OGESA-Agua; Diseño y costes de explotación de depuradoras urbanas con tecnología extensiva ”Sistema aQuarQ”

15/06/2017

OGESA-Agua; Diseño y costes de explotación de depuradoras urbanas con tecnología extensiva ”Sistema aQuarQ”




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 una tecnología propia de tratamiento de aguas mediante humedales artificiales con tamices vegetales de helófitas en flotación, “Sistema aQuarQ”.
 
Desde 2014, QuarQ Enterprise cuenta con la única planta puramente experimental de sistemas de depuración mediante helófitas en flotación y cuyo desarrollo fue posible gracias a la financiación de ICEX/Invest in Spain y a la colaboración de ACUAES y del Ayuntamiento de Badajoz, donde se ubica la planta. En esta planta se lleva a cabo un proceso continuo de optimización del sistema mediante modelización de los procesos naturales de depuración.
 
La planta está diseñada de forma que permite configurar la misma para simular y estudiar los distintos modelos empíricos de diseño preexistentes, lo que ha permitido, gracias a la colaboración en el proyecto de la Universidad Politécnica de Cataluña, el desarrollo de un nuevo modelo racional de dimensionamiento del sistema.
 


Sistema modular AQ3M y variedades vegetales

 
Una parte fundamental de la tecnología es el sistema modular AQ3M, concebido para el desarrollo en flotación del tamiz de plantas helófitas. Esta estructura, patentada y comercializada por QuarQ Enterprise, está diseñada para facilitar la formación del tamiz de helófitas en flotación, favoreciendo el entramado radicular de las plantas y no forzando la parte aérea en su desarrollo.
 
AQ3M es una nueva concepción que mejora ostensiblemente experiencias anteriores gracias a su ergonomía única, gran flotabilidad, alta usabilidad y durabilidad. El ensamblaje secuencial de numerosas piezas de material plástico permite la instalación de grandes tamices vegetales sobre la superficie del agua. Su flexibilidad y rigidez variable la hace óptima para resistir cualquier inclemencia. AQ3M fue reconocida como “Novedad Técnica sobresaliente” en la edición 2016 de SMAGUA, tras 2 años instalada satisfactoriamente en varias depuradoras de aguas residuales urbanas de la provincia de Cuenca (Pozorrubio de Santiago y otras).
 
 
 
 
Otra parte fundamental para el correcto desarrollo y funcionamiento del sistema aQuarQ es una adecuada selección de las variedades vegetales a implantar.
 
QuarQ Enterprise S.A. desarrolló un proyecto de investigación con el Centro de Investigación La Orden-Valdesequera, ubicado en Extremadura, encaminado a la consecución de una cuidada selección de variedades de plantas helófitas que presentan las características idóneas para conseguir rendimientos de depuración superiores y una perfecta aclimatación a diferentes regiones del planeta.
 
Quarq Enterprise S.A., además de helófitas no sometidas a procesos de selección y trazabilidad, comercializa las únicas 3 variedades vegetales destinadas a depuración y en vías de registro en la Comunidad Europea.
 
Con el sistema aQuarQ, QuarQ Enterprise ha puesto su conocimiento al servicio de la depuración sostenible.

 

 


Bases del funcionamiento de la tecnología aQuarQ

 
La tecnología aQuarQ actual, está basada en el empleo eficiente de plantas 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 filtros verdes vegetales de depuración natural. Este sistema transfiere oxígeno al entorno; A más eutrofización (mayor demanda biológica y química de oxígeno) más oxígeno tiende a emanar por el rizoma. Esta tecnología crea un tamiz vegetal mediante el desarrollo rizomático del material vegetal sobre la estructura flotante aQuarQ AQ3M anclada a los taludes longitudinales de lagunas preexistentes o balsas.
 
La flotación del tamiz vegetal en su fase inicial se consigue mediante la estructura exclusiva aQuarQ AQ3M que permite una eficiente teselación superficial y la no agitación de los plantones, consiguiéndose tanto el mantenimiento de la verticalidad de la planta como la fijación espacial de toda la estructura.
 
El propio desarrollo rizomático de las plantones en la estructura acaba conformando un tamiz de unos 0,75 m de espesor bajo la superficie del agua, generando un sistema natural que se mantiene permanentemente en flotación.
 
La tecnología aQuarQ capta oxígeno de la atmosfera y lo conduce hasta el sistema radicular a través de los múltiples canales aeríferos internos de nuestras variedades vegetales seleccionadas, inyectándolo en el medio acuático a través del sistema rizomático que conforma el tamiz vegetal y consiguiendo un sistema aerobio muy rico en oxígeno.
 
Esto 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. aQuarQ permite la eliminación de coloides y materia en suspensión por adsorción-absorción a través del sistema radicular.
 
La tecnología siempre cuenta con un pretratamiento convencional 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 (en el resto del sistema no se generan), lo que disminuye considerablemente los costes de operación.
 
La tecnología aQuarQ consigue reducir sólidos en supensión hasta el 99%, la DBO5 hasta el 95%, el DQO hasta el 93% y los patógenos hasta el 95%.
 


Diseño de una EDAR con el "Sistema aQuarQ"

 
El el siguiente estudio, se toma como valores de diseño una población rural tipo de 850 habitantes equivalentes.
 
 
 
 
Parametros de entrada
 
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.
 
 
 
Parametros de salida
 
Se tomará 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.
 
 
Elementos del sistema aQuarq
 
  • Obra de llegada y pretratamiento convencional.
     
  • DTH (Tratamiento primario anaero-bio). 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.

Dimensiones útiles
 
En cuanto a la superficie de tratamiento con tamices de helófitas en flotación, en este caso, el resultado ha sido de 1,9 m2/h.e. y oscila habitualmente entre 1,8 y 2,7 m2/h.e. La superficie total mínima necesaria para la instalación completa varía de 3 a 4 m2 por habitante equivalente.
 
 
 
 
Costes
 
De los resultados anteriores podemos concluir, que el “Sistema aQuarQ” en la actualidad es la solución, más natural, eficiente y económica a los problemas de aguas residuales urbanas en municipios pequeños.
 
 
Más información sobre el Sistema aQuarQ en www.quarqenterprise.com
 
 

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