Presentación de PowerPoint

09/05/2011
La depuración en pequeños núcleos, situación
y alternativas.
Depuración de aguas residuales en pequeños núcleos. Diseño y
explotación
Málaga, 18, 19 y 20 de Mayo de 2011
Ramón Collado Lara
Profesor Titular de Tecnologías del Medio Ambiente
Los 4 rangos en la depuración de aguas
residuales
•
Saneamiento individual <= 50 habitantes
•
Depuración en pequeñas núcleos<= 2000 - 10000 habitantes
•
Depuración en medianos núcleos: 10000 - 50000 habitantes
•
Depuración en grandes núcleos >= 50000 habitantes
1
09/05/2011
INTRODUCCION A LA DEPURACION DE LAS AGUAS
RESIDUALES EN PEQUEÑOS NUCLEOS. SITUACION
ACTUAL Y ALTERNATIVAS.
Distribución de la población según tamaño de los núcleos.
Municipios, (hab.)
% Municipios
Hab./Municipio
% Población
< 1.000
60%
374
6%
1.000 – 10.000
34.6%
3.088
27%
10.000 - 100.000
5%
12.411
29%
> 100.000
0.4%
354.632
36%
Tabla1. Distribución de municipios en función del nº de habitantes. (Bolea, 1987).
2
09/05/2011
Distribución de la población según tamaño de los núcleos.
Municipios, (hab.)
% Municipios
Hab./Municipio
% Población
< 1.000
60%
308
3.2%
1.000 – 10.000
30.8%
3.367
17.9%
10.000 - 100.000
8.5%
26.664
39.1%
> 100.000
0.7%
302.026
39.8%
Tabla1. Distribución de municipios en función del nº de habitantes. ( 2010.)
DEPURACION DE LAS AGUAS RESIDUALES EN ESPAÑA.
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
Fig. 1. Situación de la depuración de las aguas residuales. (Cagigas, 1992.)
3
09/05/2011
Carga contamiante conforme a la Directiva en
el 2000.
22%
(15.613.482 h.e.)
(40.831.575 h.e.)
59%
19%
(40.831.575 h.e.)
Conforme
En construcción
No conforme
Figura 2. Grado de conformidad con la Directiva en España a 31 de
Diciembre de 2000 (2002, Ministerio de Fomento).
Nº de EDARs en servicio en el 2000.
(171EDARs)
9% (124 EDARs)
13%
Primario
78%
(1031 EDARs)
Secundario
Más riguroso
Figura 3. Número de EDARs en funcionamiento en España a 31 de
Diciembre de 2000 (2002, Ministerio de Fomento).
4
09/05/2011
Situación actual 2010.
(no hay datos publicados)
• Depuración en medianos y grandes núcleos:
(Prácticamente resuelta en su totalidad)
• Depuración en pequeños núcleos:
(>40 % pendiente)
• Saneamiento individual:
(muy deficitario)
Costos de la EDAR por habitante. 2008.
1600
Euros /habitante
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
Número de habitantes
Figura 4. Costos de construcción EDAR, (Cedex, 2008).
5
09/05/2011
TRATAMIENTO MINIMO EXIGIDO
VERTIDO EN AGUAS COSTERAS
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
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 de las aguas receptoras.
T.1º: Tratamiento primario: DBO5 > 20% ; SS> 50%.
T.2º : DBO5> 70-90% ; DQO > 75%; SS > 90%
Tabla 2. Tratamientos exigidos en función de la población y zona de
vertido, según la Directiva: 91/271/CEE, (CEE, 1991).
PLAZOS ESTABLECIDOS PARA EL ALCANTARILLADO Y LA
DEPURACION DE LAS A.R. URBANAS.
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
T.3º
>10.000 h-e. en
zonas sensibles
Tabla 3. Plazos establecidos exigidos en función de la población y zona de
vertido, según la Directiva: 91/271/CEE, (CEE, 1991).
6
09/05/2011
Características del caudal en pequeños núcleos
Figura 5. Coeficiente punta, (Collado, 1999).
Características de la contaminación en pequeños núcleos
Carga unitaria
Concentración
Dotación
150 (+/–) 50 l/hab.d
DQO
75 – 80 gr/hab.d
700 (+/–) 100 mg/l
DBO5
30 – 35
“
300(+/–) 65
“
SS
25– 30
“
250(+/–) 30
“
Nt
8– 9
“
80(+/–) 20
“
Pt
3.5– 4
“
35
“
Tabla 4. Contaminación en pequeños núcleos, (Collado, 1991).
7
09/05/2011
ALTERNATIVAS VIABLES EN PEQUEÑOS NUCLEOS.
Tratamientos Primarios
Fosa Séptica
Tanque Imhoff
Laguna Anaerobia
Reactor UASB
Decantación Primaria
Tratamientos Terciarios
Aplicación Superficial
Aplicación Superficial
Humedal
Desinfección
Laguna Maduración
UV
ALTERNATIVA
Tratamientos Secundarios
Aplicación Subsuperficial
Zanjas Filtrantes
Lechos Filtrantes
Pozos Filtrantes
Filtros Intermitentes de Arena
Lechos de Turba
Aplicación Superficial
Riego (Filtro verde)
Lagunaje
Facultativo
Aireado
Humedal
Subsuperficial
Superficial
Biopelícula
Lechos Bacterianos
Biorrotores
Fangos Activos
Aireación Prolongada
Canales de Oxidación
POBLACION EQUIVALENTE (hab.)
100 200 500 1000 2000 5000 10000 >10000
FOSA SEPTICA
+++ ++
+
TANQUE IMHOFF
+++ +++ ++
+
ZANJA FILTRANTE
+++ +++ +++ ++ ++ +
LECHO FILTRANTE
+++ +++ +++ ++ ++ +
FILTRO DE ARENA
+++ +++ +++ ++ +
LECHO DE TURBA
++ +++ +++ +++ +++ ++
POZO FILTRANTE
+++ +++ +++ ++ ++
+
FILTRO VERDE
+ ++ +++ +++ +++ ++
HUMEDAL
+ ++ +++ +++ +++ ++
FILTRACION RAPIDA
+ ++ +++ +++ +++ ++
ESC. SUPERFICIAL
++ +++ +++ +++ ++ +
LAG. AIREADA
+ ++ +++ +++
LAG. AEROBIA
+
+ ++ +++ +++ +++
LAG. FACULTATIVA
+ ++ +++ +++ +++ +++
LAG. ANAEROBIA
++ ++ +++ +++ +++ +++
LAG. ANAE.MODIFICADA
++ ++ +++
LECHO BACTERIANO
+ ++ +++ +++ ++ ++
BIODISCO
+ + ++ +++ +++ +++
AIREACION PROLONGADA++ ++ +++ +++ +++ +++
CANAL DE OXIDACION
++ +++ +++ +++
TRAT. FISICO QUIMICO
+ + ++ +++ +++ +++
(+):poco, (++):medio, (+++):mucho
+
++
+
+
+
+++
++
++
+++
+++
++
+
+
+
+
+++
++
++
++
++
++
+++
+++
++
++
Tabla 5. Campo poblacional de aplicación de las diferentes alternativas de
depuración (Collado 1991).
8
09/05/2011
ALTERNATIVAS
SUPERFICIE NECESARIA
(m2/hab)
FOSA SEPTICA
0.1 - 0.5
TANQUE IMHOFF
0.05 - 0.1
ZANJA FILTRANTE
6 - 66
LECHO FILTRANTE
2 - 25
FILTRO DE ARENA
1 -9
LECHO DE TURBA
0.6 - 1.0
POZO FILTRANTE
1 - 14
FILTRO VERDE
12 - 110
HUMEDAL
2 -8
INFILTRACION RAPIDA
2 - 22
ESC. SUPERFICIAL
5 - 15
LAG. AIREADA
1 -3
LAG. AEROBIA
4 -8
LAG. FACULTATIVA
2 - 20
LAG. ANAEROBIA
1 -3
LAG ANA. + FACULTATIVA
2 - 12
LAG ANA. MODIFICADA
1 -5
LECHO BACTERIANO
0.5 - 0.7
BIODISCO
0.5 - 0.7
AIREACION PROLONGADA
0.2 - 1.0
CANAL DE OXIDACION
1.2 - 1.8
TRAT. FISICO QUIMICO
0.1 - 0.2
Tabla 6. Superficie necesaria en cada alternativa (Collado 1991).
TRATAMIENTOS PRIMARIOS
FOSA SEPTICA
0.70
ALZADO
Pe
pco
Pco
pe
sc
ed
de
po
ds
pf
sf
Fangos
Lf1
3
de
hide
2
DECANTACION
deflector
hde
0.6
sf
Lf2
ALZADO
hrde
ed
hl
hf
PLANTA
Ps
Sc
ps
L
0.70
hrdi
FANGOS
at
Pt
registro
hdi
hidi
45
Wf
L
Lf
PLANTA
L
Pe
rs
1
DECANTADOR ESTATICO CUADRADO
Ps
GRASAS
L
ea
ed
d
p
de
Dr
dt
sr
rs
efm
de
ds
hc
FANGOS
deflector
d
Lt
dr
hd
AFLUENTE
L
dtmdm
deflector
Li
L
EFLUENTE
campana
Df
Def
di
Dr
hf
Sr
alfa
sa
se
W/2
sa/2
Wt/2
Wi/2
ef
FANGOS
L
c
ALZADO
PLANTA
9
09/05/2011
APLICACIÓN SUBSUPERFICIAL
Sz
Dpo
ev
Ptu
Ze
eg
Dz
Az
Tamaño grava
ea
dvz
NF
Pz
sf
Ptu
Impermeable
(tg)
Pp
Pup
NF
relleno
(tg)
dp
sf
Pdz
Dpo
Lz
sp
FILTRO DE ARENA ACCESIBLE
AFLUENTE
EFLUENTE
afa
sifón
Ds
relleno (tgi)
Et
Ef
Df
Dat
Sat
Pt
arena (Te,Cu)
Pf
Sbat/2
Sbat
AFLUENTE
Ptu
Ds
turba
Dt
Prf (m/m)
relleno (tgs)
relleno (tgs)
Lf
relleno (tgi)
Ddt
Ptu
EFLUENTE
Lt
Sef
Sdt/2
tuberia recogida
Af/2
dd
tuberia
alimentación
Prf
Sdfa
At
tuberia recogida
Sdt
tuberia alimentacion
TRATAMIENTOS PRIMARIOS +APLICACIÓN SUBSUPERFICIAL
TRATAMIENTOS “IN SITU”
10
09/05/2011
APLICACIÓN SUPERFICIAL
RIEGO FORESTAL POR ASPERSION
RIEGO AGRICOLA POR ASPERSION
Lag. Almacenamiento
CULTIVO FORESTAL
Lag. Almacenamiento
Lat
La
rs
CULTIVO AGRICOLA
Lat
La
93.7100
rs
93.7100
Nf
Nf
da
Lai
dat
Bombeo
dat
Pte, (m/m)
Sl
Sl/2
Lai
da
Sl/2
Wp
Wp
Bombeo
Sl/2
Wp
Sas/2
Sas/2
Sas
Sas
Pte, (m/m)
Sl
Sl/2
Wp
Wp
Wp
Lp
Aspersor
RIEGO AGRICOLA SUPERFICIAL
CULTIVO FORESTAL
Lat
La
Lai
Lag. Almacenamiento
Lat
La
rs
NF
dat
Bombeo
da
NF
Pte, (m/m)
Lai
Alimentación
Pte, (m/m)
Wp
Wp
Ssu
Surcos
Wa/2
Wat/2
Wai/2
Psu (%)
Lp
Wai/2
Wp
Ssu
Wa/2
NF
Bombeo
Alimentación
Wp
Wat/2
CULTIVO AGRICOLA
dat
Wp
Wp
Lp
Psu (%)
da
Dmo
Aspersor
Dmo
Lag. Almacenamiento
rs
Wai/2
Wat/2
Wa/2
Wai/2
Wat/2
Wa/2
Lp
Ssu
FILTRO VERDE
11
09/05/2011
LAGUNAJE
rs
Pe
1
p
LAGUNA AIREADA DE MEZCLA PARCIAL
Lt
L
Ps
ed
d
efm
Li
LAGUNA AIREADA
LAGUNA AIREADA
de
dt
Lt
L
Pe
rsd
ed
de
efm
d
Lag. Decantación
Lt
L
Ps
rs
Li
Ldt
Ld
da
1
df
dde
pd
dt
dtde
Ldi
Lt
L
W Wt
Wi
Wi
Wt
W
Li
LAGUNA AIREADA MEZCLA TOTAL
LAGUNA AIREADA DE MEZCLA TOTAL
Laguna Decantación
LAGUNA AIREADA
Pe
rs
1
Lt
L
Ps
ed
de
p
Li
d
df
da
pd
Lag. Decantación
Lt
Ldt
Ld
rsd
1
dt
LAGUNA AIREADA
compresor
89.7200
ed
de
dtd
L
rs
dde
Ps
86.7459
d
1
Ldi
Pe
p
dt
Li
Ldt
Ld
rsd
df
1
ed
de
da
dde dtd
pd
Ldi
Wdi
Turbinas
Wdt
Wd
Wi
W
Wt
73.7200
Sdi11
Sdi12
Wdi
Li/3
Wd Wdt
2.Li/3
Difusores
LAGUNAJE
12
09/05/2011
HUMEDAL
HUMEDAL SUBSUPERFICIAL
Luo
Lus
Lu
Ed
Ptu
Sl
Ed
rs
dl
p
Ple
1
Ste, (m/m)
Ptus
Pls
Lul
St
S, (m/m)
Wui/2
Wuo/2
Wus/2
Wu/2
Sb
HUMEDAL SUPERFICIAL
Ple
Lt=Luo =Lus
Lu
rs
ptu
Ste,(m/m)
1
p
S,(m/m)
Pls
Lui
Ptus
Dren
Wuf
Wuif
Wui
Wuo
Wus
Wu
St
Wt
HUMEDAL
13
09/05/2011
LECHO BACTERIANO
BIOPELICULA:
BIORROTORES
FANGOS
Soplante
REACTOR CON DIFUSORES DISCO
ACTIVOS
DECANTADOR ESTATICO RECTANGULAR
Ld
Dr
Lr
de
rs
ds
compresor
hr hu
hf
Der
Dir=Dd
Recirculación
rs
rs
dr
hd
REACTOR CIRCULAR DIFUSORES DISCO DECANTADOR ESTATICO
rs
de
sr dv
dm
hrf
dtm
di
alfa
ds
hd
hr hu
Br
dr
Dr
sr
dv dtm
dm
hrf
alfa
Sdi
di
hf
c
Sdi/2
c
Recirculación
Sdi/2
Lr
Ld
Sdi/2
Sdi
Dc
Bd/2
DECANTADOR ESTATICO RECTANGULAR
rs
Ld
Dr
Lr
de
ds
rs
dr
sr dv
dm dtm
hrf
hd
hr hu
hf
Recirculación
Lr
alfa di
c
Ld
Bd/2
Br/2
Dc
14
09/05/2011
EXPLOTACION EDARS EN PEQUEÑOS NUCLEOS
DISEÑO DE UN PLAN DIRECTOR DE SANEAMIENTO.
CONSTRUCCION.
EXPLOTACION.
ESTABLECIMIENTO DE UN CANON DE AGUAS RESIDUALES.
CONSTRUCCION MANCOMUNIDA O REGIONAL DE LAS EDARS.
EXPLOTACION MANCOMUNADA O REGIONAL DE LAS EDARS.
ALMACENAMIENTO TEMPORAL DE LOS FANGOS EN CADA EDAR.
Soluciones recomendadas en pequeños núcleos de población:
TRATAMIENTOS PRIMARIOS:
Fosa séptica, tanque Imhoff, decantación primaria
TRATAMIENTOS SECUNDARIOS:
Tratamientos Extensivos:
Aplicación al terreno:
Subsuperficial: Zanjas Filtrantes , lechos filtrantes y filtros de arena
Superficial: Filtro verde
Humedal: Humedal subsuperficial y superficial
Lagunaje: Natural y artificial
Tratamientos Intensivos:
Cultivo en suspension: Aireacion Prologada, Canales de oxidación y SBR
Biopelicula: Lechos Bacterianos y CBR
15
09/05/2011
Algunas combinaciones posibles:
Tanque Imhoff o fosa séptica + Zanjas filtrantes
Tanque Imhoff o fosa séptica + Humedal artificial
Tanque Imhoff o fosa séptica + Filtro de arena
Tanque Imhoff o fosa séptica + Biorrotor
Decantador primario+ Biorrotor
Tanque Imhoff o fosa séptica + Lecho Bacteriano
Decantador primario+ Lecho bacteriano
Tanque Imhoff o fosa séptica + Lecho de turba
Aireación prolongada
Canal de oxidación
Tanque Imhoff o fosa séptica + Lecho Bacteriano +Humedal artificial
Criterios de selección
•
Superficie necesaria
• Simplicidad de construcción
• Explotación y mantenimiento
• Costos de construcción
• Costos de construcción y mantenimiento
• Rendimientos
• Estabilidad
• Impacto ambiental
• Producción de fangos
16
09/05/2011
17
09/05/2011
18
09/05/2011
19
09/05/2011
20
09/05/2011
21