Por Belén Sánchez Baeza
En el 2008, en España existían unas 6.000 aglomeraciones con menos de 2.000 habitantes equivalentes que no disponen de un tratamiento adecuado, con una carga contaminante entre 3-4 millones de habitantes equivalentes (Fuente “Manual para la implantación de sistemas de depuración en pequeñas poblaciones”)
Consciente del reto que supone abordar la depuración de estos pequeños municipios, y cumpliendo con la finalidad del Plan Nacional de Calidad de Agua 2007-2015, numerosas entidades, como la Confederación Hidrográfica del Duero, o la Junta de Andalucía decidieron estudiar la posibilidad de implantar tecnologías de depuración más apropiadas desde el punto de vista tecnológico y económico, que se adapten mejor a las singularidades de estos pequeños municipios.
Llegan a así a España las tecnologías de bajo coste o depuración mediante métodos naturales, denominados también tratamientos extensivos.
Éstas se caracterizan principalmente por un abaratamiento en los costes de mantenimiento y una necesidad de superficie para su implantación mayor de la necesaria por otras tecnologías convencionales.
Normativa:
Pero situémonos primero dentro del marco legal. Se detalla a continuación una relación de normativa a cumplir en cuanto a depuración de aguas residuales se refiere, sea cual sea el método elegido:
- Directiva 91/271/CEE del Consejo, de 21 de mayo de 1991, sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas.
- Directiva 98/15/CEE, por la que se modifica la Directiva 91/271/CEE.
- Real Decreto-Ley 11/1995 por el que se establecen las normas aplicables al tratamiento de las aguas residuales.
- Real Decreto 509/1996, de 15 de marzo, de desarrollo del Real Decreto Ley 11/1995.
- Real Decreto 2116/1998, de 2 de octubre, por el que se modifica el RD 509/1996.
La Directiva 91/271 establece un grado de tratamiento al que hay que someter las aguas residuales en función de:
- Medio receptor: aguas continentales o aguas costeras.
- Tamaño de la aglomeración.
- Mayor o menor sensibilidad de la zona.
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| Fuente: Directiva 91/271/CEE |
En poblaciones pequeñas (menores a 2.000 habitantes-equivalentes) se establece un Tratamiento Adecuado, según la Directiva 91/271/CEE. No existiendo en la legislación española un objetivo mensurable en cuanto a concentración contaminante máxima del efluente o porcentaje de reducción mínimo, se recomienda la adopción de los valores requeridos para Tratamiento Secundario.
Pero a pesar de los esfuerzos por mejorar los sistemas de depuración en España, aún queda mucho por hacer y lo peor es que continuamos recibiendo sanciones por parte de la Unión europea, la cual no duda en llevarnos ante el Tribunal Europeo cuando lo estima oportuno.
España tiene de plazo hasta el 2015, para alcanzar los objetivos marcados por Europa, pero a día de hoy, seguimos lejos de alcanzarlos.
(http://www.iagua.es/noticias/espana/ep/15/09/14/382-depuradoras-pendientes-construir-andalucia-solo-se-han-licitado-50)
Procesos extensivos
Por ello mediante este post, nos gustaría dar a conocer un poco más los sistemas de depuración natural, ya que pueden ser una solución rápida, económica y satisfactoria, al problema que se nos plantea
Clasificación
En todos los procesos extensivos la depuración se consigue a través de procesos físicos, químicos y biológicos naturales, desarrollados en un sistema planta–suelo–agua.
Se caracterizan, principalmente, por su escasa necesidad de personal de mantenimiento, consumo energético reducido y baja producción de fangos, teniendo como inconveniente principal la necesidad de una superficie mayor que los métodos convencionales y la limitación de que sólo puedan ser empleados con éxito para determinado tipo de vertidos, pues han de ser totalmente degradables. Si las sustancias vertidas o sus productos de degradación, dejan restos tóxicos o peligrosos en el suelo o el agua deben ser eliminados previamente al tratamiento natural.
Se clasifican en:
- Métodos acuáticos: Humedales y lagunaje
- Métodos de aplicación directa en el terreno: filtro de turbas y arena
Humedales artificiales
Reproducen los procesos de eliminación de contaminantes que tienen lugar en zonas húmedas naturales.
En función de la dirección en la que circula el agua a través del sustrato, se clasifican en:
- HAFS: Humedales artificiales de flujo superficial
El agua discurre libremente por la superficie del sustrato donde se encuentran enraizadas las plantas, circulando alrededor de sus tallos y hojas, encontrándose directamente expuesta a la atmosfera.
Se alimentan de forma continua
Suele utilizarse como tratamiento terciario o de afino
- HAFSSV: Humedales artificiales de flujo subsuperficial vertical
La circulación del agua es subterránea a través de un medio granular, alimentándose de forma discontinua, lo que permite la creación de condiciones aerobias, que favorece el proceso de nitrificación.
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| Esquema de humedal artificial de flujo subsuperficial vertical |
- HAFSSH: Humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal
La circulación del agua es subterránea a través de un medio granular, alimentándose de forma continua, lo que permite la creación de condiciones anaerobias, que favorece el proceso de desnitrificación.
Presentan un mayor riesgo de colmatación del sustrato, por lo que la elección de la granulometría del mismo, así como una correcta ejecución y mantenimiento posterior son indispensables para su correcto funcionamiento.
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| Esquema de humedal artificial de flujo subsuperficial horizontal |
Ventajas:
- Sistema flexible y poco susceptible a fluctuaciones de carga y caudal.
- Simplicidad de operación (no existen equipos electromecánicos complejos).
- Nulo coste energético (solo en el caso de los HAFSS verticales existe consumo energético por los bombeos de gua aunque es muy reducido).
- Bajo coste de explotación y mantenimiento.
- La vegetación ejerce una acción protectora frente a los microorganismos a lo largo de todo el ano, favoreciendo su actividad.
- Integración paisajística del sistema.
- Puesta en valor de los terrenos empleados desde el punto de vista ecológico.
- Mínima producción de olores.
Inconvenientes:
- Mayor requerimiento de superficie, como el resto de sistemas extensivos.
- El sustrato puede colmatarse si no se elige el adecuado (particularmente el HAFSS horizontal).
- Posible proliferación de mosquitos en los HAFS.
- La vegetación alcanza la máxima capacidad depuradora al cabo de algún tiempo (2-3 años).
Lagunaje
El agua residual pasa por un conjunto de lagunas dispuestas en serie, pudiéndose clasificar en: anaerobias, facultativas y de maduración.
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| Esquema de sistema de lagunaje |
- Laguna anaerobia:
Tienen un doble función, por un lado la decantación de la materia sedimentable, que se acumula en el fondo de la laguna, y por otro la estabilización de los fangos acumulados en el fondo de la laguna mediante degradación anaerobia.
Además permiten laminar puntas de caudal y de carga
- Laguna facultativa:
El principal objetivo que se persigue en esta etapa facultativa es la degradación vía aerobia de la materia orgánica del agua residual
- Laguna de maduración:
La escasa profundidad y a la baja carga orgánica favorece la penetración en ellas de la radiación solar y las condiciones aerobias del medio, proporcionando un alto poder desinfectante.
Ventajas:
- No tiene complejidad constructiva.
- Si no es necesario el bombeo de aguas, nulo coste energético.
- Simplicidad operativa y de mantenimiento al no disponer de equipos electromecánicos.
- No precisa mano de obra muy especializada.
- Baja producción de fangos debido a su estabilización a largo plazo (5-10 anos).
- Elevado poder desinfectante, especialmente de las lagunas de maduración.
- Bajo impacto visual y sonoro.
Inconvenientes:
- Alto requerimiento de superficie.
- Impacto por olores generados (especialmente procedentes de las lagunas anaerobias).
- Posible proliferación de mosquitos.
Filtros de turba
Este sistema de depuración se fundamenta en la filtración del agua residual a través de lechos que emplean turba como material filtrante, con objeto de aprovechar las propiedades absorbentes de este sustrato en relación con las materias coloidales y disueltas.
En España es una tecnología en recesión debido a la dificultad de disponer de turba de calidad.
Tienen un doble función, por un lado la decantación de la materia sedimentable, que se acumula en el fondo de la laguna, y por otro la estabilización de los fangos acumulados en el fondo de la laguna mediante degradación anaerobia.
Además permiten laminar puntas de caudal y de carga
- Laguna facultativa:
El principal objetivo que se persigue en esta etapa facultativa es la degradación vía aerobia de la materia orgánica del agua residual
- Laguna de maduración:
La escasa profundidad y a la baja carga orgánica favorece la penetración en ellas de la radiación solar y las condiciones aerobias del medio, proporcionando un alto poder desinfectante.
Ventajas:
- No tiene complejidad constructiva.
- Si no es necesario el bombeo de aguas, nulo coste energético.
- Simplicidad operativa y de mantenimiento al no disponer de equipos electromecánicos.
- No precisa mano de obra muy especializada.
- Baja producción de fangos debido a su estabilización a largo plazo (5-10 anos).
- Elevado poder desinfectante, especialmente de las lagunas de maduración.
- Bajo impacto visual y sonoro.
Inconvenientes:
- Alto requerimiento de superficie.
- Impacto por olores generados (especialmente procedentes de las lagunas anaerobias).
- Posible proliferación de mosquitos.
Filtros de turba
Este sistema de depuración se fundamenta en la filtración del agua residual a través de lechos que emplean turba como material filtrante, con objeto de aprovechar las propiedades absorbentes de este sustrato en relación con las materias coloidales y disueltas.
En España es una tecnología en recesión debido a la dificultad de disponer de turba de calidad.
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| Esquema de filtro de turba. Fuente “Manual para la implantación de sistemas de depuración en pequeñas poblaciones” CENTA-CEDEX |
Ventajas:
- Reducidos costes energéticos.
- Bajos constes de operación y mantenimiento.
- No requiere mano de obra muy especializada.
- Alcanza rendimientos altos de depuración en poco tiempo, no requiere de un tiempo prolongado para alcanzar un rendimiento aceptable como en el caso de los Humedales Artificiales.
Inconvenientes:
- La turba es más cara que otros sustratos (arenas, gravas) y, en ocasiones, como la oferta es muy limitada existen unos costes de transporte considerables.
- Reducida flexibilidad a diversas hipótesis de funcionamiento.
Filtros de arenaEl agua se introduce en el sistema superficialmente sobre el lecho de forma homogénea y discontinua, filtrándose a través de un lecho filtrante poco profundo. Finalmente es recogida por un sistema de drenaje inferior que la conduce a la arqueta desde donde pueden ser recirculadas nuevamente hasta el tratamiento primario, según si el sistema se diseña con o sin recirculación.
El funcionamiento es aerobio, favoreciendo procesos de nitrificación.
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| Esquema de filtro de arenas. Fuente “Manual para la implantación de sistemas de depuración en pequeñas poblaciones” CENTA-CEDEX |
Ventajas:
- Simplicidad operativa.
- Escaso consumo energético (sólo en los sistemas con recirculación).
Inconvenientes:
- Elevado requerimiento de superficie comparado con sistemas intensivos. En filtros con recirculación la superficie necesaria es menor que sin recirculación.
- Si no se elige bien el sustrato puede colmatarse.
Criterios de comparación:
¿Cómo establecemos qué tipo tratamiento extensivo conviene en cada caso?
En un principio estos son los condicionantes que debemos tener en cuenta para la elección del método más adecuado:
- calidad de los vertidos
- ventajas e inconvenientes de la metodología seleccionada
- espacio disponible
- permeabilidad del suelo
- adaptabilidad de las técnicas a las condiciones climáticas
- los costes
Puede ser de ayuda el siguiente esquema elaborado por la Comisión Europea.
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| Fuente: Árbol de decisión (Jean Duchemin – Comisión Europea - 2001) |
Manuales y Guías
Para ampliar información sobre estos sistemas de depuración de bajo coste, y su aplicación en España, se recomienda la siguiente bibliografía:
- “Manual para la implantación de sistemas de depuración en pequeñas poblaciones”. Elaborado por el CEDEX y disponible en la tiendo on-line del MAGRAMA.
- “Guía de procesos extensivos de depuración para las aguas residuales adaptadas a las pequeñas y medias colectividades”. 2001. Comisión Europea.
Fuente: iAgua