Fitodepuración en humedales artificiales

FORO DE DEBATE SOBRE LA DEPURACION DEL AGUA EN ARAGÓN
Tercer Bloque:
Depuración convencional en contraste
con los tratamientos extensivos o naturales
Ainsa (Huesca), 27-10-2012
FITODEPURACIÓN POR HUMEDALES
ARTIFICIALES
Jesús Fernández
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
Grupo de Agroenergética
E.T.S. de Ingenieros Agrónomos
Fitodepuración
DEPURACIÓN CONVENCIONAL
PRETRATAMIENTO: Eliminación de elementos
voluminosos, pesados y flotantes
Desarenado / Desbaste / Separación de grasas e
hidrocarburos
TRATAMIENTO PRIMARIO: Eliminación de sólidos en
suspensión
Decantación / Coagulación-floculación /
Centrifugación
TRATAMIENTO SECUNDARIO: Eliminación de la
materia orgánica disuelta
Fangos activos / Lechos bacterianos (filtro
percolador) /Biodiscos / /Digestión de fangos
TRATAMIENTO TERCIARIO: Eliminación de nutrientes
minerales y agentes patógenos
Precipitación química / Desinfección
Fitodepuración
SISTEMAS CONVENCIONALES DE DEPURACIÓN Y
SISTEMAS BLANDOS
SISTEMAS CONVENCIONALES
SISTEMAS BLANDOS
•
Construcción en base a
hormigón y acero
•
Construido básicamente en
base a elementos naturales
•
Utiliza energías fósiles
•
Utiliza energías renovables
•
Aireación forzada
•
•
Adición de productos
químicos
Aireación por procesos
naturales
•
Bajos costes de construcción
y mantenimiento
•
Requiere más superficie de
terreno que el convencional
•
•
Elevados costes
construcción y
mantenimiento
Requiere poca superficie
Fitodepuración
PROBLEMAS DE LAS PEQUEÑAS E.D.A.R.
DE TECNOLOGÍA CONVENCIONAL
• Fluctuación de caudal
• Falta de personal especializado
• Alto coste relativo de la instalación y
del funcionamiento de la misma
Fitodepuración
TIPOS DE SISTEMAS “BLANDOS”
Sistemas “Blandos” INTENSIVOS (Requieren poca superficie )
• SISTEMAS EN DESUSO (infiltración en el terreno)
• DE SEDIMENTACIÓN-DIGESTIÓN
• BIOPELÍCULAS
Sistemas “Blandos” EXTENSIVOS (FITOSISTEMAS)
• LAGUNAJES
• VERTIDO AL TERRENO (FILTROS VERDES)
• HUMEDALES
Fitodepuración
DEFINICIONES
• Macrófita: Se dice de cualquier planta visible a simple vista. Se
opone a microfita.
• Helófitas: Plantas anfibias que arraigan en el suelo sumergido
o encharcado y alargan su eje que asoma en el aire (v.g. en el
género Typha).
Definiciones tomadas del Diccionario de Botánica de Pius Font
Quer, Editorial Labor 1985
• El término macrofita a solas, es muy general; es sinónomo de
"planta superior", siendo las helofitas un subconjunto de éstas.
• Sinónimos de helófitas podrían ser "plantas palustres",
"macrofitas emergentes" o "macrofitas anfibias", pero
necesita llevar el adjetivo que las califique.
Fitodepuración
HELOFITAS EN UN CANAL DE EFLUENTE DE
DEPURADORA
Fitodepuración
AERÉNQUIMA DE HOJAS Y TALLO DE
ENEA (Typha latifolia L.)
Fitodepuración
OXIGENACIÓN NATURAL DE LAS RAICES DE LAS MACROFITAS
Fitodepuración
ACCIÓN DEPURADORA DE LAS MACROFITAS
ACUÁTICAS
- Sedimentación y retención de sólidos en suspensión
- Oxigenación de la rizosfera
- La rizosfera actúa como soporte de microorganismos
- Destrucción de patógenos
- Absorción de nutrientes minerales
- Absorción de metales pesados
- Detoxificación de compuestos químicos nocivos
(fenoles, glicoles, sales de amonio cuaternario, etc...)
Fitodepuración
SISTEMAS DE DEPURACIÓN CON HUMEDALES ARTIFICIALES
EMERGENTES EN FLUJO SUPERFICIAL
EMERGENTES EN FLUJO LIBRE
Con el manto flotando en la superficie (FMF)
O con el manto semisumergido (FHS)
FMF
EMERGENTES EN FLUJO SUBSUPERFICIAL
FHS
FLOTANTES EN FLUJO LIBRE
Fitodepuración
VENTAJAS DE LOS SISTEMAS FMF Y FHS SOBRE OTROS TIPOS DE
HUMEDALES ARTIFICIALES
• Economía en la construcción
• Bajo coste de mantenimiento
• Gran cantidad de superficie de soporte
para los microorganismos
• Mantenimiento en el tiempo del poder de
depuración
• Facilidad para la recolección de toda la
biomasa
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VENTAJAS DEL SISTEMA FHS SOBRE EL SISTEMA FMF
• Facilidad en la implantación y en la
formación del tapiz vegetal, que se
realiza sobre el suelo del canal sin agua
• Mayor aporte de oxígeno al agua que se
traduce en una mayor eficiencia en la
depuración
• Mayor cantidad de sustrato arcilloso
para eliminación de fósforo
Fitodepuración
Esquema general del funcionamiento del
sistema de flujo en canales
Agua
bruta
Decantador
Efluente
Primera
Plataforma
de canales
Segunda
Plataforma
de canales
Fitodepuración
FORMAS DE CONSEGUIR LA FORMACIÓN DEL TAPIZ
FLOTANTE DE LAS MACROFITAS SOBRE EL AGUA
• Plantación directa sobre un soporte lineal flotante
(Patente inicial sistema FMF)
• Plantación en solera del canal con bajo nivel de agua
y flotación posterior (Sistema FHS)
• Plantación sobre mallas y cestillos flotantes lastrados
(Sistema TTF)
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Plantación directa sobre soporte lineal flotante (patente inicial sistema FMF)
© J FERNANDEZ
© J FERNANDEZ
© J FERNANDEZ
Dificultad de mantener las
plantas erguidas debido al mayor
peso de la parte aérea que las
hace volcarse, debiendo echar
nuevos brotes hasta lograr el
equilibrio e iniciar el crecimiento.
Esto supone dificultad y retraso
en la implantación del tapiz
flotante.
Filtro de macrofitas instalado en el Aeropuerto de Madrid-Barajas 1997-2002
UPM en colaboración con AENA
Fitodepuración
ELEMENTOS DEL SISTEMA TTF
© J FERNANDEZ
Fitodepuración
Fitodepuración
FILTRO ESTABLECIDO MEDIANTE EL SISTEMA TTF
Fitodepuración
Fitodepuración
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Superficie y fondo del canal
Manto de raices semisumergido
Talos emergentes
de las espadañas
Lamina de polietileno
Sobre un geotextil
O2
O2
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FILTRO ESTABLECIDO POR EL SISTEMA FHS
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FILTRO DE FABARA (FHS)
CON LAS PLANTAS ELEVADAS
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FILTRO DE FABARA
CANAL DE SALIDA
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FILTRO DE FABARA
SALIDA DEL EFLUENTE
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NUEVOS DESARROLLOS EN FITODEPURACION DE AGUAS RESIDUALES
Fotobiorreactor laminar para cultivo de microalgas en base a formación
de biofilm desarrollado por la UPM (Patente ES 2 347 515 B2)
Fitodepuración
GUIA DE PROCESOS EXTENSIVOS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
ADAPTADAS A PEQUEÑAS Y MEDIAS COLECTIVIDADES
Comisión Europea
http://www.pedz.uni-mannheim.de/daten/edz-bn/gdu/02/waterguide_es.pdf
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CONSTRUCTED WETLANDS
TREATMENT OF MUNICIPAL WASTEWATERS
Manual de la EPA (Environmental Protection Agency .USA)
http://www.epa.gov/owow/wetlands/pdf/Design_Manual2000.pdf
Fitodepuración
Proyecto Europeo (Programa Life) MACROPHYTES. LIFE02 ENV/E/000182.
MANUAL DE FITODEPURACIÓN
http://www.fundacionglobalnature.org/macrophytes/Manual%20sobre%20fitodepuracion.htm
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