4.3 La depuració d'aigües residuals

Els processos de depuració han evolucionat segons les noves exigències i s’han desenvolupat nombroses alternatives de tractament que permeten depurar molts tipus d’abocaments. La selecció i el dimensionament dels processos de depuració físics, fisicoquímics i biològics més adequats per al tractament d’una aigua residual constitueixen un camp d’especialització d’enginyeria ambiental. Finalment quan parlem de depuració, estem parlant senzillament d’una separació sòlid-lìquid.

4.3.1. El funcionament d’una estació depuradora d’aigua residual (EDAR)

Els processos es classifiquen en quatre grans apartats:

a) pretractament

b) tractament primari

c) tractament secundari

d) tractament terciari

Pretractament	Reixes i tamisos Desarenador Desgreixador Homogeneïtzació Neutralització Aeració	Eliminació de sòlids voluminosos Eliminació de sorra Eliminació de greixos Regulació de cabals i càrregues Regulació de pH Eliminació de gasos
Tractament primari	Coagulació-floculació Decantació Flotació	Formació d’agregats de partícules Sedimentació dels flòculs Eliminació de sòlids en suspensió
Tractament secundari	Filtre percolador Fangs activats Digestors anaerobis Llacunatge	Oxidació de matèria orgànica biodegradable Oxidació de matèria orgànica biodegradable Oxidació de matèria orgànica biodegradable Oxidació de matèria orgànica biodegradable
Tractament terciari	Eliminació de nutrients Filtració Adsorció Ozonització Filtració amb Membranes Bescanvi iònic Llacunatge	Eliminació de nitrogen i fòsfor Eliminació de sòlids en suspensió Eliminació de color i olors Oxidació de compostos Eliminació de compostos dissolts Eliminació de salinitat i metalls Eliminació de patògens i altres càrregues

fig 16

Figura 16. Sistemes de depuració d'aigües. Font: TECSPAR (2009)

Com sabem, la depuració d’aigües residuals té com a objectiu separar les substàncies contaminants de l’aigua. Aquests processos generen una fracció líquida que és l’aigua depurada que és retornarà al seu cicle natural i una fracció sòlida que seran els fangs. Caldrà tractar els fangs de la manera més adient abans de portar-los a la seva destinació final: reutilització o disposició en abocadors.

No existeix un únic tractament per als fangs, sinó que es realitza una seqüència de tractaments en sèrie per aconseguir les característiques finals dels fangs desitjables.

Els tractaments de fangs

Espessiment	Eliminació de l’aigua per gravetat (en decantadors) i flotació (en flotadors) i reduir el volum de fangs. També es pot aconseguir per centrifugació amb ajut de additius químics.
Estabilització	1^er.Digestió aeròbica, que consisteix en reduir i estabilitzar la matèria orgànica. 2^on.Digestió anaeròbia, té la mateixa funció que la aerobi amb producció de biogàs aprofitable. 3^er.Química, que es realitza amb l’addició de cal. Després de l’estabilització cal aplicar una deshidratació de fangs.
Deshidratació	Per millorar el seu rendiment cal que els fangs hagin passat per l’espessidor. Els tractaments més comuns són: 1^er.Eres d’assecatge: filtració sobre un llit de sorra acompanyada de evaporació 2^on.Filtre banda: fer passar el fang per unes teles filtrants, en que per efecte de la pressió d’uns corrons sobre el fang l’aigua passa a través de les teles. 3^er.Filtre premsa: premsatge del fang entre dues plaques que després s’obriran per extreure el tortó de fang.
Assecatge tèrmic	Reducció del contingut d’aigua per vaporització en aportar una font de calor.
Valorització energètica	Consisteix en la combustió dels fangs a altes temperatures per eliminar l’aigua i la matèria orgànica que encara contenen.
Compostatge	Descomposició biològica aeròbia de la matèria orgànica, s’aplica als fangs per reutilitzar-los en l’agricultura.

fig 17

Figura 17. Sortida del fang del filtre premsa. Font: fortunecity.es

Per ampliar coneixement sobre els tractaments de fangs visiteu aquest web.

Visiteu aquest web a on trobareu una visió general esquemàtica i animada de les línies d’aigua, de fangs i de cogeneració d’una EDAR.

Podeu visitar també la EDAR de Balaguer, aquí.

4.3.2. Els sistemes naturals: El llacunatge i els aiguamolls

Tant el llacunatge com el sistema natural d’aiguamolls són tractaments d’aigües residuals que depuren la càrrega contaminant de forma natural i biològica sense necessitat de tanta infraestructura ni d’ aportació energètica com són els altres sistemes de tractaments que hem comentat anteriorment. A més a més, aquests sistemes es caracteritzen per una gran integració en el medi natural, un baix cost d’instal·lació i manteniment. Però, d’altra banda tenen dificultats per depurar efluents de elevades càrregues contaminants.

La tècnica del llacunatge consisteix en fer circular lentament l’efluent pretractat (reixes, desarenador,...) dins d’una successió de basses poc fondes. Al llarg del circuit de l’efluent , la depuració es realitza de forma natural, gràcies a la proliferació de microorganismes i d’algues microscòpiques aportant l’oxigen necessari.

El llacunatge és una bona solució per zones càlides, rurals de grans terrenys plans. És econòmic i aplicable a aigües industrials si son combinades amb aigües domèstiques assoleixen un rendiment acceptable. D’altra banda, s’ha de controlar el creixement de les algues i l’acumulació de fangs. Però aquests fangs produïts tenen l’avantatge que són reutilitzables per l’agricultura.

Figura 18. Sistema complerts de llacunatge. Font: TECSPAR (2009)

Figura 19. Llacuna de Mèxe. Font: ac-montpellier.fr

Els sistemes biològics predominants de llacunes són:

Llacuna anaeròbia	Càrregues elevades Profunditat de 2,5 a 5 m Rendiments entre 50 i 85% de DBO₅ Temps de retenció entre 20 i 50 dies Sense oxigen
Llacuna facultativa	Càrregues mitjanes Profunditat de 1,2 a 2,5 m Rendiments al voltant de 80% de DBO₅ Temps de retenció entre 5 i 30 dies Dos fases:aerobi/anaerobi
Llacuna aeròbia o de maduració	Baixes càrregues Profunditat de 0,3 a 0,5 m Rendiments entre el 80 i 95% de DBO5 Temps de retenció entre 4 i 6 dies Presència d’oxigen

Els aiguamolls son similars a un llac o llacuna però més petits i amb grans incorporacions de vegetació. Els aiguamolls son ecosistemes aquàtics que depuren les aigües contaminades i que a més a més tenen altre funcions com la captació i reciclatge de nutrients, la generació i recuperació d’ecosistemes, l’ estabilització d’inundacions i la recàrrega d’aigües subterrànies. En Aquest procés de depuració es basa principalment en l’ús de plantes flotants i/o submergides, disposades en llacunes o canals a una profunditat inferir a un metre i sotmeses a la climatologia (precipitacions, temperatura i radiació). La complexa interacció entre els diferents components d’aquests sistemes condicionant el rendiment de la depuració. Els sistemes d’aiguamolls construïts s’identifiquen per la superfície i el tipus de vegetació (veure figura 20 i 21).

Figura 20. Tipus de macròfits. (esquerra) Emergent: Hydrocotyle; (centre) Emergt: Tyfa; (dreta): Submergida: Miriophyllum. Font: TECSPAR (2009).

fig 21

Figura 21. Font: TECSPAR (2009)

Els aigüamolls contruïts poden ser de dos tipus:

Flux superficial	Está exposat als fenòmens climatològics El temps mínim de retenció és 10 dies Ús del sòl com a medi de plantació Coexistència de molts processos: sedimentació, mineralització, adsorció fisico-quimica, assimilació de nutrients i emissió de gasos
Flux subsuperficial	El flux circula a través de material poros (grava i sorra)Rendiments del 60% en la eliminació de matèria orgànica Menys exposició al entorn ambiental que el sistema de flux superficial Major cost de construcció i de manteniment

fig 22

Figura 22. Tipus d'aiguamolls construïts. Font: TECSPAR (2009)

Per més informació sobre els sistemes naturals, llegiu els capítols: 2 “Sistemas de tratamiento convencionales versus sistemas naturales”, 3 “Sistemas naturales para el control de la contaminación difusa” i 6 “Tratamiento biológico: Fundamentos, aplicaciones y modelación” del "Manual de Tecnologías sostenibles en tratamiento de aguas” editad per TECSPAR que trobareu aqui.

4 8