Biosólidos, digestión anaerobia, Pretratamientos Biosólidos

Biosó
Biosólidos,
lidos, digestió
digestión anaerobia,
Pretratamientos
Biosó
Biosólidos, digestió
digestión anaerobia,
Pretratamientos
1. Las aguas servidas.
servidas. Tratamiento en Españ
España
1. Las aguas servidas. Tratamiento en Españ
España
2. Microbiologí
Microbiología de los procesos bioló
biológicos
3. Lodos activados.
activados. Generació
Generación de biosó
biosólidos
1.1. Agua: uso y contaminació
contaminación
1.2. Tipos de contaminació
contaminación
4. Digestió
Digestión anaerobia. Generació
Generación de biogá
biogás
1.3. Depuració
Depuración de las aguas residuales en Españ
España
5. Alternativas de digestió
digestión anaerobia y coco-digestió
digestión
1.4. Legislació
Legislación
6. Pretratamientos de biosó
biosólidos
8. Pretratamiento térmico
Biosó
Biosólidos, digestió
digestión anaerobia,
Pretratamientos
1. Las aguas servidas. Tratamiento en Españ
España
1.1. Agua: uso y contaminació
contaminación
1.2. Tipos de contaminació
contaminación
1.3. Depuració
Depuración de las aguas residuales en Españ
España
1.4. Legislació
Legislación
EL AGUA Y SU IMPORTANCIA
Distribución del agua en la tierra
EL CICLO URBANO DEL AGUA
EL CICLO DEL AGUA. USO DEL AGUA
6
1. CAPTACIÓN
2. ADECUACIÓN (POTABILIZACIÓN)
3. SUMINISTRO Y USO
4. ALCANTARILLADO
5. TRATAMIENTO
6. REUTILIZACIÓN Y VERTIDO
EL CICLO DEL AGUA. USO DEL AGUA
USO DOMÉSTICO DEL AGUA
ƒ Alimentación, lavado, higiene,
ƒ Uso público: hospitales, colegios, limpieza de calles, riego…
ƒ Consumo: L/(hab·d)
CONTAMINACIÓN
materia orgánica, fósforo, nitrógeno, sólidos…
EL CICLO DEL AGUA. USO DEL AGUA
USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA
ƒ Producción de vapor
ƒ Transmisión de calor: calefacción, refrigeración
ƒ Disolvente
ƒ Materia prima
ƒ Transporte de materias primas o desechos CONTAMINACIÓN
calor, productos químicos,
ƒ Lavado o aclarado de piezas
hidrocarburos…
USO DEL AGUA EN AGRICULTURA
ƒ Contaminación difusa
ƒ Difícil recogida y tratamiento
CONTAMINACIÓN
Fertilizantes, pesticidas
Biosó
Biosólidos, digestió
digestión anaerobia,
Pretratamientos
CONTAMINACIÓ
CONTAMINACIÓN DEL AGUA
vertido de contaminante
(entrada)
acumulación
(contaminación)
1. Las aguas servidas. Tratamiento en Españ
España
1.1. Agua: uso y contaminació
contaminación
BALANCE CONTAMINANTE
[entrada] = [acumulación] + [desaparición]
1.2. Tipos de contaminació
contaminación
1.3. Depuració
Depuración de las aguas residuales en Españ
España
desaparición
(autodepuración)
1.4. Legislació
Legislación
Aporte contaminante = contaminación + autodepuración
contaminación = aporte contaminante - autodepuración
rentrada
⇒ no contaminación
rentrada<r<rautodepuración
autodepuración ⇒ no contaminación
rentrada
>r>rautodepuración ⇒
r
⇒contaminación!!
contaminación!!
entrada
CONTAMINACIÓ
CONTAMINACIÓN DEL AGUA
Modificación, generalmente causada por el hombre, de la calidad del
agua, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la
industria, la agricultura, la pesca, las actividades recreativas, así como para
los animales domésticos y la vida natural. Carta del Agua, 1968. Asamblea
Consultiva del Consejo de Europa.
La acción y el efecto de introducir materias o formas de energía, o inducir
condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una
alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o
con su función ecológica. RD 1/2001 texto refundido Ley 29/1985 de Aguas
autodepuración
VERTIDO
VERTIDO (Real Decreto Legislativo 1/2001 de 20 de julio, texto refundido de la Ley
29/1985 de Aguas).
ƒ Se consideran vertidos los que se realicen en las aguas continentales así como en
el resto del dominio público hidráulico.
ƒ QUEDA PROHIBIDO el vertido de aguas residuales salvo que se cuente con
autorización administrativa.
AUTORIZACIÓN ADMINISTRATIVA
ƒ Autorización necesaria en aquellas actividades que produzcan vertidos
ƒ Exige una depuración suficiente e impone al vertido unos límites de emisión.
ƒ Todo vertido deberá pagar un canon a la cuenca hidrográfica que se destinará al
control, protección y mejora del medio receptor.
CONTAMINACIÓ
CONTAMINACIÓN DEL AGUA
Caudal
Características
Parámetros
Físicos
Parámetros
Químicos
Parámetros
Biológicos
⇒ tamaño plantas de tratamiento
⇒ tipo de tratamiento (físico, químico, biológico)
Sólidos
Olor, color, sabor
Turbidez
Conductividad
Temperatura
Orgánicos: DQO, DBO, COT
Inorgánicos:
Nutrientes: N, P, S
Metales pesados: Cd, Hg, Pb, As, Cr,…
Sales: cloruro, sulfato, sodio, calcio, magnesio…
pH
Alcalinidad
Gases: O2, CO2, NH3, H2S
PARÁ
PARÁMETROS FÍ
FÍSICOS
SÓLIDOS TOTALES (ST)
Residuo que queda después de someter el agua residual a evaporación a
103-105 ºC.
ƒ CLASIFICACIÓN SEGÚN TAMAÑO:
ƒ SÓLIDOS SUSPENDIDOS: tamaño > 1μm
ƒ SÓLIDOS FILTRABLES: tamaño < 1μm
ƒ CLASIFICACIÓN SEGÚN NATURALEZA
ƒ SÓLIDOS VOLÁTILES: se volatilizan a 550 ºC. MATERIA ORGÁNICA
ƒ SÓLIDOS FIJOS: NO volátiles a 550 ºC. MATERIA INORGÁNICA
Bacterias, Virus, Algas
PARÁ
PARÁMETROS FÍ
FÍSICOS
PARÁ
PARÁMETROS QUÍ
QUÍMICOS: materia orgá
orgánica
TEMPERATURA
MATERIA ORGÁ
ORGÁNICA El vertido de MO provoca consumo del O2 fundamental para el
ƒ El aumento de la temperatura se debe al uso del agua como medio de
refrigeración: centrales térmicas, nucleares…
ƒ Influye en la calidad vida acuática y en los usos futuros del agua
ƒ La solubilidad de los gases (O2) disminuye al aumentar la
temperatura→ disminución O2 disponible
CUANTIFICACIÓ
CUANTIFICACIÓN
desarrollo de la vida acuática
1. DQO (Demanda Quí
Química de Oxí
Oxígeno):
ƒ Parámetro que indica la concentración de materia orgánica en el agua residual.
ƒ Oxígeno necesario para oxidar químicamente la materia orgánica presente en el
agua residual. Unidades: mg O2/L.
2. DBO (Demanda Bioló
Biológica de Oxí
Oxígeno):
ƒ Parámetro que indica la concentración de materia orgánica biodegradable en el
agua residual.
ƒ Unidades: mg O2/L.
3. COT (Carbono Orgá
Orgánico Total):
ƒ Parámetro que mide la concentración de carbono orgánico del agua residual.
ƒ Unidades: mg C/L
PARÁ
PARÁMETROS QUÍ
QUÍMICOS
PARÁ
PARÁMETROS QUÍ
QUÍMICOS
NUTRIENTES
pH
NITRÓ
NITRÓGENO
ƒ Nutriente esencial para el crecimiento de los seres vivos
ƒ Formas del nitrógeno: N orgánico + amoniacal (NH4+) + nitrito (NO2-) +
nitrato (NO3-)
ƒ Problemas: Eutrofización, toxicidad
FÓSFORO
ƒ Nutriente esencial para el crecimiento de los seres vivos
ƒ Problemas: Eutrofización
PARÁ
PARÁMETROS QUÍ
QUÍMICOS
ORIGEN
O2 DISUELTO
ƒ Indispensable para la vida acuática
ENFERMEDADES INFECCIOSAS
TIPO
ORGANISMO
ENFERMEDAD
Bacterias
Escherichia coli
Gastroenteritis
Legionella
pneumophila
Legionelosis
Salmonella
Salmonelosis
Vibrio cholerae
Cólera
Adenovirus
Enfermedades
respiratorias
Enterovirus
Gastroenteritis, meningitis
Hepatitis A
Hepatitis infeccionsas
Protozoos
Entamoeba histolytica
Amebiasis (disenterí
(disentería)
Helmintos
Taenia saginata
Teniasis (buey)
Taenia solium
Teniasis (cerdo)
EFECTOS
Arsénico (As)
Minería; Pesticidas; Industria
Química
Tóxico en piel y sistema nervioso.
Posible cancerígeno
Cadmio (Cd)
Carbón; Minería; Tratamiento de
metales
Afecciones renales,
cardiovasculares. Hipertensión
Cromo (Cr)
Recubrimiento de metales;
Industria textil y de curtido
Daños al sistema digestivo, riñón
e hígado. Posible cancerígeno
Mercurio (Hg)
Minería; Carbón; Industria
Química; Fungicidas
Tóxico agudo y crónico. Daños al
sistema nervioso y riñón
Minería; Carburantes; Pinturas
Muy tóxico en niños y mujeres
embarazas. Daños al sistema
nervioso, riñón. Anemia
Plomo (Pb)
ALCALINIDAD
ƒ Presencia de iones hidroxilo (OH-), carbonato (CO32-) y bicarbonato (HCO3-).
ƒ Ayuda a regular los cambios de pH.
PARÁ
PARÁMETROS BIOLÓ
BIOLÓGICOS
METALES PESADOS
ƒ Origen típicamente industrial
ƒ Presentes en baja concentración (< 1 mg/L)
ƒ TÓXICOS (daños en seres vivos)
ƒ NO BIODEGRADABLES → acumulación en la cadena trófica
ELEMENTO
ƒ Carácter ácido o básico del agua.
ƒ Fundamental para desarrollo de la vida acuática (pH 6,5-8,5).
Virus
Biosó
Biosólidos, digestió
digestión anaerobia,
Pretratamientos
EJEMPLO COMPOSICIÓ
COMPOSICIÓN AGUA RESIDUAL
INDUSTRIA ALCOHOLERA
AGUA RESIDUAL URBANA (ARU)
Componente
Producción de etanol a partir de melaza
Concentración, mg/L
SST
120-400
DBO5
110-350
DQO
250-800
COT
80-260
Nitrógeno total
20-70
Fósforo
4-12
Grasas
50-100
Componente
Concentración, mg/L
SST
1. Las aguas servidas. Tratamiento en Españ
España
1.1. Agua: uso y contaminació
contaminación
1000-2000
1.2. Tipos de contaminació
contaminación
50000-60000
DBO5
DQO
1.3. Depuració
Depuración de las aguas residuales en Españ
España
100000-150000
pH
1.4. Legislació
Legislación
4-5
Nitrógeno total
Fósforo
Comp. Fenólicos
5000-7000
2000-2500
8000-10000
ESPAÑ
ESPAÑA. GENERACIÓ
GENERACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
ESPAÑ
ESPAÑA. DEPURACIÓ
DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Distribución de la población según tamaño de los núcleos
Municipios (hab)
% Municipios
% Población
< 1000
60%
6%
1000-10000
34.6%
27%
10000-100000
5%
29%
>100000
0.4%
36%
Tabla. Distribución de municipios en función del nº de habitantes
Existencia de EDAR
Municipios inferiores a 10000 hab.
Municipios superiores a 10000 hab.
15% con EDAR
con 1º
33%
sin EDAR
52%
85%
sin EDAR
15% con EDAR
Figura. Situación de la depuración de las aguas residuales (1992)
ESPAÑ
ESPAÑA. TRATAMIENTO MÍ
MÍNIMO EXIGIDO
ESPAÑ
ESPAÑA. TRATAMIENTO EXIGIDO
VERTIDO EN AGUAS COSTERAS
Plazos establecidos para el alcantarillado y la depuración de las A.R. Urbanas
TAMAÑO
AGLOMERACION
0 – 10.000 h-e
ZONA MENOS
SENSIBLE
T.A
ZONA NORMAL
ZONA SENSIBLE
T.A
T.A
10.000-150.000 h-e
T. 1º
T.2º
T.3º
>150.000 h-e.
T.2º (ó T.1º)
T.2º
T.3º
VERTIDO EN AGUAS DULCES Y ESTUARIOS
TAMAÑO
AGLOMERACION
ZONA MENOS
SENSIBLE
ZONA NORMAL
ZONA NORMAL
ALTA MONTAÑA
12/1.998
12/2.000
12/2.005
> 10.000 h-e. en
zonas sensibles
> 10.000 h-e. en
zonas normales y
menos sensibles
> 2.000 h-e. en
todas las zonas
T.1º o T.2º
> 15.000 h-e. en
zonas menos
sensibles
> 10.000 h-e. en
zonas menos
sensibles
T.2º
> 15.000 h-e. en
zonas normales
> 2.000 h-e en
zonas normales y
sensibles
Alcantarillado
ZONA
SENSIBLE
0 –2.000 h-e
T.A
T.A
T.A
T.A
2.000-10.000 h.e
T. 1º
T.2º
T.2º (-)
T.2º
> 10.000 h-e
T.2º
T.2º
T.2º (-)
T.3º
T.A: Tratamiento adecuado: Tratamiento tal que se cumplan los objetivos de calidad.
T.1º: Tratamiento primario: DBO5 > 20% ; SS> 50%.
T.2º : DBO5> 70-90% ; DQO > 75%; SS > 90%
T.3º
>10.000 h-e. en
zonas sensibles
Tabla. Plazos establecidos exigidos en función de la población y zona de vertido
Tabla 2. Tratamientos exigidos en función de la población y zona de vertido
ESPAÑ
ESPAÑA. ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO
ESPAÑ
ESPAÑA. EXPLOTACIÓ
EXPLOTACIÓN DE PLANTAS DE TRATAMIENTO
Planteamiento de explotación de las plantas de tratamiento
TRATAMIENTOS PRIMARIOS
TRATAMIENTOS SECUNDARIOS
Fosa Séptica
Tanque Imhoff
Decantación primaria
Aplicación Subsuperficial
Zanjas Filtrantes
Lechos Filtrantes
Filtros Intermitentes de Arena
Lechos de Turba
Aplicación Superficial
Riego (Filtro verde)
Lagunaje
Humedal
Biopelícula
Lechos Bacterianos
Biorrotores
Fangos Activos
Aireación Prolongada
Canales de Oxidación
TRATAMIENTOS TERCIARIOS
Desinfección
DISEÑO DE UN PLAN DIRECTOR DE SANEAMIENTO
CONSTRUCCION
EXPLOTACION
ESTABLECIMIENTO DE UN CANON DE AGUAS RESIDUALES
CONSTRUCCION MANCOMUNIDAD O REGIONAL DE LAS EDARs
EXPLOTACION MANCOMUNADA O REGIONAL DE LAS EDARs
GESTIÓN DE LOS FANGOS EN CADA EDAR
Biosó
Biosólidos, digestió
digestión anaerobia,
Pretratamientos
1. Las aguas servidas. Tratamiento en Españ
España
1.1. Agua: uso y contaminació
contaminación
LEGISLACIÓN APLICABLE EN EUROPA
‰ Directiva 91/271/CEE
Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas
‰ Directiva 91/676/CEE
Tratamiento de Residuos
‰ Directiva 86/278/CEE
Uso de Lodos de Depuración en Agricultura
1.2. Tipos de contaminació
contaminación
(en actual revisión)
1.3. Depuració
Depuración de las aguas residuales en Españ
España
‰ Directiva 96/61 (IPPC)
Instalaciones de Tratamiento de Lodos
1.4. Legislació
Legislación
‰ Reglamento EEC 2092/91
Agricultura Orgánica en Europa
‰ Directiva 1999/31/EC
Vertederos de residuos
LEGISLACIÓN APLICABLE EN ESPAÑA
‰ Directiva 91/271/CEE
Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas
‰ Directiva 91/676/CEE
Tratamiento de Residuos
(RD 261/96)
(RD 1310/1990)
‰ Directiva 86/278/CEE
Uso de Lodos de Depuración en Agricultura
(en actual revisión)
‰ Directiva 96/61 (IPPC)
Instalaciones de Tratamiento de Lodos
‰ Reglamento EEC 2092/91
Agricultura Orgánica en Europa
‰ Directiva 1999/31/EC
Vertederos de residuos
‰ Plan Nacional de lodos de EDAR 2.0082.008-2.015
PRINCIPALES PUNTOS DE LA LEGISLACIÓN
• Depuración de las aguas residuales urbanas
antes de su vertido
• Restricciones en las vías de eliminación de lodos
• Cualquier utilización de lodos sin tratar está prohibida
• Se prohíbe el empleo de lodos con alto contenido en
metales pesados
• Se prohíbe el empleo de lodos no esterilizados
• Se debe tener en cuenta el contenido y necesidad de
nutrientes en los suelos previamente a la aplicación de
lodos en agricultura
• Es necesario revisar periódicamente tanto las
características del suelo como las de los lodos que se
apliquen al mismo
Directiva 91/676/CEE (RD 261/96)
Directiva 86/278/CEE (RD 1310/1990)
CONSECUENCIAS DE LA LEGISLACIÓN
LA LEGISLACIÓN RELATIVA A DEPURACIÓN DE AGUAS Y
UTILIZACIÓN DE LODOS SE ESTÁ REFORZANDO DE CARA A
PREVENIR RIESGOS PARA LA SALUD
1.
CONSECUENCIAS DE LA LEGISLACIÓN
1.
CANTIDAD DE LODOS GENERADOS
AUMENTO EN EL NÚMERO DE E.D.A.R.
(aumento en
la cantidad
producida)
AUMENTO EN LA PRODUCCIÓN DE LODOS
2.
2.
La mayoría de la población de los países de la Unión
Europea deberá disponer de instalaciones de
tratamiento de aguas residuales antes del año 2005
(Directiva 91/271/EEC)
CALIDAD DE LOS LODOS GENERADOS
Tóxicos
Metales pesados
Patógenos
Las vías de eliminación de lodos se están viendo
sometidas a limitaciones cada vez más severas, impuestas
por la legislación (Directiva 86/278/CEE, Reglamento EEC
2092/91, Directiva 1999/31/EC)
(disminución
de los niveles
permitidos)
RESTRICCIONES EN LAS VIAS
DE ELIMINACIÓN DE LODOS