidráulicos disponibles 20
  • El destino de estas aguas en las islas canarias es el riego, tanto agrícola comode campos de golf, parques y jardines: Uso Lanzarote Fuerteventura Gran Tenerife Total Canaria Agricultura 0,40 0,00 4,00 5,85 10,25 Parques/jardines/campos de golf 1,21 5,63 5,34 2,92 15,53 Otros - - - 0,04 0,04 Total 1,61 5,63 9,34 8,81 25,82 (Fuente: Reutilización de aguas regeneradas)Evolución de la reutilización de las aguas regeneradas en Canarias, durante elperiodo 2000-2005: Año Lanzarote (hm3) Fuerteventura Gran Canaria Tenerife (hm3) Total (hm3) (hm3) (hm3) 2000 0,33 1,40 8,40 8,75 18,88 2005 1,61 5,63 9,34 8,81 25,39 % de 390,4 302,2 11,2 0,7 34,5 crecimiento (Cortesía de Presente y futuro de la reutilización de aguas en Canarias) 21
  • Normativa y legislación de la reutilización de aguas depuradasReal Decreto 1620/2007 22
  • Los criterios de calidad y usos permitidos de las aguasregeneradas están definidos en el Real Decreto 1620/2007,por el que se establece el régimen jurídico de lareutilización de las aguas depuradas. (Fuente: MARM ) 23
  • • Para el consumo humano, salvo situaciones de declaración de catástrofe.• Para los usos propios de la industria alimentaria• Para uso en instalaciones hospitalarias y otros usos similares.• Para el cultivo de moluscos filtradores en acuicultura.• Para el uso recreativo como agua de baño.• Para el uso en torres de refrigeración y condensadores evaporativos, con excepciones• Para el uso en fuentes y láminas ornamentales en espacios públicos o interiores de edificios públicos.• Para cualquier otro uso que la autoridad sanitaria o ambiental considere un riesgo para la salud de las personas o un perjuicio para el medio ambiente 24
  • Criterios de calidad para las aguas regeneradas destinadas a usos urbanos Uso del agua previsto Valor máximo admisible (VMA) Nematodos Escherichia Sólidos en Turbidez Otros criterios intestinales Coli suspensión 1.-USOS URBANOS CALIDAD 1.1: Otros contaminantes*: RESIDENCIAL Contenidos en la a)Riego de jardines autorización de vertido b)Descarga de 1 huevo/10L 0 10 mg/L 2 UNT aguas residuales: se aparatos sanitarios (UFC/100mL) deberá limitar la entrada de estos contaminantes al medio ambiente. En el caso de que CALIDAD 1.2: se trate de sustancias SERVICIOS peligrosas deberá a) Riego de zonas Asegurarse el respeto verdes urbanas de las NCAs. (Parques, campos Legionella spp. 100 deportivos y UFC/L similares). 1 huevo/10 L 200 (si existe riesgo de b) Baldeo de calles. UFC/100 mL 20 mg/L 10 UNT aerosolización) c) Sistemas contra incendios. d) Lavado de vehículos. 25
  • Criterios de calidad para las aguas regeneradas destinadas a usos agrícolas Uso del agua previsto Valor máximo admisible (VMA) Nematodos intestinales Escherichia Coli Sólidos en suspensión Turbidez Otros criterios 2.-USOS AGRÍCOLAS Otros contaminantes: 100 UFC por cada Contenidos en la autorización de CALIDAD 2.1*: 100mL vertido de aguas residuales: se a) Riego de cultivos con sistema Teniendo en cuenta deberá limitar la entrada de estos de aplicación del agua que un contaminantes al medio ambiente. permita el plan de muestreo a 3 En el caso de que se trate de contacto directo del 1 huevo/10L clases con los 20 mg/L 10 UNT sustancias peligrosas deberá Agua regenerada con las partes siguientes valores: asegurarse el respeto de las NCAs. comestibles para alimentación n = 10 Legionella spp. 1.000 UFC/L (si humana en fresco. m = 100 UFC/100 mL existe riesgo de aerosolización). M = 1.000 UFC/100 mL c=3 UFC/100 mL Otros contaminantes: Teniendo en cuenta Contenidos en la autorización de CALIDAD 2.2: un vertido aguas residuales: se a) Riego de productos para plan de muestreo a 3 deberá limitar la entrada de estos consumo humano con contacto clases con los contaminantes al medio ambiente. directo del agua regenerada con siguientes valores: En el caso de que se trate de las partes comestibles, con un 1 huevo/10 L n = 10 sustancias peligrosas deberá tratamiento industrial posterior. m = 1.000 UFC/100 35 mg/L No se fija límite asegurarse el respeto de las NCAs. b) Riego de pastos para consumo mL Taenia saginata y Taenia solium: de animales productores de leche M = 10.000 UFC/100 1 huevo/L (si se riegan pastos para o carne. mL consumo de animales productores c) Acuicultura. c=3 de carne). CALIDAD 2.3 Otros contaminantes: a) Riego localizado de cultivos Contenidos en la autorización de leñosos sin contacto del agua vertido aguas residuales: se regenerada con los frutos deberá limitar la entrada de estos consumidos. contaminantes al medioambiente. b) Riego de cultivos de flores, En el caso de que se viveros, invernaderos sin Trate de sustancias peligrosas contacto directo del agua regenerada. 1 huevo/10 L 10.000 UFC/100 mL 35 mg/L No se fija límite. deberá asegurarse el respeto de las NCAs. 26 c) Riego de cultivos Legionella spp. 100 UFC/L Industriales noalimentarios, viveros, forrajes ensilados, cereales y semillas oleaginosas.
  • Criterios de calidad para las aguas regeneradas destinadas a usosindustriales Valor máximo admisible (VMA) Uso del agua previsto Nematodos Escherichia Coli Sólidos en Turbidez Otros criterios intestinales suspensión 3.-USOS INDUSTRIALES Otros contaminantes: Contenidos en la autorización CALIDAD 3.1 de vertido aguas residuales: a) Aguas de proceso y se deberá limitar la entrada limpieza excepto en la de estos contaminantes al industria alimentaria. No se fija límite 10.000UFC/100 35 mg/L 15 UNT medio ambiente. En el caso b) Otros usos industriales. mL de que se trate de sustancias peligrosas deberá asegurarse el respeto de las NCAs Legionella spp.: 100 UFC/L 1.000 Otros contaminantes: UFC/100 mL Contenidos en la autorización Teniendo en de vertido aguas residuales: cuenta un plan de se deberá limitar la entrada c) Aguas de proceso y muestreo a 3 de estos contaminantes al limpieza para uso en la clases con los medio ambiente. En el caso industria alimentaria. 1 huevo/10 L siguientes de que se trate de sustancias valores: 35 mg/L No se fija límite peligrosas deberá asegurarse n = 10 el respeto de las NCAs. m = 1.000 Legionella spp.: 100 UFC/L UFC/100 mL Es obligatorio llevar a cabo M = 10.000 detección de patógenos UFC/100 mL Presencia/Ausencia c=3 (Salmonella, etc.) cuando se repita habitualmente que c=3 para M=10.000 Legionella spp: Ausencia. Para su autorización se requerirá: CALIDAD 3.2 - La aprobación, por la a) Torres de autoridad sanitaria, refrigeración y del Programa específico de condensadores 1 huevo/10 L Ausencia 5 mg/L 1 UNT control de las instalaciones Evaporativos. contemplado en el Real Decreto 865/2003, de 4 de julio, por el que Se establecen los criterios higiénicosanitarios para la prevención y control de la legionelosis. 27 - Uso exclusivamente industrial y en localizaciones que no estén ubicadas en Zonas urbanas ni cerca de lugares con actividad pública o comercial.
  • Criterios de calidad para las aguas regeneradas destinadas a usos recreativos Uso del agua previsto Valor máximo admisible (VMA) Nematodos Escherichia Coli Sólidos en Turbidez Otros criterios intestinales suspensión 4.-USOS RECREATIVOS Otros contaminantes: Contenidos en la autorización de vertido aguas residuales: se deberá limitar la entrada de estos contaminantes al medio ambiente. CALIDAD 4.1 200 Si el riego se aplica a) Riego de campos de 1 huevo/10 L UFC/100 mL 20 mg/L 10 UNT directamente a la zona del golf. suelo (goteo, microaspersión) se fijan los criterios del grupo de Calidad 2.3 Legionella spp. 100 UFC/L (si existe riesgo de aerosolización). Otros contaminantes: Contenidos en la autorización de vertido aguas residuales: se CALIDAD 4.2 deberá limitar la entrada a) Estanques, masas de de estos contaminantes al agua y caudales No se fija límite 10.000 35 mg/L No se fija límite medio ambiente. circulantes UFC/100 mL En el caso de que se trate ornamentales, en los que de sustancias peligrosas está impedido el acceso deberá asegurarse el del público al agua. respeto de las NCAs. PT :2 mg P/L (en agua estancada). 28
  • Criterios de calidad para las aguas regeneradas destinadas a usosambientales Uso del agua previsto Valor máximo admisible (VMA) Nematodos Escherichia Sólidos en Turbidez Otros criterios intestinales Coli suspensión 5.-USOS AMBIENTALES CALIDAD 5.1 a) Recarga de acuíferos Nitrógeno total: 10 mg por percolación N/L localizada a través del No se fija límite 1.000 35 mg/L No se fija límite. NO3: 25 mg NO3/L terreno. UFC/100 mL Art. 257 a 259 del RD 849/1986 CALIDAD 5.2 a) Recarga de 1 huevo/10 L 0 UFC/100 mL 10 mg/L 2 UNT acuíferos por Otros contaminantes: Contenidos en la autorización de vertido CALIDAD 5.3 aguas residuales: se a) Riego de bosques, No se fija límite. No se fija 35 mg/L No se fija límite. deberá limitar la zonas verdes y de otro límite. entrada de estos tipo no accesibles al contaminantes al medio público. ambiente. b) Silvicultura. En el caso de que se trate de sustancias peligrosas deberá asegurarse el respeto de las NCAs. 29 (Fuentes para este apartado: http://www.boe.es/boe/dias/2007/12/08/pdfs/A50639-50661.pdf)
  • Tecnología y procesos detratamiento 30
  • Tratamiento físico-químico Filtración• Coagulación • Sobre arena (convencional, de• Floculación lecho pulsante y de lecho• Decantación lamelar fluidizado) • Sobre anillas • Sobre membranas (microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración)Desalación Desinfección• Electrodesionización • Derivados de cloro• Electrodiálisis reversible • Ozono• Nanofiltración • Radiación ultravioleta• Ósmosis inversa 31
  • Rendimientos generales de las distintas etapas detratamiento. SS (%) Turbidez (%) E. Coli (u.log) Nematodo (%) F-Q 50-70 30-50 1-2 80 Filtración 60-80 30-60 0,5-1,5 99 Membranas 90-95 90-95 Ausencia Ausencia Desinfección - - 4-5 - (Extraído de Congreso Nacional del Medio Ambiente. Nuevas fuentes de agua) 32
  • • El objetivo del tratamiento físico-químico es conseguir efluentes clarificados.• Consisten en una coagulación-floculación• Elimina materia en suspensión o coloidal, reduce los sulfuros, fósforo y metales. 33
  • • Lleva a cabo una clarificación del efluente• Ejerce un efecto barrera para el correcto funcionamiento de una etapa de desinfección. Retienen bacterias, algas, Filtros Tipos de filtración quistes, y partículas de polvo convencionales Bajo rendimiento de eliminación de arena para efluentes con alta turbidez Menos eficiente para la Filtración sobre eliminación de sólidos en suspensión, turbidez y anillas patógenos. Permiten la separación de Tecnologías de contaminantes que se encuentran disueltos o membrana dispersos en forma coloidal y en 34 baja concentración
  • Filtración sobre anillas 35 (imágenes facilitadas por www.elriego.com)
  • Microfiltración (MF) Ultrafiltración (UF) Nanofiltración (NF) Permite eliminar sólidos en Elimina todas las partículas Elimina los contaminantes suspensión superiores a 0,1- coloidales y contaminantes de tamaño superior al 1,0 μm disueltos grandes (0,01μm) nanómetro (0,001 μm) Elimina patógenos de gran Tecnología intermedia entre tamaño, nematodos Capaces de eliminar la ultrafiltración y la ósmosis intestinales, coliformes bacterias y virus inversa totales y fecales. Pre-tratamiento de sistemas Se emplea cuando se Se emplea en pre- de nanofiltración, requiere eliminar tratamiento de sistemas de hiperfiltración y ósmosis prácticamente todos los membranas delicadas inversa solidos disueltos 36
  • Ultrafiltración (UF) (Cortesía de DRACE medioambiente)Nanofiltración (NF) (Imagen cedida por http://www.acs.com.mx/LoNuevo/membranas.htm) 37
  • Electrodesionización (EDI)Electrodiálisis reversible (EDR)Ósmosis inversa 38
  • Electrodesionización (EDI) ( Captura del video: http://www.solociencia.com/videos/online/como-trabaja-cedi- /ebN9Kz9aMuY&feature=youtube_gdata/) 39
  • Electrodiálisis reversible (EDR) (Extraído de Tratamientos Avanzados de Aguas Residuales Industriales. Madrimasd.org) 40
  • Ósmosis inversa (OI)La OI elimina prácticamente todas las sales y los solutos de bajo peso molecular,(tamaño superior a 0,0001 m) virus, bacterias, ácidos húmicos, quistes, polen,sales, etc. (imagen facilitada por Tratamientos Avanzados de Aguas Residuales Industriales. Madrimasd.org) 41 (Fuente: http://www.aquatecnia.com/index.asp?idp=653)
  • Reactores secuenciales discontinuosBiodiscosBiorreactores de membrana 42
  • Reactores secuenciales discontinuosSe trata de un desarrollo de los lodos activados en el cual las funciones deaireación, sedimentación y decantación se llevan a cabo en el mismo reactor. (Cortesía de http://www.madrimasd.org/blogs/remtavares/2006/12/01/53336) 43
  • BiodiscosLos biodiscos son reactores de biomasa fija, y consisten en discos montadossobre un eje rotatorio. (Fotografía extraída de: http://josedanielvgrtg8.blogspot.com/) 44
  • Biorreactores de membranaCombina dos procesos: degradación biológica y separación pormembrana. Se distinguen dos partes: Unidad biológica responsable de la degradación de los compuestos orgánicos Módulo de filtración encargado de llevar a cabo la separación física del licor mezclaExisten dos tipos de configuraciones MBR, dependiendo de si la filtraciónes interna o externa al reactor 45 (Cortesía de YACUTEC. Mejora y Gestión de vertidos. S.L)
  • Ozonización en medio alcalino Ozonización con Ozonización peróxido de hidrógeno Ozonización catalítica Cloración Métodos ozono-Procesos de ultravioletadesinfección Radiación ultravioleta Procesos avanzados de oxidación Foto-Fenton Métodos electroquímicos Oxidación avanzada con ultrasonidos 46 Procesos fotocatalíticos
  • Cloración• Es el método más común de desinfección.• El cloro o sus derivados forman ácido hipocloroso al reaccionar con el agua, responsable de la función germicida. 2 + 2 ⇄ + + + − + 2 ⇄ + − + +• El tratamiento con cloro se desaconseja ya que genera muchos subproductos (trihalometanos)• Alternativas: derivados del cloro, ClO2 , NaClO 47
  • Ozonización• El ozono es un oxidante más energético que el cloro• Reduce olores y no genera sólidos disueltos adicionales.• Aumenta la oxigenación de los efluentes.• Se tiene que generar in situ Ozonización catalítica Ozonización con peróxido de hidrógeno Ozonización en medio alcalino 48
  • Diversas tecnologías para generar ozono, dentro de las cuales las dos de mayoraplicación son: Irradiación UV y Descarga Corona. Ésta última es la másrentable: (http://zetaindustria.blogspot.com/2009/08/aplicacion-de-la-ozonizacion-en-el.htm) 49
  • • Ozonización en medio alcalino • A pH elevado la velocidad de descomposición del ozono en agua aumenta • Oxidación de compuestos orgánicos por dos mecanismos • Vía directa: Reacción entra la molécula orgánica y el ozono disuelto • Vía indirecta: Radicales hidroxilo actúan como oxidantes• Ozonización con peróxido de hidrógeno 2 O3 + H2O22 HO● + 3O2 Principalmente en la degradación indirecta por vía radicalaria 50
  • Radiación ultravioleta• Cosiste en alterar la reproducción de determinados patógenos o producir la muerte de la célula mediante la acción de radiación UV (253,7nm) sobre ácidos nucleicos y proteínas.• Las lámparas más utilizadas en desinfección de aguas residuales son las de baja presión y alta intensidad.• Importante que el agua contenga pocos componentes que absorban la luz ultravioleta.Métodos ozono-ultravioletaFoto-Fenton (Fe2+/H2O2/UV) 51 (Fuente: http://www.nyfdecolombia.com/)
  • Métodos electroquímicos• Utilizan energía eléctrica para romper los enlaces de las moléculas.• Los electrones se transfieren al compuesto orgánico mediante la intervención de radicales hidroxilo.Oxidación avanzada con ultrasonidos• Los ultrasonidos generan burbujas de cavitación que crecen durante los ciclos de compresión-descompresión que implotan transformando la energía en calor y generan radicales HO• y H•.• La eficacia de los ultrasonidos es mayor cuanto más elevada sea su frecuencia. 52• Generación de radicales se facilita en presencia de ozono o H2O2.
  • Procesos fotocatalíticos• Fotoexcitación de un semiconductor sólido por absorción de radiación (generalmente zona del ultravioleta próximo)• Los electrones de la banda de valencia del sólido se excitan.• Se forman huecos de gran potencial de oxidación.• Principal fotocatalizador: TiO2. 53 (Cortesía de http://www.psa.es/webesp/instalaciones/aguas.php)
  • Infiltración-Percolación (IP)Sistemas de lagunajeHumedales artificiales 54
  • Sistemas de lagunaje (Cortesía de http://www.dfarmacia.com/farma/ctl_servlet?_f=37&id=13051504)Humedales artificiales 55 (Cortesía de http://sites.google.com/site/humedalesartificiales/capitulo1)
  • Costes del agua residualregenerada 56
  • • Suministrar agua regenerada suele ser más caro que suministrar agua potable.• El coste del agua regenerada depende principalmente del uso que se le quiera dar y la tecnología a emplear.A mayor calidad ,un mayor coste. Proceso Costes instalación (€/m3) Costes explotación (€/m3) Filtración sobre lecho de arena 55,8-97,6 0,01-0,03 Microfiltración 209,2-384,1 0,05-0,08 F-Q (sin adición de cal) + 77,3-133,1 0,03-0,04 Filtración sobre arena F-Q (con adición de cal)+ 87,7-139,5 0,17-0,21 Filtración sobre arena Ósmosis inversa (membranas 174,5-223,2 0,31-0,39 acetato de celulosa) Ósmosis inversa (membranas 174,9-223,2 0,18-0,26 poliamida aromática) Electrodiálisis 209,2-230,7 0,13-0,21 Cloración (Hipoclorito) 1,1-3,2 0,01 Cloración (Cloro gas) 7,5-8,6 0,01 57 Ozonización 35,4-49,4 0,03-0,08 Radiación ultravioleta 7,5-8,6 0,01-0,02 (Fuente: Reutilización de aguas regeneradas. Aspectos tecnológicos y jurídicos. Coordinadora: Teresa María Navarro Caballero)
  • Tipos de reutilización 58
  • Reutilización en usos urbanos Reutilización industrialReutilización con fines agrícolas Reutilización en actividades recreativas Uso ambiental de las aguas 59 regeneradas
  • Uso residencial con carácter privado• Jardines y descarga de aparatos sanitarios.Uso de servicios con carácterpúblico• Riego de parques, jardines públicos, baldeo de calles, sistemas contra incendios, lavado industrial de vehículos. 60
  • Proceso industrial y limpieza • Lavado grosero de pavimentos y baldeos, lavado y transporte de materias primas • Lavados integrados  Tratamientos propios de desinfección Torres de refrigeración y condensadores evaporativos • Sistemas cerrados 61• Las industrias exigen dos factores: el cuantitativo y el cualitativo
  • • Más del 10% de la población mundial consume alimentos regados con aguas residuales regeneradas• Proporciona agua y nutrientes a los cultivos 62
  • Riego de campos degolfEstanques, masas deagua y caudalescirculantes 63
  • Recarga de acuíferos por percolación e inyección directaRiego de bosques y zonas verdesSilviculturaMantenimiento de humedalesMantenimiento de caudales mínimos 64
  • Riesgos de la reutilizaciónde aguas regeneradas 65
  • • Riesgos para suelos y cultivosa • Riesgos para las instalaciones industriales • Riesgos para la saludA 66
  • • SalinidadA valores de CE inferiores a 3 dS/m, suele ser válida la relación: = 0,64CE: Conductividad eléctrica (dS/m)La salinidad final de las aguas regeneradas depende de la concentración de sales delagua residual cruda (entre 200 y 1300 mg/l) y de los procesos de depuración yregeneración. Se suelen imponer como conductividad máxima valores en torno a 2dS/m. 67 (Cortesía del libro: Reutilización de aguas regeneradas. Aspectos tecnológicos y jurídicos. Coordinadora: Teresa María Navarro Caballero)
  • • Toxicidad • Toxicidad por cloruros • Toxicidad por sodio (Cortesía del libro: Reutilización de aguas regeneradas. Aspectos tecnológicos y jurídicos. Coordinadora: Teresa María Navarro Caballero) • Toxicidad por boro 68 (Cortesía de http://www.esamur.com:81/ponencias/ponencia49.pdf)
  • • Fertilizante Pros Contras 69
  • CorrosiónIncrustacionesEnsuciamientoReducción de la transferencia de calor 70
  • Parámetro Efecto Limitación (mg/l) Fosfatos 20 Incrustaciones calcáreasCarbonatos 1500 Amoniaco Corrosión en aleaciones de cobre 30 Incrementa la actividadDBO residual 1500 microbiológica Sulfatos 2000 Cuando se está en presencia de 3000 Cloruros acero al carbono En presencia de aluminio 130 Intervienen en la síntesis de proteínas favoreciendo el Nitratos 25 crecimiento de microorganismos (especialmente de algas) (Tabla de realización propia con datos extraídos de la reutilización de las aguas regeneradas en usos urbanos e industriales de Carlos García Calvo) 71
  • RiegoMicroorganismos: bacterias, virus, protozoos y helmintos patógenos.Malas prácticas de riegoAguas mal tratadas Instalaciones industrialesTorres de refrigeración y condensadores evaporativosBrotes de LegionellaReglamento de Dominio Público Hidráulico limita a 100 UFC/l para limpieza y no permite su presencia enzonas urbanas 72
  • Ejemplos de aplicación deluso de aguas regeneradas 73
  • Estados Unidos• San Petersburgo• Orange County Water District (California)• OrlandoEspaña• Murcia• Gran Canaria 74
  • • Riego de las zonas ajardinadas así como 5 campos de golf, cinco hoteles y un parque acuático. • Riego de una granja de árboles de 110 hectáreas que produce materiales hortícolas para su(http://www.adventurmexico.com/nuestro-rumbo/disney-world-y-sus-personajes-se-han-tenido-de-verde/language/es) uso en todo el complejo de Disney • Lavar los autobuses turísticos de Disney 75(http://www.caribbeancollection.ie/Common/cms/images/cheap-hotel-resorts-content/Orlando-hotel/Walt-Disney-World-Swan-and-Dolphin-Resort/hotel-Walt-Disney-World-Swan-and-Dolphin-Resort-Orlando-0.3001673.jpg)
  • (http://www.guiacampingfecc.com/provincias/Murcia.gif) 76
  • Reutilización de aguas depuradas en un sector de regadío de laZona Regable del Campo de Cartagena del Trasvase Tajo Segura• La depuradora de Torre Pacheco trata aproximadamente 1,8 hectómetros cúbicos, con un efluente de calidad.• El efluente de la depuradora pasa a un embalse regulador de la Comunidad de Regantes del Campo de Cartagena desde el que se bombea a presión incorporándose en la red de tuberías de las aguas del Trasvase con las que se mezcla y tiene lugar una homogeneización. 77 (http://www.crccar.org/um/informacioncrccar.asp)
  • Mejora natural de los ecosistemas en el municipio de Molina deSegura• Cambió en 2003 su antigua depuradora por una nueva que incorpora un tratamiento terciario convencional constituido por Coagulación-floculación, Decantación Lamelar, Filtración en lechos abiertos de arena, desinfección Ultravioleta y Cloración.• cambio de color en el agua desde un color púrpura al color natural de las aguas de río• Presencia cada vez más numerosa de especies de aves propias del lugar: garzas, cucharas, porrones, calamones, ánades, cigüeñelas, fochas, gallinetas 78 (Imagen extraída de http://www.20minutos.es/noticia/922495/0/)
  • • La reutilización de las aguas residuales permite aumentar los recursos hídricos de un país liberando otros de mayor calidad para usos como el consumo humano.• La reutilización se enfrenta a obstáculos que hay que salvaguardar haciendo un esfuerzo común (divulgación de los beneficios por parte de las instituciones, investigación y desarrollo de nuevas tecnologías y procesos, mejora de la normativa…) 79
  • • Reutilización de aguas regeneradas. Aspectos Tecnológicos y jurídicos. Teresa María Navarro Caballero (Coordinadora)• http://www.gobiernodecanarias.org/citv/dga/aguacanarias.html• http://www.boe.es/boe/dias/2007/12/08/pdfs/A50639-50661.pdf• Desalación, depuración y reutilización en España. Antonio M. Rico Amorós, Vicente Paños Callado, Jorge Olcina Cantos, Carlos Baños Castiñeira• La calidad del agua residual regenerada para la recarga de acuíferos HUERTAS, FOLCH, VERGÉS , PIGEM y SALGOT• Ministerio de Medio Ambiente• Congreso Nacional del Medio Ambiente. Nuevas fuentes de agua• Tratamientos Avanzados de Aguas Residuales Industriales. Madrimasd.org• La reutilización planificada del agua para regadío. R. Mujeriego• Sequía en un mundo de Agua• Ingeniería Sanitaria. Tratamiento, evacuación y reutilización de aguas residuales. Metcalf Eddy 80• Primer informe de Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos del mundo, Agua para todos, agua para la vida (marzo 2003)