Puesta en marcha y operación de la tecnologia saving-e para optimizar el funcionamiento de las estaciones de depuración de aguas residuales urbanas

Resumen

El tratamiento eficiente de las aguas residuales es un gran desafío para las autoridades locales, debido al incremento de la población y las actividades industriales, y a la legislación cada vez más restrictiva que incrementa los estándares de calidad del agua tratada. En la actualidad, la mayor parte de los procesos implementados en las estaciones de depuración de aguas residuales urbanas (EDARs) son grandes consumidores de energía. Diversos estudios indican que en torno al 50-60% del consumo energético en una estación de depuración de aguas residuales es consecuencia del funcionamiento de las soplantes empleadas en los procesos de aireación para la oxidación de materia orgánica y nitrógeno amoniacal. Asimismo, existen diversas operaciones que implican consumos energéticos, como es el caso de las impulsiones de agua (bombeos), y el acondicionamiento del fango mediante deshidrataciones mecánicas, entre otras. En algunos países de la Unión Europea el consumo energético asociado al sector del agua (transporte, tratamiento y reutilización) puede llegar a situarse en torno al 1% del total de la energía consumida a nivel nacional. Este panorama evidencia que el esquema de depuración de aguas residuales urbanas convencional no es sostenible, y además no se encuentra alineado con las iniciativas que está promoviendo la Unión Europea sobre economía circular, eficiencia energética y en el uso de los recursos. El futuro de la depuración de las aguas residuales urbanas pasa por la transformación de las actuales EDARs en instalaciones autosuficientes energéticamente, e incluso productores netos de energía. Entre las alternativas más factibles para alcanzar ese objetivo se encuentra la utilización de la mayor parte de la materia orgánica del agua residual para producir biogás (producción de energía), unida a la implementación de la eliminación autotrófica de nitrógeno en la línea principal de aguas (ahorro de energía). Esta es la base en la que se fundamenta la tecnología SAVING-E que se está testando a escala piloto en la línea principal de aguas en una depuradora urbana. La planta piloto de la tecnología SAVING-E está diseñada para tratar hasta 3m3 al día de agua residual urbana. Está compuesta por un reactor de fangos activos de alta eficiencia (HRAS, de sus siglas en inglés High Rate Activated Sludge) para separar la materia orgánica del agua residual, y así favorecer su valorización mediante la producción de biogás en etapas posteriores en la propia depuradora. Tras eliminar la materia orgánica, SAVING-E incorpora la eliminación de nitrógeno mediante la combinación de un reactor tipo Airlift, para el proceso de nitritación parcial (PN, de sus siglas en inglés Partial Nitritation), y de un reactor UASB (de sus siglas en inglés Upflow Anaerobic Sludge Blanket), para el proceso de oxidación anaerobia de amonio (ANAMMOX, de sus siglas en inglés ANaerobic AMMonium OXidation). En los dos casos se trata de fango granular, que ofrece las siguientes ventajas al compararlo con tratamiento convencionales de fangos activos: i) altas concentraciones de biomasa que permite soportar variaciones de carga; ii) mayor capacidad de retención de la biomasa; iii) unidades compactas que demandan menos espacio. Tras las fases de diseño y construcción, se ha conseguido su puesta en marcha. Además, se ha conseguido operar el proceso de forma estable a diversos rangos de temperatura.