Una vez analizados los diferentes procesos de tratamientos y desinfección se presenta en este apartado los diversos tipos de líneas de tratamiento de regeneración que se han implantado en España con combinaciones de los procesos antes descritos. Para ello se va a utilizar la información incluida en el “Estudio sobre la fiabilidad y eficacia de las Tecnologías de Regeneración y sus costes
asociados” elaborado por el Área de Tecnología del Agua del CEDEX para el Ministerio de Medio
Ambiente, Medio Rural y Marino en el año 2.009 (RB.141: CEDEX, 2.009).
De acuerdo con la información de la BDR, recogida por el CEDEX del Ministerio de Medio Ambiente (BDR, 2005-2007), el volumen de agua regenerada es 368,2 Hm3 al año, que es aproximadamente el 10,6% del volumen total de las aguas residuales tratadas. Aunque el agua reutilizada sólo representa un pequeño porcentaje del total de la demanda de agua en España, en algunas áreas, como las Islas Canarias, Valencia o Murcia, este porcentaje es bastante alto, lo que significa que el agua se ha convertido en un recurso no convencional estratégico. El riego agrícola tiene el uso más frecuente (aproximadamente el 70% del total), aunque el porcentaje de usos ambientales o urbanos han aumentando recientemente. El volumen de agua regenerada se incrementó en 2008 hasta 447,34 Hm3. El principal tratamiento adoptado para lograr la calidad adecuada para riego, de acuerdo a la regulación de reutilización de aguas residuales actual, consiste en una coagulación química y la precipitación, filtración granular, y la desinfección con luz ultravioleta (UV), cloro o una combinación de ambos (RB.52: Iglesias Raquel et al., 2.010).
Este documento ha agrupado las instalaciones disponibles según los siguientes tipos:
TESIS DOCTORAL
2.2.4.1.- Instalaciones con tratamientos físico-químicos (convencionales o avanzados), con posterior filtración sobre arena y desinfección mediante rayos UV.
Físico-Químico Filtración Desinfección
Convencional con lamelas
Arena por gravedad UV
UV+Hipoclorito
Arena a presión Hipoclorito
Filtro de lecho pulsante UV
UV+Hipoclorito
Arena por gravedad UV
Dinasand Hipoclorito
Avanzado (con recirculación de lodos)
Arena por gravedad UV + Hipoclorito
UV Avanzado (con recirculación
de arena) Arena por gravedad UV
Tabla 6: Instalaciones disponibles con tratamiento físico-químico convencional o avanzado (RB.141: CEDEX, 2.009)
Ventajas e inconvenientes detectados Escherichia coli
Tanto los tratamientos convencionales como avanzados con filtración de arena por gravedad y desinfección ultravioleta consiguen resultados entre 0 y 150 UFC/100ml, por lo que pueden alcanzar las calidades más exigentes del RD 1620/2007, pero sin llegar a asegurar la ausencia.
Los problemas de bajos rendimientos se deben fundamentalmente a fallos de operación: parada de bombas, sulfatación de balastos, averías.
Sólidos en suspensión
Los rendimientos de eliminación de sólidos en suspensión alcanzados se encuentran en el intervalo 50-93%, aunque en el caso de los tratamientos físico-químicos avanzados el intervalo se encuentra entre 70-80%. Los valores finales de sólidos en suspensión los tratamientos convencionales consiguen resultados entre 1,5-6,4 mg/L, y los avanzados entre 2,0-4,0; por tanto, no existe una diferencia significativa entre ambos tratamientos. En la mayoría de los casos se encuentran por debajo del límite más exigente del RD 1620/2007.
Comparando los tratamientos convencionales con los avanzados, estos últimos son los únicos que consiguen resultados por debajo de 1 NTU (0,2-1,5 NTU) a diferencia de los tratamientos convencionales que se encuentran en el intervalo 1,0-3,0 NTU.
Cumplimiento de normativa
El parámetro que condiciona los posibles usos de aplicación es la Escherichia coli. Por lo tanto las instalaciones pueden obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el R.D. 1620/2007 excepto los que requieren ausencia de E. coli:
TESIS DOCTORAL
- Usos urbanos residenciales (1.1.): riego de jardines privados y descarga de aparatos sanitarios.
- Usos industriales (3.2.): torres de refrigeración y condensadores evaporativos.
- Usos ambientales (5.2.): recarga de acuíferos por inyección directa
2.2.4.2.- Instalaciones con tratamiento físico-químico convencional con lamelas, seguidos de filtros de puente móvil y desinfección mediante rayos UV.
Figura 22: ERAR Viveros de la Villa, Madrid (Canal de Isabel II)
Los datos disponibles son de una única estación.
Ventajas e inconvenientes detectados Escherichia coli
No se tienen datos de rendimiento de remoción de E. coli, solo se dispone de mediciones a la entrada y salida de dicho parámetro, con valores en el efluente de 0 UFC/100 ml.
Sólidos en suspensión
La filtración de puente móvil es capaz de de eliminar hasta un 78% de los sólidos en suspensión consiguiendo un valor de salida (4 mg/l) que cumple con el criterio de calidad más exigente recogido en el RD 1620/2007 (5 mg/l), esto a pesar de los problemas de funcionamiento del tratamiento físico- químico (acumulación de flóculos que no decantan) con aumento de sólidos en suspensión a la salida del tratamiento.
Turbidez
A pesar del aumento de la turbidez en el tratamiento físico-químico, el filtro de puente móvil es capaz de reducir a la mitad la turbidez obteniendo un valor final de 2 NTU.
Este valor comparado con los criterios de calidad establecidos en el RD 1620/2007 cumple con todos ellos excepto con el más exigente (1 NTU).
Cumplimiento de normativa
TESIS DOCTORAL
El parámetro que condiciona los posibles usos de aplicación es la turbidez. Por lo tanto las instalaciones pueden obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el RD 1620/2007 excepto los que requieren una turbidez de 1 NTU, es decir:
- Usos industriales (3.2.): torres de refrigeración y condensadores evaporativos
2.2.4.3.- Instalaciones con filtro de arena a gravedad o presión, seguidos de desinfección mediante rayos UV. Filtración Desinfección Arena a presión UV (tratamiento parado) UV Hipoclorito
Tabla 7: Instalaciones con filtro de arena a gravedad o presión, seguidos de desinfección mediante rayos UV
(RB.141: CEDEX, 2.009)
Ventajas e inconvenientes detectados Escherichia coli
Respecto a la eliminación de E. coli se tienen resultados de dos instalaciones donde los rendimientos
de eliminación son del 100%, consiguiendo ausencia en el efluente de salida. Por tanto, esta línea de tratamiento puede alcanzar el criterio más exigente establecido en el RD 1620/2007.
Sólidos en suspensión
Se descartan los datos de dos estaciones, una por problemas en la purga de fangos y otra porque no se cuenta con el dato de entrada.
En el resto de las instalaciones los rendimientos de eliminación de sólidos en suspensión se encuentran entre el 56 y 67% con valores finales que van de los 4,8 a los 8 mg/l, muy cercanos al criterio de calidad más exigente del RD 1620/2007 (5 mg/l).
Turbidez
Existen rendimientos de reducción de la turbidez de entre el 33-65% con unos valores de salida de se encuentran entre 2,6 y 6, lo que comparado con los criterios de calidad establecidos en el RD 1620/2007 (1, 2, 10, 15 NTU) significa que se pueden conseguir valores bastante buenos de turbidez, pero en ningún caso los más exigentes.
Cumplimiento de normativa
El parámetro que condiciona los posibles usos de aplicación es la turbidez. Por consiguiente, las instalaciones con tratamiento de filtración por arena pueden obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el RD 1620/2007 excepto los siguientes:
- Usos urbanos residenciales (1.1.): riego de jardines privados y descarga de aparatos sanitarios.
- Usos industriales (3.2.): torres de refrigeración y condensadores evaporativos.
- Usos ambientales (5.2.): recarga de acuíferos por inyección directa.
TESIS DOCTORAL
2.2.4.4.- Instalaciones con filtros de lecho pulsante y posterior desinfección. Ventajas e inconvenientes detectados
Escherichia coli
Únicamente se conoce el valor de Escherichia coli a la salida de la instalación (0 UFC/100 ml), por
tanto, no se puede valorar el rendimiento de esta tecnología, aunque en teoría puede alcanzar el criterio de calidad más exigente del RD 1620/2007 (ausencia).
Sólidos en suspensión
El único rendimiento disponible es del 90% obteniendo un valor de salida de 2 mg/l por lo que cumple sobradamente el criterio de calidad más estricto del RD 1620/2007 (5 mg/l).
Turbidez
Únicamente se conoce el valor de salida del efluente (1,6 NTU) que cumple con todos los criterios establecidos en el RD 1620/2007 excepto para el caso más exigente (1 NTU).
Huevos de nematodos
Existe ausencia de nematodos tanto en la entrada como en la salida de la instalación por lo que no se puede valorar la eficacia de dicho tratamiento.
Cumplimiento de normativa
El parámetro que condiciona los posibles usos de aplicación es la turbidez. Por lo tanto pueden obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el RD 1620/2007 excepto los que requieren una turbidez de 1 NTU, es decir:
- Usos industriales (3.2.): torres de refrigeración y condensadores evaporativos.
2.2.4.5.- Instalaciones con filtros de anillas y posterior desinfección.
Filtración Desinfección
Anillas S/D
UV
Tabla 8: Instalaciones disponibles con filtro de anillas y desinfección posterior (RB.141: CEDEX, 2.009)
Se tienen datos de dos instalaciones pero no se han tenido en cuenta los de una de ellas porque el agua de entrada al filtro presenta partículas inferiores a las 25 micras de paso de las anillas, lo que presenta un rendimiento en la reducción de sólidos en suspensión de solo un 18%, y la producción de microburbujas en la transición y caída de las anillas provoca un bajo rendimiento en la desinfección y genera una alteración en la medición de la turbidez dando valores mayores a la salida que a la entrada.
TESIS DOCTORAL
Ventajas e inconvenientes detectados Sólidos en suspensión
El rendimiento de reducción de sólidos en suspensión alcanza el 99% obteniendo un valor final de 2,4 mg/l que cumple con el criterio de calidad más exigente del RD 1620/2007 (5 mg/l).
Cumplimiento de normativa
Debido a la falta de datos sobre 3 parámetros de los 4 obligatorios marcados por el RD 1620/2007 no ha sido posible hacer una valoración de esta tecnología.
2.2.4.6.- Instalaciones con filtros de tamiz y posterior desinfección.
Físico-Químico Filtración Desinfección
Convencional con lamelas Tamiz de tela
UV Tamiz de discos
Avanzado con recirculación de lodos Tamiz de tela
Tamiz de discos
Tabla 9: Instalaciones disponibles con filtros de tamiz y posterior desinfección (RB.141: CEDEX, 2.009)
Ventajas e inconvenientes detectados Escherichia coli
Los datos de rendimiento facilitados se encuentran en torno al 97-100% obteniendo unos valores finales que van desde la ausencia de Escherichia coli hasta las 646 UFC/100 ml. Por tanto, con esta tecnología se puede alcanzar el criterio de calidad más estricto del RD 1620/2007 (ausencia).
Sólidos en suspensión
A pesar de que los rendimientos van desde el 29% hasta el 73%, los valores finales obtenidos (entre 6-10 mg/l) están por debajo de los criterios de calidad establecidos en el RD 1620/2007 excepto para el criterio de mayor calidad (5 mg/l).
Turbidez
Se dispone de los datos finales correspondientes a 4 instalaciones, y sólo una de ellas presenta además dato de entrada, con un rendimiento de reducción de turbidez de un 59%, obteniendo un valor final de 3,43 NTU.
El resto de instalaciones obtienen valores finales comprendidos entre 2,40 y 5,17 NTU, lo que comparado con los criterios de calidad establecidos en el RD 1620/2007 (1, 2, 10, 15 NTU) es de una calidad media.
Huevos de nematodos
En la única estación que dispone de medición de huevos de nematodos presenta ausencia tanto en la entrada como en la salida de la instalación por lo que no se puede valorar la eficacia de dicho tratamiento.
TESIS DOCTORAL
Cumplimiento de normativa
Los parámetros que condicionan los posibles usos de aplicación son la Escherichia coli y la turbidez.
Por consiguiente, las instalaciones con filtros de tamiz pueden obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el RD 1620/2007 excepto los que requieren ausencia de Escherichia coli y una turbidez de 1 ó 2 NTU, es decir:
- Usos urbanos residenciales (1.1.): riego de jardines privados y descarga de aparatos sanitarios.
- Usos industriales (3.2.): torres de refrigeración y condensadores evaporativos.
- Usos ambientales (5.2.): recarga de acuíferos por inyección directa.
2.2.4.7.- Instalaciones con filtros con recirculación de arena y lavado en continuo de doble etapa y posterior desinfección
F-Q Filtración Desalación
De arena de lavado en continuo de doble etapa EDR
De arena de lavado en continuo de doble etapa OI
Tabla 10: Instalaciones disponibles con filtros con recirculación de arena y lavado en continuo de doble etapa
(RB.141: CEDEX, 2.009)
Ventajas e inconvenientes detectados Escherichia coli
Sólo se dispone de un dato de E. coli correspondiente una estación con un valor de 200 UFC/100 ml
en el efluente del filtro. Existen otras experiencias en las que ha participado el CEDEX donde se han conseguido resultados por debajo de 100 UFC/100 ml e incluso menos, pero se carece de dichos registros o no se han incluido en el documento.
Sólidos en suspensión
Se pueden conseguir rendimientos entre el 80 y 100 % con una calidad del efluente del filtro de 0,0- 5,0 mg/l. Esto es debido a que esta tecnología retiene los sólidos superiores a 0,001 mm de diámetro.
Fósforo Total
En dos de las estaciones se repiten los resultados: rendimiento del 68% con un valor de salida de 8 mg/l.
Turbidez
Existen datos de eliminación de turbidez en las 3 estaciones con unos rendimientos que van del 80 al 90% y con unos valores en el efluente entre 0,5 y 2,0 NTU.
TESIS DOCTORAL Huevos de nematodos
En la única estación que dispone de medición de huevos de nematodos presenta ausencia tanto en la entrada como en la salida de la instalación por lo que no se puede valorar la eficacia de dicho tratamiento.
Cumplimiento de normativa
Los parámetros que condicionan los posibles usos de aplicación son la Escherichia coli y el fósforo total. Por consiguiente, las instalaciones con doble filtración pueden obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el RD 1620/2007 excepto los que requieren ausencia de Escherichia coli y fósforo total inferior a 2 mg/l, es decir:
- Usos urbanos residenciales (1.1.): riego de jardines privados y descarga de aparatos sanitarios.
- Usos industriales (3.2.): torres de refrigeración y condensadores evaporativos.
- Usos ambientales (5.2.): recarga de acuíferos por inyección directa.
- Usos recreativos (4.2): masas estancadas.
2.2.4.8.- Instalaciones con desalación.
F-Q Filtración Desalación
BRM EDR
Convencional con
lamelas Filtro de bujías OI
De arena de lavado en continuo de doble
etapa EDR
Microfiltración OI
Ultrafiltración OI
Arena a presión + arena de lavado en
continuo de doble etapa EDR
Arena a presión EDR
De arena de lavado en continuo de doble
etapa OI
De arena de lavado en continuo de doble
etapa EDR
Tabla 11: Instalaciones disponibles con tratamiento de desalación (RB.141: CEDEX, 2.009)
Ventajas e inconvenientes detectados Escherichia coli
Todos los valores finales disponibles, son de ausencia de Escherichia coli (con rendimientos del
100%), independientemente del tipo de filtración o tecnología de desalación. Por tanto, ambas tecnologías de desalación pueden cumplir el requisito de calidad más exigente del RD 1620/2007.
TESIS DOCTORAL Sólidos en suspensión
A pesar de la variabilidad de rendimientos (incluso llegando a haber incremento en la concentración de sólidos en suspensión en algunos casos), todos los valores de salida se encuentran entre 0 y 5 mg/l. Por lo que ambas tecnologías pueden llegar a cumplir el criterio de calidad más exigente recogido en el RD 1620/2007 (5 mg/l).
Fósforo Total
Se dispone de los datos de entrada y salida de un filtro, obteniendo valores de 25 y 8 mg/L, respectivamente. Por tanto, no alcanza a cumplir el criterio de calidad establecido por el RD 1620/2007 para el uso recreativo 4.2 (estanques)
Turbidez
En cuanto a la turbidez, 6 de las 7 instalaciones con datos disponibles presentan rendimientos entre el 87%-100% obteniendo valores finales entre 0 y 1 NTU, es decir, por debajo del requisito más exigente del RD 1620/2007 (1 NTU).
No obstante, una instalación presenta un rendimiento excesivamente bajo (30%) comparado con el resto, obteniendo un valor final de turbidez (3,5 NTU) que no cumple con las 2 calidades más exigentes recogidas por el RD 1620/2007 (1, 2 NTU). No se ha logrado determinar el motivo ya que la instalación no presenta problemas de funcionamiento.
Huevos de nematodos
Se dispone de datos correspondientes a 2 instalaciones, las cuales presentan ausencia tanto a la entrada como a la salida del filtro. Por tanto, en el documento se deduce que esta tecnología puede llegar a alcanzar la calidad exigida por el RD 1620/2007 (1 huevo/10l).
Cumplimiento de normativa
El único parámetro que puede condicionar el uso del agua regenerada es la concentración de fósforo total, de forma que esta tecnología puede obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el RD 1620/2007 excepto el uso recreativo 4.2 (estanques) que requiere una concentración máxima de fósforo total de 2 mg/l:
2.2.4.9.- Instalaciones con reactor biológico de membranas (MBR). Ventajas e inconvenientes detectados
Escherichia coli
Se dispone de los datos de salida de 2 instalaciones. Sus valores son, respectivamente, 10 y 1 UFC/100 ml. Por tanto, con esta tecnología se puede cumplir con todos los criterios de calidad establecidos por el RD 1620/2007 salvo el que exige ausencia de Escherichia coli.
Sólidos en suspensión
Los datos finales disponibles en las 4 instalaciones mencionadas, obtienen resultados entre 1 y 7 mg/l, lo que significa que se puede cumplir con el criterio de calidad más exigente del RD 1620/2007 (5 mg/l).
TESIS DOCTORAL Fósforo Total
Se dispone de los datos de salida de las 4 instalaciones así como de sus rendimientos. Estos rendimientos se encuentran entre el 20-76% con unos valores finales entre 3,8-13,8 mg/l, por lo que no cumple con la calidad exigida por el RD 1620/2007 para masas de agua estancadas incluidas en el uso 4.2 (2 mg P/l)
Turbidez
Los datos finales disponibles en 3 de las instalaciones alcanzan valores entre 0,5 y 6,0 NTU, por lo que esta tecnología puede llegar a cumplir con la calidad más exigente contemplada en el RD 1620/2007 (1 NTU).
Huevos de nematodos
Solo se dispone del valor final de una instalación 1 huevo/10l. Este resultado cumple con el criterio de calidad exigido por el RD 1620/2007 (1 huevo/10l).
Cumplimiento de normativa
Los parámetros que condicionan los posibles usos de aplicación son la Escherichia coli y el fósforo
total. Por lo tanto pueden obtener calidades aptas para todos los usos recogidos en el RD 1620/2007, excepto los que requieren ausencia de Escherichia coli o una concentración máxima de fósforo total
de 2 mg/l, es decir:
- Usos urbanos residenciales (1.1.): riego de jardines privados y descarga de aparatos sanitarios.
- Usos industriales (3.2.): torres de refrigeración y condensadores evaporativos.
- Usos ambientales (5.2.): recarga de acuíferos por inyección directa.
- Usos recreativos (4.2): masas estancadas