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FITODEPURACIÓN

Depuración de aguas residuales

mediante humedales artificiales

Pablo Navarro Tena

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1_SANEAMIENTO EN ESPAÑA

• Tercera etapa saneamiento: protecciónambiental (1-prot. Sanitaria, 2-prot.Usos).

• Años 50-70 inicio y consolidación(>15000heq). A partir de 1986 conentrada en UE (>2000heq).

• Directiva marco 2000.• Texto refundido Ley de Aguas 2001.• Transposición Directiva Marco a Ley de

Aguas 2003.• Real decreto reutilización aguas

residuales 2007.• Ley 5/2014, de 25 de julio, de Ordenación

del Territorio, Urbanismo y Paisaje, de laComunidad Valenciana.

Fuente: Informe autorizaciones de vertido 2015

Desde indústria siderúrgica a explotaciones agropecuárias

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2_PARTICULARIDADES ESPAÑA

• Poblaciones, aglomeraciones y residencias dispersas(Alemania 223hab/km², España 91,95 hab/km²)sobre un territorio amplio, irregular y abrupto(Alemania 263 msnm, España 660 msnm).

• La mayoría de estas pequeñas aglomeraciones nodisponen de recursos económicos ni facilidad deacceso a personal cualificado.

Plan nacional de calidad de las aguas: saneamientoy depuración 2007-2015: insuficiencia de medioshumanos y materiales para la correcta explotacióny mantenimiento de las plantas depuradoras y elescaso control y seguimiento del funcionamiento delas instalaciones por parte de las autoridadescompetentes”

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3_PRESUPUESTOS MUNICIPALESGRANDES DIFERENCIAS EN INVERSIÓN

ALCANTARILLADO (4-35 €) GESTIÓN DE RESIDUOS (16-104 €)

MEDIO AMBIENTE (7-60 €)

https://presupuestos.gobierto.es/mapas/2016

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4_PROPUESTA DE VALOR

Implantación

Sencilla y rápida

Sin puesta en funcionamiento

Baja tecnificación

Tecnologías y materiales de fácil acceso

Explotación

Fiabilidad en el cumplimiento límites legales de

vertido

Costes reducidos

Independencia de condiciones ambientales

Bajo riesgo de colapso y bajo riesgo para el medio

y la salud en caso de ocurrencia

Sin necesidad de inputs energéticos (con

funcionamiento por gravedad)

Larga vida útil de materiales e instalaciones

Sin problemas de salubridad y salud (olores,

mínimo contacto con aguas residuales...)

Mantenimiento

Sencillo y económico

Baja incidencia complicaciones técnicas materiales

Medio ambiente/natural y salud

Generación de hábitats

Aumento de diversidad biológica

Ahorro de recursos energéticos

Sin emisión de GEI

Sumidero de CO2

Producción de biomasa reutilizable (compostaje)

Sin olores

Altas tasas de desinfección del agua residual

Paisaje

Aumento de la diversidad paisajística

SEGURIDAD AMBIENTAL

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5.1_HUMEDALES ARTIFICIALES

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5.2_HUMEDALES ARTIFICIALES

HUMEDAL

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5.3_HUMEDALES ARTIFICIALES

• NIVEL DE TRATAMIENTO: secundario y terciario. ¿primario?

• TIPOS DE AGUAS: residuales urbanas, asimilables a urbanas, grises, masas de agua naturales, escorrentías, lixiviados

• APLICACIONES:

Pequeños núcleos de población (hasta 2,000 habitantes)

Urbanizaciones aisladas

Viviendas unifamiliares

Industrias aisladas (industrias agroalimentarias, viveros, etc.)

Vertederos RSU

Piscinas y estanques

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6_RENDIMIENTOS

Parámetro Porcentaje de eliminación (%)Sólidos de suspensión 80 - 95

DQO 80 - 95DBO5 80 - 95

N 30 - 50P 10 - 20

Patógenos 90 - 99

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7.1_PROCESOS

PARÁMETRO MECANISMO DEPURACIÓN

Eliminación de sólidos en suspensión Sedimentación y retención en el sustrato y/o a través del entramado de raíces

Eliminación de materia orgánica Acción de microorganismos heterótrofos (principalmentebacterias)

Eliminación nitrógeno Procesos de nitrificación/desnitrificaciónAbsorción directa por las plantas

Eliminación de fósforo Absorción por las plantas

Eliminación de patógenos Acción depredadora de bacteriófagos y protozoosCondiciones ambientales limitantesAntibióticos producidos por las raíces

Detoxificación de compuestos químicos nocivos (fenoles, glicoles, sales de amonio cuaternario…)

Acción de los hongos asociados al sistema radicular de las plantas

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7.2_OTROS PROCESOS

• REDUCCIÓN DEL VOLUMEN DE LOS AFLUENTES POR EVAPOTRANSPIRACIÓN.

• Mecanismo

• Alta capacidad evapotranspirativa de la vegetación helófita

• Condiciones de cultivo sin limitaciones hídricas

• Cálculo

• Se realiza un balance hídrico en el humedal

• R.N.V = ETo * kc-P

• R.N.V., reducción neta de volumen

• ETo, evapotranspiración de referencia

• Kc, coeficiente de cultivo (1,5-4)

• P, precipitación

• Importante reducción del volumen de los efluentes del sistema

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8_VEGETACIÓN

• GENERACIÓN DE HÁBITAT• MEJORA DE CONDICIONES AMBIENTALES• EVAPOTRANSPIRACIÓN• MANTENIMIENTO DE LA POROSIDAD DEL LECHO• ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES• AIREACIÓN

• VEGETACIÓN HELÓFITA, TOLERA ENCHARCAMIENTO,ALTA PRODUCCIÓN BIOMASA, POSEEN AERÉNQUIMA

• LA VEGETACIÓN ES IMPRESCINDIBLE EN FLUJOSUPERFICIAL, ES RECOMEDABLE EN FLUJOHORIZONTAL

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9_HUMEDALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL_CANDELEDA

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10.1_DISEÑO

• ELIMINACIÓN DE DBO Y N

MODELO DE FLUJO A PISTÓN IDEALCONSTANTES CINÉTICAS DE PRIMER ORDENESTADO ESTACIONARIO

𝐶𝑡 = 𝐶0 × 𝑒−𝑘×𝑡

• CONSIDERACIONES DE DISEÑO

CARGA SUPERFICIALCONDUTIVIDAD HIDRÁULICAEFECTIVIDAD HIDRÁULICACARACTERIZACIÓN DEL AGARESIDUAL

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10.2_DISEÑO

• DEPENDENCIA DE LA PROFUNDIDAD Y EL TIPO DE FLUJO:

Ka/Kv, Hay estudios que sugieren falta de dependencia entre la profundidad y el rendimiento (h=0,4-0,8m), por tanto se recomienda constantes areales y profundidades de 50cm.

SF/HSSF, no hay diferencia entre el rendimiento de unos u otros, sin embargo, las aplicaciones de uno uotro sistema si presentan otros condicionantes como plagas, olores o salubridad.

(Q/A)

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10.3_DISEÑO

• OTROS MODELOS:

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10.4_DISEÑO_PATÓGENOS

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10.5_DISEÑO

• ESTRUCTURA

PARALELA

EN SERIE

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11_MANTENIMIENTO

• PODA• LIMPIEZA DE PRETRATAMIENTOS Y CONDUCCIONES• VACIADO DE FANGOS

• LA COLMATACIÓN

• CORTO PLAZO: debida a crecimiento radicular y desarrollo del biofilm, ocurre duranteel primer año. Entre un 15 y un 25%, reduciendo el TRH en hasta un 10%.

• LARGO PLAZO: perdida de conductividad continuada a lo largo del tiempo.Principalmente en la zona de entrada y debido al aporte de partículas sólidas

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12.1_SISTEMAS FLOTANTES FITOFILTER

DISMINUCIÓN DE SUPERFICIE NECESARIA

ELIMINACIÓN DE PROBLEMAS DE COLMATACIÓN Y TRANSPORTE DE LECHOS GRANULARES

POSIBILIDAD DE COMBINACIÓN CON AIREACIÓN

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12.2_EJEMPLO PLANTA PILOTO QUART DE POBLET (VALENCIA)

29 de abril 16 de mayo 26 de junio

8 de septiembre(primera siega)

29 de septiembre

Construcción, marzo

2014

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12.2_PLANTA PILOTO QUART DE POBLET (VALENCIA)

2015

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12.3_SISTEMA AIREACIÓN SOLAR

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13_COMPARATIVA SISTEMAS

DATOSPoblación 200heqQ/heq 200l/dDBO5 60g/d·heqNt 10g/d·heq

DBO5SUBUSPERFICIAL FLOTACIÓN FLOTACIÓN AIREADA (SOLAR)

S 1330.96m2 S 792.02m2 S 420.50m2h 0.60m h 1.00m h 1.00m

Superficie/heq 6.65m2/heqSuperficie/heq 3.96m2/heq

Superficie/heq 2.10m2/heq

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