Estudio y propuestas de tratamiento de PPCP’s en aguas residuales

La reutilización de las aguas residuales es una parte esencial del uso sostenible del agua. Sin embargo, las actuales plantas de tratamiento no están preparadas para tratar determinados compuestos como los llamados “contaminantes emergentes”. Los hábitos de consumo actuales estan generando una serie de residuos o microcontaminantes que hace tan solo unos años no existian. Entre esas nuevas sustancias aparecen los PPCP’s (Pharmaceuticals & Personal Care Products) que son un amplio grupo de compuestos químicos utilizados en veterinaria, prácticas agrícolas, salut humana y cosmetología. El mayor problema que presentan estas substancias en la actualidad es el parcial desconocimiento sobre sus efectos, la ausencia de reglamentaciones que determinen las concentraciones máximas admisibles en los cauces de vertido, la reducción en procesos de depuración convencionales, así como los tratamientos específicos aplicables a su eliminación. Los objetivos del presente proyecto són: estudiar las tipologías de PPCP’s y sus influencias para la salud humana y el medio ambiente, estudiar los diferentes sistemas de tratamiento de aguas existentes en plantas depuradoras y evaluar su eficiencia en la depuración de PPCP

Análisis del ciclo de vida de sistemas de tratamiento de aguas residuales: influencia de los materiales utilizados

En este proyecto se tiene como objetivo comparar una EDAR específica con otras tres, desde el punto de vista ambiental, y establecer diferentes alternativas. En particular, se ha evaluado la mejor alternativa en la obtención de energía eléctrica para la propia utilización de la planta de tratamiento de aguas residuales, a partir del biogás generado en el digestor en la línea de lodos. En este tipo de instalaciones, entre las alternativas tanto en su uso actual como en fase de desarrollo, el motor de cogeneración de electricidad y el calor es el más utilizado para obtener simultáneamente la electricidad necesaria para las instalaciones y el calor necesario para mantener el digestor de lodos a la temperatura de trabajo (36ºC aproximadamente). Las otras alternativas evaluadas en este estudio son las pilas de biogás de membrana electrolítica polimérica (en inglés Polymeric Electrolyte Membrane, PEM) y las pilas de óxidos sólidos (en inglés Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) con una turbina de gas (sistema híbrido SOFC-GT). Por otro lado, se estudian las características de los materiales que componen los dispositivos MEC (microbial electrolysis cell) y las pilas PEM y SOFC, así como las ventajas e inconvenientes de usar estas nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas residuales, así como la evaluación del impacto ambiental de la EDAR objeto de estudio, que se ha llevado a cabo utilizando el análisis de ciclo de vida (ACV). El ACV es una herramienta que permite comparar diferentes procesos o productos que tengan la misma función, y así evaluar la alternativa que conlleve una mejora en el medio ambiental. La metodología de ACV pretende evaluar en detalle el ciclo de vida completo de un producto o proceso. Un ACV se suele definir de tipo "cradle to grave" o "desde la cuna hasta la tumba" o bien de tipo "gate to gate", o "de puerta a puerta". En el primer caso el estudio analiza el ciclo de vida completo del sistema, dese el origen hasta el final, mientras que en el segundo caso el ACV no tiene en cuenta su disposición final (vertedero, reciclaje, etc.). Un estudio de ACV del primer tipo conlleva hacer un estudio muy detallado, que en la práctica puede resultar muy largo y laborioso por la dificultad de encontrar todos los datos necesarios. Por ello, muchos estudios de ACV que se encuentran en la literatura suelen ser del tipo "gate to gate". Además, hay que esablecer las fronteras del sistema a estudiar, ya que hay procesos que tienen muy poca contribución a las categorías de impacto ambiental. En una EDAR los principales procesos considerados en el ACV llevado a cabo son el consumo de productos químicos, de electricidad, la producción de lodos y su utilización como composta, el biogás y su utilización para producir electricidad, los residuos sólidos y las distintas emisiones al medio producidas por el propio funcionamiento de la EDAR. Las operaciones relacionadas indirectamente como el transporte de los lodos, de productos químicos, de los residuos sólidos y la infraestructura con una vida media de 30 años no influyen significativamente en los resultados, por ejemplo el transporte de los lodos con un camión a 30km contribuyen en menos de 1% en todas las categorías de impacto. De acuerdo con las normativas ISO series 14040 que regulan las pautas de un ACV, se establece una unidad funcional apropiada, o sea habitante equivalente, ya que es la más apropiada por tener en cuenta la carga contaminante en el agua a tratar, parámetro imprescindible para comparar EDARs. Redefiniendo las fronteras, se realiza un ACV del depósito del biogás sin tener en cuenta el resto de la instalación y se toma como unidad funcional m3 de biogás, en el caso concreto de obtener biogás mediante un dispositivo MEC, que maximiza la cantidad de hidrógeno en detrimento de la cantidad de metano contenido en el biogás, observándose que la contribución de un biogás con un alto contenido en hidrógeno y, por tanto bajo en metano, produce una mejora ambiental. Las categorías de impacto ambiental que tienen contribución son el calentamiento global y la oxidación fotoquímica; el dispositivo MEC hace quela contribución a estas categorías de impacto sea de un orden de magnitud inferior con respecto al biogás generado en un digestor. Además, si se produce la combustión del biogás, la única categoría de impacto que tiene contribución es la de calentamiento global; para una dispositivo MEC la contribución sigue siendo un orden de magnitud inferior con respecto al biogás de un digestor de lodos.

Prevención, seguimiento y evaluación de la descontaminación de percloroetileno en suelo y aguas subterráneas en un terreno industrial

La contaminación de suelos y aguas subterráneas es uno de los problemas ambientales más extendidos en gran parte de los terrenos industriales de Cataluña. En este proyecto se ha analizado el proceso de gestión de la contaminación: caracterización, remediación y seguimiento de la descontaminación en suelos y aguas subterráneas por un caso de afección por organoclorados (percloroetileno) y otros contaminantes (hidrocarburos, selenio y cromo) en un emplazamiento industrial situado en una zona agroforestal (superficie de 81.462 m2). A partir de la implantación en la empresa del sistema de gestión ISO 14.001 en 1.996, se abrieron diferentes proyectos de gestión para los posibles contaminantes. Por las mismas fechas, también se detectó una afección por selenio en aguas subterráneas, ajena a la empresa de estudio. Por el momento, el único contaminante que ha requerido de un proceso de descontaminación ha sido el percloroetileno. En suelos se emplea el método “soil vapor extraction” y en aguas subterráneas el método “airstripping”. Finalmente, se ha llevado a cabo una comparación de los costes reales derivados del proceso de descontaminación del percloroetileno en contra de los costes que se hubiesen derivado la implantación de medidas de prevención de la contaminación. El resultado de la valoración indica que la descontaminación de éste compuesto requiere de una inversión económica importante, unas 10 veces más elevada que los costes derivados de las medidas de prevención.

Alternativas tecnológicas para la recuperación y valorización del nitrógeno presente en los residuos orgánicos

La conciencia de los problemas asociados a la gestión de los residuos orgánicos y el interés por las oportunidades de su recuperación y valorización han ido tomando importancia en los últimos años, tanto en el campo de las deyecciones ganaderas como en el sector de las aguas residuales. Consecuentemente, las combinaciones tecnológicas que permitan cerrar los ciclos de los nutrientes y la recuperación energética han adquirido mayor importancia en la investigación así como en las nuevas normativas sectoriales. En este contexto se sitúa el trabajo realizado durante el periodo becado (octubre 2010 - noviembre 2011). En una primera etapa de estudio bibliográfico se identificaron i) el aumento de la eficiencia en el uso del nitrógeno en la agricultura y en la ganadería, ii) la reutilización del nitrógeno en los mismos ecosistemas agrícolas y iii) el tratamiento de las deyecciones para redistribuir el nitrógeno a zonas con poca disponibilidad, como las tres direcciones principales hacia las cuales se está focalizando el interés del sector agrícola. Se puso en marcha una planta piloto de stripping y absorción para estudiar la posibilidad de recuperar y valorizar el amoniaco presente en los purines en forma de solución amoniacal para la industria de fertilizantes. Los resultados obtenidos evidenciaron el rol fundamental de las características iníciales del substrato en el rendimiento global del proceso. En particular, elevados contenidos en materia orgánica resultaron en bajas eficiencias y en elevadas contaminaciones del producto obtenido. Finalmente, considerando sus potenciales ventajas tanto en la gestión de los residuos ganaderos como de las aguas residuales y focalizándose en las perdidas de nitrógeno se estudió un sistema descentralizado de separación de orina instalado en un centro de investigación. Los resultados preliminares permitieron caracterizar los principales procesos que ocurren en el sistema e identificar las posibles líneas futuras de investigación.

Determinación del cadmio y plomo en las aguas de consumo

Estudi científic exhaustiu sobre la toxicitat del cadmi i el plom i d'altres derivats presents a l'aigua de consum.

Las algas del canal olimpico de piraguismo de aguas tranquilas (Barcelona)

Se ha estudiado la flora algal del Canal de Piragüismo de Aguas Tranquilas durante un año. Se han identificado 90 taxa (20 Cyanophyta, 25 Chlorophyta , 1 Charophyta, 9 Euglenophyta, 31Chrysophyta, 2 Cryptophyta y 2 Pirrophyta). Se aportan datos morfométricos, descripciones y fotografías de microscopio óptico de algunas de las especies. También se incluyen fotografías de diatomeas realizadas al microscopio electrónico de barrido. Se comentan los cambios observados en la composición florística en relación con la mejora de la calidad del agua del canal. También se discute el efecto del progresivo incremento de salinidad del agua sobre las poblaciones de diatomeas.

Prospección geoquímica de flúor en las aguas superficiales del macizo Montseny (Barcelona y Girona)

En el Macizo Montseny-Guilleries se conocen antiguas explotaciones de fluorita y fluorita-baritina (Osor, Tagamanent, Espinelves, Sant Marcal, etc). Es por el1o que se ha utilizado el método de prospección geoquímica de flúor en aguas superficiales para detectar posibles zonas de interés hasta ahora desconocidas.

Proyecto de instalación de depuradora para el tratamiento de 1200 m3/día de aguas residuales procedentes de industria de matadero de aves y sala de despiece anexa situados en el T.M. de Bellvís (Pla d’Urgell)

Se considera existente una Unidad Industrial Agraria de Matadero y Sala de Despiece Anexa que consecuencia de los incrementos de matanza y despiece precisa una nueva instalación de depuración de sus aguas residuales, dado que las actuales han quedado obsoletas y no permiten alcanzar los límites de vertido que impone la legislación vigente. Se redacta el presente proyecto en base a la solicitud de la licencia de obras del Proyecto de Instalación de Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) con capacidad de tratamiento de 1200 m3/día, que posteriormente se justifica. Dicho proyecto se contempla como un cambio no sustancial dado que se plantea como la sustitución de los equipos actuales de depuración por nuevos equipos que permitan adecuarse a las nuevas condiciones de vertido, mucho más estrictas que las autorizadas actualmente, sin que ello provoque ninguna modificación significativa en los aspectos ambientales y de definición de la actividad principal (matadero y Sala despiece) ya perfectamente legalizada desde el año 1990. Es fundamental indicar que se actúa sobre los equipos de depuración de aguas y tratamiento de fangos, siendo por tanto una sustitución sumamente positiva y que no implica un incremento en los residuos generados sino todo lo contrario. Por parte de Avícola del Pla. se proyecta la nueva EDAR en terrenos de su propiedad que dispone en las parcelas núm. 40 y 41 del polígono 08 de Bellvís.

Efectos hidrogeomorfológicos aguas abajo de embalses

En este artículo se expone una síntesis del estado del conocimiento sobre los efectos que tienen los embalses en el tramo fluvial aguas abajo de los mismos, en lo referente al régimen hidrológico, el transporte de sedimentos y la morfología del cauce.

Contaminación de suelos y aguas subterráneas por vertidos industriales

En los países industrializados, la contaminación de suelos y aguas subterráneas por el vertido incontrolado de residuos industriales es uno de los problemas más preocupantes que se plantean, ya que su eliminación no es fácil ni barata de realizar, y sus efectos persisten durante muchos años. En España este problema es especialmente notorio a causa de una gestión inadecuada derivada de la descoordinación existente entre los diferentes sectores involucrados: administración, empresas, técnicos y científicos. La ausencia de instalaciones suficientes para su tratamiento, ha llevado a la práctica de vertidos en los cauces de ríos y en el subsuelo o a su almacenamiento en vertederos incontrolados...

La química de las aguas : los nutrientes

Capítol 7 del llibre 'Conceptos y técnicas en ecología fluvial' que es refereix a la composició de les aigües

Private micro-irrigation costs using reclaimed water

The cost of reusing water in micro-irrigation at the field level has not been studied in depth although the use of effluents in agriculture is a viable alternative in areas where water is scarce or there is intense competition for its use. The aim of the present study is to analyse the private costs of water reuse in micro-irrigation in an experimental plot. This analysis is intended to provide information about the decision a farmer would make when the choice to use conventional or reclaimed water is guided by cost criteria. The components of the total costs of different combinations of four types of filters and five emitters that can be installed in micro-irrigation systems using reclaimed water have been studied with the data obtained from an experimental plot in conditions similar to those of fruit orchards. Different scenarios that compared the costs of using conventional or reclaimed water in terms of water price and nutrient content were also studied. The results show that a proper combination of filters and emitters can save up to 33% in irrigation costs. Capital costs and maintenance costs were the most variable among the different combinations. Scenario analysis showed that the greater price of reclaimed water could be compensated by high nutrient contents, which would reduce fertilizer costs

Materiales vitrocerámicos a partir de lodos procedentes de una estación de depuración de aguas residuales urbanas (en la Ciudad de El-Sadat, Egipto)

La depuración de las aguas residuales urbanas es fuente de importantes volúmenes de lodos los cuales es preciso gestionar. En este trabajo se expone la posibilidad de aplicarles un proceso de gestión basado en la vitrificación y mediante el cual, además de inertizar los elementos contaminantes presentes en los lodos, se obtiene un material vitrocerámico con un importante valor añadido. Partiendo de la caracterización química (FRX), mineralógica (DRX) y térmica (ATD-TG) de estos lodos, se determina la formulación del vidrio original y su poder energético. Mediante ATD-TG, dilatometría y MEB, se ha determinado la temperatura de máxima velocidad de nucleación y la temperatura de crecimiento así como la morfología y tamaño de los núcleos formados que, en este caso, son nanométricos. En definitiva, se ha comprobado como la gestión de los residuos sólidos urbanos mediante la vitrificación es una alternativa a los vertederos y a la incineración.

Desarrollo de sistemas de producción de manzano en agricultura ecológica

La última década del pasado siglo se caracterizó por un interés y preocupación creciente de la sociedad por la sanidad y calidad agroalimentaria y, además, por los efectos medioambientales de la actividad agrícola. La metodología de la Producción Integrada, usada por los agricultores de diversos países europeos desde inicios de los 90, ha mejorado en los últimos años el uso de fertilizantes y pesticidas, ha sustituido los productos fitosanitarios de amplio espectro por otros más selectivos y ha permitido una reducción del número de insumos en el proceso productivo. Sin embargo, la carga contaminante de la agricultura sobre el medio ambiente y las aguas subterráneas se considera todavía excesiva y se cree que se puede avanzar todavía más en la limitación y/o sustitución de sustancias químicas de los actuales métodos de producción. La Agricultura Ecológica (AE) constituye en si misma una respuesta a este interés social, pero se aplica a baja escala en fruticultura debido, principalmente, al insuficiente conocimiento de las técnicas de producción en AE y a la escasez de datos experimentales que podrían facilitar la aplicación a escala comercial de los métodos alternativos a los químicos convencionales. Este proyecto se planteó para identificar los puntos críticos de la producción ecológica de manzana de mesa y para dar respuesta técnica a esos aspectos problemáticos, de forma que permitieran la producción ecológica de manzana de mesa en las condiciones del Noreste peninsular.