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3er Decálogo sobre instalación de HUMEDALES artificiales mediante tamices de helófitas en flotación

12/04/2020

3er Decálogo sobre instalación de HUMEDALES artificiales mediante tamices de helófitas en flotación

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Javier Carbonell Espín

Javier Carbonell Espín

  • Ingeniero Agrónomo
  • Consejero Delegado de QuarQ Enterprise S.A.
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"En este TERCER DECÁLOGO, seguimos sumando al conocimiento de esta tecnología dejando claro las ventajas de la misma con el objeto de despejar cualquier duda  que induzca a confusión a la hora de tomar decisiones sobre la tecnología a elegir"


No nos cansaremos de decir que aunque la base científica y técnica para el diseño de este sistema ya es una realidad demostrada, el desconocimiento y desconfianza a esta tecnología, unido al mal dimensionamiento realizado por los  precursores iniciales (basados en ensayo y error) es hoy  el gran hándicaps al que nos enfrentamos.

Con este tercer decálogo quiero dar conocimiento y seriedad a este sistema de depuración extensiva para posicionarlo en el lugar que se merece dentro de la depuración natural, eficiente y circular.

 

Depuradora mediante humedal artificial en flotación en Cuenca
 

A continuación  se destacan los 10 nuevos conceptos básicos que conforman este 3er decálogo:
 
31. Importante ventaja competitiva frente a otros sistemas por la reducida gestión de lodos. La generación de elevados volúmenes de lodos es una de las características principales de los sistemas aerobios intensivos basados en fangos activados como pueden ser los sistemas de aireación prolongada, reactores secuenciales (SBR), sistemas aireados compactos, reactores biológicos de lecho móvil (MBBR), etc.
 
Además de que en estos sistemas los lodos deben ser extraídos de forma casi continua para su tratamiento en una línea propia, los mismos presentan un elevado porcentaje de humedad y fracción volátil lo que encarece enormemente su gestión e impide su aplicación agronómica directa.
 
Los lodos generados por los humedales artificiales en flotación son tratados en la fase anaerobia del propio sistema (Ver línea de agua). Esta fase se diseña para que el tiempo de permanencia sea superior a 5 años, lo que permite extraer los lodos tras una reducción de volumen en torno al 85% respecto a los lodos de fangos generados en sistemas de fangos activados. Se extraen ya estabilizados y prácticamente mineralizados para ser directamente aplicables como enmienda agronómica. El coste de gestión se estima que se reduce a más del 90%. Ventaja muy importante a lo largo de la vida útil de estas instalaciones que se estima en un mínimo de 25 años
 
32. El ahorro energético otra pieza clave de las depuradoras mediante humedales artificiales en flotación. Los principales consumos de energía de los sistemas intensivos basados en fangos activados se localizan en los medios mecánicos necesarios para aportar oxígeno al proceso y en los medios mecánicos necesarios para la deshidratación de los fangos generados.
 
Aunque en menor medida, el consumo eléctrico para aportar oxígeno a EDAR también es destacable en humedales artificiales aireados y en aquellas tecnologías que consiguen la aireación mediante el movimiento de los soportes de microoganismos  (sistemas de biodiscos) o el bombeo del agua sobre dichos soportes (lechos bacterianos). En el caso del de la depuración mediante tamices de helofitas en flotación el consumo eléctrico se limita principalmente al bombeo del agua bruta y el pretratamiento, siempre que no se pueda funcionar por gravedad y que el pretratamiento sea automatizado respectivamente. En este caso el consumo eléctrico se estima que se reduce a más del 80%. Ventaja muy importante a lo largo de la vida útil de estas instalaciones que se estima en un mínimo de 25 años.
 
33. Los elementos electromecánicos en las EDARs mediante humedales artificiales en flotación prácticamente son nulos. Estos componentes son los de menor vida útil en las estaciones depuradoras, de ahí que a los costes de mantenimiento haya que añadir los costes de sustitución periódica de los elementos electromecánicos que dejen de ser funcionales. Gran ventaja de esta tecnología frente a los costes de reposición de elementos como motosoplantes en todos los sistemas aireados y centrífugas para lodos en las tecnologías basadas en fangos activados que deben ser tenidos en cuenta a la hora de fijar el coste de explotación de la EDAR. En el caso de los sistemas de biodiscos, los problemas mecánicos del propio rotor y el coste de reparación en caso de darse la avería suponen los mayores inconvenientes de estas tecnologías.
 
En el caso de los EDAR de helofitas en flotación los únicos elementos electromecánicos son el pretratamiento y las bombas de agua en caso de que no pueda realizarse por gravedad y con pretratamiento de limpieza manual, Lo que las hace las más sostenibles y menos sofisticadas de mantener. El coste sustitución de elementos electromecánico puede ser prácticamente nulo. Partida muy a tener en cuenta a la hora de su operación y mantenimiento.
 
34.  La simplicidad de funcionamiento de las depuradoras mediante tamices de helofitas en flotación permite que el mismo pueda ser operado por personal sin una cualificación especial, generalmente por los propios operarios municipales. Esto es especialmente importante en pequeñas poblaciones donde se carece de personal especializado o que pueda estar asignado únicamente a la EDAR, lo que dificulta la correcta operación de sistemas más complejos como los SBR, MBBR, fangos activados y sistemas extensivos con funcionamiento intermitente como los filtros de arena o los humedales artificiales de flujo vertical. El coste de operación se estima en un 80% inferior siendo además el 70% del mismo ejecutado por personal local.
 
35. Los únicos olores que se generan en el los EDAR mediante helofitas en flotación son los que se generan en la obra de llegada y pretratamiento, que son idénticos a los de una EDAR convencional pero, a diferencia de éstas, se evita el resto de olores que constituye la principal fuente de malos olores en las tecnologías de tipo intensivo. Reducción por tanto de más del 95% de los olores o lo que es lo mismo no huelen a más de 50 metros.
 
 
Evolución del tamiz de helófitas en 90 días
 

36. Los humedales artificiales en flotación en su uso como depuradoras naturales presentan gran tolerancia frente a cambios de caudales y cargas, funcionando con tiempos de retención hidráulica en torno 15 días en total que incluye una fase anaerobia como primer paso con un tiempo de retención hidráulico siempre mayor a 2 días. Este elevado tiempo de retención, a diferencia de lo que ocurre en los sistemas intensivos o en los humedales artificiales de flujo vertical subsuperficial o los filtros intermitentes de arena, proporciona a la depuración mediante tamices de helofitas en flotación  una alta capacidad de asimilación de aumentos puntuales de carga o caudal. Ventaja a tener muy en cuenta a la hora de elegir tecnologías extensivas.
 
37. La estructura flotante de los tamices en flotación es la mayor ventaja de esta tecnología frente a los lechos de gravas. La colmatación del lecho de grava constituye uno de los mayores problemas que pueden apreciarse en las EDAR basadas en humedales artificiales de flujo subsuperficial, tanto vertical convencional o aireado como horizontal. La colmatación del lecho acorta la vida útil de estos sistemas. La EDAR mediante humedal artificial en flotación, mantiene las plantas en flotación y no enraizadas sobre un lecho. Al carecer de lecho, evita el mayor problema al que se enfrentan los humedales artificiales desarrollados hasta ahora: LA COLMATACIÓN. Por tanto, aumenta la vida del EDAR al doble o triple disminuyendo los costes de inversión y de reposición considerablemente.
 
38. Visualmente, una EDAR construida mediante tamices de helofitas en flotación es similar a un humedal natural totalmente cubierto por vegetación que constituye un hábitat naturalizado donde acaban refugiándose multitud de anfibios y aves, consiguiendo una perfecta integración en el paisaje en que se instale. Este pequeño pero importante detalles es imposible para los sistemas intensivos y algunos extensivos requieren una obra civil y equipamiento que implica la introducción de elementos artificiales en el paisaje.
 
39. La simplicidad de ejecución y mantenimiento de una depuradora con tamiz de helófitas en flotación permite el empleo de los recursos locales en gran medida tanto en su construcción como en su mantenimiento, suponiendo un impacto positivo sobre la socioeconomía del municipio.
 
40. Las depuradoras con tamices en flotación carecen de grandes infraestructuras y complejos elementos electromecánicos, tienen un coste de implantación que ronda el 30% de los costes de implantación de un sistema intensivo convencional y en cuanto a los costes de operación supone un ahorro en coste energético y en gestión externalizada de lodos además de que no requerir un personal especialmente cualificado para su explotación estimándose este en poblaciones de menos de 2.000 h.e. del 25 al 30% de los costes de explotación de un sistema intensivo convencional.
 
 
Línea de agua de una instalación de helófitas en flotación
 

 

El próximo decálogo lo dedicaré a informarte sobre otros usos y beneficios de estos humedales artificiales en flotación en otros ámbitos: Su uso en aguas industriales, como terciario de EDAR, en la mejora de humedales naturales y masas agua, balsas de riego… Intentando poner en valor y dar protagonismo a esta maravillosa tecnología que tanto beneficio traerá a nuestro medio rural y Planeta.
 

 


 

Javier Carbonell
 
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Comentarios Publicar comentario
22/05/2020
JAVIER CARBBONELL ESPIN escribió:
Estimado Fernando, en cuanto a los rendimientos en eliminación de nutrientes, le invito a ver los puntos 17 y 18 del segundo decálogo. En cuanto al fósforo, la tecnología por si sola tiene rendimientos pobres como todos los humedales artificiales. En cuanto al nitrógeno, seguimos investigando la posibilidad de mejorar sus rendimientos mediante recirculación, hibridación, etc. No obstante, la reciente publicación de los avances del futuro reglamento europeo de regeneración y reutilización de agua nos anima a aventurar que los nutrientes en aguas residuales ya depuradas serán un valor añadido de cara a su reutilización en riego lo que, además, permitiría el empleo de tecnologías blandas (y económicamente sostenibles) en un mayor número de casos.
Respecto a las necesidades de siega, ya en el decálogo 2 adelantamos alguna información que prevemos desarrollar en un futuro en este mismo medio.
Un cordial saludo
15/04/2020
Rafael Gay-de-Montella P.Eng. escribió:
Los “Decálogos” publicados son una guía de gran valor sobre una tecnología muy sencilla, de bajo costo, aplicable en lugares con gran necesidad de tratar las aguas servidas.
Mi más sincera Felicitación al autor. Su obra es de un gran valor!
13/04/2020
Fernando S. Estévez escribió:
Ante todo felicitar a Javier Carbonell por su clara exposición, en este y en los anteriores artículos.
No estaría de más mostrar algunos de los puntos menos fuertes de esta tecnología como pueden ser: rendimientos, eliminación de N y P, producción y dificultad para extraer la biomasa (que hay que retirar), mosquitos, dependencia de personal exterior para llevar el seguimiento y analíticas, resistencia a vertidos industriales,... No todo es bueno. TODOS los sistemas tienen pros y contras.
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