Jornades Tècniques de Gestió de Sistemes de Sanejament d’Aigües Residuals (2003, 2005, 2007 i 2009)

Conclusions i prospectiva

Antoni Freixes Perich Coordinador Gener de 2010

I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals. 2003

II Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals. Sistemes de sanejament i medi ambient. Reutilització planificada de l’aigua. 2005

III Jornades Tècniques de Gestió de Sistemes de Sanejament d’Aigües Residuals. Tractament i valorització de fangs. 2007

Workshop. Les noves tecnologies en el tractament i la valorització de fangs. 2007

IV Jornades Tècniques de Gestió de Sistemes de Sanejament d’Aigües Residuals. Energia i sanejament. 2009

3

I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals. 2003 Antoni Freixes Conclusions i prospectiva La depuració de les aigües residuals és un aspecte cabdal en la gestió de la qualitat i dels recursos d’aigua i en la conservació dels ecosistemes fluvials. El tractament d’aigües residuals és un factor de sostenibilitat. Les particularitats del cicle de l’aigua a la conca mediterrània fan que el tractament d’aigües residuals tingui un valor estratègic. Els escenaris que introdueix el canvi climàtic en l’àmbit mediterrani contribueixen, encara més, a reforçar l’interès i el valor estratègic de la depuració d’aigües residuals. És necessari introduir d’una forma més explícita l’enfocament sistèmic en els processos de tractament i les iniciatives de gestió que impliquin o es basin en les aigües depurades. La reutilització planificada permet definir iniciatives de gestió: suport i creació de zones humides, aigües de reg, refrigeració, recàrrega artificial d’aqüífers, creació de barreres hidràuliques, regeneració de l’aigua per fer-la potable, etc. Cal una gestió coordinada de les aigües depurades amb les aigües superficials i subterrànies i considerar l’interès del aqüífers com a reservoris temporals de les aigües tractades i regenerades. S’ha de fer un èmfasi particular en les possibilitats de la utilització de les aigües residuals tractades com a aigües de reg, i així alliberar importants quantitats de recursos (superficials i subterranis) de qualitat bona o excel·lent, que es poden destinar prioritàriament al subministrament d’aigua potable. És necessari insistir en els esforços i la recerca necessària per abordar amb rigor els problemes i els riscos sanitaris derivats de la reutilització. Cal impulsar les iniciatives necessàries d’R+D+I en tractaments d’aigües residuals i de fangs. S’han d’impulsar les iniciatives de formació següents: un curs especialitzat o màster (tractament d’aigües residuals, tractament de fangs, tractament terciari i reutilització) i un curs de formació bàsica per a operadors de planta (aquest, essencialment, mitjançant aprenentatge electrònic). És necessari consolidar el sanejament actual i implantar la nova planificació (insistir en el tractament o el pretractament de les aportacions d’aigües residuals industrials).

4

Finalment, cal remarcar la importància econòmica del sanejament i dels diferents interlocutors (administracions, consorcis, empreses explotadores, etc.) i la diversitat d’activitats amb participació pública i privada en la gestió. És necessari que hi hagi una associació professional a Catalunya.

5

II Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals. Sistemes de sanejament i medi ambient. Reutilització planificada de l’aigua. 2005 Manel Poch, Manel Monterde, Joan Mata, Ramon Sunyer, Gemma Girós, Mercè Rius, Josep Saña, Pilar Rodríguez, Cristina Pena, Rafel Vinyes, Narcís Prat, Antoni Munné, Antoni Ginebreda, Mariona de Torres, Marta Manzanera, Damià Barceló, Joan Sanz, Gabriel Borràs, Miquel Salgot, Joan Jofre, Lluís Sala i Antoni Freixes Conclusions Metodologia La gestió dels sistemes de sanejament ha de garantir el seu funcionament correcte en tot moment. Aconseguir aquest objectiu passa per aplicar el coneixement i les tecnologies més avançades. El control dels processos s’ha de fer en temps real i s’han d’utilitzar sistemes (procediments o eines) que s’ajustin a la realitat canviant dels abocaments, tot minimitzant el cost energètic i de generació de subproductes. Només amb aquest plantejament serà possible assolir un sanejament d’excel·lència i consolidar el Pla de sanejament en el conjunt del territori. El funcionament correcte dels sistemes pot no ser suficient per arribar al bon estat ecològic dels sistemes hidrològics. Cal anar a una integració de l’operació de tot el sistema, incorporant així mateix una visió més àmplia de la contaminació que l’estrictament orgànica considerada fins ara en els sistemes de sanejament. També cal observar el paper del sanejament en la salut de la població. En el sanejament actual cal obrir el camí cap a un nou paradigma. Es disposa de les eines, de la capacitat tècnica i de la voluntat institucional per materialitzar-lo (així ho indiquen les diverses aportacions de les II Jornades Tècniques GEDAR). Per encarar aquest repte, cal introduir l’enfocament sistèmic d’una manera clara i explícita, atès que constitueix una eina metodològica rigorosa i potent. L’aproximació sistèmica permet definir un marc de confluència de les diferents disciplines que intervenen en el sanejament, és a dir, la interdisciplinarietat. Aquesta aproximació és important tant des del punt de vista de la definició o la concepció del sistema de sanejament com des de la perspectiva de la seva gestió. L’enfocament sistèmic és un pressupòsit epistemològic o metodològic bàsic a l’hora de concebre, dissenyar, construir i observar el funcionament, l’explotació i la gestió d’un sistema de sanejament. L’aproximació sistèmica és particularment important quan s’han de prendre iniciatives de control i monitoratge (disponibilitat d’informació en temps real), en l’aplicació de sistemes d’informació (bases de dades, SIG) i en la introducció de qualsevol tipus de model de gestió.

Així mateix, té un interès enorme l’anàlisi del cicle de vida. Es tracta d’una metodologia que permet l’avaluació dels danys ambientals atribuïbles a un cert producte o activitat

6

al llarg del seu cicle de vida; és a dir, des dels seus orígens com a primera matèria fins al seu final com a residu. El desenvolupament de noves metodologies exigeix que es doni suport a iniciatives d’R+D+I. Sistemes d’informació (bases de dades i sistemes d’informació geogràfica) Els sistemes d’informació geogràfica presenten un gran interès en el coneixement espacial dels sistemes de sanejament. La necessitat de disposar d’una cartografia georeferenciada i integrada en bases de dades és inherent —o ho hauria de ser— a la gestió dels sistemes de sanejament. De l’anàlisi que s’ha fet de la informació alfanumèrica i geogràfica dels sistemes de sanejament de Catalunya, s’ha conclòs que hi ha mancances greus (problemes de coordinació en l’adquisició, el tractament i la difusió de la informació, manca d’integritat i georeferenciació de les dades...) que cal abordar, amb caràcter d’urgència, per tal d’assolir uns nivells acceptables d’informació que ajudin a la presa de decisions en les tasques de gestió del sanejament. La xarxa de sanejament no deixa de ser una xarxa connectada a altres xarxes: sistemes fluvials, sistema litoral marí, sistema d’abastament, sistemes industrials (establiments industrials i els seus col·lectors), etc. Cal que aquesta xarxa de xarxes, que es configura a partir dels diferents aspectes del cicle real de l’aigua, tingui, des d’una perspectiva sistèmica, una topologia de xarxes (origen, destinació, sentit, connectivitat, ruta, etc.). Amb aquesta arquitectura és possible integrar la informació geogràfica i alfanumèrica i posar-la a la disposició dels tècnics i els administratius. Processos L’optimització dels processos que asseguri un bon funcionament del sistema exigeix incrementar-ne el control (que s’ha de fer en temps real). Només així es limitarà l’impacte al medi receptor de determinades càrregues contaminants. Cal insistir en els esforços, ja evidents, d’introduir la modelització com a eina de gestió del procés. Si es disposa de models fiables i robustos és possible avaluar d’una manera ràpida l’efecte de diferents alternatives d’operació. La possibilitat d’introduir canvis importants en els processos sembla que pot passar per la utilització de membranes que permetin una separació entre sòlid i líquid (microorganismes/aigua) eficient. La implantació i la consolidació d’aquesta tecnologia eliminaria els problemes operacionals dels decantadors actuals. Digestió anaeròbica La digestió anaeròbica té una producció de fangs limitada i, per tant, és una tecnologia neta en el tractament d’aigües residuals urbanes. Té un balanç net positiu de producció

7

d’energia i implica un canvi de signe amb relació a les emissions de gasos d’efecte d’hivernacle (GEH) en les EDAR.

En climes mediterranis s’observa un funcionament correcte, amb temps de residència d’hores i amb eliminacions de la DQO total i suspesa elevades. Per tant, aquests sistemes tenen un gran potencial a Catalunya. El tractament d’aigües residuals urbanes (ARU) amb sistemes anaerobis és un procés simple, ja que se suprimeix el sedimentador primari i el digestor de fangs. A mesura que es vagin implantant els acords de Kyoto, l’alternativa anaeròbia anirà esdevenint més avantatjosa. Cal posar aquesta tecnologia a punt a escala industrial. El desenvolupament del tractament anaerobi d’ARU (amb eficàcia i cost competitiu) serà un dels avenços més significatius de la història del tractament d’aigües residuals urbanes. Sistemes termòfils aerobis Els sistemes termòfils aerobics consisteixen en una tecnologia que vol aprofitar positivament l’exotèrmia dels mateixos microorganismes. És un procés que aporta avantatges importants i que té un cost raonable. Incrementa la velocitat de reacció i, en conseqüència, pot abaratir infraestructures, disminueix la generació de fangs i elimina organismes enteropatògens; a més a més, permet mantenir concentracions elevades de microorganismes sense problemes de viscositat. Aquests avantatges poden potenciar altres processos, com, per exemple, els sistemes anaerobis mesòfils, amb un increment net de producció de metà. Per tant, es tracta d’un procediment que sembla que a poc a poc s’anirà implementant. Tecnologia de biomembranes (MBR) La utilització d’aquesta tecnologia en la depuració d’aigües residuals urbanes pot estar motivada per les exigències d’obtenir aigua tractada de més qualitat i per les limitacions d’espai. Si s’analitza la tendència d’exigir més qualitat de l’aigua en els efluents depurats (per necessitats de reutilització, per exemple) i la sensibilització més gran en l’impacte ambiental de la societat actual i, a més a més, es consideren les limitacions d’espai (i el fet que el sòl és cada vegada més car), es pot preveure que en el futur no llunyà els processos MBR seran competitius amb els processos convencionals i més avantatjosos, donades les millores en operació i consum que s’observen en els sistemes de membranes. Microorganismes filamentosos: bulking i foaming

8

El bulking i el foaming són un dels principals problemes en les plantes de tractament biològic, especialment en les d’aeració prolongada. És aconsellable fer un seguiment microscòpic a les EDAR dels microorganismes existents al fang. Cal la realització d’estudis tant a escala genètica com fisiològica, per tal de conèixer millor aquests microorganismes i poder actuar per tal d’evitar que proliferin. En el futur s’ha d’anar a cercar tècniques d’identificació mitjançant sondes moleculars, que ja s’utilitzen en el camp de la recerca, però que hauran de ser més assequibles. Fangs: estratègies de gestió (directrius) A Catalunya, donades les marcades diferències amb els objectius europeus i del Pla nacional de llots, és necessari plantejar les directrius següents: - Estimular les pràctiques de valoració energètica dels fangs. - Consolidar les pràctiques d’aplicació al sòl dels fangs. - Minimitzar l’eliminació dels fangs a través de dipòsits controlats. Propostes estratègiques Adequació dels sistemes de tractament i posttractament (revisió i execució del Programa de fangs de l’any 2001, en referència a la periodicitat de les inversions, les tipologies de tractament escollides i l’aplicació del model de gestió). Valoració energètica dels fangs assecats tèrmicament (utilització com a combustible alternatiu en fàbriques de ciment i en centrals tèrmiques; gasificació-vitrificació, transformant-los en un gas de poder calorífic moderat i un material mineral inert valorable com a àrid per a formigons i/o com a material de reblert). Ampliació i millora de les pràctiques d’aplicació al sòl (millora en l’aprofitament en agricultura de producció i restauració de pedreres). Altres propostes d’actuació (en matèria de fangs) Assaigs i experimentació tecnològica (en tractaments de fangs que permetin l’aplicació directa dels fangs en agricultura: digestions termòfiles aeròbiques i anaeròbiques; en els posttractaments: desenvolupament de sistemes propis de control de compostatge, de tecnologies de compostatge «toves» i de nous sistemes de biofiltres; anàlisi de les propietats mecàniques del fang). Millora de les condicions d’eliminació de fangs a través d’abocadors controlats.

9

Aprofitament energètic indirecte a través del compostatge de fangs assecats tèrmicament amb residus líquids. Altres formes de valoració no energètica: fabricació de materials de construcció en els quals s’incorporen proporcions oportunes de fangs assecats tèrmicament. Gestió ambiental de qualitat en estacions depuradores El motiu principal d’implantar un sistema de gestió ambiental en estacions de depuració és la necessitat d’adquirir un compromís en relació amb el medi ambient i que s’assumeixi la responsabilitat, des de les empreses, en les iniciatives de sostenibilitat del nostre planeta. Un altre aspecte determinant és el canvi de mentalitat per part dels clients i altres parts implicades en l’activitat i l’interès creixent per treballar segons les directrius d’un sistema de gestió que incorpori la gestió dels impactes ambientals associats a l’activitat de la depuració. A més, un sistema de gestió ambiental millora l’eficiència dels recursos. La implantació d’un sistema de gestió ambiental implica el compromís de complir amb la normativa ambiental i contribueix a millorar la relació amb les administracions ambientals. La incorporació de la gestió ambiental i de criteris que s’ocupen de la preservació del medi en les activitats relacionades amb el cicle integral de l’aigua ha de ser un element clau en l’estratègia de futur que treballa per la sostenibilitat i el compromís social. Energia El cost de l’energia elèctrica és un dels costos principals en l’explotació d’una EDAR. L’optimització i la reducció d’aquest cost s’ha de fer des de totes les aproximacions possibles: dimensionament correcte dels equipaments, contractació ajustada a la realitat, manteniment i consums, millores tecnològiques en equips més eficients, etc. Manteniment El manteniment programat i sistematitzat ha d’assegurar el bon estat i el bon funcionament dels equipaments electromecànics i dels altres elements que formen part del sistema de sanejament. La gestió informatitzada del manteniment ha de permetre anar més enllà: anàlisi comparativa d’equips idèntics en sistemes de sanejament diferents i establiment de relacions entre cost i eficiència, etc., idoneïtat de determinats components, i detecció d’avaries similars en components o equips similars que hauria de conduir a solucions genèriques. El manteniment s’ocupa de la globalitat del sistema, és a dir, de la totalitat dels elements de la infraestructura de sanejament (enfocament sistèmic), i troba un instrument de grans possibilitats en els sistemes d’informació geogràfica, que aporten un coneixement espacial i unes eines de gestió de la informació molt valuoses.

10

Seguretat La seguretat i la higiene en el treball en el camp de la depuració tenen una gran importància i estan experimentant una forta evolució. L’Agència Catalana de l’Aigua ha augmentat els recursos destinats a aquest tema els darrers anys i ha fet un esforç important per adequar les instal·lacions. La redacció d’un Manual d’autoprotecció és un aspecte bàsic en la gestió, tal com indica el Reglament de sistemes de sanejament. El Manual d’autoprotecció haurà d’observar els efectes que pot tenir una emergència en una planta de sanejament sobre el medi receptor. Aquest enfocament ha d’anar canviant en el futur, per tal d’adaptar-se al que demana la Directiva marc de l’aigua, ja que el que es fixa són els objectius de qualitat del medi. Directiva marc de l’aigua Els programes de mesures que ha de preveure el nou pla de gestió (Pla hidrològic) per assolir els objectius de la Directiva marc de l’aigua (i que cal redactar per a abans del 2009) han de permetre assolir el bon estat ecològic al més tard abans de finals del 2015 i, per tant, l’anàlisi i la sensibilitat del medi receptor es transforma en l’element clau i condicionador de les mesures que cal implantar. Caldrà que els sistemes de sanejament s’adaptin a la sensibilitat i el funcionament del medi receptor. Algunes de les mesures previstes «a final de canonada» es poden veure desplaçades per mesures preventives i d’actuació en origen. Els sistemes de sanejament necessiten una garantia total de funcionament (365 dies a l’any) per al manteniment d’un bon estat de salut del sistema fluvial. En el marc del Pla nacional de gestió sostenible de l’aigua (anunciat pel conseller), caldrà analitzar i valorar els futurs plans de sanejament i les seves revisions, la qual cosa pot comportar actuar en origen, millorar els efluents (tractaments terciaris) i defugir tractaments massius i generalitzats (impulsar tractaments específics i concrets a petita escala). El futur pla de reutilització de l’aigua depurada de Catalunya pot ser també un bon element de millora de la qualitat del medi. Contaminació industrial en els sistemes de sanejament Atès el model de sanejament adoptat a Catalunya, en el qual s’ha optat per connectar majoritàriament la indústria als sistemes públics de sanejament urbà (potser caldria una reflexió renovada sobre aquest plantejament), aquests sistemes esdevenen potencialment els principals punts d’entrada al medi receptor de contaminants específics d’origen industrial (metalls, microcontaminants orgànics, salinitat, etc.).

11

És imprescindible conèixer el balanç de contaminants en els sistemes de sanejament amb una incidència important d’abocaments industrials per avaluar, d’aquesta manera, el seu impacte al medi receptor. Cal reconsiderar la conveniència que cada EDAR disposi de la seva autorització d’abocament corresponent (Llei d’aigües) on es fixin els límits de tots els paràmetres rellevants per a cada sistema de sanejament. D’aquesta manera, es responsabilitzaria cada administració actuant del bon funcionament del sistema, s’exerciria un control màxim de les indústries que hi aboquen i s’aconseguiria una millor protecció del medi receptor. Sistemes de sanejament i medi marí litoral L’Agència Catalana de l’Aigua està fent un esforç considerable a controlar i caracteritzar l’estat del medi marí i avaluar la qualitat de les aigües litorals en relació amb les aportacions del continent i les aigües residuals sanejades (programes de vigilància ambiental). A partir de la Directiva marc de l’aigua (2000/60/CE) s’han introduït criteris ecològics (bioindicadors) d’avaluació de la qualitat del medi marí. Hi ha una bona correlació (dades dels darrers vint anys) entre la qualitat sanitària de les aigües de bany i la posada en funcionament progressiva d’estacions depuradores al litoral. Hi ha parts del litoral català que no assoleixen el bon estat ecològic. En conseqüència, en el futur Pla de mesures es prioritzarà un conjunt d’actuacions per complir, d’aquesta manera, la Directiva l’any 2015. La millora del medi marí exigeix una aproximació que integri les actuacions orientades al sanejament que es fan a terra amb les mesures de control que es fan a mar. Només així es compliran els objectius de la Directiva marc de l’aigua. Contaminants emergents La protecció eficaç de la qualitat integral de les aigües exigeix la promoció de programes de vigilància ambiental per als contaminants emergents per assegurar la conservació del medi aquàtic natural. En el món urbà, a causa principalment del creixement econòmic, el consum de productes és cada cop més elevat i una gran quantitat de productes nous, com ara els fàrmacs o els productes d’ús personal, estan augmentant d’una manera molt considerable. Caldrà insistir en campanyes d’educació ambiental per tal de minimitzar el que s’aboca a les aigües residuals (ús responsable de medicaments...).

12

Tecnologies de la reutilització Les tecnologies actuals basades en membranes són a curt i mitjà termini, i són el camí per explorar tant des del punt de vista d’aplicació a la depuració biològica per mitjà dels bioreactors de membrana com per a la regeneració per mitjà dels quatre processos de membrana —microfiltració, ultrafiltració, nanofiltració i osmosi inversa—, quan es plantegi la reutilització potable indirecta. La recerca en la tecnologia de membranes s’orienta al desenvolupament de membranes intel·ligents (nanotecnologia, etc.). També cal esperar avenços en tecnologies alternatives basades en processos biomimètics. Els sistemes naturals s’han de situar com a referent en la regeneració d’aigües com a part de les tecnologies disponibles. Les tecnologies actuals també es revisaran en la mesura que es concretin els criteris de risc assumits en la reutilització de l’aigua regenerada, tant des del punt de vista dels nous indicadors microbiològics i químics com de la presència de microcontaminants emergents. Risc en la reutilització La reutilització d’aigües residuals és una interessant possibilitat d’obtenir recursos hídrics suplementaris. En el marc dels diferents instruments de què es disposa per definir una possible reutilització (eines d’ajuda a la decisió, anàlisi dels factors econòmics i socials, etc.), la determinació del risc està assolint una importància creixent. En aquest sentit, els sistemes d’anàlisi de perills i punts de control crític han de tenir una rellevància especial, com a mètode per reduir el risc i les despeses associades al control de la regeneració i la reutilització d’aigües regenerades. La microbiologia en l’anàlisi del risc d’aigües regenerades La transmissió de microorganismes patògens és un aspecte molt important en salut pública. Els bacteriòfags (virus), particularment el grup de bacteriòfags com els colífags somàtics, que infecten alguns bacteris intestinals poden ser una eina adequada per avaluar els nivells de desinfecció que han assolit els tractaments de regeneració d’aigua. Aquests indicadors s’haurien d’incorporar al seguiment basat en l’anàlisi de perills i punts crítics de control. En els seguiments de la qualitat d’aigües regenerades cal incloure un bacteri i un bacteriòfag. Així mateix, vist el comportament d’alguns patògens en els tractaments, pensem que cal tenir molt present la desinfecció correcta de l’aigua regenerada segons l’ús que se li vulgui donar.

13

Programa de reutilització i criteris de qualitat de l’aigua regenerada La reutilització d’aigua avui és ja una realitat gens menyspreable, i és previsible que els propers anys anirà agafant un paper més important en la gestió dels recursos d’aigua en el marc d’un país com el nostre, amb un clima mediterrani i amb manca de garantia de qualitat (i quantitat) del recurs. El Programa de reutilització d’aigua a Catalunya és important per tal d’ordenar i planificar totes les actuacions i les iniciatives que hi ha endegades o previstes, com també les que sorgeixin amb el desenvolupament dels treballs del mateix programa. La reutilització pot representar un guany de recurs, tot i que no gaire important (només en les depuradores costaneres o que aboquen a mar). Això no obstant, en alguns casos, els volums per reutilitzar poden ser molt importants. Tanmateix, el principal avantatge és el guany de qualitat del medi, en incrementar el nivell de depuració, mantenir cabals circulants, etc. El treball «Criteris de qualitat de l’aigua regenerada segons diferents usos» constitueix un document de referència a l’hora de concretar la qualitat exigida per la diversitat d’usos possibles (el punt de vista sanitari és molt important). La reutilització com a factor de sostenibilitat Permet reduir la demanda neta d’aigua d’una zona determinada. Permet reciclar i, per tant, «endreçar» elements com ara el nitrogen i el fòsfor, que quan són abocats esdevenen contaminants.

No genera un risc inacceptable per a la salut pública. Permet un estalvi conjunt d’aigua i d’energia en aquells indrets on l’aigua potable sigui energèticament cara, sigui per un consum elevat en la captació, en el tractament i/o en el transport. Produeix beneficis col·laterals, com, per exemple, la millora de la qualitat microbiològica dels punts on abans s’abocaven els efluents secundaris. Prospectiva Les primeres dècades del segle XXI han de servir per impulsar i consolidar les diverses iniciatives de recuperació de l’aigua. L’aigua recuperada, a més a més, ha de ser de bona qualitat, perquè no origini cap tipus de problema al medi receptor i perquè sigui possible la reutilització en cas que es plantegi (a la indústria, a l’agricultura i, fins i tot, com a aigua de boca). Impulsar i consolidar les diferents iniciatives de recuperació de l’aigua dependrà, en bona part, de nous coneixements i, particularment, de la innovació tecnològica.

14

La Directiva marc de l’aigua, en curs d’aplicació i desenvolupament, introdueix el concepte de bon estat ecològic dels sistemes hidrològics com un repte per al futur immediat. Les exigències de la Directiva han de conduir progressivament a la recuperació de la qualitat fisicoquímica i ecològica de les aigües superficials, subterrànies i marines litorals. Des de la indústria també cal que es faci un esforç important a observar la legislació i la normativa existent sobre la qualitat dels abocaments. La connexió dels col·lectors de molts abocaments industrials amb els sistemes de sanejament fa del tot necessària l’existència de pretractaments (o d’alternatives als pretractaments). Els sistemes de sanejament estan pensats bàsicament per al tractament d’aigües residuals urbanes, no pas d’aigües residuals industrials. En aquest context, cal remarcar el paper important que el sanejament ja té i tindrà encara més com a instrument valuós en la recuperació de la qualitat de l’aigua i, en definitiva, com a eina de gestió de l’aigua. Avançar en les tecnologies del sanejament és fonamental tant en el tractament d’aigües residuals urbanes com industrials (i, fins i tot, en el tractament de les aigües procedents d’altres activitats, com ara les ramaderes). Així mateix, també s’ha d’anar avançant en el tractament de les aigües d’escorrentia urbanes; aquestes aigües, en la majoria dels casos, s’incorporen als sistemes de sanejament i poden provocar les anomenades descàrregues de sistemes unitaris (en episodis de pluja) que són una font de contaminació significativa. El sanejament d’aigües residuals urbanes i la regeneració en tractaments terciaris constitueixen un factor important de sostenibilitat. Abans de concretar definitivament les iniciatives (en part, en desenvolupament) del nou Programa de sanejament PSARU-2002 (Programa de sanejament d’aigües residuals urbanes de l’any 2002) i del mateix PSARI-2003 (Programa de sanejament d’aigües residuals industrials), potser caldria disposar d’una avaluació del Pla de sanejament desplegat fins ara. Aquesta anàlisi hauria d’observar la influència de la indústria en les aigües residuals urbanes, considerant la viabilitat present i futura del model actual (veure si funciona o no i, en tot cas, en quin grau, i replantejar el que calgui replantejar). L’avaluació o l’anàlisi que es proposa ens portaria al Llibre blanc del sanejament a Catalunya (el Llibre blanc com una avaluació): avaluar els resultats, identificar els problemes, analitzar on s’ha arribat i plantejar on es vol anar. L’anàlisi també serviria per orientar sobre quin tipus de sistema de sanejament convé més a cada situació, i encara més en aquest moment, quan cal concretar el desenvolupament dels nous programes de sanejament d’aigües residuals urbanes (en desenvolupament inicial) i industrials (projecte). Aquestes iniciatives (és a dir, l’avaluació crítica del Pla de sanejament desenvolupat fins ara) haurien de formar part del futur Pla nacional de gestió sostenible de l’aigua i, recíprocament, les futures iniciatives en sanejament haurien d’observar els objectius i les pautes de la nova planificació de l’aigua. Així mateix, potser caldria analitzar d’una manera aprofundida el model de gestió administrativa del sanejament. A Catalunya s’ha de treballar en el sentit d’optimitzar la gestió administrativa del sanejament. Es tractaria, sobretot, de millorar els models o els

15

esquemes de gestió actuals en els quals intervenen molts interlocutors; s’hauria de concretar amb rigor el paper de cadascun d’ells i un marc de relacions i de responsabilitats i competències ben definit (paper de les administracions de l’aigua —administracions actuants—, de les empreses d’explotació, de les assistències tècniques, etc.). Cal desenvolupar algunes iniciatives interessants de suport a la gestió del sistemes de sanejament, com ara els manuals de bones pràctiques i d’autoprotecció. El desenvolupament de les activitats de sanejament, però, sobretot, la necessitat d’assolir una gestió de qualitat dels sistemes de sanejament del país exigeixen iniciatives en matèria d’informació i formació i d’intercanvi d’experiències i coneixement. En matèria de formació, com ja havíem comentat anteriorment (volum de les I Jornades Tècniques GEDAR), dues iniciatives poden tenir un interès particular: un màster amb el contingut propi d’una formació especialitzada i d’aprofundiment i un curs de formació bàsica pel que fa a l’operador o el responsable de planta o sistema de sanejament (potser per Internet). Més enllà d’iniciatives de finalitats estrictament formatives, cal impulsar jornades tècniques, que són el marc ideal per a la transmissió d’informació i l’intercanvi d’experiències de tots els interlocutors possibles (administracions, empreses, assistències i consultores, universitats i centres de recerca), com ha succeït amb les dues jornades celebrades fins ara, els anys 2003 i 2005. Cal insistir en la definició de noves iniciatives en R+D+I que originin el coneixement i la tecnologia que el sanejament necessita. La recerca i la innovació tecnològica són importants per a la consolidació i la millora de les infraestructures que ja hi ha a Catalunya i també en la concepció i la implantació de nous sistemes de sanejament. Tanmateix, és palès que l’optimització de la gestió dels sistemes de sanejament exigeix coneixement i el desenvolupament de nova tecnologia. En conseqüència, cal fer esforços en R+D+I per part de tots els interlocutors: administracions de la política científica i de l’aigua, unitats o centres d’R+D públics i privats, empreses d’explotació, consultores i assistències tècniques. En aquest context, el paper de l’administració de l’aigua podria i hauria de ser molt important, si més no per identificar les necessitats i per prioritzar i impulsar les iniciatives corresponents.

16

17

III Jornades Tècniques de Gestió de Sistemes de Sanejament d’Aigües Residuals. Tractament i valorització de fangs. 2009 Lucas Moragas Conclusions Aspectes introductoris i normatius, planificació de la gestió de fangs i R+D+I L’evolució normativa és contínua i aquest fet requereix mecanismes àgils d’adaptació als canvis. L’aplicació agrícola dels fangs de depuradora és actualment la via de gestió privilegiada per la normativa europea i pel II Plan Nacional de Lodos de Depuradora (Ministeri de Medi Ambient). La directiva europea que regula l’aplicació agrícola es troba en fase de revisió (aprovació de la nova directiva prevista a llarg termini). Aquesta inclourà criteris de protecció del sòl. Les caracteritzacions realitzades als fangs permeten concloure un compliment de les noves limitacions previstes a la directiva anterior (esborrany). Catalunya s’ha dotat d’elements de planificació: el Programa de gestió de residus industrials de Catalunya (esborrany) (PROGRIC, ARC) i el Programa de fangs (PF, ACA). El PROGRIC estableix els criteris per a la gestió dels fangs durant el període 2007-2012. En resum, proposa: - Proximitat i autosuficiència en la gestió. - Autonomia pública en tractament dels fangs. - Maximització de la valorització energètica. - Prospecció de nous tractaments. El Programa de fangs (2007-2017) preveu: - Les actuacions per a la minimització de la producció de fang. - Maximitzar la diversificació de les vies de destinació i la resolució d’incerteses. - Minimitzar els impactes ambientals, socials i dels costos associats al tractament. - Desenvolupar actuacions d’innovació tecnològica. Tractament i valorització de fangs: metodologia, processos i tecnologies Anàlisi de les tecnologies de tractament i proposta de processos de millora: digestió aeròbica/anaeròbica, compostatge, assecatge tèrmic, assecatge solar, assecatge biològic, incineració, gasificació i vitrificació.

18

- Apareixen possibilitats de millora (sector amb alta activitat). - Noves alternatives tecnològiques. Anàlisi de processos de valorització: aplicació agrícola, rizocompostatge, aplicació a pedreres, aplicació en materials de construcció. Necessitat de processos de benchmarking amb participació de l’Administració, els tecnòlegs i explotadors, i la comunitat científica (convenis i estudis en curs des de l’Agència Catalana de l’Aigua). L’Agència Catalana de l’Aigua disposa d’experiència i resultats de proves industrials de tractaments de fangs que permeten revisar la programació. És necessari preveure els tractaments de fangs de forma global, tenint en compte la seva integració en el conjunt de les estacions depuradores: efectes dels retorns (les tecnologies anammox, SBR, Sharon, etc.). Fase de disseny i fase d’explotació. Eliminació d’olors en els tractaments i posttractaments de fangs Es posa en relleu la importància de l’impacte social i ambiental de l’olor: exigència social creixent (rebuig) que determina la necessitat de solucions. Metodologies d’actuació participativa: cas d’Olot. Possibilitats de reutilització dels fangs com a adsorbents. Naturalesa química i microbiològica del fang Els fangs com a registre de l’activitat humana i industrial: la presència de contaminants orgànics i microbiològics. Sistemes d’informació i prevenció de riscos i seguretat Aplicació de tecnologies de la informació en la gestió de dades associades a la gestió de fangs. Importància de la prevenció de riscos laborals en la gestió d’instal·lacions de tractament i valorització de fangs: atmosferes explosives, riscos biològics i gasos tòxics.

19

Workshop. Les noves tecnologies en el tractament i la valorització de fangs. 2007 Josep M. Obis, Lucas Moragas, Marc Moliner, Esteban Chornet, Xavier Elias, Joan Mata-Álvarez, Joan Llorens, Ricard Torres, Maria Martin, Esther Torrens, Frank Stüber, Agustí Fortuny, Azael Fabregat, Christophe Bengoa, Josep Font, Xavier Flotats, Antoni Sánchez i Antoni Freixes Línies d’actuació i projectes de desenvolupament en el tractament i la valorització de fangs a Catalunya La gestió de fangs de depuració es troba condicionada per factors d’índole diversa: socials, ambientals, logístics, econòmics i energètics, entre d’altres. L’evolució d’aquests factors és, sovint, difícilment previsible. Així doncs, si bé en l’actualitat a Catalunya es disposa de les vies necessàries per a la gestió correcta dels fangs, s’han de preveure mitjans per fer front a possibles escenaris futurs, on la configuració dels esmentats condicionants pugui ser diferent a l’actual. En síntesi, davant la diversitat i la incertesa dels factors que condicionen la gestió del fang, s’imposa dotar-se de la diversitat més gran d’opcions de gestió possible. Per assolir aquest objectiu és necessari tenir el màxim coneixement de les característiques del fang i dels sistemes de gestió del material. Aquest coneixement s’ha de dirigir cap a la promoció de recerca bàsica i aplicada, així com a l’adquisició d’experiència directa en l’àmbit de la producció, el tractament i la gestió del fang. L’horitzó d’aquesta recerca se situa a mitjà i llarg termini, a fi i efecte de complementar i/o substituir les vies de gestió del fang actuals. En relació amb el que s’exposa més amunt, l’Agència Catalana de l’Aigua ha promogut i continua promovent línies de recerca per a la millora de la gestió del fang a Catalunya. En aquest sentit s’han dut a terme diverses iniciatives, algunes de les quals es poden considerar pioneres en el nostre entorn immediat. En el marc de la dinàmica descrita, el nou Programa d’actuacions per a la gestió dels fangs residuals generats en els processos de depuració d’aigües residuals urbanes de Catalunya, que es troba en procés d’elaboració, incorpora com un dels seus principals objectius la dotació de recursos per a la realització d’activitats d’R+D+I orientades als seus principis generals. A continuació es relacionen les línies de recerca vigents i previstes relatives a la gestió dels fangs:

a) Estudi de les característiques mecàniques del fang deshidratat

b) Estudi de microcontaminants orgànics emergents (PBDE, PFO, cloroparafines, «farmacèutics»)

c) Millora de la deshidratació del fang

20

d) Optimització de la digestió anaeròbica (hidròlisi prèvia: tèrmica i ultrasons)

e) Digestió aeròbica termòfila

f) Aprofitament de biogàs

g) Aplicació agrícola del fang (digerit, compost, sec)

h) Aprofitament de fang en activitats extractives

i) Projecte LLOT 1 i 2

j) Tractaments: Avantprojectes de plantes de compostatge Compostatge distribuït Compostatge gris Assecatge de baixa temperatura Optimització energètica dels assecatges tèrmics Assecatge solar Tractament químic

k) Valorització energètica en plantes de fabricació de clínquer

l) Gasificació (projecte de planta de gasificació)

m) Planta de vitrificació Noves tecnologies (innovació tecnològica) La valorització de fangs via gasificació Els fangs de les estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR), siguin primaris o secundaris, poden ser deshidratats, amb additius, en concentracions de sòlids que se situen entre el 20% i el 30% de la massa total. En aquestes condicions, els fangs deshidratats constitueixen un matèria primera que es pot convertir en gas de síntesi amb un rendiment energètic positiu. El gas de síntesi es pot utilitzar en mode cogeneració en turbines de vapor, o bé en motors de combustió interna. Es tracta d’una opció interessant que mereix una anàlisi detallada que es pot trobar en l’article publicat en aquest mateix volum. L’article esmentat presenta una estimació dels costos del sistema de gasificació que es proposa. La integració en les infraestructures existents és determinant del cost final. La gasificació de fangs conjuntament amb residus sòlids urbans pot ser d’interès en municipis que realitzin la gestió de les aigües i dels residus sòlids de manera compatible i complementaria. Així es pot aconseguir una millor integració de la calor residual. Són possibles economies d’escala amb els dos tipus de residus.

21

La gasificació de fangs amb acoblament al condicionament de gasos és una alternativa de valorització que es pot implantar amb un balanç positiu i és probablement competitiva amb altres tècniques de conversió com la incineració i el pretractament/digestió anaeròbica. La gasificació és compatible amb les més estrictes normes mediambientals i el gas de síntesi generat és tan net com el gas natural i, produït en absència de nitrogen, es pot utilitzar en la síntesi de biocarburants. Valorització material Com a resultat de les valoritzacions energètiques dels fangs d’EDAR (i també d’altres processos) es generen uns residus secundaris que cal tractar. En el cas dels fangs d’EDAR procedents de zones urbanes i industrials, el residu secundari resultant acostuma a tenir caràcter perillós, atès que, en haver perdut la fracció orgànica durant l’etapa de valorització energètica, hi ha un procés de concentració de contaminants. Del ventall de processos convencionals de tractament n’hi ha alguns (com la vitrificació) que, a més d’inertitzar els components perillosos, permeten la valorització en forma de material de construcció. En cas que la naturalesa del residu secundari sigui de caràcter especial, la vitrificació és l’única tecnologia que en garanteix una inertització. Les altres tecnologies properes, tant en procés com de naturalesa ceràmica (la ceramització o la clinquerització), no assoleixen el grau de seguretat ni en el procés mateix ni en el producte resultant. Finalment, des del punt de vista econòmic, la vitrificació és una tecnologia que permet competir amb les tradicionals. Línies i projectes d’R+D+I de les universitats i els centres de recerca a Catalunya Les propietats reològiques dels fangs: interès i conseqüències La reologia és la part de la física que estudia la relació entre l’esforç i la deformació en els materials fluids. El comportament reològic d’un fluid és un factor molt important que afecta les operacions de deshidratació i, per extensió, les d’assecatge de fangs. El comportament reològic d’un fluid es determina mitjançant tests reològics, portats a terme en reòmetres. En els estudis que es porten a terme en el Departament d’Enginyeria Química de la UB es pretén solucionar els problemes de l’assecatge dels fangs, incidint sobre la reologia. La forma més comuna de modificar-la és per l’addició de polielectròlits (PE). En una primera aproximació s’estan fent proves d’addició de PE per tal d’optimitzar el contingut en sòlids de la mostra que s’ha de tractar. En una segona etapa s’assajaran policarboxilats que també modifiquen les càrregues superficials, i així es millora l’aproximació i, consegüentment, el comportament reològic.

22

Aquest estudi ha de permetre arribar als objectius següents:

a) Correlacionar paràmetres dels fangs amb el seu comportament reològic. b) Determinar les característiques reològiques dels fangs per poder-los moure a través de canonades i bombes. c) Veure com es poden additivar el fangs (amb desfloculants) per augmentar el contingut de sòlids mantenint la reologia, o millorar la reologia mantenint el contingut de sòlids.

L’estudi bibliogràfic preliminar ha mostrat que els paràmetres que poden tenir influència sobre les característiques reològiques dels fangs són el següents: temperatura, pH, sòlids totals suspesos, índex volumètric de fang, volum de fase dispersa, sòlids volàtils suspesos, carbohidrats (sucres i fibres), àcids grassos volàtils, potencial Z dels agregats, temps de succió capil·lar, lípids, proteïnes i minerals. L’estudi que s’està portant a terme també tindrà en compte la influència dels paràmetres més significatius en la reologia dels fangs. Evolució dels microcontaminants orgànics durant la DA i els pretractaments Dins de la línia de sòlids i fangs, des de fa uns anys, en el Departament d’Enginyeria Química de la UB s’estan estudiant diferents pretractaments per als fangs de depuradora dins del marc d’un projecte finançat pel Ministeri de Medi Ambient. En aquest projecte, i com a aspecte rellevant, s’ha posat a punt l’analítica per determinar els microcontaminants orgànics (MiO), entre els quals es poden destacar els següents: AOX, LAS, PCB, PAH, DEHP, NP/NPE, tots ells inclosos en l’esborrany de la directiva de fangs l’any 2000 (CEC, 2000). D’aquesta manera s’ha pogut estudiar la seva eliminació amb els diferents pretractaments i condicions d’operació, inclosa l’etapa de digestió anaeròbica. Dins d’aquest marc, es vol continuar estudiant altres pretractaments, avaluant-ne l’efectivitat en relació amb l’augment en la producció de biogàs, el cost i l’efectivitat en la destrucció de MiO. Entre aquests nous pretractaments es pensa examinar la inclusió d’una etapa tèrmica a baixa temperatura, així com l’alternança entre condicions mesòfiles i termòfiles, per augmentar rendiments i les corresponents eliminacions de patògens i MiO. En una línia similar, també es vol veure l’eficàcia de l’ATAD (digestió aeròbica termòfila autosostinguda) en l’eliminació de MiO. Finalment, es vol estudiar el comportament dels MiO en els processos de codigestió, en especial el de fangs de depuradora i FORM (fracció orgànica de residus municipals) d’alta qualitat. Aprofitament integral de fangs de depuradora mitjançant processos termoquímics

23

Cada EDAR fa front a unes circumstàncies úniques que donen com a resultat una varietat d’estratègies aplicables a la gestió dels fangs que genera. Idealment, aquestes estratègies haurien d’assolir l’objectiu últim de maximitzar l’aprofitament d’aquests residus, sigui a partir de la recuperació material o l’energètica, amb el mínim consum de recursos i reduint l’impacte ambiental associat. El desenvolupament a mitjà termini de tecnologies innovadores pot proporcionar solucions ecoeficients per la gestió dels fangs. Amb aquesta idea, el LEQUIA treballa en l’obtenció de materials (adsorbents/catalitzadors) d’elevat valor afegit a partir de fangs de depuradora, combinant processos tèrmics a alta temperatura (gasificació/piròlisi) amb processos d’activació semblants als processos industrials de producció de carbons activats. Aquesta recerca pot contribuir a potenciar l’aplicació de tecnologies de tractament tèrmic per als fangs, atès que, a l’interès per la generació d’energia, que permetria almenys en part compensar l’energia necessària per al tractament de les aigües residuals i dels fangs mateixos, s’hi sumaria l’obtenció de materials aplicables, entre altres camps, a l’eliminació de les olors generades a les EDAR mateixes. D’altra banda, per tal d’atendre les necessitats més immediates, entenem que cal treballar en l’optimització dels sistemes actuals de deshidratació/assecatge tèrmic. La pressió per adequar les instal·lacions existents i gestionar un volum creixent de fangs generats sovint no ha anat acompanyada del desenvolupament en el coneixement científic sobre el comportament del material, el fang, i la seva evolució segons les tecnologies o les condicions emprades en el seu tractament. El fet que el disseny i l’operació d’aquestes instal·lacions es regeixi més per know-how que pel coneixement científic dificulta l’evolució cap a sistemes optimitzats de tractament. L’optimització de la tipologia i la dosificació dels productes químics de deshidratació, així com la millora de l’eficiència de l’assecatge tèrmic són dos aspectes prioritaris sobre els quals cal treballar, avaluant les accions de manera global, considerant aspectes tècnics i econòmics, la incidència en la qualitat del producte final i altres aspectes fonamentals com el potencial de generació d’olors. Eliminació, modificació i valorització de fangs d’EDAR: el projecte europeu REMOVALS El projecte europeu REMOVALS (FP6-018525) aborda el problema de la gestió de fangs purgats de depuradores urbanes. L’adopció de la Directiva europea 91/271/CEE, sobre el tractament d’aigües residuals urbanes, imposa que els fangs de depuradora han de ser tractats i que la quantitat tractada el 2005 ha de ser el doble de la tractada l’any 1992. El procés clàssic d’incineració no es pot aplicar a aquesta quantitat ingent de fangs de depuradora produïts en l’àmbit de la Unió Europea. En particular, la Directiva 86/278/CEE per a fangs de depuradora regula l’ús i les propietats dels fangs estabilitzats, tant si són reutilitzats com dipositats. Ambdues directives proposen actuar en dues vies complementàries. D’una banda, aprofundir el coneixement en el tractament dels fangs mitjançant processos mesòfils, termòfils i autotermòfils, tenint en compte les especificitats lligades a cada país, com el clima, la disponibilitat d’utilització, les normatives pròpies, etc. De l’altra banda, desenvolupar nous processos que obrin noves alternatives per a la reutilització i la revaloració dels fangs de depuradora.

24

La proposta està dirigida a desenvolupar estratègies per a la reutilització i l’abocament de fangs de depuradora. Es pretén desenvolupar diversos processos per reduir tant la toxicitat com la quantitat dels fangs amb la seva transformació simultània en vectors d’energia verda, com ara el metà o l’hidrogen. En resum, s’exploraran condicions mesòfiles clàssiques i sobretot condicions termòfiles i autotermòfiles que assegurin les condicions sanitàries adequades del fang tractat. També s’obtindran materials amb més valor afegit a partir dels fangs esmentats, com per exemple carbó activat, que al seu torn s’utilitzaran en processos d’adsorció convencionals i nous processos d’oxidació avançada aplicats al tractament d’aigües residuals industrials. Gestió de fangs en el marc d’una gestió integrada de residus orgànics Els fangs no són els únics subproductes orgànics que es produeixen, i que cal gestionar, en el territori. La majoria d’aquests materials tenen com a possible via de valorització l’ús agrícola. Atès que els sòls agrícoles són un recurs no renovable a escala humana de temps, cal oferir-los productes de qualitat controlada i contrastada, i no residus. El sector d’activitat de la gestió i el tractament de residus ha d’anar modificant els objectius i la nomenclatura, orientant la producció a la qualitat dels productes susceptibles de ser obtinguts de la transformació dels subproductes que s’han de tractar. El canvi del concepte «tractar» pel de «produir», i la diversificació del ventall de productes que s’han d’obtenir en funció de les característiques de la matèria primera, l’oferta en el territori d’altres materials orgànics i la demanda dels diferents sectors consumidors, inclòs l’agrícola i el de la producció de fertilitzants, poden configurar un escenari que obri nous horitzons. La cogestió i el cotractament de fangs amb altres subproductes orgànics, en funció del seu pes en la zona geogràfica objecte d’anàlisi, pot obrir noves possibilitats: optimització tècnica i econòmica dels processos, optimitzar la logística de recollida o l’entrada de cabals que s’han de tractar, compartir instal·lacions, reduir costos d’inversió i optimitzar plans de gestió integral i integrada en la zona d’aplicació. L’enfocament holístic d’anàlisi pot permetre, alhora, passar de situacions de competència a situacions de complementarietat. Aquesta orientació estratègica ha de permetre abordar línies d’R+D transversals i sinèrgiques entre diferents sectors d’activitat i àrees de coneixement. A més de les línies de treball tecnològiques, que han d’incloure combinacions de processos biològics, fisicoquímics i/o tèrmics, per eliminar contaminants persistents i per obtenir la màxima valorització dels productes obtinguts (adobs, esmenes, fertilitzants minerals, productes energètics, compostos ceràmics o altres compostos valoritzables), no es pot oblidar el desenvolupament de mètodes de presa de decisions, que ajudin a orientar les actuacions cap a un context de sostenibilitat en un entorn complex. Experiències en el compostatge de fangs de depuradora El grup de recerca té una experiència consolidada en l’estudi de processos de compostatge de diferents fangs de depuració d’aigües residuals. Els estudis s’han portat a terme a diferents escales: laboratori, pilot i industrial, atesa la importància que té en el procés de compostatge l’escala a la qual es porta a terme, pels efectes

25

d’inèrcia tèrmica que tenen els materials orgànics. Els treballs normalment s’han fet per encàrrec d’empreses i institucions i s’han formalitzat com a convenis o contractes. Un dels punts conceptualment importants del compostatge de fangs de depuradora i de residus orgànics en general és la necessitat que hi ha de fer mescles de compostabilitat òptima, cosa que implica la barreja de diferents residus, en un procés globalment anomenat cocompostatge. Les propietats de la mescla que s’ha d’ajustar mitjançant compostatge inclouen paràmetres físics (com la porositat), químics (com el contingut en humitat i matèria orgànica, o la relació C:N) i biològics (com l’activitat biològica i la inoculació). En aquest sentit, els fangs han demostrat ser bons residus complementaris per a diferents residus, com ara greixos, pèl de l’adoberia, purins, fangs de paperera o residus agroalimentaris. Una variant interessant del procés és l’anomenat compostatge gris o bioassecatge, en el qual no es pretén obtenir compost sinó un producte estabilitzat, higienitzat i de volum i pes inferiors, la destinació del qual és l’abocador o la incineració. Aquest procés és especialment indicat per a fangs que no tenen possibilitat d’aplicació agrícola. De les activitats de recerca portades a terme en el camp del compostatge de fangs, també destaquen el seguiment de l’activitat biològica del procés i l’estabilitat del producte final, en forma d’índexs respiromètrics, així com les emissions derivades del procés de compostatge, especialment en forma d’amoníac i COV, que puguin ser imputades en forma d’impacte ambiental. Gestió de fangs i innovació tecnològica: prospectiva La diversitat de línies d’actuació com a política de tractament i valorització de fangs Les polítiques ambientals en el tractament i la valorització de fangs han de continuar considerant les diferents possibilitats, és a dir, han d’observar la diversitat d’opcions que existeixen (assecatges solar i tèrmic, compostatge/s, aplicació al sòl agrícola, restauració d’activitats extractives, hidròlisi tèrmica i gasificació, el fang com a combustible alternatiu, etc.), i introduir les millores de gestió i les tecnologies necessàries, com de fet ja recull la proposta del nou Programa de gestió de fangs de l’Agència Catalana de l’Aigua. Optimització de les tecnologies i dels costos econòmics L’interès en les noves tecnologies (hidròlisi tèrmica, gasificació, etc.) és palès, però encara tenen una implantació limitada a Europa i la resta del món. La possibilitat d’una introducció més important de noves tecnologies ha de passar, obligatòriament i a mitjà termini, per l’optimització dels seus costos econòmics (i de les tecnologies mateixes); particularment en el cas de la hidròlisi tèrmica i la gasificació, ateses les importants exigències financeres d’aquests equipaments. Aquestes tecnologies tenen, i poden tenir encara més, un paper rellevant en els sistemes de sanejament i de valorització de fangs (tancament del cicle del sanejament), sobretot si

26

es considera el notable interès que han suscitat a partir dels seus avantatges des del punt de vista ambiental i de la sostenibilitat. Valorització i residu zero. Disminució de les emissions de CO2 És necessari remarcar la importància de la valorització energètica i material i de les iniciatives que observin el residu zero en el tractament i la valorització de fangs (vitrificació,etc.) i insistir en l’interès de les vies de gestió de fangs que suposin una disminució significativa de les emissions de CO2, afavorint el compliment dels acords de Kyoto, com succeeix en el cas d’utilitzar els fangs com a combustible alternatiu dels combustibles fòssils. R+D+I És indispensable impulsar iniciatives d’R+D+I per obrir nous camins en l’estudi de processos tant en els tractaments com en les valoritzacions energètica i material, per així avançar en el desenvolupament de tecnologies netes que permetin fer front als objectius de sostenibilitat introduïts per les diferents directives ambientals.

27

IV Jornades Tècniques de Gestió de Sistemes de Sanejament d’Aigües Residuals. Energia i sanejament. 2009 Antoni Freixes Conclusions Energia i sanejament (com una introducció) L’energia ha de formar part dels objectius de sostenibilitat econòmica i ambiental del sanejament (OBIS [et al.], 2009). La importància i les dificultats que té actualment el finançament del cicle real de l’aigua i, en particular, les exigències econòmiques del sanejament, en el qual la despesa energètica és d’aproximadament el 30% del total de la despesa de l’explotació i la gestió, determinen que es plantegin i concretin iniciatives relatives a l’energia que s’utilitza. L’energia ha de ser un aspecte rellevant en la gestió de les infraestructures de sanejament. En EDAR i tractaments i posttractaments de fangs és indispensable introduir l’estalvi i l’eficiència energètica i les energies renovables pròpies i alienes. El sanejament ha de realitzar els esforços que calgui per assolir l’autosostenibitat energètica. És necessari i indispensable planificar les iniciatives de gestió de l’energia: no es pot «anar a les palpentes». En el cas de l’Administració de l’aigua de Catalunya, la planificació la defineixen el Programa d’estalvi i eficiència energètica i el Pla de sostenibilitat en curs de desenvolupament. Des del sanejament és possible realitzar una significativa aportació a la mitigació del canvi climàtic. És necessari introduir canvis en l’enfocament i en el plantejament operatiu del sanejament, si bé és cert que s’albira un canvi de concepte o paradigma, com indiquen nombroses aportacions recents. Cal impulsar iniciatives en innovació tecnològica que s’ocupin de l’energia en el sanejament i, més en general, donar suport a possibles iniciatives en R+D. Els equipaments de sanejament com a una indústria. Estalvi i eficiència A Catalunya els objectius generals relatius a l’energia els estableix el Pla de l’energia (GENERALITAT DE CATALUNYA, 2006), que en aquests moments s’està revisant. Més recentment, el Departament d’Economia i Finances ha publicat un informe realitzat per una comissió d’experts en el qual es defineixen les línies d’actuació prioritàries en l’àmbit de l’energia (GENERALITAT DE CATALUNYA, 2009). A més, cal considerar la iniciativa de govern que concreta el marc d’actuacions en matèria d’estalvi i eficiència energètica en edificis i infraestructures de l’Administració autonòmica (Acord GOV/104/2007, de 24 d’abril). El treball realitzat des de l’ICAEN per COLL (2009) introdueix com a marc d’actuació l’Estratègia d’estalvi i eficiència energètica inclosa en el Pla de l’energia. Defineix les possibilitats d’analitzar l’energia en les infraestructures de sanejament concebudes com una indústria, però també matisa les diferències entre EDAR i indústria, i comenta a grans trets els aspectes necessaris per introduir l’estalvi i l’eficiència energètica a les EDAR. COLL (2009) esmenta les actuacions de referència que estableix l’Estratègia

28

d’eficiència energètica a Catalunya 2006-2015 (augmentar la coordinació i la concentració de responsabilitats en l’àmbit de l’energia, enfortir l’oferta tècnica i l’experiència en eficiència energètica, facilitar la coordinació amb grups d’R+D en energia, etc.) i, en conclusió, assenyala que l’eficiència energètica en el context actual de costos ha emergit com un nínxol de negoci i que les empreses proveïdores de tecnologia han superat les barreres tecnològiques. D’altra banda, analitza els problemes i les mancances que caracteritzen les condicions actuals de contractació de l’explotació de les EDAR, i insisteix en el fet que calen unes noves condicions que facilitin l’aplicació d’ajuts de millora de l’eficiència energètica de l’E4. En definitiva, es tracta d’impulsar noves formes de contractació que promoguin l’estalvi i penalitzin el sobreconsum. COLL també indica que el recorregut de les companyies de serveis energètics pot anar molt més enllà de la instal·lació de microturbines. L’objectiu és que aquestes empreses gestionin qualsevol contracte que comporti una millor eficiència energètica de les infraestructures de sanejament. A més, remarca la necessitat que els projectes constructius d’EDAR o altres infraestructures de sanejament incloguin objectius d’eficiència energètica. Pel que fa a la contractació de l’energia, indica que les infraestructures de sanejament de l’Administració poden negociar i obtenir bons preus, tant amb relació a l’oferta elèctrica com a la de gas natural (vegeu les recomanacions al treball original). COLL comenta la necessitat d’introduir tecnologies eficients en l’aeració, en el tractament biològic (control-regulació), convertidors de freqüència en processos que exigeixen control del cabal o la utilització de motors d’alta eficiència. Per acabar, es refereix a la necessitat d’un enllumenat amb làmpades d’alta eficiència energètica i la necessitat d’aïllar totes les conduccions de fluid que aporten calor. L’aportació d’ABRIL i ARGEMÍ (2009) sobre els continguts del Programa d’estalvi i eficiència energètica a les EDAR de Catalunya introdueix nombroses idees i iniciatives d’interès en la metodologia que han posat a punt (sistemes de gestió energètica, etc.). Els objectius dels sistemes de gestió energètica són fomentar l’eficiència energètica a les organitzacions, l’estalvi d’energia i l’estalvi derivat de la gestió energètica correcta, i disminuir les emissions de gasos d’efecte d’hivernacle. Per aconseguir aquests objectius cal millorar l’eficiència energètica dels processos de manera sistemàtica, l’increment de l’aprofitament d’energies renovables o excedents, pròpies o de tercers, la conformitat amb la política energètica catalana, capacitat per avaluar els aspectes energètics de nous projectes i modificació d’instal·lacions i processos i operacions existents, i disposar de criteris d’avaluació basats en l’eficiència energètica a l’hora d’adquirir equips consumidors o generadors d’energia. Els esforços s’han d’orientar als aspectes següents: coneixement i caracterització del consum energètic (per exemple, telemesura), gestió energètica dels equipaments mitjançant la realització d’auditories, gestió de la contractació i comercialització de l’energia (elèctrica i tèrmica) i comercialització de l’energia generada i, finalment, gestió de la informació, la formació i el coneixement (dades de la telemesura, bases de dades, manual de gestió energètica, etc.). Tenen molt interès l’estructura i el contingut metodològic de l’auditoria: conèixer la situació energètica d’una EDAR o un equipament energètic, la presa de dades i la seva anàlisi, i la proposta d’estalvi (estalvi energètic, estalvi del consum energètic específic, estalvi econòmic, entre d’altres). ELÍAS (2009) insisteix en el fet que la generació d’electricitat en règim especial a partir de biomassa (per exemple, fangs de depuració) té unes tarifes insuficients per a

29

la promoció de la producció d’energia (Reial decret 661/2007, de 24 de maig). A més, assenyala que els sistemes de valorització energètica de fangs, des del punt de vista econòmic, a partir de les primes que aporta el Reial decret 661/2007, de 24 de maig, són, en ordre decreixent: el dipòsit controlat, la digestió anaeròbica, la incineració i la gasificació. En l’anàlisi energètica de l’aeració és particularment interessant el treball de TRILLO i ROBUSTÉ (2009). Les EDAR de grans dimensions representen la major part del consum energètic, però les petites tenen un consum específic molt més alt. El consum per aeració pot arribar a constituir el 50-70% del consum total, si no hi ha recuperació energètica. En aquest sentit, la recuperació energètica amb producció de biogàs s’ha de considerar un aspecte important. És necessari modificar els criteris de dimensionament dels equips de subministrament d’aire perquè siguin més flexibles i eficients; els dissenys del sistema d’aeració amb més difusors suposen un estalvi energètic i econòmic. D’altra banda, es poden obtenir beneficis modificant l’edat de fang amb la temperatura, i modificant els valors de consigna de les diferents zones òxiques de manera adequada s’aconsegueix un estalvi en el subministrament d’aire. Processos i innovació tecnològica Pel que fa a la consideració de l’aspecte energètic, s’albiren canvis importants en el disseny i l’operació dels sistemes de sanejament (POCH [et al.], 2009). Un control més acurat i la supervisió rigorosa a les instal·lacions actuals de sanejament poden influir significativament en la despesa energètica. La recerca en desenvolupament de processos (a escala de laboratori i pilot) suposarà millores en el funcionament dels sistemes de sanejament, però serà necessari repensar les complexes interrelacions entre energia, eficàcia i complexitat de gestió. En plantes petites, els tractaments naturals/extensius són competitius si estan ben dissenyats i gestionats. Interessa impulsar un marc de coordinació entre les empreses del sector, els investigadors i els centres de recerca i l’Administració perquè tots els esforços incideixin en el desenvolupament i la implementació de nous processos i procediments més eficients. És possible optimitzar la despesa energètica a les EDAR convencionals i extreure suficient gas dels fangs per assolir l’autosuficiència energètica (ROGALLA [et al.], 2009). Ara bé, també hi ha una manera d’aprofitar millor l’energia potencial de l’aigua residual amb el pretractament anaeròbic, augmentant la producció de biogàs i reduint el consum energètic del posttractament biològic per obtenir una producció neta d’energia. Existeix experiència en pretractaments anaeròbics a gran escala en climes i condicions semblants a les d’Espanya, amb plantes de capacitat superior a 1 m3, que confirmen rendiments de més del 60%, amb producció de biogàs i menys fangs residuals, i que contribueixen a l’autosuficiència energètica i, a més, redueixen les emissions de CO2. Encara resta per verificar el balanç econòmic dels projectes desenvolupats a Espanya, però els primers resultats aconseguits a Almeria indiquen un retorn de la inversió en menys de cinc anys. Aquest balanç depèn de l’aprofitament de la producció neta de biogàs i del valor de l’electricitat, i de si s’aprofiten els nutrients en una reutilització per a reg o si és necessari un posttractament per a la seva eliminació.

30

Del treball de MORENILLA [et al.] (2009) relatiu a les experiències en EDAR de codigestió de substrats en la producció de biogàs es pot concloure que l’aportació de lixiviats produeix un augment del biogàs originat en el procés de digestió anaeròbica (EDAR de la Pobla de Farnals i de Molina de Segura). A l’EDAR de la Pobla de Farnals es va observar que la producció instantània de biogàs durant les sis hores posteriors a la descàrrega era superior a la producció instantània mitjana. En l’aportació de MATEO-SAGASTA (2009) sobre la combinació de metanogènesi i desnitrificació en un reactor UASB es conclou que la presència d’activitat desnitrificadora en fangs anaeròbics és la regla i no l’excepció. La combinació de metanogènesi i desnitrificació és possible en un reactor UASB amb fangs floculars, la desnitrificació en el reactor UASB comença immediatament quan s’afegeixen nitrats a l’afluent i s’aconsegueix una desnitrificació completa des del primer dia de l’addició de nitrats (la metanogènesi només s’inhibeix durant dos dies una vegada s’ha iniciat l’addició de nitrats). Les taxes d’eliminació de nitrats són molt altes (d’un 97,5%, i la de DQO, del 91%) en el reactor UASB metanogènic-desnitrificador (vegeu les condicions d’operació), i el sistema és eficaç, compacte, flexible, relativament senzill i amb un cost i una demana energètica baixos. En el treball sobre digestió de fangs de depuració de BONMATÍ [et al.] (2009) s’afirma que el procés de digestió anaeròbica és una bona estratègia de tractament per estabilitzar els fangs i recuperar part de l’energia, que pot aportar entre el 40-80% del consum elèctric d’una EDAR. Pel que fa a Catalunya, s’assenyala que hi ha grans oportunitats per optimitzar la producció de biogàs, reduint la quantitat final de fangs (pretractaments, configuracions dels reactors, règim de temperatura i codigestió), o bé aprofitant el gas produït pels motors de cogeneració. Insisteix que una producció més elevada d’energies renovables representa una disminució del consum de combustibles fòssils i, per tant, de les emissions de gasos d’efecte d’hivernacle. El treball de MARTÍN-SÁNCHEZ (2009) exposa les possibilitats d’una eina de control de processos (sistema ADEX) que s’ha aplicat amb resultats d’interès en el control dels processos biològics d’una estació regeneradora d’aigües residuals (ERAR). El sistema de control optimitzat ADEX estabilitza les variables del procés en les seves consignes; una de les conseqüències directes i més importants d’un control d’oxigen més precís i estable com l’assolit és la millora de la qualitat de l’aigua tractada. El control més precís i estable de les variables del procés i l’estratègia d’optimització han determinat una reducció del consum normalitzat de DBO que varia entre el 15% i el 23%, segons l’oxigen dissolt (OD) mantingut en el reactor. Aquest control més precís sobre l’OD de les basses ajuda en gran mesura a optimitzar els processos d’eliminació de nutrients. El control de l’OD recirculat internament a les basses de desnitrificació és molt més estable, i això millora el rendiment d’aquestes. El control de l’OD en el licor mescla afavoreix l’estabilitat de l’ecosistema microbià, fet que ajuda notablement a controlar les poblacions de bacteris no desitjables en el procés, particularment els filamentosos. Energies renovables A Catalunya existeix un potencial de generació d’energia amb fonts renovables a les infraestructures de sanejament (SARQUELLA i VIDAL, 2009). Els fangs es poden aprofitar en la producció d’electricitat o calor, o bé en la seva valorització energètica

31

directa com a combustible. Segons un estudi de l’ICAEN, realitzat l’any 2006, el potencial energètic màxim a partir del procés de digestió anaeròbica de fangs d’EDAR s’estima en 26.100 TEP/any. És indispensable considerar les possibilitats de les energies renovables externes al sanejament (per exemple, la solar fotovoltaica). POLO (2009) analitza les possibilitats de les energies renovables amb particular referència a les característiques tecnològiques de les energies solar, eòlica i minihidràulica. Afirma que les energies renovables formen part de l’únic futur possible, que l’eficiència energètica s’ha d’entendre no com una alternativa sinó com una obligació, que encara té camí per recórrer, i que les diferents tecnologies i eines de les energies renovables són suficients per respondre a la diversitat de situacions reals plantejades en el sanejament. BLASCO [et al.] (2009) conclouen que les microturbines de gas constitueixen un tecnologia molt adequada per fer un valorització energètica aportant avantatges amb relació als sistemes tradicionals de producció d’electricitat. Les microturbines de gas estan preparades per treballar amb gasos combustibles molt àcids (fins al 7% de SH2). La seva petita potència permet crear plantes amb diverses unitats que permeten l’adaptació constant a la quantitat de biogàs disponible sense perdre rendiment elèctric pel fet de treballar amb càrregues parcials. Les microturbines poden treballar amb càrregues molt baixes de metà i el seu rendiment elèctric no queda afectat. Tenen les emissions més baixes de tots els equips generadors amb combustió (NOx < 9 ppm). La microturbina té una única peça mòbil i absència total de líquids lubricants i d’aigua de refrigeració; fins i tot els coixinets són d’aire. Els equips estan preparats per connectar-se a la xarxa elèctrica i permeten el telecontrol. Les aigües residuals es poden tractar biològicament i, al mateix temps, generar energia elèctrica (PUIG [et al.], 2009). S’ha tractat una càrrega de 0,2 kg DQO·m-3·d-1 per a una producció d’electricitat màxima de 90 mW per m2 d’elèctrode. De tota manera, s’han d’optimitzar l’eficiència energètica i els rendiments d’eliminació. Els primers resultats microbiològics indiquen la presència de microorganismes elèctricament actius; s’ha identificat la presència de Geobacter sulfurreducens responsable de l’oxidació de la matèria orgànica (principalment acetat) per generar electricitat. L’aeració, com ja s’ha comentat, suposa el consum energètic més important en una EDAR. Per fer front a aquesta important demanda es proposa fer servir energies renovables (RUEDA [et al.], 2009) mitjançant la utilització de molins de vent aplicats directament a la producció d’aire a les EDAR. El sistema fa servir energia renovable i sense cost i suposa un estalvi energètic; la quantificació de l’estalvi ha de basar-se en la situació geogràfica, el règim de vents i les característiques pròpies de l’EDAR. Les línies de recerca han d’orientar-se a desenvolupar una metodologia de càlcul de l’eficiència energètica i a la construcció d’un prototipus que caldrà experimentar en una planta pilot (corbes característiques, paràmetres de disseny, etc.). Els fangs d’EDAR constitueixen un dels potencials energètics més interessants (AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA, 2008 a). L’experiència de l’Administració catalana i la programació de la gestió dels fangs permeten concretar les consideracions i conclusions que s’exposen a continuació (MOLINER, 2009). La gestió actual de biosòlids procedents dels processos de depuració d’aigües residuals urbanes de Catalunya es

32

considera ajustada a l’estat actual dels factors que la condicionen. De tota manera, l’evolució d’aquests factors és incerta, i pot condicionar —o fins i tot restringir— alguna de les vies de gestió operatives en l’actualitat. El Programa de fangs (AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA, 2008 b) planifica la futura gestió dels biosòlids a Catalunya i té per objectiu habilitar els instruments per millorar-ne la gestió i adaptar-se a l’evolució dels factors que la condicionen. El principal criteri d’aplicació del Programa de fangs és la diversificació de les vies de gestió, que inclou l’augment de la quantitat de biosòlids valoritzats energèticament. Aquesta valorització energètica de biosòlids es preveu que es dugui a terme en plantes de fabricació de ciment. Com a part de l’optimització de la gestió dels biosòlids, l’aplicació del Programa de fangs incorporarà millores en la gestió energètica associades al tractament i la destinació. L’aportació de MARTÍN (2009) realitza una exploració de les noves possibilitats de producció d’energia en el tractament i la valorització de fangs (R+D+I). Les tecnologies que permeten recuperar part del contingut energètic dels fangs es poden classificar en mètodes bioquímics, termoquímics i químics. Els models d’aprofitament poden ser basats en l’autoconsum o bé en la producció de combustibles per a ús extern. La digestió anaeròbica ha estat el procés bioquímic utilitzat tradicionalment per produir energia a partir dels fangs, i s’ha treballat i es treballa per fer la digestió més eficient (codigestió, hidròlisi tèrmica, ultrasons, etc.). En la recuperació de l’energia continguda en el biogàs cal esmentar les microturbines i les piles de combustible (aquestes encara en desenvolupament). La utilització de biogàs en piles de combustible, especialment formant part de sistemes híbrids de pila de combustible i turbina de gas o vapor, es preveu com una via prometedora de generació combinada de calor i electricitat d’elevada eficiència i baix impacte ambiental. Aquests sistemes, previsiblement, podrien arribar a substituir la tecnologia convencional. A mitjà termini, els sistemes potencialment competitius pel que fa a costos i eficiència són els híbrids de pila de combustible d’òxid sòlid (SOFC) i microturbina de gas. En l’horitzó del 2020 l’obtenció de metanol i la producció biològica d’hidrogen (biocombustibles de segona generació) es troben entre les tendències tecnològiques que apunten a tenir un paper clau. La conversió termoquímica es caracteritza per temperatures elevades, graus de conversió més alts i per la necessitat de treballar amb un fang relativament lliure d’humitat per tal d’incrementar el rendiment energètic. Aquestes tecnologies s’estenen des de la descomposició tèrmica en un ambient principalment no reactiu (piròlisi) fins a la descomposició en un ambient químicament reactiu, anomenada gasificació si els productes són principalment gasos combustibles, o incineració/combustió si els productes s’oxiden plenament (també hi hauria els sistemes d’incineració i els processos d’utilització de fang sec com a combustible alternatiu en forns de clínquer). L’aprofitament agrícola pren especial rellevància, tenint en compte no només el valor del nitrogen que conté el fang, sinó, especialment, el seu contingut en fòsfor. S’estan desenvolupant tecnologies que persegueixen la seva recuperació a partir del fang o de la fracció sòlida resultant de processos termoquímics a alta temperatura. Els processos fisicoquímics han estat clarament impulsats en països com Suècia i Holanda; també es desenvolupen sistemes per extreure els lípids dels fangs i la seva utilització per a la producció de biodièsel, i té especial interès la possibilitat de recuperar els polielectròlits utilitzats per a la coagulació/floculació, atès que es poden arribar a trobar en concentracions properes a l’1% en els fangs sotmesos a assecatge tèrmic. Un del camins de valorització energètica dels fangs és la seva utilització com a combustible alternatiu en la indústria de ciment. L’aproximació realitzada a aquesta

33

opció (CAPDEVILA [et al.], 2009) aporta les conclusions que es presenten a continuació. Des del punt de vista ambiental i de la salut de les persones, l’ús de fangs de depuradora no representa diferències significatives respecte a l’ús de coc de petroli. Fa més de trenta anys que països com Alemanya, Suïssa o Holanda utilitzen combustibles alternatius en les seves cimenteres, sense que les autoritats sanitàries i ambientals corresponents hagin trobat motius per fer aturar aquesta activitat. Espanya es troba a la cua d’Europa pel que fa a aquesta opció, amb una substitució dels combustibles convencionals pels alternatius de només el 4,67% (la mitjana europea és del 45-50%). No obstant això, la comparació entre les opcions de diferents països no sempre és convenient, ja que els condicionants topogràfics, tecnològics, socials i normatius són diferents. En totes les proves pilot fetes a Catalunya a què hem tingut accés, les emissions derivades de l’ús de combustibles alternatius s’adeqüen als límits establerts per la normativa vigent. La legislació referent a les emissions derivades de l’ús de combustibles alternatius és més estricta que la dels combustibles tradicionals. La utilització d’aquests residus com a combustibles alternatius simplifica la seva gestió a escala global. Tanmateix, prioritzar la crema de fangs de depuradora com a via de gestió principal contradiu la jerarquia de tractament establerta per la Llei 15/2003, de 13 de juny. Tot i això, cal fer un balanç entre aquesta jerarquització i el principi de proximitat i autosuficiència en cada situació concreta. L’ús de fangs de depuradora en cimenteres és una alternativa de gestió econòmica i flexible, ja que permet tornar a utilitzar els combustibles fòssils quan millorin les pràctiques de reducció dels residus. La utilització de fangs de depuradora pot implicar menys dependència energètica respecte al coc de petroli, un combustible tradicionalment utilitzat de forma exclusiva per a la fabricació de ciment, amb una taxa de renovació més elevada. Atès que la seva generació va associada a la depuració d’aigües, sempre estarà disponible (ERF, 2007). La incineració dels fangs de depuració deshidratats és una de les vies de valorització energètica possibles. El treball de RELEA (2009) realitzat a partir de l’experiència amb el forn Thermylis de Degrémont aporta les consideracions i conclusions que s’esmenten tot seguit. El tractament dels fangs es realitza on són generats, i la recuperació de calor amb preescalfament de l’aire de combustió sense la utilització de combustibles fòssils de suport. No es produeixen emissions de CO2 d’origen fòssil. Es tracta d’una valorització energètica que comporta recuperació de calor amb producció de vapor i electricitat-exportació elèctrica / venda de vapor a xarxa de calor i fred. Les emissions a l’atmosfera compleixen les reglamentacions més estrictes. Es tracta de tecnologies de depuració ben provades i sense olors. Atès el seu comportament, el forn de llit fluid és la tècnica d’oxidació tèrmica més eficient per a la reducció dels fangs. És una tecnologia molt provada per la seva simplicitat, seguretat i fiabilitat, i es disposa de l’experiència de nombroses instal·lacions en funcionament. El treball de SERRAT [et al.] (2009) es refereix al balanç energètic i la sostenibilitat en les diferents vies de gestió de fangs d’EDAR. SEGIMON SERRAT presenta el bloc de conclusions que es troba a continuació i ANTONI SÁNCHEZ introdueix, al final, algunes consideracions d’interès metodològic (vegeu el treball original). Els sistemes de tractament de fangs que disposen de digestió anaeròbica amb aprofitament de biogàs i motors de cogeneració per a la producció d’energia elèctrica i calor, que fan servir assecadors tèrmics per al fang, i permeten la posterior valorització energètica d’aquests com a cocombustible en una planta de fabricació de clínquer de ciment, presenten un balanç energètic notablement favorable, enfront d’altres alternatives de

34

valorització material o energètica, que presenten balanços energètics deficitaris o, com a mínim, menys positius. A més, aquest tipus de sistemes també presenten un balanç d’emissions de CO2 clarament més favorable. Es comprova que el balanç energètic millora de forma important quan s’utilitzen motors de generació elèctrica per a l’obtenció de calor, ja que el balanç energètic global d’aquests equips és superior al que presenten les instal·lacions de producció elèctrica (fins i tot en el cas de les més modernes, basades en l’establiment d’un cicle combinat utilitzant gas natural com a combustible). Pel que fa als diferents tipus d’assecadors, amb les dades que s’han fet servir en aquest estudi i amb el nivell de detall emprat, no es poden obtenir conclusions definitives sobre quins sistemes resulten més afavorits, si bé a priori, per l’alta eficiència en l’aprofitament de calor, sembla que els assecadors de baixa temperatura presenten avantatges quant al balanç d’energia. Les consideracions sobre el transport tenen una importància relativament petita en el balanç energètic de les diverses opcions estudiades, i encara influeixen en menor mesura en el balanç de CO2, tot i que hi ha diferències importants en la quantitat de desplaçaments realitzats. Pel que fa al balanç de CO2, el pes que representa l’estalvi de combustible alternatiu en les opcions que aprofiten energèticament el producte obtingut fa que aquest resulti afavorit en els models que no disposen de digestió prèvia del fang deshidratat (ja que s’obté més quantitat de producte final), si bé són opcions que presenten balanços energètics lleugerament més desfavorables. En resum, des del punt de vista dels balanços d’energia i d’emissió de CO2 de les diverses alternatives estudiades, es pot concloure que els sistemes d’assecatge tèrmic que utilitzen motors de cogeneració com a font de calor i per generar energia elèctrica resulten clarament més avantatjosos que altres alternatives de valorització material. Aquest avantatge és superior des d’un punt de vista energètic si es disposa d’un sistema de digestió anaeròbica que permeti l’aprofitament del biogàs produït. Les consideracions sobre l’estudi del balanç i la sostenibilitat de les vies de gestió de fangs indiquen que amb les dades disponibles l’estudi és rigorós i que aborda els dos tipus més importants d’impactes: energia i escalfament global. No obstant això, s’interroga sobre la fiabilitat de les dades, la seva dispersió i les condicions d’obtenció. També s’insisteix que, a part de l’energia i l’escalfament global, hi ha categories no analitzades. Com a conclusió i consideració final es remarca el fet que són necessàries anàlisis més detallades per precisar la sostenibilitat de les propostes. En aquest sentit, l’eina que ha demostrat ser més adequada i que permet realitzar anàlisis de sensibilitat és l’anàlisi del cicle de vida (ACV), com a tècnica obtinguda a partir de dades fiables de Catalunya i amb el nivell de dispersió corresponent. Al mateix temps, cal tenir present que l’ACV proposa una sèrie d’indicadors que agrupen diverses categories d’impacte, per tant, en molts casos pot no donar una resposta única a la pregunta del milió: quina tecnologia és més o menys sostenible? El sanejament davant un nou paradigma. Reflexió i prospectiva Les IV Jornades Tècniques s’han ocupat de l’energia en el sanejament. No obstant això, independentment de l’interès que té l’aspecte energètic estricte (estalvi i eficiència energètica, energia implicada en els processos de sanejament i les seves tecnologies, introducció de l’energia en la gestió del sanejament i paper de les energies renovables pròpies i alienes), les diferents aportacions permeten no solament albirar sinó constatar l’existència de canvis significatius en el concepte de sanejament mateix. En efecte, plantejar el tema energètic ha suposat anar molt més enllà de la gestió de

35

l’energia i constatar que ens trobem davant d’un canvi de paradigma que afecta l’enfocament del tractament d’aigües residuals urbanes (POCH [et al.], 2009). Les aportacions de la reunió internacional realitzada a Londres al començament del 2009, «Resource Recovery – Not Wastewater Treatment» (vegeu FREIXES, 2009), analitzen l’existència d’infraestructures amb tecnologies que indiquen clarament un canvi de concepte en el sanejament: preconitzen la digestió anaeròbica avançada o la utilització de membranes com a tecnologies més eficients, i canvis en l’enfocament del tractament d’aigües residuals, com per exemple no eliminar sinó recuperar els nutrients a partir de diferents vies i possibilitats. En aquest sentit, cal remarcar el treball de RIGOLA (2009), que insisteix en el canvi de paradigma i refereix KUNT (1977). La seva aportació té particular interès en el context actual de crisi energètica, ja que, a part d’insistir en les possibilitats de les noves tecnologies, emmarca el sanejament en la producció d’energies renovables, concretament de biocombustibles: es tracta d’utilitzar els nutrients del sanejament en els cultius de microalgues. RIGOLA indica les iniciatives en funcionament a diferents països, com ara Nova Zelanda, els Estats Units (Califòrnia, Hawaii) o Austràlia. POCH [et al.] (2009) i MARTÍN (2009) també refereixen el canvi de paradigma d’una manera explícita. Alguns autors també remarquen l’interès dels tractaments avançats en digestió anaeròbica i, encara que no siguin explícits en el sentit d’assenyalar el canvi de paradigma, sí que indiquen clarament la importància dels processos i les tecnologies emergents. Així, el treball de ROGALLA [et al.] (2009), amb una notable experiència desenvolupada a Agman (Unió dels Emirats Àrabs) i Espanya, i amb referències a plantes i tractaments d’altres països (per exemple, Brasil, Holanda i Suècia), se situa en aquesta línia de reflexió. Aquests autors plantegen importants canvis en el disseny de les EDAR d’acord amb l’objectiu d’aconseguir una millor eficiència en els processos i en la producció d’energia (pretractament anaerobi, etc.) i insisteixen en l’objectiu d’autosostenibilitat energètica del sanejament. BONMATÍ [et al.] (2009) remarquen la importància de la digestió anaeròbica com a tecnologia de referència per plantejar una eficiència més elevada dels processos i millorar la producció d’energia (biogàs). En aquest sentit, plantegen diferents estratègies per millorar la producció del biogàs (tractaments diferencials per als fangs primaris i secundaris, pretractaments per millorar la hidròlisi dels fangs secundaris, tractament termòfil, codigestió, etc.