Diseño y costes de explotación en depuradoras urbanas con humedales artificiales en flotación. Modelo Español - Javier Carbonell Espín

Diseño y costes de explotación en depuradoras urbanas con humedales artificiales en flotación. Modelo Español

26/10/2018

Diseño y costes de explotación en depuradoras urbanas con humedales artificiales en flotación. Modelo Español


Javier Carbonell Espín

Javier Carbonell Espín

  • Ingeniero Agrónomo
  • Consejero Delegado de QuarQ Enterprise S.A.


 
"Podemos concluir que la construcción de EDARUs mediante humedales artificiales en flotación en la actualidad es la solución más natural, eficiente y económica  a los problemas de aguas residuales urbanas en municipios pequeños siempre que se cuente con la superficie necesaria determinada en el modelo"
 
El funcionamiento de los humedales artificiales en flotación se basa en el empleo eficiente de plantas helófitas que viven en terrenos inundados ampliamente distribuidos en humedales de todo el mundo.
 
Sus sistemas rizomáticos conforman un denso entramado que las convierte en la solución óptima para la creación de tamices vegetales o filtros verdes de depuración natural. Este sistema transfiere oxígeno al entorno, a más eutrofización más oxígeno tiende a emanar por el rizoma. 
 
El tamiz vegetal puesto en flotación de forma artificial mediante una estructura flotante capta oxígeno de la atmosfera y lo conduce hasta el sistema radicular a través de los múltiples canales aeríferos, inyectándolo en el medio acuático a través del sistema rizomático que conforma el tamiz vegetal y consiguiendo un sistema aerobio muy rico en oxígeno, lo que permite el desarrollo de bacterias aerobias que degradan la materia orgánica y el desarrollo de bacteriófagos en la rizosfera que fagocitan a los agentes patógenos del agua a tratar, permitiendo la eliminación de coloides y materia en suspensión por adsorción a través del sistema radicular.
 
Esta tecnología extensiva siempre debe contar con un pretratamiento adaptado al efluente y un tratamiento primario anaerobio.
 
En caso de emplearse balsas anaerobias, la implantación sobre las mismas del tamiz de helófitas en flotación tiene importantes ventajas como mitigar olores, evitar proliferación de algas y mejorar ligeramente el rendimiento. Además dichas balsas sirven como zona de digestión y estabilización de fangos, lo que disminuye considerablemente los costes de operación.
 
Con este sistema se consigue reducir sólidos en suspensión hasta el 99%, la DBO5 hasta el 95%, el DQO hasta el 93% y los patógenos hasta el 95%.
 
Partiendo de los datos de partida de vertido y objetivos de depuración, utilizando la estructura flotante AQ3M de QuarQ Enterprise SA y sus variedades seleccionadas de Typhas domingensis y la modelización matemática, cinética e hidráulica desarrollada por ésta, diseñamos un EDARU para una población rural tipo de 850 habitantes equivalentes.
 
 

 

 
En el vertido es importante obtener el ratio DQO/DBO de cara a asegurar de que el vertido es biodegradable. Asimismo, también es importante definir la temperatura de diseño pues ello afecta de forma importante a las cargas volumétricas admisibles en el tratamiento primario y la cinética de reacción de remoción de carga que se da en el tratamiento secundario.
  
Tomando como objetivo de depuración los recogidos en el Real Decreto 509/1996, de 15 de marzo, de desarrollo del Real Decreto-ley 11/1995, de 28 de diciembre, por el que se establecen las normas aplicables al tratamiento de las aguas residuales urbanas para poblaciones menores de 10.000 h.e.
 
Se diseña para su correcto funcionamiento la siguiente línea de agua:
 
  • Obra de llegada y pretratamiento.
     
  • DTH (Tratamiento primario anaerobio): 1 balsa impermeabilizada con una profundidad útil de 4,0 m y 0,3 m de resguardo (profundidad total de 4,3 m). Sobre la misma se instalará el tamiz de helófitas en flotación. Elevada remoción de materia orgánica y digestión de lodos.
     
  • ATH: 2 balsas en paralelo impermeabilizadas con una profundidad útil de 1,5 m y 0,3 m de resguardo (profundidad total de 1,8 m). Sobre las mismas se instalará el tamiz de helófitas en flotación. Retención de SS y remoción de carga.
     
  • CTH: Ejecución de 1 balsa impermeabilizada con una profundidad útil de 0,5 m y 0,3 m de resguardo. Sobre la misma se instalará el tamiz de helófitas en flotación. Asegura el contacto agua-tamiz en momentos de caudal bajo y elevada remoción de patógenos.
     
  • Unión en línea de las 3 balsas con la secuencia DTH-ATH-CTH mediante arquetas de homogeneización y reparto.
     
  • Desde la arqueta de homogeneización de los efluentes de salida de la balsa CTH se realizará una recirculación de entre el 50% y el 100% del caudal de entrada a la arqueta de entrada al DTH con posibilidad de derivación manual a las balsas ATH en momentos de baja carga volumétrica en la balsa DTH.

 

 
 

Línea de agua, implantación e imagen de balsas de tamiz de helofitas en flotación.

 
Las dimensiones útiles de balsas obtenidas una vez parametrizadas según modelo de cálculo serían las siguientes:
 
 
 
 
En cuanto a la superficie de tratamiento con tamices de helófitas en flotación y en este caso, el resultado ha sido de 1,99 m2/h.e. 
 
Dependiendo de cada caso la superficie suele oscilar entre 1,8 y 2,7 m2/h.e. siendo la superficie total recomendable para la instalación completa incluyendo urbanización de 3 a 4 m2 por habitante equivalente.
 
El coste de implantación sin contar obras de infraestructuras de entrada y salida del EDARU se estima en 207.410,00 € desglosado de la siguiente forma:
 
 
 
 
 
 
El coste de explotación en la hipótesis más desfavorable se estima en 16.984,00 €, desglosado en las siguientes partidas.
 
 
 
 
Para este caso en concreto los resultados son: Un coste de inversión sería de 240,00 € por habitante equivalente y un coste de explotación  sería de 19,70 € por habitante equivalente y año.
 
Por tanto, de los resultados anteriores podemos concluir que la construcción de EDARUs mediante humedales artificiales en flotación en la actualidad es la solución más natural, eficiente y económica  a los problemas de aguas residuales urbanas en municipios pequeños siempre que se cuente con la superficie necesaria determinada en el modelo.

Quarq Enterprise S.A. centra su actividad en el desarrollo tecnológico de sistemas de tratamiento de aguas residuales mediante tecnologías sostenibles que conjugan eficacia y bajo coste. Actualmente cuenta con el conocimiento y la tecnología propia necesaria para tratamiento de aguas mediante humedales artificiales en flotación con tamices vegetales de helófitas.
 
 
 
 
Más información sobre nuestro Sistema aQuarQ en www.quarqenterprise.com
 
 
Javier Carbonell Espín
 

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