VOLUM DE PONÈNCIES · Per a mi, és una satisfacció que s’hagin editat les ponències, ja que,...

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambienti HabitatgeAgència Catalana de l’Aigua

I jornades tècniques de gestiód’estacions depuradoresd’aigües residuals

VOLUM DE PONÈNCIES

documentsponències27 i 28 d’octubre de 2003

Volum de ponències de les

I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions

Depuradores d’Aigües Residuals

Coordinació de l’edició

Antoni Freixes i PerichÀrea d’Inspecció i Control

Agència Catalana de l’Aigua

BIBLIOTECA DE CATALUNYA - DADES CIP

Jornades Tècniques de Gestió d'Estacions Depuradores d'AigüesResiduals (1es : 2003 : Barcelona)

Volum de ponències de les I Jornades Tècniques de Gestió d'EstacionsDepuradores d'Aigües ResidualsBibliografiaISBN 84-393-6628-0I. Freixes Perich, Antoni, dir. II. Agència Catalana de l'Aigua III. Títol1. Aigües residuals - Plantes de tractament - Catalunya - Congressos 2.Aigües residuals - Depuració - Catalunya - Congressos628.32(467.1)(061.3)

© Generalitat de Catalunya, 2004Departament de Medi Ambient i HabitatgeAgència Catalana de l’Aigua (Àrea d’Inspecció i Control)

www,gencat.net/aca

Volum de ponències de les I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradoresd’Aigües Residuals

Coordinador de l’edició: Antoni Freixes i Perich, Àrea d’Inspecció i Control de l’Agència Catalanade l’Aigua

Disseny coberta: Departament de Relacions Institucionals de l’Agència Catalana de l’Aigua

Revisió lingüística: Departament de Documentació i Registre, Divisió de Recursos de l’Agència Catalana de l’AiguaTraducciones y Tratamiento de la Documentación, SL

Maquetació i impressió: Solucions Gràfiques Barcino

Primera edició: desembre de 2004Tiratge: 1.500 exemplars

ISBN: 84-393-6628-0Dipòsit legal: B-48048-2004

Aquesta publicació ha estat realitzada amb paper ecològic 100 (lliure de clor)

INDEX

CONTROL, DIAGNOSI I OPTIMITZACIÓ DE PROCESSOS

Control i telegestió d’estacions depuradores d’aigües residuals ................................................. 15Jordi Robusté

Observació microscòpica com a eina de diagnòstic. Casos pràctics de control d’escumesfilamentoses................................................................................................................................ 21Diana Portal, Alexander Lecea, Meritxell Llagostera, Tomás Barranco i Pilar Icaran

L’ús de la microfauna en el control dels sistemes de depuració per fangs activats ..................... 39Mercè Rius i Humbert Salvadó

Procés: instruments de diagnosi ................................................................................................. 53Salvador Martorell i Carles Camós

Procés: paràmetres tecnològics bàsics i diagnosi ....................................................................... 61Salvador Martorell i Carles Camós

Efecte tampó de càrrega en un decantador primari .................................................................... 69Francesc Granés, Gemma Gimeno, Núria Caralt i Íñigo Urruchi

Auditoria de sistemes d’aeració .................................................................................................. 83Ian Trillo

Sistemes supervisors. Una eina de suport per a la gestió d’estacions depuradoresd’aigües residuals ....................................................................................................................... 93Manel Poch, Ignasi Rodríguez-Roda, Joaquim Comas, Ulises Cortés,Miquel Sànchez-Marrè, Josep Arràez i Àngel Freixó

Avaluació de l’aplicació de sistemes supervisors a les estacions depuradores d’aigüesresiduals de Granollers, Montornès del Vallès i la Llagosta. Possibilitats i limitacions de l’eina .... 109Àngel Freixó, Josep Arràez, Christian Cortés i Joaquim Comas

OLORS, ABOCAMENTS I ENERGIA

Problemes d’olors en plantes de depuració. Propostes de correcció: encerts i errors ................ 119Jordi Robusté

Conversió de torres d’absorció en biofiltres percoladors per al control del H2S:un cas al sud de Califòrnia.......................................................................................................... 127Marc A. Dehusses i David Gabriel

Experiències en desodoració i eliminació de sulfhídric a l’estació depuradorad’aigües residuals de Torredembarra .......................................................................................... 143Jordi Aguilera i Joaquim Munté

La inspecció: gestió indirecta de sistemes de sanejament .......................................................... 157Àlex Rocas, Jaume Cabrera, Josep Gené, J. Manel Pascual, Carles San Vicente,Rosa Maria Satorra, Salvador Sosa i Joan Zaragoza

Optimització del cost d’energia elèctrica a les estacions depuradores d’aigües residualsde Catalunya .............................................................................................................................. 167Josep Andreu Clariana i Josep Casals

5

ELIMINACIÓ DE NUTRIENTS I DIGESTORS ANAERÒBICS

Eliminació de nutrients en aigües residuals ................................................................................. 183Juan Baeza, Julián Carrera, Carles Casas i Javier Lafuente

Operació i funcionament de la digestió anaeròbica de fangs ...................................................... 199Pilar Rodríguez i Josep Serrat

Sistemes d’agitació dels digestors anaeròbics............................................................................ 211Ferran Pallás i Luis Vítores

SEGURETAT I NORMATIVES

Espais confinats: conceptes bàsics i praxi .................................................................................. 227Germán Ramírez, Àngel Perati, Carles Camós i Salvador Martorell

Espais confinats: proposta de gestió de riscos........................................................................... 239Casiano González, Carles Camós, Germán Ramírez i Salvador Martorell

Configuració del pla de prevenció de riscos laborals. Panorama normatiu sobre seguretat isalut laboral de les estacions depuradores d’aigües residuals .................................................... 249Carles Brugada

Normativa, inspecció i legalització d’instal·lacions industrials ...................................................... 265José Manuel Santacruz

VALORITZACIÓ DE FANGS

Situació de la gestió de biosòlids a l’Agència Catalana de l'Aigua .............................................. 291Sara Ortiz

Compostatge de fangs. Experiències d’explotació ..................................................................... 305Josep Saña

Assecatge tèrmic de fangs. Experiències d’explotació................................................................ 315Marc Moliner

EXPLOTACIÓ DE TERCIARIS, EDUCACIÓ AMBIENTAL, REGLAMENT I PROSPECTIVA DEL SANEJAMENT

Experiències en tractament de terciaris a la Costa Brava............................................................ 331Lluís Sala, Josep Ferrer, Anna Huguet, Jordi Muñoz i Marc Carré

Educació ambiental: programa escolar del cicle integral de l’aigua a Figueres............................ 345Lluís Xargay

Aspectes de la implantació del Reglament de serveis públics de sanejament.Decret 130/2003 ........................................................................................................................ 355Lucas Moragas

El tractament d’aigües residuals a Catalunya: estat de situació i prospectiva ............................. 361Antoni Freixes

6

SALUTACIÓ

Aquest volum recull les ponències presentades a les I Jornades Tècniques de

Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals organitzades per l’Agència

Catalana de l’Aigua l’any passat a Barcelona.

Per a mi, és una satisfacció que s’hagin editat les ponències, ja que, amb la

seva publicació, els resultats i els beneficis que les I Jornades aportaren al sec-

tor professional del sanejament tenen un valor afegit. Segur que tots les

consultareu sovint.

Us felicito per la bona feina realitzada i esperem que la celebració propera de

les II Jornades, amb un contingut encara més obert –depuració d’aigües resi-

duals, sanejament i medi ambient i reutilització– serveixi per a la consolidació

d’aquestes iniciatives d’intercanvi d’experiències i comunicació professional.

Jaume Solà Campmany

Director de l’Agència Catalana de l’Aigua

9

PRESENTACIÓ

Les I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals han estat

un pas endavant més en una activitat de gran complexitat i en ple desenvolupament com és

la depuració d’aigües residuals a Catalunya. En efecte, el país disposa, en aquests

moments, d’una important xarxa d’infraestructures de sanejament, gràcies al Pla de saneja-

ment d’aigües residuals urbanes. Les 298 EDAR estan repartides en el conjunt del territori

(conques internes i vessant català de l’Ebre). A més, des de fa poc temps, hi ha en funcio-

nament l’EDAR del Baix Llobregat, que és la infraestructura de sanejament més important

construïda a Europa, que té una capacitat per tractar les aigües residuals d’una població

equivalent de 2.000.000 d’habitants i que presenta interessants iniciatives de gestió a partir

de les aigües residuals depurades.

A Catalunya, el sanejament d’aigües residuals ha esdevingut una activitat econòmica impor-

tant, de fortes implicacions ambientals i amb bones perspectives de futur com ho indiquen

els nous programes d’imminent implantació en el territori: el PSARU 2002 i el PSARI (el Pla

de sanejament d’aigües residuals urbanes per a poblacions de menys de 2.000 habitants i

el Pla de sanejament d’aigües residuals industrials).

L’Agència, a més del tractament d’aigües residuals, impulsa i desenvolupa, mitjançant el

Programa de tractament de fangs, diverses actuacions que consisteixen, fonamentalment,

en l’assecatge i el compostage de fangs.

En el complex món de la depuració, l’organització de les Jornades Tècniques contribueix a

la confrontació d’experiències i de punts de vista ben diferents i, fins i tot, contrastats com

els que aporten la recerca avançada de processos, la innovació tecnològica, l’explotació i la

gestió de les infraestructures de sanejament i la mateixa administració de l’aigua amb fortes

implicacions en la gestió de les infraestructures, així com també altres iniciatives com la legis-

lació, la inspecció i el control de la qualitat i la descentralització de la gestió. Com succeeix

en altres iniciatives de la gestió de l’aigua, la depuració adquireix un valor estratègic i la seva

excel·lència és un repte amb vista a la sostenibilitat dels sistemes fluvials i marins litorals –la

millora de la qualitat de les aigües superficials i subterrànies, els cabals ecològics, la recu-

peració dels ecosistemes fluvials i litorals... –, així com en la perspectiva d’introduir noves

iniciatives de gestió de l’aigua com, per exemple, la reutilització.

11

Les II Jornades Tècniques, en curs d’organització, s’ocuparan del tractament d’aigües resi-

duals i de les seves implicacions ambientals i de la reutilització planificada de l’aigua depurada.

Aquest volum, que edita les ponències de les I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions

Depuradores d’Aigües Residuals, contribueix a tancar les activitats de la reunió que se cele-

brà el passat octubre de 2003. Esperem que sigui d’interès per a tots.

Per acabar, vull agrair l’esforç dels autors de les ponències, per l’interès i la qualitat del tre-

ball realitzat i, el suport dels patrocinadors que ha fet possible la seva edició.

Així mateix, vull expressar el meu especial agraïment i reconeixement a l’Antoni Freixes pel

seu esforç en l’organització de les I Jornades i en l’edició d’aquest volum de ponències, ja

que, sense la seva col·laboració, no hauria estat possible.

Josep Andreu Clariana i Selva

Director de l’Àrea d’Inspecció i Control

12

CONTROL, DIAGNOSI I OPTIMITZACIÓ

DE PROCESSOS

CONTROL I TELEGESTIÓ D’ESTACIONSDEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

Jordi Robusté i CartróAgència Catalana de l’Aigua ([email protected])

RESUM

Del control automàtic podríem dir que sempre ha estat l’últim de la cua en els projectes de

les EDAR, i ho podem dir literalment, ja que és pràcticament l’últim que s’implanta en una

EDAR. La situació actual és la d’una presència mínima en les EDAR de llaços complexos de

control, si no considerem control avançat la presència d’autòmats que regulen el funciona-

ment de bombes i altres motors sobre la base de nivells o cicles de temps.

El control avançat comença a aparèixer en el control de l’oxigen dissolt, el control de pro-

cessos de nitrificació-desnitrificació i, en molts pocs casos, en el control dels sòlids en

suspensió.

Sovint, aquests sistemes fallen per dos motius: la mala informació i la dificultat de sintonit-

zació del sistema. La qualitat de la informació va lligada a la fiabilitat, la disponibilitat i la

conservació dels sensors de camp. La dificultat de sintonitzar un llaç de control sovint és

deguda a configuracions inadequades dels elements de control.

Una altra possibilitat que es troba en vies de desenvolupament és la del monitoratge remot,

la possibilitat que l’Administració supervisi des d’un centre de control el rendiment de les

seves instal·lacions de sanejament.

Finalment, un darrer problema afegit és la velocitat a què aquests sistemes es tornen obso-

lets. La dependència d’equips electrònics i informàtics redueix la vida dels equips i complica

la presa de decisions.

CARACTERÍSTIQUES DEL SISTEMA

La principal característica d’una EDAR és que es tracta d’un sistema biològic. En aquest sis-

tema, el substrat de creixement són les aigües residuals, de composició i quantitat variable

15

en el temps. Els microorganismes que constitueixen aquest sistema no són un cultiu pur; es

tracta d’un ecosistema complex que també evoluciona en el temps.

INFORMACIÓ DISPONIBLE

Amb els mitjans actuals no és possible conèixer exactament ni la composició de l’afluent ni

la quantitat i la varietat dels microorganismes del sistema. Amb aquesta limitació hem de tre-

ballar amb variables indirectes com ara MLSS, DBO5 i DQO. Un inconvenient afegit

d’aquestes variables és el fet que no es poden determinar en temps real i, en els pocs equips

en línia que hi ha, només disposem d’aproximacions: terbolímetres, respiròmetres, etc.

Els paràmetres de caire fisicoquímic estan més a l’abast i ens ofereixen mesures en temps

real.

Per mesurar cabals trobem instruments fiables com ara els cabalímetres electromagnètics.

Per a paràmetres com ara pH, conductivitat, OD, redox i temperatura, hi ha sondes fiables

si els dispensem el manteniment adequat.

Els paràmetres químics disponibles al mercat són més limitats i també generen retard en la

seva determinació. Entre els més interessants per a una EDAR podem trobar TOC, diferents

formes de N i diferents formes de P.

El principal inconvenient és l’econòmic, tant d’inversió com de manteniment, si es vol que la

informació sigui fiable.

PARÀMETRES QUE CAL CONTROLAR

En aquest apartat podem trobar diferents punts de vista. Però entre els diferents paràmetres

podem considerar que el que més condiciona el punt de funcionament d’una EDAR és l’e-

dat del fang. Aquest paràmetre pren una especial importància en les instal·lacions

preparades per a l’eliminació de nitrogen. Altres paràmetres són MLSS, OD i el nivell de

fangs en decantadors.

I JORNADES TÈCNIQUES DE GESTIÓ D’ESTACIONS DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

16

CONTROL I TELEGESTIÓ D’ESTACIONS DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

VARIABLES DE CONTROL

La principal variable per controlar l’edat del fang és la purga de fangs, que s’ha d’ajustar a

la producció de fangs i a la càrrega del sistema per mantenir constant l’edat del fang.

La recirculació de fangs biològics és la que ens regula la concentració en el tanc d’aeració,

que compensa el desplaçament de fangs cap al decantador provocat pel flux hidràulic.

En el cas d’eliminació de nitrogen haurem de controlar la recirculació interna per compensar

fonamentalment les variacions de temperatura estacionals o la concentració de nitrogen a

l’entrada. En els processos seqüencials, on no hi ha aquesta recirculació, controlarem la

seqüència temporal aeròbia/anòxica.

Finalment, però no per això menys important, cal regular el nivell d’OD en el tanc d’aeració

per garantir unes condicions òptimes de creixement.

CONTROL AUTOMÀTIC

Simplificant, podríem dir que ens calen tres elements per configurar un control automàtic: el

sensor, el controlador i l’actuador. Per operar amb aquest sistema, caldrà definir un punt de

consigna, que és l’objectiu del control.

Podem afirmar que, actualment, cap EDAR no es gestiona d’una manera totalment auto-

màtica. Hi ha un petit nombre de llaços de control automàtics, però decisions com ara el

millor MLSS, la taxa de recirculació o el cabal de purga encara són responsabilitat del cap

de planta.

Els SCADA actuals permeten gestionar i emmagatzemar informació, operar remotament

equips i definir alguns llaços de control simples, però no aporten solucions als casos ante-

riors.

LLAÇOS DE CONTROL MÉS COMUNS

En el nivell més baix, on la lògica del control és més senzilla, trobem la regulació de flux.

Aquests sistemes es basen en mesuradors de nivell (sensor), que envia el senyal a un varia-

dor de freqüència (controlador) que regula el funcionament de la bomba (actuador).17


La recirculació de fangs es regula com un percentatge del cabal d’entrada. En aquests

casos, el més habitual és regular les bombes de recirculació amb un variador al qual arriba

el senyal del cabalímetre d’entrada.

No és habitual un control per a la recirculació interna (N/D), que encara s’efectua manual-

ment, però es podria enclavar amb el cabal d’entrada o, més endavant, amb la concentració

de nitrogen en l’efluent.

El control de l’OD s’efectua a partir del senyal de les sondes d’OD sobre el règim de gir dels

bufadors: amb variador o doble velocitat.

LLAÇOS DE CONTROL MENYS HABITUALS

En alguns sistemes alternatius es poden trobar sensors de redox per controlar la durada de

la fase d’anòxia. Aquests sistemes es basen en el canvi de potencial que s’experimenta quan

s’esgoten els NO3-.

En el cas de digestors anaerobis podem trobar el control de temperatura.

PROBLEMES MÉS COMUNS

El problema principal és la manca d’informació ocasionada per una pobra instrumentació.

No parlem només dels sensors més sofisticats, sinó que sovint manquen cabalímetres en

llocs com ara la recirculació o la purga del sistema.

Els elements de control com ara les sondes i els controladors (PLC) tenen electròniques sen-

sibles. Sovint no disposen de proteccions elèctriques (sobretensió, microtalls, etc.) o

ambientals (resistència a ambients químics corrosius, sulfhídric), amb la qual cosa es gene-

ren freqüents avaries que deixen l’EDAR sense control.

En el cas de l’oxigen dissolt es presenta un problema general de concepció en sistemes

complexos: diferents basses d’aeració, múltiples sondes d’OD i diversos bufadors i un únic

col·lector d’aire. En aquest cas, s’utilitza reiteradament una combinació de sondes d’OD,

mesuradors de pressió, vàlvules de papallona i bufadors que resulten, sovint, poc útils per

obtenir una bona distribució de l’aire. Aquests sistemes són inestables i difícils de sintonit-

zar, ja que l’actuació d’una vàlvula de papallona governada pel sensor d’OD desestabilitza

18

totes les altres línies i sovint s’abandona el seu ús.

El conjunt variador bomba/bufador no sempre resol tots els problemes, ja que mai no es pot

treballar de 0 a 100%. Sempre hi ha un mínim on la bomba no treballa, o el bufador no refri-

gera. Aquest mínim pot provocar discontinuïtats si s’intenta treballar amb un nombre petit

d’equips de gran capacitat.

ALGUNES PROPOSTES

Dotar amb proteccions elèctriques els elements de control més conflictius, per evitar que

l’EDAR es quedi en manual després d’una tempesta. En llocs amb ambients agressius, ins-

tal·lar, a més, equips amb protecció IP52 amb targetes envernissades.

Augmentar el nivell d’instrumentació a les EDAR.

En el cas del control de l’oxigen s’ha testat una alternativa consistent en la regulació del

cabal màssic mitjançant la introducció de cabalímetres de fil calent (els més fiables per mesu-

rar cabals màssics d’aire).

Augmentar el manteniment de les sondes, ja que una bona informació és fonamental per al

funcionament del sistema.

Planificar les infraestructures pensant en l’operació posterior.

ALTRES LÍNIES DE TREBALL

S’estan provant sistemes basats en el coneixement per a la gestió d’EDAR. Aquests siste-

mes es basen en la gestió del coneixement adquirit per a la resolució de problemes futurs,

abans anomenats «sistemes experts». Els models provats se centren principalment en la

resolució de problemes biològics de procés (foaming, bulking, etc.).

Ús de la modelització per al control de processos. El principal problema és la complexitat

dels models i la variabilitat en el temps dels valors dels seus paràmetres. Noves tendències

s’orienten cap a l’ús de models «caixa negra» (com ara les xarxes neuronals).

Fins ara, els models tenen un ús molt important en disseny i simulació, però no en control.

CONTROL I TELEGESTIÓ D’ESTACIONS DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

19

TELEGESTIÓ

L’Agència Catalana de l’Aigua està treballant en un projecte de telegestió d’EDAR. L’objectiu

és disposar d’accés remot i, en alguns casos, en temps reals de determinats paràmetres del

sistema.

En una primera fase es monitorarà el cabal tractat, els sobreeiximents al medi, el funciona-

ment de determinats equips crítics, les interrupcions en el proveïment elèctric, etc.

Amb aquest projecte es disposarà d’un sistema d’alarma en temps real de qualsevol inci-

dència al medi que provingui d’una instal·lació de sanejament.

D’una manera molt simplista el sistema llegirà la informació necessària de l’SCADA de plan-

ta i es comunicarà per via telefònica (ADSL) amb l’Agència.

BIBLIOGRAFIA

Process and Industrial Instruments and Controls Handbook. McGraw-Hill Publishing, 1999.

WEF [WATER ENVIRONMENT FEDERATION] «Instrumentation in Wastewater Treatment Facilities».

Manual of Operation and Practice, núm. 21 (1993).


20

OBSERVACIÓ MICROSCÒPICA COM A EINADE DIAGNÒSTIC. CASOS PRÀCTICS DECONTROL D’ESCUMES FILAMENTOSES

Diana Portal, Alexander Lecea, Meritxell Llagostera, TomásBarranco i Pilar Icaran

INVALL, SA, Departament de Medi Ambient ([email protected])

RESUM

En els tractaments biològics per a l’eliminació de matèria orgànica i, especialment, en aquells

dissenyats per a l’eliminació de nutrients (nitrogen i fòsfor), el rendiment es veu disminuït

sovint per diversos problemes de separació de sòlids, en l’origen dels quals hi ha problemes

d’estructura del floc i/o de proliferació de bacteris filamentosos.

És en aquests casos que l’empitjorament de la qualitat de l’efluent es fa evident, però és difí-

cil que sense un examen microscòpic es puguin discernir els diversos problemes que

afecten el cultiu i, per tant, sense aquest diagnòstic no podran dissenyar-se estratègies ade-

quades per abordar la solució d’aquests problemes.

INTRODUCCIÓ

En la gestió de les depuradores d’aigües residuals es plantegen sovint diverses disfuncions,

que tenen el seu origen en la proliferació en excés de bacteris filamentosos a la biomassa

dels reactors biològics de fangs actius. A diferència dels anomenats formadors de flocs, els

bacteris filamentosos, donada la seva morfologia, provoquen, entre altres, problemes d’es-

cumes i/o de bulking. Aquests problemes, almenys genèricament, han estat àmpliament

descrits a la literatura especialitzada durant les últimes dècades i, per tant, es disposa de

mètodes per identificar-los amb la utilització de la microscòpia. Aquesta observació micros-

còpica del fang esdevé una eina de diagnòstic que permet discernir inicialment entre els

diversos problemes estructurals del floc que poden plantejar-se i, posteriorment, identificar

els microorganismes que els causen. Una vegada identificats els bacteris causants hi ha

diverses vies de minimització/control (difícilment d’eradicació) de l’impacte d’aquesta disfun-

ció sobre la qualitat de l’efluent.

21


Els mètodes no específics no eliminen les circumstàncies en les quals els bacteris filamen-

tosos creixen, però aconsegueixen mantenir la qualitat dels efluents sense modificacions

importants a les instal·lacions. Aquests mètodes inclouen, entre d’altres, la dosificació de

productes químics per millorar la floculació i la decantació o bé sistemes mecànics de sepa-

ració d’escumes, com també la dosificació d’oxidants per tal de deteriorar els filaments.

D’altra banda, en el disseny o en posteriors modificacions de les instal·lacions poden intro-

duir-se mètodes específics basats en la selecció cinètica i metabòlica, amb la construcció de

selectors (o zones de contacte).

MÈTODES I MATERIALS

L’observació microscòpica de fangs activats s’inicia amb la recollida de mostres al reactor bio-

lògic. Aquestes mostres han de ser representatives de la biomassa total del sistema i, per tant,

es recomana que s’extreguin d’un punt on quedi garantida l’homogeneïtzació de la mostra (al

voltant dels equips d’aeració) o bé a la sortida (si és superficial) del reactor biològic.

En cas de presentar-se un problema d’escumes, aquestes escumes s’han de recollir per

separat, de manera que mitjançant l’observació microscòpica es pugui establir la diferent

composició d’aquesta fracció de la resta dels fangs del sistema. També es poden fer obser-

vacions per determinar quins són els microorganismes que tenen una contribució més

important a la proliferació de nates a la superfície dels decantadors sobre mostres recollides

en aquest punt.

Quant a la conservació, és important que només s’omplin els recipients fins a la meitat, de

manera que hi hagi aire.

No s’abordarà aquí la metodologia de preparació de la mostra i les diferents tècniques de

comptatge i tincions, atès que es poden consultar els treballs en aquest sentit de diversos

experts en la matèria a les publicacions ressenyades (EIKELBOOM, 1983; JENKINS, 1993). Però

sí que se’n descriurà la utilitat en casos pràctics.

Pel que fa als mitjans materials per fer una primera aproximació a l’observació de l’estructu-

ra del floc, és suficient disposar d’un microscopi òptic a 10-20x augments, però per poder

arribar a distingir els trets morfològics i diferenciar els diferents tipus de microorganismes fila-

mentosos és imprescindible disposar d’un microscopi amb contrast de fases (d’una

potència lumínica no inferior als 200 W) i equipat amb, almenys, oculars de 10x i 100x aug-

ments d’immersió.

22

OBSERVACIÓ MICROSCÒPICA COM A EINA DE DIAGNÒSTIC

La utilitat de l’observació microscòpica de fangs actius d’un reactor biològic ve donada, en

primer lloc, per la possibilitat de discernir entre els diversos problemes que afecten la bio-

massa d’una EDAR i que, en alguns casos, provoquen disfuncions similars sobre l’efluent

que no es poden distingir si no és a escala microscòpica.

Un dels problemes que es planteja sovint en una instal·lació biològica de sanejament és el

bulking, que es fa difícil de traduir, però que es podria descriure com un esponjament del

fang. La descripció del problema, en ambdós casos i des de la perspectiva d’un observador

de la instal·lació, és que el fang ocupa molt més volum del que es podria esperar depenent

de la concentració; a escala general, els seus efectes sobre la qualitat de l’efluent es mani-

festen més o menys severament segons les característiques estructurals del decantador

secundari. La capa clarificada d’aigua es redueix en algun cas fins a pocs centímetres, i la

resta de l’alçària del decantador està ocupada pel fang. En aquesta situació, els corrents

ascendents de l’efluent poden arrossegar part d’aquests fangs acumulats (no pas compac-

tats) i, per tant, l’aportació de MES a l’aigua de sortida augmenta (aquesta fuita també

contribueix a l’augment de la DBO i la DQO proporcionalment). Simultàniament, disminueix

la compactació de fang al fons del decantador secundari, fet que dificulta la gestió de la línia

de fangs i una recirculació energèticament rendible, atès que s’extreuen els fangs molt més

diluïts del fons del decantador.

Per distingir entre un tipus o altre de bulking (filamentós i viscós) hi ha dues eines: d’una

banda, la realització d’un assaig de V30, força habitual, però sovint menyspreat per la seva

senzillesa i que aporta molta informació, i, d’altra banda, l’observació microscòpica. La

bibliografia especialitzada parla de bulking a partir d’un IVF (índex volumètric de fangs,

V30/MLSS) superior als 150 ml/g. En el cas d’un bulking viscós, a més, si s’inclina lleugera-

ment la proveta al final de l’assaig es podrà observar que la superfície dels fangs es manté

paral·lela al fons del recipient i no a la del líquid, que és el que es podria esperar. Aquesta

observació és possible pel fet que la consistència gelatinosa del fang amb problemes de bul-

king viscós implica una velocitat inferior a l’habitual a l’hora de desplaçar-se i, per tant,

permet determinar el diagnòstic d’aquest problema.

L’observació microscòpica en un cas i en l’altre és molt diferent, com es pot observar en les

figures 1 i 2. Mentre que en el primer cas hi ha proliferació de bacteris filamentosos, en el

segon cas s’observa una colònia característica de Zoogloea, amb excés d’exopolímer.

OBSERVACIÓ MICROSCÒPICA COM A EIINA DE DIAGNÒSTIC. CASOS PRÀCTICS DE CONTROL D’ESCUMES FILAMENTOSES

23


Figura 1. Bulking filamentós Figura 2. Bulking viscós

Altres problemes que afecten les EDAR són el creixement dispers i la defloculació. En el pri-

mer cas, es produeix per la proliferació de bacteris filamentosos lliures en el líquid intersticial

entre els flòculs, mentre que en el segon es produeix per l’abundància de flocs de petita mida

(inferiors a 150 micres). En ambdós casos, el que s’observa és que l’efluent és tèrbol i hi ha

una pèrdua constant de fangs als decantadors secundaris. Això acaba dificultant la gestió

de l’edat del fang, que és un dels paràmetres bàsics de funcionament. Si bé l’efecte sobre

l’aigua tractada és similar, les causes i l’observació microscòpica del fang són diametralment

oposades, com es pot observar en les figures 3 i 4.

Figura 3. Defloculació 10x Figura 4. Creixement dispers 10x

En el cas d’un problema de defloculació, observarem microscòpicament a un primer nivell

de 100 augments l’abundància de flocs amb «diàmetres» inferiors a 150 micres, mentre que

en el cas del creixement dispers la imatge mostrarà proliferació de bacteris filamentosos al

líquid intersticial no associats als flòculs. En una segona aproximació amb més augments, el

problema de defloculació es pot observar comparant la definició del contorn (nítida) d’un

fang sense problemes (figura 5) i la manca de concreció del límit del floc d’un fang afectat

per aquesta disfunció (figura 6).

24

Figura 5. Floc definit 100x Figura 6. Defloculació 100x

Malgrat això, normalment no s’acostuma a confondre les escumes de tipus filamentós amb

aquelles provocades per productes surfactants no biodegradats, atès que les diferències

quant a la consistència es poden observar fàcilment. L’observació microscòpica permet

determinar quin microorganisme és el que provoca aquestes escumes. Un dels bacteris fila-

mentosos causants de gran part dels problemes d’escumes observats són els de tipus

GALO (Gordona Amarae like organism) anomenats també Nocardiforme i que són fàcils d’i-

dentificar, ja que presenten ramificacions, tal com es pot observar en la figura 7.

Figura 7. GALO 100x

Tant en relació amb la proliferació de filamentoses com en el diagnòstic d’altres disfuncions

resulta molt útil l’observació general de les característiques del fang. Aquesta observació cal

fer-la sobre mostres que representin fidelment les característiques estructurals del fang; per

tant, seran fresques i es prendran després d’agitar la mostra, i caldrà esperar fins que s’ha-

gi produït la refloculació del fang, un fenomen que té lloc al cap de pocs minuts d’haver

deixat en repòs la mostra després de l’homogeneïtzació.


25

Observarem primerament amb l’ocular de 10x la mida dels flocs, l’abundància relativa de fila-

mentoses i la influència d’aquestes filamentoses sobre l’estructura del floc, ja que poden

formar brindings (ponts) entre flocs (figura 8) o provocar el que la bibliografia anomena open

floc structure (figura 9), entre altres efectes.

Figura 8. Brindings (ponts entre flocs) Figura 9. Flocs amb estructura oberta

En general s’observarà també la mida dels flocs i la proliferació de bacteris lliures i s’identifi-

caran els protozous presents.

IDENTIFICACIÓ DE MICROORGANISMES FILAMENTOSOS

La identificació dels microorganismes filamentosos d’una mostra de fangs activats es fa ate-

nent els trets morfològics diferencials que hi ha entre els diferents tipus de bacteris

referenciats a la bibliografia, que es redueixen a 29 (EIKERLBOOM, 1981): S. natans, T1701,

T0041, T0675, T021N, Thiothrix I, II, T0914, Beggiatoa spp., T1851, T0803, T0092, T0961,

Microthrix parvicella, GALO / Nocardia spp., Nostocoida limicola I, II i III, Haliscomenobacter

hydrossys, T0581, T1863, T0411. I altres com ara: T1702, T1852, T0211, Flexibacter,

Bacillus spp., cyanophyceae, Fungi. De tots aquests, estan tabulats amb les seves caracte-

rístiques els 22 més comunament observats (JENKINS et al.,1993).

Les característiques morfològiques que s’han de diferenciar són, resumidament, entre altres

i presentades d’una manera gràfica, les següents:


26

Figura 10. Oclusions de sofre i forma d’aquestes oclusions.

Ramificacions: veritables o falses

Figures 11 i 12. Forma del filament: recte, corbat, etc. Localització: dins, fora, sortint del floc.

Diàmetre i longitud del filament

Figura 13. Attached Growth: bacteris adherits Figura 14. Vaina: presència o no


27

Figures 15 i 16. Forma i dimensions de la cèl·lula. Altres grànuls: PHB, etc.

No identificarem cada un dels filaments, sinó aquells que es presentin com a majoritaris i de

manera genèrica pels trets esmentats, no taxonòmicament.

TESTS ESPECÍFICS

Tot i que potser l’inici d’un diagnòstic es fa sobre mostres fresques, per observar clarament

la presència d’alguns bacteris (0092), comprovar-ne l‘abundància, també dins dels flocs, i

fer-ne una identificació més acurada, s’apliquen diferents tècniques:

1. Tincions GRAM i NEISSER; tincions amb «India ink» per observar la quantitat d’exopoli-

mer, tincions per destacar els grànuls de PHB i amb violeta cristall per observar les vaines.

2. Test S, observació d’oclusions de sofre mitjançant l’addició de sulfat sòdic o tiosulfat

sòdic.

3. Comptatge de filaments i scum index.

Els investigadors han dissenyat tècniques avançades d’identificació, com ara Fluorescence

In Situ Hibridization (FISH), que es basa en la identificació molecular de les seqüències espe-

cífiques del ribosoma 16S i 23S rRNA/DNA, mitjançant oligonucleòtids marcats amb

substàncies fluorescents.


28

DE LA IDENTIFICACIÓ AL DIAGNÒSTIC

La caracterització microscòpica de les mostres per si mateixa només serveix al diagnòstic si

simultàniament es fa un estudi més en profunditat de les causes de proliferació d’un deter-

minat tipus de microorganismes, juntament amb les dades bàsiques de procés i els resultats

de diversos assaigs.

Els factors que influeixen en el creixement de determinats organismes filamentosos s’utilit-

zen per classificar-los a la bibliografia especialitzada i bàsicament són el que coneixem com

a paràmetres bàsics de procés, que són entre altres: l’edat del fang, la relació entre la càrre-

ga contaminant aplicada i la biomassa del sistema, la concentració d’oxigen als reactors, la

configuració d’aquests reactors o l’alternança de zones no airejades i la seva situació, con-

centracions nutrients (N i P), compostos de sofre, naturalesa del substrat orgànic, pH, etc.

CONTROL DE PROLIFERACIÓ DE FILAMENTOSES

Si bé el més desitjable una vegada que s’estableix un diagnòstic dels problemes d’una ins-

tal·lació seria la modificació de les condicions que provoquen aquest creixement de

microorganismes que confereixen al fang males característiques de la capacitat de sedi-

mentació i provoquen problemes de separació de sòlids, sovint això no és possible, atès que

implicaria la remodelació almenys parcial de l’EDAR. Aquestes solucions, doncs, a curt ter-

mini no acostumen a ser viables i, per tant, s’ha de recórrer al que s’anomena mètodes no

específics.

Els mètodes no específics són aquells que no ataquen les causes del problema, sinó que

actuen per minimitzar els efectes nocius sobre l’efluent.

Entre altres hi ha l’eliminació d’escumes per mitjans mecànics. Aquestes tècniques inclouen

la instal·lació de sistemes d’extraccions d’escumes mitjançant bombes de succió superficial

o skimmers, que són difícils d’ajustar perquè el seu funcionament sigui òptim, donades les

variacions de nivell dels tancs segons l’acció dels equips d’aeració.

Altres solucions utilitzades són la instal·lació de sistemes d’atrapament d’escumes, bé direc-

tament al tanc d’aeració o en canals paral·lels.

També s’utilitza la dosificació de productes oxidants, hipoclorit sòdic, aigua oxigenada o ozó,


29


l’objectiu dels quals és malmetre els microorganismes filamentosos que, per la seva morfo-

logia i disposició, queden més exposats a la seva acció que els bacteris formadors de flocs

i que, per tant, poden ser eliminats d’una manera parcialment selectiva.

Altres tècniques utilitzades són l’addició de coagulants inorgànics, sals de ferro, alumini o

calç, d’una banda, o l’addició de polímers. En qualsevol cas, el que s’intenta és millorar les

característiques de la capacitat de sedimentació del fang però, a més del cost dels reactius

i la dificultat de trobar un punt adequat de dosificació, aquest mètode provoca invariable-

ment un augment de la producció de fangs i, per tant, un augment del cost d’evacuació

d’aquests fangs.

CASOS PRÀCTICS

Un dels problemes que es plantejaven a l’EDAR de Falset l’any 1994 i també anteriorment

era la constant presència d’una gruixuda capa d’escumes sobre el tanc d’aeració i una apor-

tació constant per part d’aquestes escumes al decantador, on s’anava formant una capa de

nates que o bé era netejada per l’operador o era arrossegada amb l’efluent durant els cops

hidràulics que es produïen els dies de pluja. Per tal d’evitar, si més no, les afectacions al medi

i a partir d’una observació de Carles Camós i la posterior reflexió i disseny de Salvador

Martorell d’AUDING, es va instal·lar un sistema de deflectors (figura 17), per tal de minimit-

zar el pas de les escumes del reactor biològic al decantador secundari i poder garantir la

qualitat de l’efluent.

Figura 17. Sistema de deflectors a la sortida del reactor

30

Aquest calaix té com a objectiu obligar el licor mescla a recórrer un camí descendent abans

de sortir al decantador secundari i l’aïlla de la resta del reactor biològic i de la sortida d’a-

quest reactor. Els microorganismes escumants que tenen un comportament molt hidròfob

floten, mentre que la resta de biomassa és conduïda al fons del calaix i, finalment, li queda

una altra oportunitat per surar abans de sortir per la canonada subsuperficial que connecta

el reactor amb el centre del decantador secundari. Les escumes, per tant, queden atrapa-

des a la superfície del reactor biològic i la formació de nates es redueix dràsticament i,

consegüentment, es millora la qualitat de l’efluent i s’elimina la possibilitat que aquestes

nates acabin a la llera.

No obstant això, el problema endèmic d’escumes es mantenia, de manera que es va assa-

jar un altre mètode per eliminar-les utilitzant un producte oxidant.

La dosificació d’un agent oxidant, en aquest cas hipoclorit sòdic, pot fer-se en diferents

punts de la instal·lació, depenent del problema que es planteja (escumes, bulking o tots dos,

simultàniament).

En qualsevol punt de dosificació, l’observació microscòpica esdevé una eina decisiva a l’ho-

ra de determinar la dosi òptima. D’aquesta manera, es va evitar una sobreoxidació que

provocaria la defloculació del fang, o bé l’ús de dosis tan baixes que farien que el problema

es perpetués tot i la utilització d’aquest mètode no específic.

El sistema emprat va ser la instal·lació de quatre aspersors a les cantonades del tanc d’ae-

ració i la injecció en una línia d’aigua de servei d’hipoclorit sòdic en solució.

Aviat es va observar que el mètode era eficaç: les escumes desapareixien després de pocs

dies d’aplicació del producte oxidant sobre el reactor biològic, però van aparèixer alguns

problemes pràctics. La injecció d’hipoclorit sòdic en una línia d’aigua (que a més, en aquest

cas, era d’un grau de duresa força alt) provocava la precipitació de carbonats que acabaven

obturant els aspersors i les canonades de distribució i que finalment feien que les conduc-

cions rebentessin. Gràcies a aquesta experiència, quan es va estendre aquesta pràctica a

altres instal·lacions es va proposar la utilització d’agents antiincrustants per tal d’evitar

aquest efecte col·lateral. En algunes instal·lacions encara es continua utilitzant aquest mèto-

de per controlar la proliferació d’escumes (en la majoria dels casos, el microorganisme

filamentós predominant és GALO) utilitzant dosis d’hipoclorit sòdic entre 600 i 800 l/mes

d’hipoclorit sòdic concentrat, cosa que equival a 20 i 27 l/dia i una dosi relativa a la biomassa

del sistema de 3,2 g Cl2/kg MLSS d (dades facilitades per l’empresa SEARSA).


31


La proliferació d’escumes, de vegades, també va acompanyada d’un problema de bulking

filamentós. Atès que, cada vegada més, les exigències de qualitat de l’efluent final de les ins-

tal·lacions obliga a fer processos d’eliminació de nutrients, sovint l’establiment de les

condicions necessàries per assolir aquests requeriments implica l’aparició de problemes de

creixement de microorganismes filamentosos. Aquesta situació és la que es plantejava fins

a límits pràcticament insostenibles per garantir la qualitat de l’efluent en una de les

instal·lacions de la zona de Tarragona. Una vegada que s’establien les condicions adequa-

des d’edat del fang, el règim d’aeració i la població de bacteris nitrificant suficient, s’observa

el creixement fins a nivells molt alts de bacteris GALO (Nocardiforme). El problema d’escu-

mes era tan important que, diverses vegades, aquestes escumes sobreeixien dels reactors

biològics i envaïen les passarel·les d’accés. Simultàniament, els decantadors es trobaven

totalment coberts d’una capa de nates que malauradament es veia lentament arrossegada

amb l’efluent, malgrat els sistemes d’extracció mecànica. I per si això no fos suficient, també

s’observava la proliferació de bacteris tipus Microthrix parvicella, fet que immediatament pro-

vocava problemes de bulking. En l’observació de fangs d’aeració, a més, es veien quantitats

significatives de bacteris tipus Nostocoida limícola, Haliscomenobacter hidrossys i 1701, que

contribueixen a assolir nivells molt elevats d’IVF, de més de 500 ml/g. Aquest fet es veu

agreujat pel disseny dels decantadors secundaris d’aquesta instal·lació, que són poc pro-

funds i amb un règim hidràulic que no pot suportar les alçàries de fang d’1,3-1,5 m que

s’assoleixen amb aquestes característiques tan deteriorades de la capacitat de compacta-

ció del fang.

A la vista que el problema més urgent era rebaixar els IVF minvant la població de bacteris

filamentosos, es va optar inicialment per dosificar hipoclorit sòdic a recirculació. En la taula

1 es recullen les condicions recomanades a la bibliografia (WANNER, 1994) i, també, les dosis

adoptades segons les possibilitats de l’EDAR.

Taula 1

32

Rati de clor:r = 1 a 15 g CK2/kg MLSS d

Concentració al punt de dosificació:S = 15 a 20 mg/l Cl2

Freqüència d’exposició:F = superior a 2.5 a 3 dies-1

Dosi inicial adoptada:r = 6 g CL2/kg MLSS dS = 15,7 mg/lF = 0.84 dies-1

Cabal efectiu dosificat:18 l/h = 424 l/dia aproximatdurant 9 dies

Com es pot observar, la dosi (r) es va escollir de manera conservadora per tal d’afectar el

procés al mínim possible, i es va establir la concentració en el punt de dosificació a la banda

baixa del fus recomanat. Però el que no es podia assolir era la freqüència d’exposició del

fang a l’agent oxidant fins als valors recomanats. Pensem, per tant, que això va fer que el

mètode no fos gaire eficient. L’evolució dels IVF es presenta en la figura 18, on es pot obser-

var una disminució significativa durant el període de dosificació i una ràpida recuperació quan

aquesta dosificació s’atura.

Figura 18. Evolució dels IVF durant la dosificació d’oxidant a recirculació

Atès que la instal·lació ha d’eliminar nitrogen a més de matèria orgànica, calia extremar les

precaucions a l’hora de combatre el bulking amb un agent oxidant per tal de no malmetre la

biomassa nitrificant. Per vigilar l’efecte de la dosificació sobre la biomassa, a més del control

microscòpic, l’empresa explotadora INFILCO, SA va fer diversos assaigs per determinar la

velocitat de nitrificació comparativament abans, durant i després de la dosificació d’oxidant.

Figura 19. Resultats del control de la velocitat de nitrificació


33

Resum de l’evolució

Data Vel nitrificaciómgN/g MLSSV h

18-set28-set1-oct9-oct

16-oct25-oct12-des

1,221,591,431,271,141,221,50


Malauradament, la velocitat de nitrificació va disminuir en començar la dosificació i, per tant,

es va aturar. Ràpidament s’observa una recuperació de la capacitat nitrificadora de la bio-

massa, però de la mateixa manera es recuperen ràpidament els alts valors d’IVF.

Com que els problemes continuaven afectant greument la instal·lació, es va proposar dosi-

ficar oxidant al lixiviat de l’equip de separació d’escumes instal·lat a la recollida de flotants

dels decantadors secundaris, que finalment es recirculava a capçalera i servia d’inoculació

constant de bacteris filamentosos al sistema.

Figures 20 i 21. Punt de dosificació d’oxidant l’arqueta de lixiviats

La dosificació es va dur a terme en l’arqueta de drenatge del lixiviat de deshidratació de

fangs on es barreja amb l’efluent del separador d’escumes.

En aquest cas, la utilització d’hipoclorit sòdic va ser molt efectiva per disminuir la població

de bacteris filamentosos i rebaixar els IVF fins a valors que permeten gestionar la instal·lació

amb garanties d’èxit, com es pot observar en el gràfic.

34

Figura 22. Evolució dels IVF amb dosificació d’oxidant als drenatges

Els valors d’IVF s’aconsegueixen estabilitzar per sota dels 300 ml/g amb unes dosis aplica-

des inicialment de 4,5 l/h = 108 l/dia d’hipoclorit sòdic, dosi de manteniment

1 - 2 l/h = 24 – 48 l/dia; aplicat sobre un cabal de lixiviat de 50-70 m3/h.

En instal·lacions més petites, el fet de mantenir una dosificació amb hipoclorit sòdic líquid

resulta difícil, donada la ràpida degradació d’aquest producte, cosa que fa que, si es realit-

zen dosificacions a cabals petits, el temps que el producte està emmagatzemat a la planta

és força elevat i, per tant, el producte va perdent efectivitat. A més, el manteniment de la

xarxa d’aspersors, conduccions i bomba dosificadora i el subministrament del material és

difícil. És per tot això que es va proposar als operadors, primer de l’EDAR de Falset i poste-

riorment de l’EDAR de Botarell, de fer la dosificació d’hipoclorit càlcic utilitzant les pastilles

d’aquest producte sòlid a la recirculació. El mètode consisteix a posar en contacte la recir-

culació en el punt de retorn al tanc d’aeració i les pastilles d’hipoclorit càlcic, de manera que

aquest corrent les vagi dissolvent. Els muntatges construïts pels operadors es poden obser-

var en les fotografies adjuntes.


35


Figura 23. Dosificació EDAR Falset Figura 24. Dosificació EDAR Botarell

En tots dos casos, malgrat que les dosis utilitzades són molt baixes, de 3-5 pastilles de 100

g d’hipoclorit càlcic, cosa que representa una dosi efectiva de clor de 0,4 g Cl2/kg MLSS d,

ràpidament s’observa una millora en les característiques de la capacitat de sedimentació del

fang, tal com s’observa en el gràfic. La millora de les característiques de la capacitat de sedi-

mentació del fang es pot observar en el gràfic següent.

Figura 25. Evolució IVF a l’EDAR de Falset

Posteriorment, amb l’augment de la dosi fins a 1,5 Cl2/kg MLSS i dia a Falset, s’aconsegueix

l’eliminació total d’escumes i la disminució d’IVF a valors de 100-150 ml/g, que es continuen

mantenint des d’aleshores sempre per sota dels 200 ml/g, amb les dosis de manteniment

esmentades.

36

CONCLUSIONS

Aquests mètodes, tot i que són efectius a curt termini, només s’utilitzen com a mesura d’e-

mergència. Atès que no s’ataca el problema des de l’origen (les condicions de creixement

dels organismes filamentosos), quan la dosificació s’atura el problema es reprodueix ràpida-

ment, llevat que sigui conseqüència d’unes circumstàncies molt específiques.

Per tant, es podria concloure que caldrà cercar altres productes químics per al control de

problemes de bulking i escumes, més econòmics, fàcils de manipular i amb els mínims efec-

tes secundaris.

Caldrà tendir a la implantació, en el disseny d’instal·lacions noves i remodelacions de les ja

existents, de processos biològics menys sensibles a la proliferació d’organismes filamento-

sos, que han resultat positius en altres instal·lacions de sanejament i que s’esmenten sovint

en la literatura especialitzada, com pot ser la utilització de l’efecte selector, atenent la inca-

pacitat de la majoria de bacteris filamentosos per créixer en ambients amb càrregues

màssiques elevades, juntament amb l’efecte de les condicions de cultiu; per tant, aprofitant

la selecció tant cinètica com metabòlica. Aquests són els mètodes anomenats específics,

que ataquen les causes que donen lloc als problemes filamentosos i que, per tant, tenen un

caràcter definitiu i no transitori, com els esmentats en aquest document.

BIBLIOGRAFIA

ALBERTSON, O. E.; HENDRIKS, P. «Bulking and Foaming Organism Control at Phoenix, Az

WWTP». Water Science and Technology. Vol. 26, núm. 3-4 (1992), p. 461-472.

ALBERTSON , O. E. «Control of Bulking and Foaming Organisms. Capítol 8. A: Design and

Retrofit of Wastewater Plants for Biological Nutrient Removal». Vol. 5. [Pennsilvània: Water

Quality Management Library. Technomic], 1992.

EIKELBOOM D.H.; BUIJSEN H.J.J. Microscopic Sludge Investigation Manual. 2a ed. AE Delft,

Holanda: TNO Research Institute for Environmental Hygiene. Water and Soil Division, 1983.

RAMÍREZ G.W. [et al.]. «A Rapid, Direct Method for Assessing Chlorine Effect on Filamentous

Bacteria in Activated Sludge». Water Research. Vol. 34, núm. 15 (2000), p. 3894-3898.

JENKINS, D.; RICHARD M. G. Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking


37


and Foaming. Michigan: Lewis Publishers, INC., 1992.

MADONI P. [et al.]. «Survey of Filamentous Microorganisms from Bulking and Foaming

Activated-Sludge Plants in Italy». Water Research. Vol. 34, núm. 6 (2000) p. 1762-1772.

PALM [et al.]. «Relationship between Organic Loading, Dissolved Oxygen Concentration and

Sludge Settleability in the Completely-Mixed Activated Sludge Process». Journal WPCF. Vol.

52, núm.10 (1980) p. 2484-2506.

PRETORIUS , W.A.; LAUBSCHER C.J.P. «Control of Biological Scum in Activated Sludge Plants by

Means of Selective Flotation». Water Science Technology. Vol. 19 (1987), p. 1003-1011.

RENSINK J.H.; DONKER «Management of Bulking Sludge Control by the Selector. Management

and Control of Bulking». A: D. JENKINS, R. [et al.] Prevention and Control of Bulking

Activated Sludge, Perugia, Itàlia: Ed. Luigi Bazzugi Center, 1994, p. 69-76.

RICHARD M. Activated Sludge Microbiology. Virginia: Water Pollution Control Federation, 1989.

SERVIOUR E.M. [et al.]. «Studies on Filamentous Bacteria from Australian Activated Sludge

Plants». Water Research. Vol. 28, núm. 11 (1994), p. 2335-2342.

WANNER J. «Use of the Routine Biological Analyses to Check the Performance of Sewage

Treatment Plants». A: CECH J.S. [et al.] Biological Approach to Sewage Treatment Process:

Current Status And Perspectives. Perugia: P. Madoni Editions, 1991, p. 199-210.

WANNER J. «Activated Sludge Population Dynamics». Water Science Technology. Vol. 30,

núm. 11 (1994), p. 159-169.

WANNER J. «The Implementation of Bulking Control in the Design of Activated Sludge

Systems». Water Science Technology. Vol. 29, núm. 7 (1994), p. 193-202.

WANNER J. Activated Sludge Bulking and Foaming Control. Pennsilvània: Technomic, 1994.

WANNER J. [et al.]. «Activated Sludge Population Dynamics and Wastewater Treatment Plant

Design and Operation». Water Science Technology. Vol. 41, núm. 9 (2000), p. 217-225.

38

L’ÚS DE LA MICROFAUNA EN EL CONTROLDELS SISTEMES DE DEPURACIÓ PER

FANGS ACTIVATS

M. Mercè Rius i Serra(1) i Humbert Salvadó i Cabré(2)

(1) Paymacotas SAU ([email protected])

(2) Universitat de Barcelona ([email protected])

RESUM

Els estudis sobre la microfauna present en els sistemes de depuració d’aigües residuals per

fangs activats i l’ús d’aquests microorganismes com a bioindicadors del procés de depura-

ció estan bastant estesos. La utilització d’una manera rutinària del seguiment microscòpic

de les comunitats de microorganismes ens pot permetre anticipar alguns esdeveniments que

podrien afectar la qualitat de l’aigua tractada i millorar la gestió i el control del procés de

depuració.

Entre aquests microorganismes, les comunitats de protozous ciliats han estat tradicional-

ment les més estudiades, i en aquesta comunicació es mostra la metodologia d’estudi i un

recull de la capacitat indicadora de les espècies més comunes. En els fangs activats, però,

també hi ha altres grups de protozous, com ara els flagel·lats i les amebes, i de metazous,

com ara els rotífers, que han estat menys estudiats i dels quals s’aporten dades sobre la

seva capacitat com a bioindicadors del procés de depuració.

INTRODUCCIÓ

Els fangs activats poden ser considerats com un ecosistema sotmès a condicions extremes,

i que està constituït per dos tipus de components: components no biològics o abiòtics, com

les partícules de matèria orgànica i inorgànica, i components biològics o biòtics. Els compo-

nents biòtics d’aquest ecosistema estan representats pels organismes descomponedors

(bacteris i fongs), que utilitzen la matèria orgànica dissolta en l’aigua residual, i els organis-

mes consumidors (protozous flagel·lats, rizòpodes, ciliats i petits metazous), que s’alimenten

de bacteris dispersos i d’altres microorganismes (MADONI, 1994) (figura 1).

39

Figura 1. Relacions tròfiques entre els microorganismes presents en els fangs activats (modificat a

partir de Madoni, 1994), essent MOD: matèria orgànica dissolta i MOP: matèria orgànica particulada.

Així s’estableix una xarxa tròfica constituïda per diferents nivells, i es poden establir, dins de

cada nivell, relacions de competència entre els diferents microorganismes. El nombre de

nivells d’aquesta xarxa tròfica pot condicionar la producció de biomassa del sistema (o pro-

ducció de fangs), ja que la biomassa dels nivells superiors és inferior a causa de pèrdues de

calor i productes d’excreció.

Els microorganismes presents en els fangs, i molt especialment els protozous ciliats, s’han

utilitzat com a indicadors del funcionament del procés de depuració, atès que són molt

abundants en els fangs, són relativament senzills de classificar i s’han pogut obtenir relacions

entre l’abundància de determinades espècies i diferents paràmetres del procés de depura-

ció, com càrrega màssica, edat dels fangs o oxigen dissolt, entre d’altres (AL-SHAHWANI i

HORAN 1991; CURDS i COCKBURN, 1970; ESTEBAN et al., 1991; MADONI, 1994; MARTIN-CERECEDA

et al., 1996; SALVADÓ i GRACIA, 1993; SALVADÓ, 1994 i SALVADÓ et al., 1995).

En el present treball es presenta la metodologia proposada pels autors per a la utilització de

la microfauna com una eina per al control del procés de depuració, així com els resultats de

diferents estudis sobre la capacitat indicadora dels microorganismes, tant en plantes reals

com en plantes pilot, comparat amb els resultats obtinguts per altres autors.


40

AIGUA RESIDUAL (MOD + MOP)

CILIATSDEPREDADORS

GRANSGIMNAMEBES

METAZOUSCARNÍVORS

FLAGEL·LATS CILIATSMICRÒFAGS RIZÒPODES NEMATODES ROTÍFERS

BACTERISDISPERSOS

BACTERISFLOCULANTS

BACTERISFILAMENTOSOS

METODOLOGIA

Presa de mostres

Per a l’observació microscòpica de la microfauna present en els fangs activats s’ha de pren-

dre una mostra ben homogeneïtzada del reactor, preferentment a la sortida, i sense

presència d’escumes. És suficient agafar una mostra d’uns 50 ml en un pot de 250 ml, per

tal de mantenir una bona càmera d’aire durant el transport. L’observació microscòpica s’ha

de realitzar dins de l’interval més curt possible, i si no és possible fer-ho immediatament, és

aconsellable realitzar-ho abans de les 12 hores següents a la recollida de la mostra. En perí-

odes de més de 2 hores, la mostra s’haurà de mantenir agitada i airejada per tal de prevenir

situacions de septicitat.

Tècniques d’observació

La identificació dels diferents microorganismes es pot realitzar fonamentalment en viu, amb

un microscopi òptic, equipat preferentment amb contrast de fases. En cas que els microor-

ganismes siguin molt actius, es poden utilitzar ralentitzadors, com metilcel·lulosa al 2%, o

anestèsics, com el sulfat de níquel al 0,01%.

Determinació dels microorganismes

La determinació dels protozous flagel·lats, gimnamebes i amebes testàcies s’ha de realitzar

en viu, i es poden determinar segons PATTERSON i HEDLEY (1992). La determinació s’establirà

per família, gènere o espècie segons els casos, a causa de la dificultat existent per a la deter-

minació de les diferents espècies.

La identificació dels protozous ciliats es realitza a partir d’observacions en viu i sobre mos-

tres tenyides. Es distingeixen bàsicament coloracions vitals amb verd de metil acètic, per a

l’observació dels nuclis o impregnacions argèntiques, com la impregnació del carbonat de

plata amoniacal (FERNÁNDEZ-GALIANO, 1994), per a l’observació de la infraciliació i de l’aparell

nuclear i la tinció de KLEIN (1926), que permet l’observació de l’argiroma. Per a la classifica-

ció es poden utilitzar preferentment els següents treballs: CURDS (1969), FERNÁNDEZ-GALIANO

et al. (1996) i FOISSNER i BERGER (1996). Aquests organismes es determinen a nivell d’espècie.

La identificació dels nematodes, rotífers i anèl·lids oligoquets es realitza en viu, i la seva deter-

minació es pot realitzar segons STREBLE i KRAUTER (1987) o altres publicacions més

L’ÚS DE LA MICROFAUNA EN EL CONTROL DELS SISTEMES DE DEPURACIÓ PER FANGS ACTIVATS

41


especialitzades, com NORGRADY et al. (1993). En el cas dels rotífers creiem que és interes-

sant arribar a determinar fins al gènere (RIUS, 2003).

A causa de la dificultat per determinar alguns microorganismes, en la seva identificació s’ha

arribat al nivell taxonòmic, fins al qual s’ha considerat que es podia arribar mitjançant l’ob-

servació amb un microscopi òptic i la realització de tincions o cultius relativament senzills, en

concordança amb els treballs de CURDS (1975), CURDS i COCKBURN (1970) i MADONI (1994).

Recompte de microorganismes

El nombre d’organismes de cada taxó es determina mitjançant l’observació microscòpica,

preferentment amb un microscopi òptic equipat amb contrast de fases. Els recomptes de

protozous ciliats, d’amebes més grans de 50 µm, de flagel·lats més grans de 20 µm i de

metazous es realitza a 100 augments, i mitjançant microscòpia convencional de camp clar.

El recompte de gimnamebes inferiors a 50 µm i de flagel·lats inferiors a 20 µm es realitza a

400 augments, utilitzant, si és possible, la microscòpia de contrast de fases.

MICROORGANISMES QUE COLONITZEN ELS FANGS ACTIVATS

La microfauna present en els fangs activats està formada bàsicament per protozous i petits

metazous. Per quantificar la microfauna, aquesta es pot agrupar en diferents grups:

1. Protozous flagel·lats: es caracteritzen per la presència de flagels i diferenciem dos grups

en funció de la seva mida:

1.1. Flagel·lats inferiors a 20 µm: corresponen a zooflagel·lats, la majoria dels quals per-

tanyen a la família Bodonidae (SALVADÓ et al., 1997). Aquests flagel·lats apareixen

típicament en les fases d’inici de la colonització dels fangs activats o bé associats

a un mal funcionament del procés (CURDS, 1975; MADONI, 1991), i es poden trobar

poblacions que superin diverses vegades el milió d’individus per mil·lilitre (SALVADÓ

et al., 1997). També s’observen coanoflagel·lats que, en general, estarien associats

a un bon funcionament del procés (RIUS, 2003).

1.2. Flagel·lats superiors a 20 µm: són fitoflagel·lats que han perdut la capacitat de rea-

litzar la fotosíntesi i s’alimenten depredant altres protozous. En general,

corresponen a les espècies Peranema trichophorum i Entosiphon sulcatum, i

acostumen a indicar baixes càrregues màssiques.

42

2. Protozous ameboideus: es caracteritzen per la presència de pseudòpodes que utilitzen

per a alimentar-se i desplaçar-se i es divideixen en dos grans grups, en funció de la pre-

sència de teca.

2.1. Gimnamebes: no presenten teca.

2.1.1. Gimnamebes inferiors a 50 µm: igual que els petits flagel·lats, acostumen

a indicar elevades càrregues màssiques i una mala qualitat de l’efluent.

2.1.2. Gimnamebes superiors a 50 µm: podem trobar els gèneres Mayorella sp.

i Amoeba sp., i en general estan associades a baixes càrregues màssi-

ques i a un bon funcionament del procés.

2.2. Amebes testàcies: presenten teca i són els gèneres més comuns Arcella sp. i

Euglypha sp.

3. Protozous ciliats: es caracteritzen per la presència de cilis en alguna fase del seu cicle vital,

i per la presència de dos tipus de nuclis: el macronucli, amb funcions vegetatives, i el

micronucli, amb funcions reproductores. Entre tots els grups de microorganismes pre-

sents en els fangs activats, els protozous ciliats són el grup més utilitzat en el control dels

processos de depuració biològica, ja que tenen un paper molt important en la depuració

a causa dels motius següents:

a) Els protozous ciliats són organismes molt abundants en els fangs activats (entre

2.000 i uns 100.000 individus per mil·lilitre), i amb una gran varietat d’espècies que

colonitzen els fangs. Hi ha unes 230 espècies de protozous descrites, de les quals

160 són ciliats (CURDS, 1975). A més, la seva identificació és relativament senzilla i

ràpida de realitzar.

b) La majoria dels protozous ciliats s’alimenten de forma molt eficaç de bacteris dis-

persos i això provoca una disminució de la terbolesa de l’efluent i de la seva DBO5

(CURDS i FEY 1969).

c) Igual que alguns metazous, presenten capacitat per induir la floculació dels bacteris

presents en els fangs activats, a causa de la secreció de polisacàrids ( CURDS, 1963).

Els protozous ciliats els podem agrupar en tres grups funcionals segons la seva rela-

ció amb els flòculs (MADONI, 1991).


43

3.1. Ciliats lliures nedadors: es troben nedant lliurement en la fase líquida del reactor, i

es poden escapar per l’efluent. Entre els gèneres més comuns podem citar

Paramecium i Uronema.

3.2. Ciliats reptants: són també formes lliures, però que es troben normalment en la

superfície dels flòculs. En aquest grup hi trobem la majoria dels hipòtrics, com els

gèneres Aspidisca i Euplotes.

3.3. Ciliats sèssils: s’adhereixen als flòculs mitjançant un peduncle. En aquest grup

podem distingir, d’una banda, els ciliats sèssils bacteriòfags, que inclouen els perí-

trics com Vorticella, Opercularia i Epistylis, i de l’altra, els ciliats depredadors, com

els suctors, que es caracteritzen per la possessió de tentacles en lloc de cilis en la

seva fase adulta.

Els flòculs formats en el reactor sedimenten en el decantador i són recirculats al

reactor. D’aquesta manera, les espècies associades d’alguna manera als flòculs

presenten un avantatge selectiu enfront de les que es troben lliures, ja que aques-

tes poden ser eliminades a través de l’efluent (MADONI, 1991). Així, en una planta

amb un funcionament estabilitzat, generalment l’abundància d’espècies sèssils és

superior a la de la resta, seguits a continuació per les espècies reptants, pel fet de

restar associades al flòcul (CURDS, 1982).

4. Metazous: són organismes pluricel·lulars, el paper dels quals en els fangs activats ha estat

poc estudiat (DOOHAN, 1975; SCHIEMER, 1975; RIUS et al., 1996). De forma general, es con-

sidera que la presència de metazous és indicadora d’una elevada edat del fang (CURDS i

COCKBURN, 1970). Inclouen diferents grups de microorganismes:

4.1. Nematodes: són cucs cilíndrics que acostumen a presentar abundàncies inferiors

a 200 individus per mil·lilitre. La majoria són bacteriòfags, encara que hi ha algu-

nes espècies depredadores (SCHIEMER, 1975).

4.2. Rotífers: Els rotífers són petits verms que poden presentar abundàncies superiors

a 2.000 individus per mil·lilitre (RIUS et al., 1996), i s’alimenten de bacteris disper-

sos i floculants, així com de petites partícules orgàniques (DOOHAN, 1975). Els

gèneres més comuns són Lecane, i Philodina. Lecane sp. pot fragmentar els flò-

culs i alimentar-se de bacteris floculants, fet que li proporciona un avantatge


44

enfront dels protozous ciliats (DOOHAN, 1975). Ambdós gèneres són aeròbics, i en

general han estat observats amb concentracions d’oxigen dissolt superiors a 1

ppm. Segons els resultats obtinguts, és important diferenciar entre Philodina sp. i

Lecane sp., ja que tot i que els dos ens indiquen condicions aeròbiques, Philodina

sp. és més abundant a elevades edats del fang i indica un efluent de bona quali-

tat, mentre que Lecane sp. és més abundant a baixes edats del fang. A més,

Lecane sp. està relacionat amb la mida mitjana dels flòculs, ja que com que s’ali-

menta de bacteris floculants, un increment de l’abundància d’aquests rotífers

implica una disminució de la mida mitjana dels flòculs (RIUS, 2003).

4.3. Altres: corresponen a altres grups de metazous, que es troben de forma esporà-

dica en els fangs activats, i que en general indiquen edats del fang elevades i

baixes càrregues màssiques, com els oligoquets, gastròtrics i tardígrads.

CAPACITAT INDICADORA DELS MICROORGANISMES PRESENTS ENELS FANGS ACTIVATS

L’abundància dels diferents tipus de microorganismes presents en els fangs activats i l’es-

tructura de la comunitat s’han relacionat amb determinats paràmetres operacionals,

especialment: qualitat de l’efluent, temps mitjà de retenció cel·lular (TMRC), càrrega màssi-

ca, oxigen dissolt i toxicitat.

Qualitat de l’efluent

D’entrada s’ha de destacar que no totes les espècies es poden utilitzar com a indicadors del

procés de depuració. Si agrupem les mostres observades en funció dels rangs d’abundàn-

cia dels diferents protozous ciliats observats i calculem la DBO5 de l’efluent mitjana i la seva

desviació típica, podem arribar a diverses conclusions (taula 1). D’una banda podem deduir

que hi ha gèneres com Carchesium en els quals un augment de la seva abundància ens indi-

ca una disminució de la DBO5 de l’efluent, i la desviació típica és en tots els casos molt

reduïda. En canvi, hi ha gèneres com Opercularia, en els quals un augment de la seva abun-

dància no es pot relacionar amb canvis en la DBO5, i a més en tots els casos la desviació

típica és elevada. Per tant, podem concloure que Carchesium és un bon indicador i a més

indica una bona qualitat de l’efluent, i que en canvi Opercularia és un mal indicador de la

qualitat de l’efluent.


45

Taula 1. Valors de la DBO5 segons els diferents rangs d’abundància de ciliats considerats, essent X:

mitjana, desv. std.: desviació típica i n: nombre de mostres

En molts casos, a més, és necessari arribar a determinar fins a nivell d’espècie, ja que dife-

rents espècies d’un mateix gènere poden indicar condicions diferents, com el cas de

Vorticella convallaria, que indica un efluent de millor qualitat quant a la DQO de l’efluent que

Vorticella microstoma (figura 2).

Figura 2. Relació entre l’abundància de Vorticella convallaria i Vorticella microstoma i la DQO de l’efluent


46

DBO5

Abundància (ind/ml)

<20 20-100 100-400 400-

1600

1600-

6400

6400-

30000

15X - 9,2 10,3 5,3 -

12,3desv. std. - 2,4 2,2 2,7 -

314n - 3 4 7 -

14X 16,5 15,7 15 14,3 13

17,5desv. std. 16 11 10,3 9,5 6,2

65n 19 52 87 95 12

Carchesium

Opercularia

En canvi, tot i que Opercularia no es pot utilitzar com a indicador de la qualitat de l’efluent,

sí que l’abundància d’Opercularia coarctata i d’Opercularia microdiscum es pot relacionar

amb concentracions d’amoni relativament elevades (figura 3).

Figura 3. Relació entre l’abundància d’Opercularia microdiscum i Opercularia coarctata i la concen-

tració de nitrogen amoniacal de l’efluent

Temps mitjà de retenció cel·lular

En la colonització dels fangs activats, es dóna una successió d’espècies, i a mesura que va

augmentant el TMRC aquestes van canviant (figura 4).

Figura 4. Successió d’espècies observada en la colonització dels fangs activats


47


Aquesta successió és molt general, i dins de cada grup es pot veure una gradació de les

diferents espècies observades. Així, per exemple, tot i que en general es relaciona els rotí-

fers amb elevats TMRC, en planta pilot s’ha trobat que els rotífers lecànids són més

abundants a baixos TMRC, mentre que a l’augmentar el TMRC aquests són substituïts per

rotífers filodínids (figura 5).

Figura 5. Relació entre l’abundància de rotífers lecànids i filodínids i el temps mitjà de retenció cel·lular

Càrrega màssica

La càrrega màssica presenta una relació inversament proporcional al temps mitjà de reten-

ció cel·lular, i també podem trobar una sèrie de microorganismes que típicament s’han

associat amb un determinat rang de càrrega màssica (SALVADÓ et al., 1993) (Taula 2).

Taula 2. Grups d’espècies de microorganismes que caracteritzen diferents rangs de càrrega màssica

48

Càrrega màssica (kg DBO5/kg SSVLM)

Alta (>0,6) Mitjana (0,1 - 0,6) Baixa (0,03 - 0,1)

Flagel·lats petits (bodònids)

Gimnamebes petites

Ciliats: Opercularia, Colpidium,Glaucoma

Amebes testàcies: Arcella

Ciliats: Vorticella infusionum, V.convallaria, Aspidisca cicada

Metazous: rotífers lecànids

Amebes testàcies: Centropyxis,Euglypha

Grans flagel·lats: Peranema

Grans gimnamebes

Ciliats: Carchesium, Zoothamnium,Thuricola

Metazous: rotífers filodínids, oligoquets,gastròtrics i tardígrads

Oxigen dissolt

Alguns microorganismes també han estat associats a concentracions baixes d’oxigen dis-

solt, com el flagel·lat Trepomonas i els flagel·lats petits, mentre que altres microorganismes

com Vorticella convallaria, Zoothamnium i els rotífers es consideren indicadors de condicions

en què l’oxigen dissolt no és limitant, ja que es tracta d’espècies aeròbiques.

Toxicitat

Finalment, hi ha organismes que ens poden indicar que hi ha hagut efectes tòxics. Així,

Opercularia sp. o Vorticella microstoma acostumen a ser espècies molt resistents als efec-

tes dels metalls pesants (GRACIA et al., 1994 i SALVADÓ et al., 1993), i poden incrementar la

seva abundància degut a la manca de competència per part d’espècies més sensibles que

desapareixen a causa dels efectes tòxics. És interessant destacar que es poden observar

efectes subletals, amb la formació d’estructures de resistència o cists en el cas de perítrics

com ara l’Opercularia.

CONCLUSIONS

De l’estudi de la microfauna present en els fangs activats es pot deduir que moltes espècies

o grups d’espècies poden ser utilitzats com a indicadors del procés de depuració, tot i que

s’ha de considerar la comunitat de forma global, no fixant-se només en una sola espècie.

Finalment s’ha de destacar que la informació obtinguda a partir de l’estudi de la microfauna

forma part de l’anàlisi microscòpica, la qual també ha d’incloure l’estudi dels microorganis-

mes filamentosos i de la morfologia dels flòculs. A més, tota aquesta informació, en darrer

terme esdevé complementària a l’obtinguda a partir de les anàlisis fisicoquímiques i dels

paràmetres operacionals del procés de depuració.

BIBLIOGRAFIA

AL-SHAHWANI, S. M.; HORAN, N. J. «The Use of Protozoa to Indicate Changes in the

Performance of Activated Sludge Plants». Water Research, núm. 25 (1991), p.633-638.

CURDS, C. R. «The Floculation of Suspended Matter by Paramecium caudatum». Journal of

General Microbiology, núm. 33 (1963), p. 357-363.


49


CURDS , C. R. «An Illustrated Key to the British Freshwater Ciliated Protozoa Commonly

Found in Activated Sludge». Water Pollution Research, núm. 12 (1969), p.1-90.

CURDS , C. R. «The Ecology and Role of Protozoa in Aerobic Sewage Treatment Process».

Annual Review of Microbiology núm. 36 (1982), p. 27-46.

CURDS , C. R.; COCKBURN, A. «Protozoa in Biological Sewage Treatment Processes-II.

Protozoa as Indicators in the Activated-Sludge Process». Water Research, núm. 4 (1970), p.

225-236.

CURDS , C. R.; FEY, G. J. «The Effect of Ciliated Protozoa on the Fate of Escherichia coli in

the Activated-Sludge Process». Water Research, núm. 3 (1969) p. 853-867.

CURDS , C. R.; HAWKES, H. A. «Protozoa». A: Ecological Aspects of Used Water Treatment.

Vol. 1: The Organisms and their Ecology. Londres: Academic Press, 1975.

DOOHAN, M. «Rotifera». A: CURDS, C. R. i HAWKES, H. A. Ecological Aspects of Used Water

Treatment. Vol. 1: The Organisms and their Ecology. Londres: Academic Press, 1975.

ESTEBAN, G.; TÉLLEZ C.; BAUTISTA L. M. «Dynamics of Ciliated Protozoa Communities in

Activated-Sludge Process». Water Research. Vol. 25, núm. 8 (1991), p. 967-972.

FERNÁNDEZ-GALIANO, D. «The Ammoniacal Silver Carbonate Method as a General Procedure

in the Study of Protozoa of Sewage (and Other) Waters». Water Research. Vol. 28, núm. 2

(1994), p. 495-496.

FERNÁNDEZ-GALIANO, D.; GUINEA, A.; SERRANO, S.; MARTÍN-CERECEDA, M.; ARREGUI, L.;

RODRÍGUEZ, B.; CAMPOS, I.; CALVO, P.; SUÁREZ, J. Guía práctica de identificación de protozoos

ciliados en estaciones depuradoras de aguas residuales por lodos activos de la Comunidad

Autónoma de Madrid, 1996.

FOISSNER, W.; BERGER, H. «A User-Friendly Guide to the Ciliates (Protozoa: Ciliophora)

Commonly Used by Hydrobiologists as Bioindicators in Rivers, Lakes and Wastewaters, with

Notes on their Ecology». Freshwater Biology, núm. 35 (1996), p. 375-482.

GRACIA, M. P.; SALVADÓ, H.; RIUS, M.; AMIGÓ, J. M. «Effects of Copper on Ciliate Communities

from Activated- Sludge Plants». Acta Protozoològica, núm. 33 (1994), p. 219-225.

50

KLEIN, B. M. «Die Silerliniensysteme der Ciliaten. Weitere resultate». Arch. Protistenk, núm. 62

(1926), p. 177-260.

MADONI, P. «Role of Protozoans and their Indicator Value in The Activated Sludge Process».

A: Madoni, P. Biological Approach to Sewage Treatment Process: Current Status and

Perspectives. Perugia: Centro Bazzucchi, 1991.

MADONI , P. «A Sludge Biotic Index (SBI) for the Evaluation of the Biological Performance of

Activated Sludge Plants Based on the Microfauna Analysis». Water Research. Vol. 28, núm.

1 (1994), p. 67-75.

MARTÍN-CERECEDA, M.; SERRANO, S.; GUINEA, A. «A Comparative Study of Ciliated Protozoa

Communities in Activated-Sludge Plants». FEMS Microbiology Ecology, núm. 21 (1996), p.

267-276.

NORGRADY, T.; WALLACE, R. L.; SNELL, T. W. Rotifera. Vol. 1: Biology, Ecology and Systematics.

Guides to the Identification of the Microinvertebrates of the Continental Waters of the World.

L’Haia: SPB Academic Publishings, 1993.

PATTERSON, D. J.; HEDLEY, S. Free-living Freshwater Protozoa. A Colour Guide. Londres: Wolfe

Publishing Ltd., 1992.

RIUS, M. Caracterización del proceso de depuración de aguas residuales y dinámica de las

comunidades de microorganismos en plantas de tipo SBR, 2003. [Tesi doctoral].

RIUS , M.; SALVADÓ, H.; GRACIA, M. P. Importancia de los rotíferos en el proceso de depura-

ción de aguas residuales por fangos activos. Tomo extraordinario 125 aniversario R.S.E.H.N.

(1996), p. 438-440.

SALVADÓ , H. «Effects of Mean Cellular Retention Time on Ciliated Protozoan Populations in

Urban Wastewater Treatment Plants Based on a Model Proposed». Water Research. Vol. 28,

núm. 6 (1994), p. 1.315-1.321.

SALVADÓ , H.; GRACIA, M. P. «Determination of Organic Loading Rate of Activated Sludge

Plants Based on Protozoan Analysis». Water Research. Vol. 27, núm. 5 (1993) p. 891-895.

SALVADÓ , H.; GRACIA, M. P.; RIUS, M.; AMIGÓ, J. M. «Effets toxiques du zinc sur la diversité des

communautés de protozoaires ciliés». Historia Animalium, núm. 2 (1993), p. 5-11.


51

SALVADÓ , H. GRACIA, M. P.; AMIGÓ, J. M. «Capability of Ciliated Protozoa as Indicators of

Effluent Quality in Activated Sludge Plants». Water Research. Vol. 29, núm. 4 (1995), p.

1.041-1.050.

SALVADÓ , H.; RIUS, M.; AMIGÓ, J. M.; GRACIA, M. P. «Capacidad indicadora de los distintos

grupos de protozoos y metazoos en sistemas de depuración por fangos activos según su

modo de alimentación y tipo de relación con el floculo». Revista de la Sociedad Mexicana de

Historia Natural, núm. 47 (1997), p. 99-107.

SCHIEMER , F. «Nematoda». A: Curds, C.R. i Hawkes, H. A. Ecological Aspects of Used Water

Treatment. Vol. 1: The Organisms and their Ecology. Londres: Academic Press, 1975.

STREBLE, H.; KRAUTER, D. Atlas de los microorganismos de agua dulce: La vida en una gota

de agua. Barcelona: Omega, 1987.

WILBERT, N. «Eine verbesserte Technik der Protargolimprägnation für Ciliaten». Mikrokosmos,

núm. 64 (1975), p. 171-179.


52

PROCÉS: INSTRUMENTS DE DIAGNOSI

Salvador Martorell Sampera i Carles Camós GassóAUDING, SA ([email protected])

RESUM

Per poder analitzar els problemes de procés és fonamental posar a punt instruments senzills

que permetin extreure informació del sistema. En aquest lliurament es consideren els dos

més infrautilitzats: els tests dels DSS/FSS i les respirometries.

INTRODUCCIÓ

Per analitzar els problemes de procés que plantegen les instal·lacions de fangs activats, hom

disposa de quatre instruments bàsics: el microscopi, els assaigs de sedimentació, les respi-

rometries i els tests dels DSS/FSS. Indubtablement n’hi ha molts més —per exemple, els

índexs d’escumació, les anàlisis amb traçadors, etc.—, però els bàsics són els esmentats.

En aquest lliurament es revisen els dos darrers.

El sector utilitza les respirometries des de fa més de seixanta anys (IAWQ, 1998), primer com

a instrument d’anàlisi i després en nombroses utilitzacions: al llarg d’aquest temps, s’han

proposat una vuitantena d’aplicacions basades en l’anàlisi respiromètrica (IWA, 2002). En

aquest treball es consideren les que de la manera més senzilla permeten obtenir informació

important sobre l’estat fisiològic del fang, els problemes d’inhibició i toxicitat i els paràmetres

tecnològics bàsics de procés.

Els tests dels DSS/FSS són conjunts de proves, en darrer terme, tributàries del protocol d’a-

valuació dels decantadors secundaris ASCE CRTC, desenvolupats al llarg dels anys noranta

(WAHLBERG, E. J. et al.,1994); és un mètode d’anàlisi que la IWA recomana que sigui «exten-

sament difós per tal que pugui ser adoptat internacionalment» (EKAMA, G. A et al., 1997). El

primer avantatge del test del DSS/FSS és que permet identificar, avaluar i resoldre alguns

problemes de clarificació difícils de discernir per altres mètodes. I el segon avantatge —però

no menys important— és que amb la informació que generen és possible introduir modifi-

cacions de procés que permeten obtenir efluents d’una qualitat que, fins fa poc, només era

assolible amb costosos tractaments terciaris (WAHLBERG, E. J. et al.,1994a).

53


INSTRUMENTS DE DIAGNOSI

Tests dels FSS/DSS

En la imatge de la figura 1 pot veure’s que el fang està constituït per agregats de bacteris

que anomenem flocs i per partícules primàries: bàsicament bacteris lliures que o bé no s’han

integrat als flocs o bé se n’han desfermat.

Figura 1. Arxiu A. Pino i J. Vinyoles (CASSA)

Dins dels marges ordinaris d’operació, la proporció relativa de flocs i bacteris lliures que hi

ha en el fang depèn primordialment de l’energia mecànica que s’aplica al cultiu. En els sis-

temes de fangs activats, al fang se li aplica energia mecànica per mantenir-lo en suspensió,

per afavorir els processos de transferència d’oxigen, per fer-lo circular d’un tanc a l’altre i

també —almenys en determinats casos— per propiciar el procés de floculació.

Quan s’estudia en el laboratori l’efecte quantitatiu que aquests inputs d’energia tenen sobre

el fang (PARKER, D. S. et al., 1970), s’obtenen famílies de corbes semblants a la de la figura

2, on pot veure’s que, a valors baixos d’energia (mesurada com a gradient de velocitat G),

el rendiment de la floculació (definit com el quocient no/n entre el nombre de partícules pri-

màries presents al començament i al final de l’assaig) millora en incrementar-se G, un fet que

suggereix que, a aquests valors, els fenòmens d’agregació tenen més influència que els de

desagregació, i que, a valors alts de G, el rendiment disminueix amb l’increment de G, fet

que indica una influència més important dels processos de ruptura del floc.54

Figura 2. Basat en nº/n= (1+0.057G)/(1+3.2*10-4*G2), (PARKER, D. S. et al., 1970)

Quan complementàriament s’indaga l’efecte que aquests inputs tenen a planta sobre els

fangs, tot analitzant-ne la composició (PARKER, D. S. et al., 1970), s’obtenen resultats com el

que es recull en la figura 3, on pot veure’s que l’estructura de distribució de partícules és de

naturalesa bimodal, fet que s’adapta bé amb el que podia observar-se a la microfotografia

de la figura 1. Finalment, cal destacar que, quan fangs que tenen estructures diferents es

deixen decantar, es generen clarificats sensiblement diferents (PARKER, D. S. et al., 1970).

Figura 3. Distribució de partícules del fang d’aeració


55


Si en lloc d’un input d’energia se’n consideren diversos, el nombre d’estats d’equilibri pos-

sibles entre flocs i partícules lliures es multiplica fins a fonamentar una concepció dinàmica

dels processos de floculació, i definir una relació de gran interès industrial entre l’energia

cinètica acumulada pel fang i el rendiment de la clarificació, que ha permès desenvolupar un

estri d’anàlisi: el test dels FSS/DSS (Floculated Suspended Solids / Dispersed Suspended

Solids), que ha allerat la possibilitat de diferenciar i avaluar la influència dels dos factors que

determinen el rendiment de la clarificació: l’estat d’agregació del fang efluent de la campana

de floculació i la naturalesa i les característiques dels triplets dels decantadors. I, de retruc,

la d’estendre les possibilitats d’aquestes unitats fins a límits que anteriorment només eren

assolibles amb terciaris.

Els DSS deriven d’un treball de la Universitat de Berkeley desenvolupat per PARKER et al.,

publicat l’any 1970 amb el títol de Characteristics of biological flocs in turbulent regimes.

Mesuren l’estat de floculació d’una mostra de fang en el lloc i el moment del mostreig, en

termes de concentració (mg/l) de partícules primàries. Aquesta determinació només es pot

fer tot utilitzant un estri, el mostrejador Kemmerer, que permet abastar la mostra i fer l’assaig

sense alterar l’estat d’agregació del fang.

L’FSS és un test complementari dels DSS que fou desenvolupat per WAHLBERG et al. l’any 1995 i

que quantifica el potencial de floculació del fang (WAHLBERG et al., 1994a; WAHLBERG et al., 1995).

Els FSS permeten dues coses: la primera, distingir els problemes de desfloculació d’origen

bioquímic dels problemes d’origen mecànic, o el que és el mateix, els problemes que s’ori-

ginen en el reactor dels que s’originen en el decantador, i la segona, determinar el valor

mínim de MES de sortida que es podria assolir en una determinada instal·lació, en el supò-

sit que aquesta instal·lació treballés en condicions ideals de clarificació. Els DSS permeten

quantificar per separat, en termes de MES, la pertorbació que en cada planta introdueixen

cadascun dels elements que intervenen en la clarificació: connexions, campanes, sobreeixi-

dors, etc.

Respirometries

D’acord amb l’IWA (IAWQ, 1998), respirometria és la determinació en condicions ben defini-

des de la taxa de consum d’oxigen i la interpretació dels resultats obtinguts.

En principi, les respirometries van ser proposades com un mètode d’anàlisi ràpida, alterna-

tiu a la DBO5. A partir del 1959, coincidint amb la comercialització dels DO meters basats en

l’anomenada cèl·lula de Clark, es començaren a utilitzar en un gran nombre d’aplicacions

56

(IWA, 2002) i foren adoptades com un dels estris indispensables d’anàlisi per gairebé la tota-

litat dels autors canònics. Darrerament, el seu vincle amb els dos principals processos del

tractament —oxidació del substrat i formació de biomassa— i el treball, entre altres, de l’IWA

Task Group on Respirometry in Control of the Activated Sludge Process han convertit la res-

pirometria en un estri fonamental d’alimentació dels dispositius de modelització i control.

En el nostre entorn, les respirometries són l’estri d’anàlisi més infrautilitzat. Segons el parer

dels autors, això és així perquè:

a) La taxa de consum d’oxigen poques vegades es desplega en conjunció amb els parà-

metres tecnològics bàsics com ara el temps d’estada o la càrrega nutricional, i això li resta

interès.

b) A desgrat de la seva aparent facilitat d’execució, interpretar respirometries no és fàcil, per-

què la diversitat de situacions susceptibles d’anàlisi fan tan difícil sistematitzar la seva

pràctica que àdhuc les monografies especialitzades eludeixen aquest capítol.

c) Les condicions en què es fa l’assaig tenen una gran influència en els resultats i això les

converteix en una prova que, en general, no es pot delegar.

En aquesta intervenció es consideraran les aplicacions que, amb els estris més senzills, un

DO meter i un petit reactor, permeten obtenir informació rellevant sobre l’estat fisiològic del

fang i els problemes d’inhibició i toxicitat.

D’acord amb l’IWA (IAWQ, 1998), per caracteritzar l’anàlisi d’aquests casos és necessari

especificar almenys tres —o de vegades quatre— atributs: la font de biomassa, el tipus de

substrat, els aspectes relatius al temps, i, de vegades, dades addicionals, com ara, la con-

centració de substrat, d’acord amb els criteris següents:

Taula 1. Atributs respiromètrics. (x) = in: entrada del reactor; out: sortida del reactor; intm: zona intermèdia


57

Origen de la biomassa Tipus de substratAspectes relatius

al tempsInformació addicional:

concentració de substrat

at (x) Fang del reactor ww Afluent inst Instantània neg Negligible

ras Fang de retorn eff Efluent resp Respirograma Intm Intermedi

ww Afluent rl Sobreeixitsdel fang de purga

intv Interval exc Excés

scul Cultius específics ssub Substratsespecífics

S0/X0 Rati S0/X0

Tècniques respiromètriques: avaluació de l’estat dels cultius i dels problemes d’in-

hibició i toxicitat

Quan es tracta de cultius sans, des del punt de vista de procés, ens interessen dues coses:

la primera, identificar les situacions d’endogènesi, car això resulta indispensable per diag-

nosticar certs problemes de desfloculació i per definir alguns dels límits assumibles per les

instal·lacions, i la segona, avaluar l’estat d’activació del fang —concepte pretecnològic, his-

tòricament mal definit— per tal d’avaluar el règim hidràulic del reactor o per identificar certs

fenòmens, com ara, l’efecte selector. El primer es fa a través del procediment (vegeu la taula

1) [atout, -, inst, neg], i el segon a través del [at*, ww, inst,*].

En ambdós procediments, la interpretació es resol per comparació amb valors coneguts,

dificultat que, a la fi, només es pot resoldre acumulant una certa experiència que, d’altra

banda, només es pot aconseguir fent respirometries. A bastament i només a títol indicatiu,

es pot assenyalar que a temperatures de 20º C, a les plantes que treballen en règim d’aera-

ció estesa, l’estat d’endogènesi, [at*] —que en aquest cas és l’únic possible—, es

caracteritza per valors de SOUR de 8-12 mgO2/gVSS.h, mentre que, en els processos con-

vencionals, és habitual trobar valors de [atin] de 20-40 mgO2/gVSS.h, i [atout] de 12-18

mgO2/gVSS.h. Així mateix, els problemes de desfloculació es poden començar a activar a

valors de [at*] >14 mgO2/gVSS.h, en el primer cas, i de [atout] de >18-20 mgO2/gVSS.h, en

el segon; quan l’efecte selector, es defineix per valors de [atin] de 60-100 mgO2/gVSS.h. Pel

que fa als problemes dels límits de les instal·lacions o l’anàlisi del règim hidràulic vegeu

(MARTORELL, S. i CAMÓS, C., 2003).

El concepte de toxicitat, tal com s’utilitza aquí, remet a una influència que danya o pot dan-

yar d’una manera decisiva l’estat fisiològic del cultiu. El d’inhibició fa referència a una

afectació temporal de les seves funcions. Ambdues circumstàncies poden considerar-se

casos particulars del que s’ha estudiat en l’apartat anterior: avaluació de l’estat dels cultius.

Les respirometries són l’estri canònic d’avaluació dels problemes de toxicitat (les matèries

inhibidores, en general, s’han de considerar un recurs espuri, impropi). El procediment per

avaluar si un cultiu ha resultat danyat és també [atout, -, inst, neg] i, en aquest cas, el valor

de referència pot ser <5 mgO2/gVSS.h. El que cal seguir per avaluar la possibilitat que un

determinat afluent danyi el fang és [atin, ssub, resp, intm/exc] i es pot inferir del respirogra-

ma de la figura 4 (RICHARD, M., 1989). I el d’inhibició, [atin,* intv,*], del de la figura 5 (CASEY et

al.,1994).


58

Figura 4. Respirograma d’un afluent tòxic

Figura 5. Respirograma d’un fang amb problemes d’inhibició

BIBLIOGRAFIA

CASEY, T. G.; WENTZEL, M. C.; LOEWENTAL, R. E.; EKAMA, G. A. «A Hypothesis for the Causes

and Control of Anoxic-Aerobic (AA) Filament Bulking in Nutrient Removal Activated-Sludge

Systems». Water Science Technology. Vol. 29, núm. 7 (1994), p. 203-212.

EKAMA , G. A.; BARNARD, J. L.; GUNTHERT, F. W.; KREBS, P.; MCCORQUODALE, J. A.; PARKER, D. S.;

WAHLBERG, E. J. «Secondary settling tanks: Theory, modelling, design and operation». IWAQ Scientific

and Technical Reports. [Londres: International Association for Water Quality], núm. 6 (1997).

IWA. «Respirometry in Control of the Activated Sludge Process: Benchmarking Control

Strategies», COPP, J. B., SPANJERS, H.; VANROLEGHEM, P. A. (ed.) IAWQ Scientific and

Technical Report, núm. 11 (2002) [IBSN: 1 900222 51 5].


59

IAWQ. «Respirometry in Control of the Activated Sludge Process: Principles», IAWQ Scientific

and Technical Report. [Londres: IAWQ (ara IWA Publishing)], núm. 7 (1998) [IBSN: 1 900222

04 3]

MARTORELL, S.; CAMÓS C. I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües

Residuals, Barcelona: Agència Catalana de l’Aigua (27 i 28 d’octubre de 2003).

PARKER, D. S.; KAUFMAN, W. J.; JENKINS, D. «Characteristics of Biological Flocs in Turbulent

Regimes». SERL Report 70-5 [Berkeley: Sanitary Engineering Research Laboratory. Univ. of

California], 1970.

RICHARD, M. Activated Sludge Microbiology, Alexandria, VA: Water Pollution Control

Federation, 1989.

WAHLBERG, E. J.; KEINATH, T. M.; PARKER, D. S. Influence of Activated Sludge Flocculation Time

on Secondary Clarification, Water Environment Research. Vol. 66, núm. 6 (1994a) p. 779-

786.

WAHLBERG , E. J.; KEINATH, T. M.; PARKER, D. S. «Evaluating Activated Sludge Secondary

Clarifier Performance: A Protocol», Boulder, Colorado: ASCE Clarifier Research Technical

Committee. Presentat a l’ASCE Environmental Engineering Conference (11-13 de juliol de

1994), p. 1-8

WAHLBERG , E. J.; AUGUSTUS, D. T.; CHAPMAN, C.; ESLER, J. K.; KEINATH, T. M.; PARKER, D. S.;

TEKKIPE, R. J.; WILSON, T. E. «Troubleshooting Activated Sludge Secondary Clarifier

Performance with Simple Diagnostic Tests», Water Miami Beach, Florida: Environment

Federation 68th Annual Conference & Exposition, (23 d’octubre de 1995).


60

PROCÉS: PARÀMETRES TECNOLÒGICSBÀSICS I DIAGNOSI

Salvador Martorell Sampera i Carles Camós GassóAUDING SA ([email protected])

RESUM

En el present article es sosté que l’estri d’anàlisi més estès, l’estudi comparatiu dels parà-

metres tecnològics bàsics, rara vegada pot fonamentar l’anàlisi dels problemes de procés

perquè aquests problemes, en general, no guarden cap relació bàsica amb els factors que

determinen el rendiment dels processos.

Els paràmetres que es discuteixen són la càrrega volumètrica, la velocitat ascensional, el

temps d’estada en aereació, la càrrega nutricional i la càrrega de sòlids. En fer-ho, es revisa

el valor que es pot atorgar a aquests paràmetres, i la manera de fixar-lo.

INTRODUCCIÓ

En diagnosis, sovint cal considerar els paràmetres tecnològics bàsics de procés per tal de

determinar els límits assumibles en cada instal·lació. Aquests paràmetres gairebé sempre

tenen un origen força antic, car, pel comú foren introduïts abans de que s'assolís un cert grau

de comprensió dels factors que determinen el rendiment dels processos (DICK, R. I., 1976);

i per tant, són susceptibles de ser utilitzats d'una manera molt elemental i dogmàtica que, si

més no, els invalida com a elements d'anàlisi; per exemple quan, en l'àmbit de la diagnosi,

s'utilitzen com a paràmetres de referència.

En la següent entrega, es revisen des d'una perspectiva analítica cinc d'aquests paràmetres,

tres del reactor: la càrrega volumètrica, la càrrega nutricional i el temps d'estada, i dos del

decantador secundari: la velocitat ascensional i la càrrega de sòlids. En fer-ho, es contrapo-

sen cànon i dogma, i s'examina el valor que cal atorgar a cadascun d'aquests paràmetres i

la manera de fixar-lo.

61

PARÀMETRES TECNOLÒGICS

Càrrega volumètrica

Concepte introduït per Karl Imhoff, el qual el començà a usar a partir de 1930 (GAGNON, G.

A., CRANDALL, C. J., 1977), no s'incorporà a la literatura tècnica anglosaxona fins l'any 1946.

La seva inclusió en l'edició dels Ten States Standarts de 1952 en propagà l’ús i el convertí

en un paràmetre que, si més no, tenia el mèrit de permetre acomplir la regulació. Escollit per

DICK, R. T. (1976) com a paradigma dels paràmetres sense sentit, durant els anys següents

el seu ús quedà antiquat, i avui és un concepte d'avaluació que només es manté viu en els

àmbits més ressagats i aïllats.

Per tant, tot i que encara conserva algun ús marginal en gestió, no és un paràmetre bo per

fer anàlisi de procés.

Velocitat ascensional

« ...el temps d’estada teòric (t) en la zona de clarificació, d’altura (h) d’un decantador d’àrea

(A) que treballa a un cabal (Q), és:

t = h*A/Q (1)

...si la direcció del flux en la zona de clarificació es considera que és bàsicament horitzontal,

una partícula per tal de no ser arrossegada per l’efluent, ha de sedimentar a la fondària (h)

en, com a màxim, un temps (t.)I, aleshores, si la velocitat de sedimentació de les partícules

més petites separades és (v), resulta que:

v*t = h (2)

Combinant (1) i (2), resulta:

v = Q/A (3) (DICK, R. I., 1976) (...)»

En el terme de la dreta de l’equació (3), és fàcil reconèixer la velocitat ascensional tal com

actualment la formulem. Per tant, quan s’empra, el que implícitament es fa, és sostenir que

la velocitat ascensional és equivalent a la velocitat de sedimentació de la partícula més peti-

ta que teòricament pot ser retinguda pel decantador.


62

La deliberació anterior és d’On Sedimentation (HAZEN, A. ,1904). En efecte, quan els engin-

yers el 1914 començaren a construir plantes de fangs activats, manllevaren part dels seus

criteris constructius del corpus teòric de la química industrial de l’època, i de bon principi els

utilitzaren per projectar els seus decantadors.

Com en els altres casos, resulta inevitable recórrer a l’el·lipsi, i saltar-se bona part de la his-

tòria del concepte. Només s’assenyalarà que, a partir de finals dels anys 60, el paràmetre

començà a entrar en competència amb la càrrega de sòlids, i fou sovint desplaçat dels càl-

culs constructius, en especial dels de les plantes d’oxigen líquid que es feien funcionar a

concentracions de sòlids més altes, però també de molts altres (PARKER, D. S., 1983).

Bàsicament, perquè la velocitat ascensional no podia posar-se en relació directa amb la con-

centració del fang de recirculació i, per tant, no podia fiançar el procés d’espessiment (DICK,

R. I., 1972)

Malgrat tot, se salvà la idea de que el paràmetre era encara una bona elecció, quan del que

és tractava era de garantir la clarificació, perquè es considerava que hi havia una relació inex-

pugnable, entre la velocitat ascensional i la concentració de MES de l’efluent. Aquest

paradigma començaria a vacil·lar a començaments de la dècada dels 80, quan els enginyers

de Caldwell & Brown (PARKER, D. S., 1983), per tal d’il·lustrar els avantatges dels seus decan-

tadors fondos, amb els quals des de finals de la dècada dels 60 afrontaven la competència

amb els decantadors convencionals, presentaren la primera relació, entre concentració de

l’efluent i fondària del decantador. Des d’aleshores ençà, una part dels enginyers i la totalitat

dels analistes canònics han tingut en compte els dos paràmetres alhora. La relació entre

velocitat ascensional i rendiment de la clarificació trontollà definitivament quan, al llarg de la

dècada passada, es va comprovar que: «Una diversa varietat de decantadors secundaris

ben projectats i operats generaven efluents de la mateixa qualitat amb independència de la

velocitat ascensional» (PARKER, D. S., 2001), i començaren a aflorar gràfiques com les de la

figura 1. I també, quan al llarg dels 90, el desenvolupament dels tests DSS/FFS (EKAMA et al.,

1997) va permetre analitzar quantitativament la influència dels fenòmens d’agregació i rup-

tura dels flocs i el de les condicions hidrodinàmiques que es defineixen en els decantadors,

moment a partir del qual, es conclouria que només hi ha una bona relació entre velocitat

ascensional i MES efluent (PARKER, D. S., 2001), quan les tripetes dels decantadors no estan

ben projectades, quan la recirculació està infradimensionada o quan els decantadors no es

gestionen bé.

PROCÉS: PARÀMETRES TECNOLÒGICS BÀSICS I DIAGNOSI

63

Figura 1. Relació entre velocitat ascensional i MES efluent per: i) decantadors convencionals i ii)

decantadors amb floculador (font: Journal WPCF, vol. 58, núm. 3)

La implicació més immediata d’aquest canvi de paradigma en l’àmbit de l’anàlisi de procés,

però també en el de l’enginyeria és, que el vell problema de la velocitat ascensional s’ha de

descompondre, tot plantejant-lo, analitzant-lo i resolent-ho com un problema de campanes

i sobreeixidors o com un problema de dimensions de la recirculació, perquè, si aquestes

qüestions es resolen bé, el rendiment del decantador és independent de la velocitat ascen-

sional.

Temps d'estada en aeració

El temps d'estada és el primer paràmetre tecnològic que s'empra per caracteritzar el tanc

d'aeració. El concepte sembla provenir d'un referent anterior, el plain aeration, procés mit-

jançant el qual es provava d'estabilitzar aigua residual airejant-la durant períodes que es

perllongaven durant tres o quatre setmanes. En desenvolupar-se els fangs activats, el temps,

de primer factor de comparació, esdevingué paràmetre tecnològic bàsic (GAGNON, G. A. i

CRANDALL, C. J., 1977).

I, tot i que ben aviat s'observà que el temps necessari variava molt en funció de la concen-

tració d’afluents o de la quantitat de biomassa que es mantenia en el reactor (ARDERN, E. i

LOCKETT, W. T., 1914), durant molts anys, fins a la dècada dels 40, fou l'únic paràmetre que

es considerà a l’hora de construir o avaluar els reactors.


64

AV

ER

AG

E S

S. m

g/L

OVERFLOW RATE, gal/day/eq lt

2,9 m DEEPCONVENTIONAL CLARIFIER 5

3,7 mCONVENTIONAL CLARIFIER 5

5,5 m DEEP FLOCCULATOR-CLARIFIERW/O DENITRIFICATION

OVERFLOW RATE, m/h

60

50

40

30

20

10

0

0 500 1.000 1.500

0 1.0 2.0

En general, avui dia, desapareguts els processos d'alta càrrega i essent poc comuns els pro-

cessos convencionals, rara vegada s’ha d’afrontar un problema de diagnòstic relacionat

amb el temps d'estada. De ser necessari, però, aquest problema —pel que s’ha exposat—

no pot resoldre's apel·lant a paràmetres de referència. I, aleshores, cal tenir present que les

funcions del tanc d'aeració són bàsicament dues: metabolitzar la DBO soluble i, el que en

aquest cas és el factor determinant, restituir les característiques del fang de recirculació.

Circumstància que només pot ser avaluada, traçant el perfil respiromètric del reactor, per tal

d’assegurar-se que el fang ha assolit l’estat d’endogenosi i que s’hi ha mantingut prou

temps.

Càrrega nutricional

La càrrega nutricional i el seu igual l’F/M rati són els darrers supervivents de la nissaga, en

el seu temps fructífera, dels paràmetres de càrrega.

Aquest concepte, de gestació lenta, es començà a fecundar a les instal·lacions dels anys 30,

però no es consolidà en la forma que el conservem fins a mitjans de la dècada dels 40

(GAGNON, G. A. i CRANDALL, C. J., 1977).

A desgrat de la seva popularitat, es tracta d’un paràmetre que des de fa una trentena d’anys

gairebé no ha estat revisat. I, durant aquest temps ha estat silenciosament però progressi-

vament desplaçat de l’enginyeria per l’adveniment de models de càlcul cada vegada més

sofisticats. El concepte ha trobat, finalment, el que potser serà el seu últim aixopluc, en l’a-

nàlisi de procés; on perviu, gràcies a la seva capacitat d’acotar certs problemes de separació

de sòlids, que, d’altra banda, cada vegada són menys freqüents.

Per entendre com cal relacionar-se amb aquest paràmetre, cal tenir en compte tres coses:

i.- Primer, que la càrrega nutricional que pot suportar una instal·lació pot arribar a dependre

de la concentració d’oxigen i del règim hidràulic del reactor i, per tant, en certes circums-

tàncies, és un paràmetre que no pot considerar-se en termes absoluts.

ii.-Segon, que per la banda de baix, quan el seu valor davalla fins a ultrapassar el llindar de

l’energia de manteniment, és a dir, a creixement zero, la càrrega nutricional és un parà-

metre que deixa de tenir valor, perquè encara que es mantinguin els volàtils, el nombre de

microorganismes viables disminueix i, aleshores, el quocient del trencat cada vegada des-

criu pitjor el que passa en el reactor. Quant a la banda de dalt, cal tenir en compte que la

càrrega nutricional que poden metabolitzar els microorganismes dels nostres sistemes és


65


d’uns 10 kg/kg (DBO5 /MLSS), i que si les plantes es projecten perquè treballin, a tot esti-

rar, al voltant d’1kg/kg (DBO5 /MLSS), no és tant per un problema de càrrega com per un

problema de floculació, perquè per sobre d’aquests valors, els bacteris no s’agreguen i

no poden ser separats en el decantador.

iii.-Per últim cal assenyalar que en el nostre àmbit les càrregues màximes assumibles per les

nostres instal·lacions, són sempre sensiblement inferiors a les dels referents que hom pot

trobar en els manuals d’enginyeria, perquè la concentració de substrat soluble dels nos-

tres afluents, que és la fracció que de forma immediata i determinant gravita sobre la

biomassa dels cultius, són molt més altes que les dels afluents dels països que ens apor-

ten les referències.

Per tant, de nou, l’anàlisi no pot basar-se en un assumpte de paràmetres de referència, car

els problemes de sobrecàrrega s’han d’identificar, analitzar i tractar com problemes hidrodi-

nàmics: és a dir, de curtcircuits, o com a problemes de desfloculació o de creixement

dispers.

El fet de trobar els límits de càrrega nutricional assumibles per a una determinada instal·lació

no és difícil, perquè en el llindar les manifestacions són aparatoses: en el microscopi es

poden observar imatges com les de la foto de la figura 2, es dispara el SOUR, augmenten

els FSS i s’enterboleix el sobrenedant de la proveta. Malgrat tot, no és gens infreqüent què

els problemes de sobrecàrrega orgànica, que en definitiva ho són d’hiperactivació, es diag-

nostiquin com a problemes de pèrdua d’activitat, perquè és fàcil confondre ambdós

problemes quan el diagnòstic no compta amb el suport del respiròmetre. O, que al contrari,

els problemes de curtcircuits es diagnostiquin com problemes de sobrecàrrega.

Figura 2. Arxiu A. Pino i J. Vinyoles (CASSA)

66

Càrrega de sòlids

La càrrega de sòlids és el més modern dels paràmetres que es consideren en aquest lliura-

ment. Nascut a la meitat de la dècada dels 50, fou recollit per primera vegada en un manual,

en l’edició de 1959 de l’ASCE/WPCF design manual (MOP 8, 1959); encara què només en

termes qualitatius. I ben aviat, la seva particular utilitat el convertí en el paràmetre indispen-

sable que avui encara és.

Singularment, en manllevar-lo Catalunya, el concepte experimentà un cert procés de detur-

pació que ha pertorbat el seu valor. Car, tot i que fora d’aquí, la càrrega de sòlids sempre

s’ha lliurat associada a l’IVF, a Catalunya és un fet habitual considerar-la en termes absoluts,

com si només fos un paràmetre de càrrega del decantador.

A desgrat del lúcid anàlisi d’en DICK, R. I. en el primer dels Folklore in (...), la càrrega de sòlids

encara és utilitzada com a paràmetre de referència per la majoria dels analistes de procés.

Però, com que, tot i els anys passats des que es publicà el seu treball no és possible afegir-

hi res a el que ell va observar, es fa necessari resumir els seus plantejaments què,

bàsicament són dos:

i.- Si cal restringir la càrrega de sòlids aplicada al decantador secundari és perquè cada capa

del tou de fang que hi ha en el decantador té una capacitat específica per vehicular els

sòlids al fondo del tanc.

ii.-Aquesta capacitat és determinada per les característiques de la sedimentació del fang i

per la capacitat d’extracció de la recirculació. És a dir, per dos termes, un dels quals

depèn només de la concentració i l’IVF del fang, i l’altre només de la manera en què el

tanc és operat.

Per aquestes raons conclourà DICK, R. I.: «S’han de considerar inadequats, els intents de

designar un valor de referència que representi a typical design value» (DICK, R. I.,1976).

BIBLIOGRAFIA

ARDERN , E.; LOCKETT, W. T. «Experiments on the Oxidation of Sewage Without the Aid of

Filters». Journal of the Society of Chemical Industry, núm. 33 (1914), p. 521.


67

DICK, R. I. «Gravity Thickening of Sewage Sludges». [G.B.: Water Poll. Control] núm. 71

(novembre 1972), p. 368.

DICK, R. I. «Folklore in the design of final settling tanks». Journal WPCF, vol. 48, (abril 1976).

GAGNON, G. A.; CRANDALL C. J. «Review and evaluation of aeration tank design parameters»,

Journal WPCF, vol. 49 (1977), p. 832-841.

EKAMA, G. A.; BARNARD, J. L.; GUNTHERT, F. W.; KREBS, P.; MCCORQQUODALE, J. A.; PARKER, D.

S.; WAHLBERG, E. J. «Secondary settling tanks: Theory, modelling, design and operation»,

IWAQ Scientific and Technological Report, núm. 6. [Londres: International Association for

Water Quality] (1997).

HAZEN, A. «On Sedimentation», Transactions of the American Society of Civil Engineers (1904)

p. 53, 45.

MOP, 8. «Sewage Treatment Plant Design». Manual of Practice, núm. 8. [Washington. D. C.:

Water Pollution Control Federation] (1959).

PARKER , D. S. «Assessment of secondary clarification design concepts», Journal PCF. Vol.

55, núm. 4 (1983), p. 349-359.

PARKER , D. S. «Review of Folklore in Design and Operation of Secondary Clarifiers», Journal

of Environmental Engineering, (juny 2001), p. 476-483.

TEN STANDARTS. «Great Lakes-Upper Mississippi River Board of Public Health Engineers».

Standards for Sewage Works, núm. 39 (maig 1952).


68

EFECTE TAMPÓ DE CÀRREGA EN UNDECANTADOR PRIMARI

Francesc Granés Kleber,1 Gemma Gimeno Jodar,2 Núria CaraltEscamilla3 i Íñigo Urruchi Sagredo4

Companyia General d’Aigües de Catalunya SA Departament Tècnic.

(1) [email protected] (2) [email protected] (3) [email protected]

(4) [email protected])

RESUM

El procés de decantació primària a les EDAR és utilitzat principalment per realitzar una deter-

minada separació de sòlids de l’aigua residual prèviament a l’entrada als reactors biològics.

A les diferents instal·lacions existents, podem trobar plantes sense decantació primària i

altres amb decantació primària, de baix o alt rendiment. Normalment les EDAR que tracten

cabals més elevats, amb procés de depuració convencional, són les que presenten, en un

gran nombre, un procés de decantació primària, i la seva inclusió o no no acostuma a

dependre de la càrrega màssica de disseny, ja que es poden trobar decantadors primaris

tant en els sistemes biològics convencionals d’alta càrrega com en els de baixa càrrega.

Tota decantació primària té avantatges i també inconvenients per al funcionament de la plan-

ta; una decantació primària pot ser dissenyada, d’igual manera, per a un o rendiment

d’eliminació de sòlids superior o inferior, depenent del volum de disseny.

L’objecte d’aquest treball és donar a conèixer el funcionament d’un decantador primari d’alt

rendiment dissenyat amb elevat temps de retenció, mitjançant l’obtenció de dades analíti-

ques de mostres integrades diàries de MES i DQO a l’entrada i sortida del decantador primari

de l’EDAR de Sitges-Sant Pere de Ribes durant onze mesos, i la seva relació amb els dife-

rents paràmetres de disseny.

L’estudi ha demostrat que per a aquesta EDAR, el procés de decantació primària exerceix

un evident efecte tampó de la càrrega màssica d’entrada al reactor biològic.

Paraules clau: decantació primària, eliminació de SS, eliminació de DQO.

69


INTRODUCCIÓ

És ben conegut a les EDAR que disposen de decantació primària, que aquest procés realit-

za una determinada separació de sòlids prèviament a l’entrada al tractament biològic, i els

problemes que acostumen a originar-se són obturacions al fons del decantador i formació

d’olors. La inclusió de l’etapa de decantació primària respon a diferents factors que es

poden classificar com a avantatges i desavantatges.

Entre els avantatges més significatius es troba com a més important la capacitat de regula-

ció de la càrrega màssica, que és l’objecte del nostre estudi, la disminució provocada en el

consum energètic dels equips electromecànics d’aeració i agitació posteriors, l’augment de

la producció de biogàs a la línia de fangs, i una millor eficiència dels difusors d’aeració sobre-

tot al llarg del temps, fet que evita moltes vegades l’acumulació de sòlids sedimentats al fons

dels reactors biològics, que provoquen episodis d’erosió i obturacions.

Quant als desavantatges, el més conegut i important que cal tenir en compte és l’aparició

d’olors, i altres com la disminució dels valors del potencial redox dels afluents d’entrada al

tractament biològic, que fomenta en ocasions el creixement a la mateixa biomassa d’espè-

cies no desitjables, com Thiothrix spp.

El problema de la formació d’olors s’accentua encara més a les nits, quan el cabal és infe-

rior i els temps de retenció als decantadors primaris són molt alts, i en etapes de decantació

primària d’alt rendiment, amb temps de retenció a cabal mitjà per sobre de 4 hores. És, per

tant, molt necessari tractar d’identificar aquest problema en qüestió i intentar solucionar-lo.

Una de les propostes ja introduïda a les EDAR i més coneguda és el bypass de l’etapa de

decantació primària; aquesta actuació comporta també una sèrie d’avantatges i desavan-

tatges.

Entre els avantatges principals del bypass d’una etapa de decantació primària, cal citar com

a més significatiu l’eliminació d’olors provocades en aquesta etapa, i altres com l’extracció

de tot el fang del tractament en un sol punt (decantació secundària, generalment), la com-

pleta eliminació d’un o més elements del procés (el mateix decantador primari i l’espessidor

de fangs primaris), la simplificació del funcionament del procés, la disminució de diferents

tasques de manteniment i neteges associades, una millora de la capacitat de sedimentació

dels fangs activats en ocasions, la possible utilització del decantador primari en bypass com

a dipòsit de laminació de cabal o de recollida d’afluents amb característiques fisicoquímiques

indesitjables per al correcte creixement de la biomassa, i un augment de la capacitat de des-

nitrificació en el tractament biològic.70

Però el desavantatge principal del bypass d’un decantador primari és la pèrdua en la capa-

citat de regulació de la càrrega màssica del reactor biològic, que serà més significativa

sobretot en processos biològics de mitjana o alta càrrega.

S’han aconseguit, però, certs èxits per a l’eliminació d’olors, en combinar l’etapa de decan-

tació primària amb cabals diürns o més elevats, i l’etapa de bypass de decantació primària

amb cabals nocturns o més baixos. Senzillament es tracta de valorar per separat tots els

avantatges i desavantatges de la decantació primària i del seu possible bypass, i sospesar

en cada cas les seves rellevàncies.

En tot procés existeix la necessitat de calcular la càrrega màssica als reactors biològics i, en

l’EDAR amb decantació primària, també els càlculs de dimensionament de les bombes d’ex-

tracció de fang primari, i els seus respectius temps de funcionament, per tal d’aconseguir una

alimentació eficaç a espessidors i evitar l’aparició d’obturacions per acumulació de fangs al

fons dels decantadors primaris. Per realitzar aquests càlculs normalment es disposa dels parà-

metres i valors de disseny, amb rendiments d’eliminació, i un balanç de matèria a cabal mitjà

i en comptades ocasions també a cabal màxim. Per realitzar el càlcul de la càrrega màssica,

el numerador inclou la quantitat diària en pes de matèria d’entrada al tractament biològic, nor-

malment kg DBO5/dia o bé kg DQO/dia. Les EDAR generalment disposen d’equips de presa

automàtica de mostres pels afluents d’entrada a l’EDAR, previs o posteriors al pretractament,

i pels afluents de sortida del tractament secundari, per tal de conèixer amb precisió el rendi-

ment de depuració global. En el cas d’EDAR amb decantació primària, es poden arribar a

utilitzar les dades de les analítiques corresponents a mostres integrades diàries d’entrada a

decantació primària o sortida del pretractament, i aplicar els rendiments esperats d’eliminació

segons projecte, per estimar els valors de MES, DQO i DBO5 a la sortida del decantador pri-

mari o entrada al reactor biològic, i així calcular càrregues màssiques i balanços de matèria.

L’objecte del nostre estudi, al mateix temps d’analitzar la capacitat de regulació de la càrre-

ga màssica d’una etapa de decantació primària, és també demostrar que no sempre es

poden aplicar aquests valors de rendiments d’eliminació esperats segons disseny, i que rea-

litzar qualsevol càlcul estimat amb aquests valors esperats de disseny, pot conduir a

importants errors en balanços de càrrega i en el càlcul de la càrrega màssica.

DISSENY ESTUDIAT

L’estudi s’ha realitzat a l’EDAR de Sant Pere de Ribes-Sitges, que disposa de dos decantadors

primaris circulars per gravetat i amb rasqueta de fons, amb les característiques següents:

EFECTE TAMPÓ DE CÀRREGA EN UN DECANTADOR PRIMARI

71

Els càlculs de disseny que inclouen valors de MES, DQO i DBO5 a l’entrada del reactor bio-

lògic estan realitzats utilitzant els rendiments esperats d’eliminació i valors d’entrada a

l’EDAR. Com posteriorment es podrà comprovar, càlculs de procés realitzats que utilitzin

aquests valors esperats d’eliminació de disseny no seran sempre correctes, i fins i tot poden

originar desviacions importants.

Els habituals criteris de disseny de decantadors primaris trobats a la bibliografia segons

diverses fonts (Ten States Standards, WPCF-MOP, Gehm Bregman, Fair Geyer Okum,

Weber, Metcalf and Eddy, Bebin, Steel, MOPU, etc.) postulen dissenys amb càrregues

superficials a cabal mitjà d’entre 0,85 i 2,5 m3/m2·h, i temps de retenció també a cabal mitjà

d’entre 1 i 2 hores; per tant, comparant aquests valors amb els de disseny del decantador

estudiat, es pot comprovar que el seu dimensionament hidràulic és força generós, tant quant

a càrrega superficial com quant a temps de retenció.

A les figures 1, 2 i 3 es pot comparar el disseny del decantador estudiat amb valors de refe-

rència de disseny. A la figura 1 es representa el rendiment típic d’un decantador (no el

rendiment d’eliminació), envers dos paràmetres de disseny típics, com la càrrega superficial

i el temps de retenció; els valors de 0,68 m3/m2·h i 4,89 hores corresponen al màxim rendi-

ment possible, amb el qual ja es pot començar a visualitzar que els rendiments del

decantador estudiat seran els màxims possibles.

A la figura 2 es representa la càrrega superficial envers el rendiment d’eliminació de MES.

S’observa una sèrie de punts experimentals amb una corba idealitzada, i es pot observar que la

correlació dels punts no és bona, la qual cosa suggereix que la dependència del rendiment d’e-

liminació amb un paràmetre geomètric de disseny no està del tot definida, i que presenta grans

variacions. Dintre d’aquesta figura, el decantador estudiat de 16,3 m3/m2·dia ofereix un per-

centatge d’eliminació de MES superior al 70%, que correspon a l’extrem de la corba idealitzada.


72

Cabal mitjà (333 m3/h) Cabal punta (600 m3/h)

Càrrega superficial 0,68 m3/m2·h 1,22 m3/m2·h

Temps de retenció 4,89 hores 2,72 hores

Superfície 491 m2

Volum útil 1.629 m3

% eliminació MES 68%

% eliminació DQO, DBO5 30%

Figura 1

Figura 2


73

A la figura 3 també es representa la càrrega superficial envers el percentatge d’eliminació,

tant de MES com de DBO5. Es torna a observar que el decantador estudiat de 16,3

m3/m2·dia correspon als màxims percentatges d’eliminació possibles de les corbes, de més

del 80% d’eliminació de MES i de prop del 40% d’eliminació de DBO5.

Figura 3

A les tres figures anteriors hem observat la relació entre rendiments i paràmetres de disseny,

com càrrega superficial i temps de retenció. A la figura 4, a més dels paràmetres geomètrics

de disseny, s’inclouen les característiques fisicoquímiques de l’afluent i es representa el per-

centatge d’eliminació respecte al temps de retenció, segons afluents classificats per grups.

És a dir, que el percentatge d’eliminació depèn del disseny i també del mateix afluent, i que

en dissenys amb temps de retenció elevats que corresponen a la part dreta de les corbes,

el rendiment d’eliminació depèn més de l’afluent. El decantador estudiat amb 4,89 hores de

retenció a cabal mitjà, es troba dins d’aquesta figura en la part asimptòtica de les corbes que

correspon als màxims rendiments d’eliminació tant de MES com de DBO5; també s’obser-

va que el fet de disposar de més temps de retenció que l’estudiat no millora el percentatge

d’eliminació, i que aquest tipus d’afluent és determinant per al rendiment d’eliminació.


74

Figura 4

ANÀLISI GRÀFICA

L’estudi al decantador de l’EDAR de Sant Pere de Ribes - Sitges s’ha realitzat amb un equip

automàtic i refrigerat de presa de mostres, a l’entrada del decantador primari, que equival a

la sortida del pretractament, i un altre equip a la sortida del decantador primari, que equival

a l’entrada al reactor biològic. S’han analitzat mostres integrades diàries, d’entrada i sortida

del decantador primari; els paràmetres registrats diàriament han estat cabal, MES, DQO, i

DBO5 tant a l’entrada com a la sortida del decantador primari, durant un període d’onze

mesos.

Al gràfic 1 es representa la concentració de DQO i MES de l’afluent d’entrada al decantador

respecte al temps, i es comprova que no existeix cap estacionalitat en la variació dels dife-

rents valors.


75


Gràfic 1

Als gràfics 2 i 3 es representen els valors de MES i DQO de l’afluent d’entrada al decantador

primari respecte a les dades ordenades per cabals. S’aprecia que no existeix cap tendència

en la variació d’aquests paràmetres respecte al cabal, excepte a cabals superiors a 18.000

m3/dia que corresponen a dies de pluja, en els quals l’afluent procedent d’escorrenties plu-

vials conté gran quantitat de sòlids minerals, amb valors alts de MES i baixos de DQO.

Gràfic 2

76

Gràfic 3

Als gràfics 4 i 5 es representa la concentració de MES i DQO d’entrada i sortida del decan-

tador, respecte a les dades ordenades per cabals, i s’observa clarament l’efecte tampó de

càrrega que exerceix el mateix decantador primari.

Gràfic 4


77

Gràfic 5

La gran variabilitat dels valors a l’entrada del decantador primari, que originaria una gran

variabilitat en els valors diaris de la càrrega màssica del reactor biològic, es minimitza gràcies

a l’efecte tampó de càrrega exercit, i els valors de MES de sortida són gairebé constants a

tot el rang de cabals estudiat, en un marge de 132 ± 23 mg/l, i els de DQO també, en un

marge de 462 ± 47 mg/l.

Al gràfic 6 es representa el percentatge d’eliminació de MES i de DQO envers el temps de

retenció, i s’observa que no existeix cap correlació directa, i com ja s’ha vist a la figura 4, un

paràmetre de disseny no determina directament els percentatges d’eliminació, ja que també

depenen de les mateixes característiques de l’afluent. Els percentatges d’eliminació resul-

tants oscil·len dintre d’un marge d’entre 20% i 50% de DQO i d’entre 50% i 75% de MES.

Als gràfics 7 i 8 es representa la càrrega diària en kg MES/dia i kg DQO/dia tant a l’entrada

com a la sortida del decantador primari, respecte a les dades ordenades per cabals. Envers

la gran variabilitat de les càrregues a l’entrada, s’observa una molt lleugera variabilitat de les

càrregues a la sortida, i fins i tot amb una correlació lineal amb el cabal. Amb les rectes i les

seves equacions representades als gràfics, es dedueix una bona correlació lineal, sobretot

en els valors de càrrega de DQO a la sortida de decantació primària.


78

Gràfic 6

Gràfic 7


79


Gràfic 8

CONCLUSIONS

Després de la comparació del disseny estudiat amb valors de referència i de l’anàlisi gràfica

dels resultats analítics, es desprenen una sèrie de conclusions que cal tenir molt en comp-

te, de caràcter general i de caràcter particular.

Conclusions generals:

· La necessitat de realitzar analítiques tant a l’entrada com a la sortida de l’etapa de decan-

tació primària, per tal de calcular correctament la càrrega màssica o un balanç de matèria

al mateix decantador primari, i sobretot a EDAR amb etapes de decantació primària de

baix temps de retenció.

· Els percentatges d’eliminació d’un decantador primari depenen dels paràmetres geomè-

trics de disseny, del cabal tractat i dels mateixos paràmetres fisicoquímics de l’afluent.

Conclusions particulars de l’EDAR i aplicables a altres instal·lacions amb dimensionament

similar:

80

· Es pot determinar una aproximació lineal del càlcul de la càrrega màssica del reactor bio-

lògic, només a partir del cabal i que no depèn de la concentració de MES, DQO i DBO5

de l’afluent.

· Igualment, es pot determinar la concentració a la sortida del decantador primari de MES,

DQO i DBO5, dintre d’un determinat rang de cabal.

· Disposar de més volum de decantació primària, és a dir, del segon decantador primari, no

augmenta el rendiment d’eliminació, i encara agreujaria més el problema de la formació

d’olors.

· En una futura ampliació de l’EDAR de Sant Pere de Ribes-Sitges per la construcció d’un

tercer decantador primari, s’hauria de realitzar una anàlisi prèvia dels rendiments d’elimi-

nació.

BIBLIOGRAFIA

BABBIT, H. E.; DOLAND, J. J. Water supply engineering. Nova York: McGraw-Hill, Civil

Engineering Series, 1955.

GERNAEY, K.; VANROLLEGHEM, P. A.; LESSARD, P. «Modelling of a reactive primary clarifier». Water

Science and Technology. Vol. 43, núm. 7 (2001), p. 73-81.

HERNÁNDEZ, A. M. Depuración de aguas residuales. Madrid: Paraninfo. Servicio de

Publicaciones de la Escuela de Ingenieros de Caminos de Madrid UPM, 1990.

MOP FD-8. Clarifier design. Alexandria: Water Pollution Control Federation, 1985, 103 p.

STEEL, W. E.; MCGHEE, T. J. Water supply and sewerage. Nova York: McGraw-Hill Education,

1979.


81

AUDITORIA DE SISTEMES D’AERACIÓ

Ian Trillo Fox Asesoría Técnica y Control, SA ([email protected])

RESUM

El consum energètic associat al funcionament del sistema d’aeració d’un tractament biolò-

gic de fangs activats pot arribar fins al 70% del consum energètic total d’una EDAR,

depenent del seu volum i de les seves característiques específiques. Això posa en evidència

la necessitat d’aplicar tots els mètodes disponibles per aconseguir la màxima eficiència pos-

sible dels sistemes d’aeració.

Segons la seva capacitat i la seva eficiència, tot sistema d’aeració es pot classificar dins d’al-

gun dels grups següents: sistemes insuficients, sistemes suficients ineficients i sistemes

suficients eficients.

El coneixement de les característiques d’un sistema i la seva classificació dins dels grups

assenyalats constitueix el primer i indispensable pas que cal fer per a l’avaluació de la seva

condició i la definició de les actuacions necessàries perquè el sistema en qüestió accedeixi

a la categoria de sistema suficient eficient, que constitueix la situació desitjable, tant des del

punt de vista econòmic com funcional.

En aquesta comunicació es descriu l’aplicació d’un protocol d’auditoria genèrica d’un siste-

ma d’aeració que permet la identificació i la diferenciació dels problemes potencials

associats als tres components bàsics de tot sistema: el disseny del sistema d’aeració, amb

el seu sistema de control i l’estat dels equips d’aeració; la definició de les actuacions correc-

tives necessàries, i l’avaluació econòmica dels costos i els beneficis derivats d’aquestes

actuacions.

INTRODUCCIÓ

El consum energètic associat al funcionament del sistema d’aeració d’un tractament biolò-

gic de fang activat acostuma a ser superior al 50% del consum energètic total d’una EDAR.

83


84

Com a conseqüència, sembla evident la necessitat d’aplicar tots els mitjans dels quals dis-

posem per aconseguir la màxima eficiència possible de qualsevol sistema d’aeració.

De manera genèrica, tots els sistemes d’aeració poden ser classificats en els tres grups

següents:

· Sistemes insuficients

· Sistemes suficients ineficients

· Sistemes suficients eficients

SISTEMES INSUFICIENTS

Un sistema és INSUFICIENT quan li manca la capacitat de transferència d’oxigen necessari

per donar abast a la totalitat de la demanda d’oxigen del procés.

La insuficiència d’un sistema es posa de manifest per la manca o els baixos nivells d’oxigen

dissolt en la totalitat o part de la cuba d’aeració i dóna lloc a tot tipus de problemes de fun-

cionament del procés i a la seva incapacitat per produir un efluent de la qualitat desitjada.

La correcció d’un sistema INSUFICIENT acostuma a implicar la realització d’alguna de les

accions correctives següents:

· Substitució dels difusors.

· Substitució dels difusors i ampliació de la capacitat de subministrament d’aire.

· Ampliació de la capacitat de subministrament d’aire.

Això no obstant, l’aplicació d’alguna de les mesures correctores assenyalades a un sistema

INSUFICIENT no garanteix la seva conversió en un sistema SUFICIENT EFICIENT que és

l’objectiu que es persegueix.

SISTEMES SUFICIENTS

Un sistema és SUFICIENT quan la seva capacitat de transferència d’oxigen és igual o supe-

rior a la demanda que genera el procés.

Això no obstant, aquesta qualitat de suficiència pot distar en una mesura més o menys sig-


85

nificativa d’una situació d’EFICIENT raonable i adquirible mitjançant l’aplicació de la bona

pràctica de l’enginyeria.

La divergència entra la situació real del sistema i aquell estat qualificat d’eficiència raonable es

posa de manifest en consums energètics més elevats que graven el funcionament de l’EDAR.

L’origen de la INEFICIÈNCIA d’un sistema s’acostuma a trobar en una o diverses de les cau-

ses següents:

· Disseny de la instal·lació

· Sistema de control

· Estat dels difusors

Disseny de la instal·lació

Evidentment un mal disseny de la instal·lació pot conduir a graus variables d’INEFICIÈNCIA.

Els aspectes més rellevants que afecten al disseny són els següents:

Adopció de valors inadequats d’α

En general, en els càlculs de disseny s’observa un ús generalitzat de valors d’α superiors als

que s’acostumen a donar a la realitat. Aquest efecte és tant o més acusat quan més antiga

és la instal·lació.

Addicionalment, en moltes instal·lacions es detecta una manca de previsió en el projecte de

variació espacial del valor d’α quan el reactor no té característiques de mescla completa.

Aquesta circumstància dóna lloc a l’enregistrament de consums energètics superiors als

estimats com a normals i permet concloure que el sistema és INEFICIENT.

De fet, això no és així. El valor d’α, malgrat que depèn de moltes variables, està íntimament

lligat i és funció, bàsicament, de les característiques de l’aigua residual, factor extern al pro-

jectista.

No obstant, l’adopció dels valors d’α sí que pot tenir un efecte sobre l’apreciació del grau

d’INEFICIÈNCIA del sistema, ja que estableix una base de comparació respecte de la qual

es mesuren les divergències d’eficiència.


86

Instal·lació d’un número insuficient de difusors

Aquesta circumstància condueix al fet que el cabal unitari d’aire de treball per difusor sigui

elevat i doni lloc a una reducció de l’eficiència de transferència d’oxigen.

Distribució inadequada dels difusors al tanc d’aeració

Aquesta circumstància pot donar lloc a l’efecte assenyalat a l’apartat previ b).

En definitiva, un disseny inadequat del sistema el condemna a ser INSUFICIENT.

És convenient posar de manifest el fet, com s’ha assenyalat a l’apartat a) que el valor real

d’α no pot ser modificat pel projectista (encara que sí tingut en compte adequadament en

el disseny) de manera que si es vol definir la frontera o el llindar d’un sistema EFICIENT pel

que fa al disseny hem de fer referència exclusivament a eficiència en condicions normalitza-

des [(SOTEcw(%) i SAEcw(KgO2/kWh)] i no en condicions de camp.

De manera genèrica i a l’efecte de referència, dins de l’interval habitual de profunditat de les

cubes d’aeració de 4,0 m a 7,0 m, un sistema és qualificable com a eficient quan la seva

SOTE/m de submergència (%/m) és de l’ordre de 6,0.

Sistema de control

Un sistema de control ben dissenyat i operat pot donar lloc a un sistema d’aeració SUFI-

CIENT-EFICIENT.

Al contrari, un mal sistema de control pot fer d’un sistema d’aeració SUFICIENT que no sigui

EFICIENT i, fins i tot, transformar-lo en INSUFICIENT.

Els aspectes més importants associats a les insuficiències d’un sistema de control són els següents:

· Configuració inadequada.

Número i/o situació de sensors i instrumentació.

Lògica aplicada.

· Instrumentació insuficient.

El número de sensors i instrumentació instal·lats.

La qualitat i precisió dels equips instal·lats.

· Programari inadequat.

Programació inadequada.

· Manteniment inadequat.

Errors del sistema.

Estat dels difusors

L’estat dels difusors influeix sobre l’eficiència del sistema per dos mecanismes:

Fouling

L’embrutiment dels difusors pot donar lloc a modificacions de la grandària de les bombolles,

reduir la superfície efectiva de la membrana i augmentar la pèrdua de càrrega del sistema.

Tots aquests factors ens condueixen a la disminució de l’eficiència del sistema excepte en

alguns casos en què el rebliment té com a conseqüència fonamentalment la disminució dels

porus de la membrana, provocant la formació de bombolles de grandària inferior (augment

de la transferència) alhora que s’incrementa la pèrdua de càrrega en el sistema, de manera

que l’efecte final sobre l’eficiència de transferència d’oxigen pot ser, eventualment, positiu.

Els efectes negatius del fouling es poden pal·liar parcialment mitjançant l’aplicació de proto-

cols de neteja i manteniment adequats.

Envelliment i deteriorament dels difusors

Aquestes circumstàncies que poden ser d’origen mecànic i químic originen una pèrdua de

les característiques originals dels difusors que té efectes acumulatius.

PROPOSTA DE METODOLOGIA PER A LA REALITZACIÓ D’UNAAUDITORIA D’UN SISTEMA D’AERACIÓ

A continuació s’inclou una descripció de les actuacions que cal portar a terme per a la rea-

lització d’una auditoria d’un sistema d’aeració.


87

Recopilació i anàlisi de la informació existent

Dades de disseny

· Tancs d’aeració (número, configuració, volum, geometria, etc.)

· Sistema de repartiment hidràulic als tancs d’aeració

· Demanda d’oxigen de càlcul (total i distribució espacial)

· Paràmetres adoptats en el disseny (α, β, τ, O.D., etc.)

· SOTEcw (%) de càlcul

· Cabal d’aire (total i per graelles o zones)

· Cabal d’aire/difusor

· Número i composició de graelles

· Bufadors (número, capacitat unitària, tipus d’accionament, etc.)

Sistema de control

· Configuració i arquitectura.

· Instrumentació instal·lada (OD, ORP, cabalímetres, vàlvules, manòmetres, etc.)

· Dispositius actuadors instal·lats (tipus, número i sistema d’actuació de vàlvules

motoritzades)

· Programari i lògica de control

Dades d’operació i manteniment

· Cabals i càrregues contaminants afluents i efluents

· Paràmetres de funcionament del procés

· Perfils d’OD

· Hores de funcionament dels bufadors

· Consums energètics

· Pressions de treball

· Problemes típics (freqüència de talls d’energia, en el cas de produir-se, trencaments

de tubs o difusors, sobrepressions, avaries en bufadors, etc.)

Treballs de camp

Tenen per finalitat proporcionar informació fidel sobre els aspectes que més influeixen sobre

el funcionament del sistema, com per exemple:


88

· Valors absoluts i variació espacial i temporal del factor SOTEpw (transferència

d’oxigen en condicions de camp).

· Valor total i variació espacial de la demanda d’oxigen en tota la cuba d’aeració

· Cabal d’aire per graelles i difusors

· Valor de la transferència d’oxigen del sistema (OTR)

La mesura d’aquests paràmetres es realitza mitjançant assaigs d’off-gas en les cubes d’aeració.

Depenent de la informació disponible, pot ser necessari completar la informació analítica

referent a les característiques de l’aigua a tractar.

Recopilació i anàlisi de la informació existent

Sistema d’aportació d’oxigen

A partir de la informació recopilada i mesurada prèviament es procedeix a un recàlcul i una

avaluació del sistema que inclou les activitats següents:

· Càlcul de la demanda real d’oxigen del procés (AOR) kgO2/h

· Càlcul de la capacitat real de transferència del sistema en les condicions existents

(OTR) kgO2/h

· Primera catalogació del sistema

· AOR > OTR SISTEMA INSUFICIENT

· AOR < OTR SISTEMA SUFICIENT

· Catalogació detallada del sistema

Sistema insuficient

Identificació de les causes de la insuficiència atribuïbles al disseny de la instal·lació:

· Hipòtesi de partida

· Valors d’α (absolut i distribució)

· SOTEcw – cabal aire/difusor

· Composició – distribució graelles

· Capacitat bufadors


89

Sistema suficient

Identificació de les causes que poden influir en la possible INEFICIÈNCIA del sistema.

Sistema de control

Identificació de les causes que poden influir en la possible INEFICIÈNCIA del sistema.

Estat dels difusors

L’estat de la instal·lació de difusió d’aire composta per les graelles de distribució i els difu-

sors té una importància fonamental en el funcionament del sistema d’aeració.

A més de l’estat físic referent a la integritat de la instal·lació, interessa sobre manera conèi-

xer l’estat de l’element difusor pròpiament dit (membrana, disc, domo, etc.).

El procediment disponible més adequat, per avaluar l’estat dels difusors, pel que fa referèn-

cia al grau d’afecció del mitjà de treball sobre l’estabilitat i el rendiment dels difusors, es basa

en l’extracció d’un número reduït de difusors de les graelles existents i realitzar els assaigs

que es posen en relació a continuació:

1) Sobre els difusors extrets tal i com es reben a laboratori:

a) DWP (Dynamic Wet Pressure).

b) EFR (Effective Flux Ratio).

c) SOTEcw (transferència d’oxigen en aigua neta).

d) Propietats fisicomecàniques:

· Dimensions

· Pes

· Pes específic

· Duresa Shore A

· Gruix

· Mòdul elasticitat

· Deformació permanent


90

2) Una vegada realitzats els assaigs anteriors es procedeix a la neteja dels difusors i a l’as-

saig per a la mesura dels paràmetres DWP, EFR i SOTEcw.

3) Sobre un difusor nou idèntic als extrets es realitzen els mateixos assaigs assenyalats a 1).

Les divergències detectades entre els valors mesurats a 1) i 3) proporcionen la informació

sobre l’estat actual dels difusors referents al que se suposa que tindria al començament de

la seva utilització, en condició de difusor nou.

La comparació dels valors mesurats a 1) i 2) proporcionen informació sobre la capacitat de

recuperació de les propietats funcionals del difusor en aplicar-se una neteja i, per tant, sobre

el grau de deteriorament permanent i no recuperable del difusor.

L’operació d’extracció dels difusors s’ha de realitzar preferentment mitjançant el buidat d’un

dels tancs d’aeració ja que, alhora que es realitza l’extracció, s’obté una informació visual de

l’estat del conjunt de la instal·lació.

En aquells casos en què sigui impossible procedir al buidat de la cuba es pot recórrer al pro-

cediment directe d’extracció mitjançant submarinistes equipats amb vestit sec.

Definició de les actuacions necessàries

A partir de la informació generada a l’apartat 3, es procedeix a la definició de les actuacions

i equipaments necessaris per a la rehabilitació del sistema d’aeració.

Anàlisi econòmica

Suposa l’avaluació pressupostària dels costos d’inversió necessaris per dur a terme les

actuacions definides a l’apartat anterior.

Així mateix, es durà a terme una avaluació dels costos d’operació i manteniment associats

al funcionament del sistema en les noves condicions previstes.

L’anàlisi econòmica permetrà conèixer el grau d’estalvi esperat per les actuacions de reha-

bilitació proposades i el període de recuperació de les inversions necessàries.


91

SISTEMES SUPERVISORS. UNA EINA DESUPORT PER A LA GESTIÓ D’ESTACIONS

DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

Manel Poch,1 Joaquim Comas,1 Ignasi Rodríguez-Roda,1Miquel Sànchez-Marrè,2 Ulises Cortés,2

Josep Arràez3 i Àngel Freixó3

(1) Laboratori d’Enginyeria Química i Ambiental. Universitat de Girona

([email protected], [email protected], [email protected])

(2) Knowledge Engineering & Machine Learninng Group. Universitat Politècnica de

Catalunya ([email protected], [email protected])

(3) Consorci per a la Defensa de la Conca del Riu Besòs ([email protected],

[email protected])

RESUM

Les EDAR són sistemes complexos, la gestió correcta dels quals requereix que es tinguin en

compte un conjunt de factors com són: la seva variabilitat; la gran quantitat de dades/infor-

mació que cal gestionar; la incertesa i la imprecisió, derivades dels problemes de

funcionament dels sensors en un medi tan agressiu; la coexistència d’un gran volum d’in-

formació qualitativa, i el fet que hi tenen lloc, simultàniament, un gran nombre de processos

que presenten escales de temps diferents.

A causa d’aquesta complexitat, si es vol ajudar els responsables de les instal·lacions cal

millorar el comportament dels sistemes actuals de control automàtic. Fa falta una aproxima-

ció al problema que sigui capaç de fer front a situacions «no normals» proporcionant el nivell

i la qualitat de control necessaris per assolir, amb consistència, els requeriments ambientals

exigits.

Per assolir aquest objectiu, s’està començant a desenvolupar i aplicar una nova generació

de sistemes de control, anomenats «sistemes supervisors», que permeten combinar tècni-

ques numèriques (com ara la simulació o el control automàtic) amb tècniques de gestió del

coneixement.

93


Aquest ha estat l’objectiu de la nostra feina els darrers anys, en què s’ha proposat una meto-

dologia per desenvolupar aquests sistemes d’una manera pràctica i realista. En aquesta

presentació s’exposa el producte final obtingut.

Paraules clau: sistemes de suport a la decisió, estacions depuradores d’aigües residuals

(EDAR), intel·ligència artificial, qualitat de l’aigua, gestió del coneixement.

INTRODUCCIÓ

Noves eines per a un nou paradigma

A les darreres dècades, els models matemàtics/estadístics, els algoritmes numèrics i les

simulacions han estat eines utilitzades per fer front a la gestió dels problemes ambientals i

proporcionar la informació necessària a qui té la responsabilitat de prendre les decisions

finals. Amb aquesta idea, s’han desenvolupat i aplicat un ampli ventall de tècniques científi-

ques, per solucionar els problemes de gestió ambiental, durant un llarg període de temps i

amb resultats prou satisfactoris.

En aquest marc, recentment, l’intent d’integrar noves eines per tal de fer front a sistemes

més complexos ha facilitat el desenvolupament dels anomenats sistemes de suport a la

decisió en dominis ambientals (EDSS). El fet que aquesta aproximació sigui relativament

recent i que integri múltiples eines facilita que no hi hagi una definició de consens. No obs-

tant això, tot i que algú pugui discutir que un sistema de gestió de bases de dades pugui ser

utilitzat com un sistema de suport a la decisió, hi ha avui en dia un ampli consens respecte

al fet que els EDSS es fonamenten en una aproximació basada en el coneixement i, per tant,

impliquen l’adquisició, la representació i la gestió del coneixement.

En aquest context, presentem, en aquest document, la nostra experiència en el disseny i la

implantació d’un EDSS desenvolupat i aplicat en la supervisió de l’EDAR Granollers. Se’n

descriu explícitament el desenvolupament, com també l’arquitectura.

Desenvolupament dels EDSS

Fox i Das (2000) defineixen un sistema de suport a la decisió com un sistema informàtic que

aplica el coneixement del domini per assistir qui té la responsabilitat de prendre la decisió en

la tria d’alternatives o accions, mitjançant la recomanació de diferents opcions, incorporant

94

un procediment explícit de decisió fonamentat en un conjunt de principis teòrics que justifi-

quen el mecanisme de «raonament» seguit.

Per tant, un EDSS és un sistema intel·ligent d’informació que permet reduir el temps de

presa de decisions, alhora que millora la seva consistència i qualitat (CORTÉS et al., 2001). Les

decisions són preses quan s’observa o es prediu una desviació respecte d’un comporta-

ment esperat o desitjat del sistema. Això implica el coneixement d’un problema d’acord amb

la informació, el coneixement i l’experiència que es té del mateix procés. Aquests sistemes

es construeixen mitjançant la integració de diversos mètodes d’intel·ligència artificial, com-

ponents de sistemes d’informació geogràfica, tècniques estadístiques i matemàtiques, i

ontologies ambientals.

La manera com un EDSS es construeix dependrà del tipus de problema ambiental al qual es

vol fer front i del tipus d’informació i coneixement que pot ser adquirit. Tenint en compte

aquestes restriccions, i després d’una anàlisi de la informació disponible, es pot triar el con-

junt d’eines més adequades. Entre aquestes eines no solament hi ha els models numèrics,

sinó també metodologies de la intel·ligència artificial (IA), com ara les eines de gestió del

coneixement. La utilització d’eines d’IA i models proporciona accés directe a l’experiència, i

la seva flexibilitat les fa capaces de donar suport als processos de presa de decisions i apre-

nentatge. La seva integració amb models estadístics i/o numèrics en un sol sistema

proporciona més precisió, fiabilitat i utilitat (CORTÉS et al., 2000).

Aquest fet confereix als EDSS la capacitat de fer front a problemes complexos, en els quals

l’experiència de les persones expertes implicades proporciona un suport indispensable per

tal de trobar la solució al problema plantejat. També proporciona maneres d’accelerar la

identificació del problema i de centrar, en la seva avaluació, l’atenció de les persones res-

ponsables de prendre la decisió. Un cop implantat, un EDSS, com tot sistema basat en el

coneixement, ha de ser avaluat pel que sap, per com utilitza el que sap, per la rapidesa en

què pot aprendre quelcom nou i, finalment, pel seu funcionament i rendiment globals. La

figura 1 mostra esquemàticament la metodologia utilitzada per al desenvolupament del sis-

tema presentat en el text.

SISTEMES SUPERVISORS: UNA EINA DE SUPORT PER A LA GESTIÓ D’ESTACIONS DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

95


Figura 1. Diagrama de flux pel desenvolupament d’un EDSS

Tant la metodologia de desenvolupament de l’EDSS com l’arquitectura que es proposen són

suficientment generals per poder ser adaptades a la definició d’altres tipus d’EDSS diferents

dels que es presenten en aquest text.

Pel que fa a l’operació de l’EDSS, proposem una arquitectura basada en cinc nivells (figura 2):

· El primer nivell (adquisició de dades i coneixement) de l’EDSS inclou les tasques rela-

cionades amb la recollida de les dades i el coneixement i el seu enregistrament a les

bases corresponents. Les fonts originals poden tenir força soroll i requerir un pro-

cessament adequat abans que no puguin ésser enregistrades d’una manera

correcta i interpretable.

· El segon nivell, de diagnosi, inclou els models de raonament que s’utilitzen per tal

d’inferir l’estat del procés, de manera que es pugui generar una proposta raonable

d’actuació. Això s’aconsegueix amb el suport de models estadístics, numèrics i d’IA.

· El tercer nivell, de suport a la decisió, estableix una tasca supervisora que compor-

96

ta la recollida, la integració i el processament de les conclusions establertes per a

cadascuna de les tècniques del segon nivell, identificant les causes i aplicant el

coneixement disponible per proposar diferents alternatives. Aquest nivell també

comporta la interacció dels usuaris i de les usuàries amb el sistema informàtic, a tra-

vés de la interfície gràfica de l’ordinador.

· En el quart nivell es formulen els plans, i es presenten en forma d’un llistat d’accions

generals suggerides per tal de solucionar un problema específic.

El conjunt d’accions concretes que cal portar a terme per solucionar els problemes, en el

domini considerat, es troben en el cinquè nivell. El sistema no solament recomana l’acció, o

la seqüència d’accions (un pla), sinó que també proporciona un valor que ha de ser avaluat

pel responsable de prendre la decisió final. Aquest és el darrer nivell de l’arquitectura, el que

tanca el cicle complet.

Figura 2. Arquitectura d’un EDSS


97


SUPERVISIÓ D’UNA DEPURADORA D’AIGÜES RESIDUALS.APLICACIÓ A L’EDAR GRANOLLERS

Construcció de l’EDSS

Anàlisi del problema

Una EDAR convencional sol incloure un tractament primari físic i/o químic i un tractament

biològic secundari per tal d’eliminar la matèria orgànica i els sòlids de l’aigua residual. El trac-

tament primari es dissenya per reduir del corrent els contaminants sòlids presents. L’efluent

d’aquest tractament primari segueix el procés de depuració en el tractament secundari, on

una població multiespecífica de microorganismes, en presència d’oxigen, converteix biològi-

cament els compostos orgànics dissolts i col·loidals en productes estables de nivell

energètic inferior, i en nova biomassa. La mescla de microorganismes i partícules té la pro-

pietat de decantar amb facilitat, per la qual cosa la seva separació de l’aigua tractada es

produeix en un clarificador o decantador final. El conjunt del reactor biològic on hi ha la bio-

massa en suspensió i el decantador secundari s’anomena procés de llots actius, i és el

tractament secundari més conegut i amb implantació més estesa a tot el món.

Com molts altres processos biotecnològics i ambientals, les EDAR són sistemes complexos

que impliquen la interacció entre processos físics, químics i biològics, com, per exemple,

reaccions biològiques i químiques, cinètiques, catàlisi, fenòmens de transport, separacions,

etc., i la seva correcta gestió requereix una aproximació multidisciplinària i l’expertesa de

diferents camps científics. Algunes de les característiques problemàtiques d’aquests pro-

cessos són:

· Inestabilitat intrínseca: la composició de l’aigua que cal tractar varia constantment,

cosa que provoca canvis en l’ecosistema encarregat de la depuració, ja per ell

mateix complex. A més, això modifica la majoria de les propietats físiques i quími-

ques, com també la composició de la població de microorganismes implicats.

· Dificultat de modelització: molts dels mecanismes i dels principis que caracteritzen

el domini no poden ser descrits mitjançant termes de models determinístics d’una

manera unívoca. A més, els models desenvolupats impliquen un nombre elevat de

paràmetres que han de ser identificats contínuament.

· Gran quantitat de dades/informació: l’aplicació de la cada cop més avançada tec-

nologia informàtica per al control i la supervisió d’aquests sistemes ambientals ha98

comportat un augment significatiu de la quantitat de dades que cal gestionar, fet que

en dificulta el processament. Per exemple, el sistema de control de l’EDAR

Granollers rep més de 2.000 senyals de diferents equips.

· Incertesa: malgrat l’elevat volum d’informació que es pot recollir, aquesta informació

presenta força incertesa i imprecisió, derivades dels problemes de funcionament dels

elements sensors en un medi tan agressiu i de la impossibilitat de poder identificar

unívocament moltes de les variables d’estat del sistema. Simultàniament, coexisteix

un gran volum d’informació qualitativa, que es presenta, al seu torn, d’una manera

aproximada i subjectiva.

· Heterogeneïtat i escala temporal: a l’EDAR tenen lloc, simultàniament, un gran nom-

bre de processos que presenten escales de temps diferents, des del procés de

transferència d’oxigen, que es fa en segons, fins al creixement de microorganismes

que presenta una escala de l’ordre de dies.

Per raó de la complexitat del control del procés de depuració dut a terme a les EDAR, fins i

tot els sistemes més avançats de control numèric han mostrat les seves limitacions a l’hora

de fer front a situacions que requereixen informació qualitativa i raonament heurístic per a la

seva resolució (OLSSON, 1998). Per tal de descriure aquests fenòmens qualitatius, o per tal

d’avaluar les circumstàncies que poden comportar un canvi a l’acció de control, es fa neces-

sari algun tipus de representació lingüística que permeti definir els conceptes i els mètodes

del raonament humà. Aquesta ha estat la raó per la qual, fins ara, operadors humans cons-

titueixen el darrer pas en els processos de control de la planta. Si es vol millorar el

comportament dels sistemes de control automàtic actuals, fa falta una nova aproximació al

problema que sigui capaç de fer front a situacions «no normals» en un sistema complex com

aquest i que proporcioni el nivell i la qualitat de control necessaris per assolir, amb consis-

tència, els requeriments ambientals exigits. Per aquestes raons, l’aplicació dels EDSS pot

semblar prometedora en termes de gestió de les EDAR, com a eina que integra tècniques

numèriques, amb tècniques de gestió del coneixement.

La instal·lació en la qual s’ha treballat desenvolupant i aplicant el sistema de suport a la deci-

sió com a sistema supervisor del procés ha estat l’EDAR Granollers, a la conca del riu Besòs

(Catalunya, NE d’Espanya). Actualment, aquestes instal·lacions proporcionen pretractament,

tractament primari i tractament secundari per tal d’eliminar la matèria orgànica, els sòlids en

suspensió i, en determinades condicions d’operació, el nitrogen continguts a l’aigua residual

d’uns 130.000 habitants equivalents.


99

L’EDAR Granollers presenta, a més, algunes particularitats que augmenten els avantatges

potencials d’un sistema de suport intel·ligent per la seva supervisió. Entre aquestes caracte-

rístiques remarquem les següents:

· Disponibilitat d’una quantitat significativa de registres històrics que descriuen l’ope-

ració portada a terme al procés.

· Un elevat nivell d’automatització centralitzat en un ordinador que recull les dades en

línia, com també la gran part dels controls automàtics del procés.

· El procés portat a terme presenta una variabilitat prou important. Al llarg de l’any, el

procés es veu afectat per un elevat nombre de situacions causada per significatius

canvis de l’influent i de les condicions d’operació (tempestes, sobrecàrregues, nitri-

ficació a l’estiu, abocaments industrials no controlats).

· Elevat nivell d’especialització de les persones responsables de l’EDAR des dels seus

orígens, que tenen un coneixement molt acurat de l’equipament present i de tots els

aspectes heurístics que faciliten el seu rendiment òptim. S’ha de destacar, a més, la

seva clara voluntat d’innovació, per tal d’aplicar a la instal·lació les millors tecnolo-

gies disponibles.

Recollida de dades i adquisició del coneixement

La base de coneixement s’ha obtingut mitjançant la utilització de diferents eines. En primer

lloc, es van utilitzar mètodes convencionals d’adquisició de coneixement (revisió bibliogràfi-

ca, entrevistes, etc.). Aquests mètodes, però, presenten com a limitació la dificultat d’obtenir

una exhaustiva del sistema, donada la coneguda «paradoxa de l’expert», segons la qual,

com més sap una persona d’un tema, més li costa explicar el perquè de les seves conclu-

sions al voltant d’aquest tema. Per tal de superar les limitacions dels mètodes

convencionals, aquests mètodes es van complementar amb l’ús de mètodes d’adquisició

automàtica de coneixement. Entre aquests mètodes s’han utilitzat tant els supervisats (prin-

cipalment tècniques d’aprenentatge inductiu, CN2, C4.5 i k-NN) com els no supervisats

(RODRÍGUEZ-RODA et al., 2001), amb l’objectiu d’intentar extreure el màxim coneixement dels

conjunts de dades prèviament existents. La figura 3 mostra les principals fonts i els mètodes

utilitzats per adquirir ambdós tipus de coneixement del procés de tractament d’aigües resi-

duals.


100

Figura 3. Mètodes utilitzats per adquirir el coneixement

Selecció de models

Es van seleccionar dos tipus de models: els basats en regles i els basats en casos. Els pri-

mers ofereixen un conjunt d’avantatges que permeten fer front a algunes de les limitacions

d’altres tècniques: faciliten la incorporació i la retenció del coneixement heurístic expert i per-

meten el processament de la informació qualitativa; representen el coneixement d’una

manera fàcil d’interpretar i reconèixer (regles) que, correctament validat, ofereix potencial-

ment respostes adequades en forma de plans d’accions sistemàtics per a cada situació

problemàtica considerada, i, finalment, els sistemes basats en regles possibiliten l’adquisició

d’una gran base de coneixement general, aprofitable per a qualsevol altra EDAR.

Simultàniament, els sistemes basats en regles presenten limitacions quant a la dificultat d’in-

corporar nou coneixement, un cop es troba estructurat. És per això que s’ha complementat

amb un sistema basat en casos (SBC).

Els SBC es fonamenten en la idea que, quan solucionem un problema similar per segon cop,

resulta més fàcil que el primer cop, a causa del fet que recordem la solució del cas anterior,

tenint en compte els errors comesos per tal d’evitar que es repeteixin. La idea bàsica és la

d’adaptar les solucions aplicades en el passat per fer front a problemes que afectin els ren-

diments del procés, i aplicar-les a nous problemes que siguin similars, amb un consegüent

estalvi d’esforços respecte a altres tècniques que han de deduir la solució partint de zero.

Un cas es pot descriure com una unitat conceptual de coneixement que representa una

experiència i que implica per si mateixa una lliçó fonamental per tal d’assolir els objectius

establerts, en aquest cas el correcte funcionament de la instal·lació. Per a les EDAR, el cas

és una descripció codificada d’un estat específic o experiència viscuda a la planta.

Implantació del model

Entre les diferents possibilitats existents per a la representació del coneixement extret (tau-

les, arbres de decisió o diagrames i marcs de coneixement), s’han triat els arbres de decisió


101


com la representació més adequada (SÀNCHEZ-MARRÈ et al., 1996). Tots els símptomes, els

fets, els procediments i les relacions que s’han utilitzat per a la diagnosi dels problemes es

poden englobar en un conjunt d’arbres de decisió. El coneixement contingut a una branca

dels arbres de decisió es pot expressar immediatament en forma de regla. En aquests

arbres, algunes de les branques són específiques, codificant informació particular de la plan-

ta, mentre que altres són més generals i es poden aplicar a qualsevol instal·lació existent.

Abans de la seva aplicació, els arbres s’han de depurar per evitar contradiccions i redun-

dàncies. Un cop realitzada aquesta tasca, s’han estructurat, per al nostre cas, en un nivell

de diagnosi, en un nivell d’identificació de les causes i en un nivell final d’estratègia de con-

trol per a un ampli ventall de problemes d’operació d’una EDAR. El conjunt d’arbres

resultants a Granollers ha estat de catorze, que permeten incloure un ampli ventall de pro-

blemes que afecten l’operació d’aquesta instal·lació.

Els SBC requereixen una biblioteca de casos que cobreixi tot l’ampli conjunt de problemes

potencials del procés. Els casos s’enregistren a la memòria, de manera que siguin fàcils de

recuperar quan l’experiència que emmagatzemen pugui contribuir a assolir els objectius del

procés. Tots dos tipus d’experiències, positives i negatives, han de ser enregistrades a la

biblioteca de casos, ja que d’ambdues se n’aprèn.

És aconsellable inicialitzar o inocular la biblioteca amb un conjunt de situacions comunes

(casos típics) extretes de la bibliografia especialitzada o proporcionades pels experts del pro-

cés. D’aquesta manera, l’SRBC podrà proporcionar solucions a problemes similars als de

l’inòcul des de l’inici de la seva posada en funcionament. La base de casos de Granollers es

va inicialitzar amb un conjunt de 74 casos recollits de les bases de dades històriques, els

quals cobrien tot un conjunt de problemes habituals i, també, la situació de normalitat. La

biblioteca s’actualitza amb noves experiències a mesura que el coneixement que es té del

procés avança; per tant, la capacitat de raonament de l’SBC va evolucionant i la precisió del

sistema es beneficia d’aquest procés d’aprenentatge. No obstant això, per tal d’evitar una

sobresaturació d’informació en el sistema, només s’emmagatzemen aquells nous casos que

són rellevants.

La figura 4 mostra la proposta d’aproximació per a la millora de la supervisió de les EDAR. La

integració de diferents tècniques de la IA (sistema basat en regles, sistema basat en casos) amb

mètodes clàssics numèrics porta a un sistema basat en el coneixement híbrid capaç de fer front

a les limitacions habituals que hom es troba en la resolució de problemes complexos quan s’u-

tilitza una sola tècnica. Aquesta aproximació multidisciplinària es mostra com una solució òptima

per tal de garantir el control d’un procés complex com el portat a terme en una EDAR.

102

Figura 4. Aproximació intel·ligent híbrida per a la supervisió d’EDAR

Validació de l’EDSS

La validació de camp, amb casos reals, es va considerar el mètode més adient per tal d’a-

valuar el rendiment global de l’EDSS. El que es pretenia era comprovar el sistema en el seu

entorn real d’aplicació, identificant les modificacions necessàries per al seu correcte funcio-

nament. Aquest procés de validació es va fer durant deu mesos a la mateixa EDAR

Granollers. Durant aquest període d’exhaustiva validació, l’EDSS va identificar 123 situacions

diferents i va proposar l’estratègia més adequada d’actuació.


103

Taula 1. Situacions identificades correctament durant el període de validació

Entre les situacions detectades a l’EDAR s’inclou bulking filamentós, escumes biològiques,

desnitrificació incontrolada, baixa càrrega, sobrecàrrega orgànica i/o de nitrogen, xoc hidràu-

lic, desfloculació (per possible xoc tòxic), problemes de decantació primària —entre els quals

es distingeixen els d’origen biològic dels d’origen mecànic— i problemes mecànics o elèc-

trics. De tots aquests problemes, el 79,7% van ser identificats amb encert (98 situacions,

aproximadament una tercera part, la detecció va ser anticipada; mentre que la resta va ser

el mateix dia en què es produïa el problema), el 8,1% de vegades la identificació va ser errò-

nia (10 situacions), mentre que el 12,2% dels problemes no van ser detectats per l’EDSS (15

situacions). La taula 1 llista el nombre de situacions correctament detectades durant el perí-

ode de la validació, especificant el problema i si va ser detectat anticipadament o el mateix

dia en què es va produir. Actualment, l’EDSS s’utilitza com a eina de suport a la diagnosi per

a la gestió diària del procés de llots actius (RODRÍGUEZ-RODA et al., 2002).

Operació de l’EDSS

Les diferents tasques dels cinc nivells portades a terme per l’EDSS per controlar i supervi-

sar l’EDAR s’estableixen de manera cíclica, seguint un cicle supervisor, tal com es mostra en

la figura 5.


104

Bulking filamentós 5 4Escumes biològiques 7 10Desnitrificació incontrolada - 2Càrrega baixa 8 8Sobrecàrrega orgànica 3 1Alta càrrega de nitrogen orgànic - 3Alta càrrega de nitrogen - 7Xoc hidràulic 3 7Problemes de desfloculació 4 4Problemes de decantació primària - 5Problemes mecànics o elèctrics - 15Problemes no biològics al clarificador - 2TOTAL 30 68

Situacions Detecció DeteccióAnticipada el mateix dia

Figura 5. Cicle supervisor

Cada cicle es compon de cinc etapes amb diferents tasques: adquisició de les dades (amb

les tasques de recollida, validació i actualització), diagnosi, suport a la decisió (amb les tas-

ques de validació de l’usuari i d’actuació) i generació de plans i accions (amb les tasques de

supervisió, predicció i avaluació).

Adquisició de les dades

Cada cop que s’engega un nou cicle supervisor, la principal tasca portada a terme és la

recollida de les dades i l’actualització dels valors de les variables que s’utilitzaran posterior-

ment en el procés d’inferència. D’acord amb el cap de planta, hi ha un conjunt mínim de

variables (la informació bàsica) que ha de ser actualitzat per tal de dur a terme una diagnosi

fiable de l’estat actual del procés.

El sistema d’adquisició de dades del procés recull, d’una banda, les dades que arriben en

línia (sensors i equipament) i, de l’altra, les dades que no es generen en temps real (anàlisis

físiques, químiques i biològiques de diferents mostres d’aigua i fangs, com també altres

observacions qualitatives del procés). A més, aquest nivell d’operació inclou el filtratge dels

senyals, la validació de les dades i la gestió de la base de dades evolutiva (en temps real) on

s’emmagatzemen totes les dades recollides.


105


Diagnosi

Un cop s’ha recollit tota la informació del procés, és enviada cap al mòdul de diagnosi, onels sistemes basats en coneixement (sistema basat en regles i sistema basat en casos) s’e-xecuten en paral·lel, sense cap mena d’interacció entre si. D’aquesta manera, el raonamentper a la diagnosi de l’estat actual del procés es fa mitjançant regles expertes i la recupera-ció dels casos històrics més similars. Si es detecta o se sospita un problema, el mòdul dediagnosi també intenta identificar la causa específica. La solució del cas històric similar esmodifica i s’adapta d’acord amb la nova situació. D’aquesta manera, el mòdul de diagnosino tan sols detecta la possibilitat d’un problema, sinó que també intenta identificar quinan’ha estat la causa i proposa solucions, basades en modificacions de les actuacions ante-riors, per adaptar-se a les particularitats de la nova situació.

Suport a la decisió

Les conclusions assolides a la fase de diagnosi s’envien cap al mòdul de suport a la deci-sió. En aquest mòdul s’infereix la situació global de l’EDAR. El resultat final s’envia, a travésde la interfície de l’ordinador (figura 6), al cap de planta, que és qui finalment decideix l’es-tratègia que cal portar a terme (validació de l’usuari i actuació). Aquesta interfície ha estatdissenyada conjuntament amb els responsables de la instal·lació, de manera que sigui tancòmoda i informativa com sigui possible. La persona responsable, aleshores, pot simular laproposta d’actuació i les possibles conseqüències mitjançant un model, per tal de donarsuport al procés de selecció dels plans d’actuació.

Figura 6. Interfície per tal que l’usuari es comuniqui amb l’EDSS106

Plans i actuacions

L’EDSS suggereix un pla d’actuació d’acord amb les tasques de supervisió i predicció, inte-

grant les recomanacions expertes procedents del sistema basat en regles i l’experiència

recuperada i adaptada per l’SBC, alhora que evita possibles conflictes. L’avaluació final dels

resultats de l’aplicació del pla d’actuació per solucionar el problema permet tancar el cicle

de l’SBC, aprenent de les experiències positives i/o negatives i actualitzant la biblioteca de

casos. Aquestes característiques poden ser avaluades pel mateix EDSS (si no és que es

porta a terme una actuació manual), però en tot cas resulta clau la confirmació del cap de

planta, que té la possibilitat de canviar dades errònies i complementar la informació. A més,

l’EDSS pot incrementar la base de coneixement adquirint nou coneixement de noves fonts.

CONCLUSIONS

Els problemes ambientals, entre els quals podem situar la gestió de les EDAR, pertanyen a

una categoria de sistemes en els quals una decisió poc afortunada pot comportar un desas-

tre amb conseqüències a escala social, econòmica i ecològica. En aquest context, els

sistemes de suport a la decisió s’haurien de veure com una eina que pot ajudar les perso-

nes que han de prendre les decisions, que, al seu torn, han de ser conscients de les

conseqüències de les seves decisions. La presa de decisions portada a terme per un EDSS

ha de ser col·laborativa, ja que si es vol que un EDSS contribueixi al procés no solament ha

de comportar l’existència d’un mecanisme eficient que permeti trobar una solució òptima o

subòptima davant d’un conjunt de preferències, sinó que també ha de facilitar que tot el pro-

cés de decisió sigui més obert i transparent. En aquest context, els EDSS poden tenir un

paper determinant en la interacció entre humans i ecosistemes, pel fet que són eines con-

cebudes per fer front a la naturalesa transdisciplinària i fortament complexa dels problemes

ambientals.

BIBLIOGRAFIA

CORTÉS, U. [et al.]. «Knowledge Management in Environmental Decision Support Systems».

Ai Communications. Vol. 14, núm. 1 (2001), p. 3-12.

CORTÉS , U. [et al.]. «Artificial Intelligence and Environmental Decision Support Systems».

Applied Intelligence. Vol. 13, núm.1 (2000), p.77–91.


107

FOX, J.; DAS, S. Safe and sound: Artificial Intelligence in Hazardous Applications, Menlo Park,

Cambridge, Londres: AAAI Press / The MIT Press , 2000.

OLSSON, G., H. [et al.]. «Operation and Control of Wastewater Treatment: A Scandinavian

Perspective over 20 years». Water Science and Technology. Vol. 37, núm. 12 (1998), p. 1-13.

RODRÍGUEZ-RODA, I. [et al.]. «Automatic Knowledge Acquisition from Complex Processes for

the Development of Knowledge-Based Systems», Industrial Engineering Chemistry

Research. Vol. 40, núm. 15 (2001), p. 3353-3360.

RODRÍGUEZ-RODA, I. [et al.]. «A Hybrid Supervisory System to Support Wastewater Treatment

Plant Operation: Implementation and Validation». Water Science & Technology, vol. 45, núm.

4-5 (2002), p. 289-297.

SÁNCHEZ-MARRÉ, [et al.]. «DAI-DEPUR: A Distributed Architecture for Wastewater Treatment

Plants Supervision». Artificial Intelligence in Engineering. Vol. 10, núm. 3 (1996), p. 275-285.


108

AVALUACIÓ DE L’APLICACIÓ DE SISTEMESSUPERVISORS A LES EDAR DE

GRANOLLERS, MONTORNÈS DEL VALLÈS ILA LLAGOSTA. POSSIBILITATS I

LIMITACIONS DE L’EINA

Àngel Freixó,1 Josep Arràez,2 Christian Cortés3 i Joaquim Comas4

(1) i (2) Consorci per a la Defensa de la Conca del Riu Besòs

(afreixó@cdcbesos.org; [email protected])

(3) i (4) Laboratori d’Enginyeria Química i Ambiental, Universitat de Girona

([email protected]; [email protected])

RESUM

Aquest article té com a objectiu l’exposició dels resultats obtinguts quan s’aplica un sistema

supervisor com a suport a la gestió en diferents estacions depuradores d’aigües residuals

(EDAR) del Consorci per a la Defensa de la Conca del Riu Besòs (CDCRB). El treball s’ha dut

a terme al llarg de diferents anys, en què, per a cada EDAR explotada per diferents empre-

ses, s’ha pogut desenvolupar i seguir un protocol per instal·lar el sistema supervisor que

implica: la connexió física dels senyals al sistema, l’adquisició del coneixement que ajuda a

l’operació de les plantes, la seva formulació de manera que pugui ser útil per al sistema

supervisor instal·lat a l’ordinador i, finalment, la seva implantació tot intentant proporcionar

una interfície que sigui còmoda per al cap de planta.

El fet d’haver treballat durant anys en diferents instal·lacions que presenten diferents proble-

màtiques ha permès anar adaptant el sistema a cada tipus de planta partint d’un programa

base, la qual cosa permet poder disposar d’una base de coneixement general que pot ser

utilitzada en cada nova instal·lació tot incorporant la seves característiques específiques

(característiques de l’aigua d’entrada, configuració de la instal·lació, problemes més habi-

tuals, tipus de sensors i aprofitament màxim de la informació proporcionada, possibilitats

d’actuació, etc.).

Els futurs passos que cal assolir són la connexió del programa a Internet, la comunicació

remota amb l’usuari i el perfeccionament de les diagnosis i el control automàtic del procés.109


INTRODUCCIÓ

La creixent exigència en el correcte funcionament, fiabilitat i assoliment d’objectius d’una

estació depuradora d’aigües residuals (EDAR) comporta que existeixin sistemes d’adquisi-

ció de dades, que habitualment es troben equipades amb sistemes de control automàtic,

dades analítiques i altres dades de caràcter qualitatiu que es generen constantment a la ins-

tal·lació de sanejament.

Aquest fet, i donat que una part important de la gestió i el funcionament òptim de les EDAR

es fonamenta en la quantitat i la qualitat de la informació que es recull, ens condueix cap a

una gran quantitat de dades i informació que cal tractar.

És en aquest camp on l’aparició de sistemes d’ajuda que siguin capaços de recopilar i trac-

tar tant la gran diversitat d’informació (dades quantitatives en línia, off-line, dades

qualitatives, informació microbiològica, etc.) com la gran quantitat que comporten.

En aquest article es pretén demostrar els avantatges i les limitacions de l’eina durant la

implantació d’aquest sistema en tres EDAR de dimensió mitjana i les experiències obtingu-

des.

ELS SISTEMES DE SUPORT A LA DECISIÓ

Aquests sistemes, anomenats sistemes de suport a la decisió, són tècniques basades en el

coneixement, com ara els sistemes experts i/o els sistemes de raonament basats en casos.

Tot aquest coneixement procedent d’experts, caps de planta, personal operador i altres tèc-

nics és complementat amb informació teòrica de llibres tècnics, manuals d’operació, articles

de recerca, control clàssic i altres algorismes d’extracció automàtica de coneixement d’un

conjunt ampli de dades històriques.

El sistema queda estructurat en arbres de decisió i posteriorment codificat mitjançant regles

heurístiques objectives i subjectives, generals i específiques, que formen la base de conei-

xement del sistema.

Desenvolupat sobre un suport adequat, aquest coneixement queda articulat i a punt per ini-

ciar el raonament necessari que permeti diagnosticar l’estat o la situació de la planta, i decidir

l’estratègia de control més adequada.110

Figura 1

El sistema de suport a la decisió

Els sistemes han estat implantats en diferents EDAR de dimensions mitjanes de la conca del

Besòs com ara l’EDAR Granollers, l’EDAR de Montornès del Vallès i l’EDAR de La Llagosta

(entre 135.000 i 250.000 hab. equivalents), on la quantitat de dades generades i la informa-

ció en línia disponible són elevades.

Els objectius inicials requerits al sistema són:

· Capacitat d’anàlisi de totes les dades generades per una fiabilitat i una optimització més

grans del funcionament de l’EDAR.

· Reunir tota la informació possible referent a la detecció i la correcció.

· Extreure tot el coneixement de la gran quantitat de dades existents.

· Obtenir una base de casos que enriqueixi i permeti l’aprenentatge del sistema.

El sistema ha evolucionat al llarg del temps, alhora que s’obtenia una base de coneixement

general i es realitzaven diferents implantacions que permetien enriquir la base de coneixe-

AVALUACIÓ DE L’APLICACIÓ DE SISTEMES SUPERVISORS A LES EDAR DE GRANOLLERS, MONTORNÈS DEL VALLÈS I LA

LLAGOSTA. POSSIBILITATS I LIIMITACIONS DE L’EINA

111


ment general i la base de coneixements específics de cadascuna de les instal·lacions.

Així mateix, s’han obtingut altres avenços tècnics que enriqueixen la capacitat d’actuació i

diagnosi dels sistemes, com ara la supervisió inicial quan l’operador ho requeria, i que per-

meten evolucionar cap a una supervisió en temps real del que està succeint a la instal·lació

en tot moment, sense que ningú la demani.

Figura 2

El sistema de suport a la decisió consta de tres parts importants:

1. El sistema expert (SE). Sistema basat en regles heurístiques i en el coneixement dels

experts.

2. El sistema basat en casos (SBC). Sistema que recull els casos que es donen a la planta,

les accions correctores i el resultat d’aquestes accions, i que permet recuperar el cas

quan la situació es troba dins d’una similitud donada, de manera que el mateix sistema

en pot aprendre.

3. El model. Utilització del model a través d’un simulador per simular les accions proposa-

des pels dos sistemes anteriors abans de realitzar l’operació a la planta.

Implantació del sistema expert

En el cas de la implantació de Granollers, atès que era el primer sistema que s’implantava,

es va confeccionar la base que forma el sistema de coneixement general i, després, es va

implantar la base de coneixement específic.

És en aquest moment quan s’han de definir els problemes habituals que ens trobem en una EDAR

112

EDAR Granollers1999-2001

EDAR Montornès del Vallès2002

EDAR La Llagosta2003

PrototipusDefinició de reglesDefinició de casosSupervisa 1 cop/dia

Millora de les reglesSupervisa en temps real

Supervisa en temps realDetecció i anàlisi deproblemes habituals orepetitius

Figura 3

A partir de la definició d’escenaris o problemes habituals que poden aparèixer durant l’ope-

ració d’una EDAR, cal generar les regles heurístiques que en regularan la detecció, la

conclusió i les accions correctores que s’hauran de prendre.

Figura 4



113

Old Sludge Bulking Filamentous Tensoactives ScumsSeptic Sludge Foaming (Actynomicetes) Storms

Sludge Removal Systems Break Rising Sludge Hydraulic ShockPumpsor Pipes Blocked Pinpoint Floc Overloading

Low Efficiency of Grit Removal Slime viscous Bulking UnderloadingToo Hig Sludge Density Dispersed Growth Aeration Problems

Inadequate Sludge Purges Toxic Shock Imbalanced Flow ratesHydraulic Shock Mechanical & Electrical Problems

High Solids Loading Clarifier problemsOther Mechanical Problems Transition state to a certain problem

Secondary treatmentPrimary treatment Biological Origin Non-biological Problems


És a partir d’aquestes regles que el mòdul del sistema expert (SE) és capaç de detectar el

problema i diagnosticar-lo.

Figura 5

L’SE ha evolucionat durant les implantacions que posteriorment s’han fet a les EDAR

Montornès del Vallès i la Llagosta, millorant les regles i, sobretot, realitzant la supervisió en

temps real i en continu.

El sistema basat en casos (SBC)

El sistema basat en casos té com a objectiu registrar els casos que succeeixen a la planta,

els paràmetres considerats representatius, els seus valors i els mesuraments qualitatius.

El cas és recuperat segons un determinat pes assignat a la variable, és a dir, cada paràme-

tre té un pes relacionat amb la importància que té aquest paràmetre en el conjunt del

funcionament de l’EDAR.

Tanmateix, els pesos són variables depenent del seu valor absolut, és a dir, a valors menys

habituals dins del funcionament normal de la planta, el pes augmenta considerablement per

donar-li més o menys importància a aquesta variable.

114

D’aquesta manera, el sistema permet la recuperació dels casos més semblants i, per tant,

es poden reproduir les accions que es van emprendre en una data anterior determinada.

La limitació del sistema és la necessitat de validar la informació introduïda i que fa referència

a l’acció empresa per resoldre el problema, és a dir, cal registrar en el sistema el resultat de

les accions per permetre l’aprenentatge propi del sistema.

Figura 6

CONCLUSIONS

De les possibilitats del sistema de suport a la decisió, resumides més amunt, se’n poden

extreure les conclusions següents i exposar les limitacions actuals del sistema.

Possibilitats de l’eina:

1. La integració i el tractament de gran quantitat de dades en diferent format.

2. La diagnosi de l’estat actual de la planta en temps real.

3. Registre metòdic i exhaustiu de la informació que genera una EDAR.

4. Retroalimentació i aprenentatge del coneixement del sistema.

5. Prevenció de situacions anòmales.



115

Limitacions de l’eina:

1. Dependència de la quantitat i la qualitat de les dades en línia.

2. Cal retroalimentar el sistema per permetre’n l’aprenentatge.

3. El sistema basat en casos no proporciona resultats des de la seva instal·lació, sinó

que cal registrar un nombre determinat de casos que enriqueixi la base de casos.

BIBLIOGRAFIA

COMAS, J., RODRÍGUEZ-RODA, I., SANCHEZ-MARRÈ, M., CORTÉS, U., FREIXÓ A., ARRÁEZ, J. «A kno-

wledge-Based Approach to the Deflocculation Problem: Integrating On-line, Off-line, and

Heuristic Information». Water Research, núm. 37 (2003), p. 2377-2387.

RODRÍGUEZ-RODA, I. Desenvolupament d’un protocol per a l’aplicació de sistemes basats en

el coneixement en la gestió d’estacions depuradores d’aigües residuals urbanes. Tesi

Doctoral. Universitat de Girona.


116

OLORS, ABOCAMENTS I ENERGIA

PROBLEMES D’OLORS EN PLANTES DEDEPURACIÓ. PROPOSTES DE CORRECCIÓ:

ENCERTS I ERRORS

Jordi Robusté i CartróAgència Catalana de l’Aigua ([email protected])

RESUM

El funcionament normal d’una EDAR genera unes olors característiques de la naturalesa de

la matèria primera que utilitza, les aigües residuals. Ocasionalment, aquestes olors deriven

en «pudors», amb l’impacte ambiental consegüent. Si l’EDAR es troba ubicada a prop d’un

nucli urbà es poden generar greus conflictes de convivència amb els veïns, que són difícils

de solucionar, ja que es genera una mena d’efecte memòria davant de qualsevol petita inci-

dència, fins i tot quan ja s’han aplicat mesures correctores.

L’origen d’aquests problemes el trobem en dos punts diferents: xarxa de col·lectors i dis-

funcions de procés.

Els provinents de la xarxa de col·lectors són deguts a estades excessivament llargues en

col·lectors que deriven en la producció de sulfhídric com a conseqüència de les condicions

anaeròbies generades. Aquests col·lectors són sovint de poblacions costaneres amb infiltra-

cions d’aigües marines, que aporten concentracions addicionals de sulfats que agreugen el

problema. Altres vegades, els sulfurs tenen un origen industrial quan els sulfats formen part

d’un abocament o els sulfurs s’hi aboquen directament, com passa en activitats determinades.

En el cas de les disfuncions de procés, en la majoria de casos podem parlar de problemes

en la línia de fang. Podríem simplificar dient que una EDAR sense olors és la que no té fangs

acumulats. És fonamental una bona gestió de les purgues de decantadors, dels espessidors

i, finalment, de la deshidratació.

ORIGEN DE LES OLORS

Una EDAR, a causa de la matèria primera que tracta, aigües residuals, i els residus que se’n

deriven, ha de conviure amb les olors que es desprenen al llarg del tractament.119


En primer lloc, per definir l’estratègia que cal seguir per minimitzar-les caldria diferenciar entre les

olors amb un origen extern a l’EDAR i les que s’originen a l’interior de la planta de tractament.

En general, llevat del cas d’abocaments directes de substàncies amb elevat potencial odo-

rífer, les olors s’originen a través de processos biològics que es donen en absència d’oxigen.

Els principals productes implicats en els problemes d’olors són: sulfhídric i derivats del sofre,

amoníac i amines, VOC (aldehids, alcohols, cetones, etc.).

Origen extern

L’origen de les olors en col·lectors es troba fonamentalment en algun dels casos següents:

manca de neteja dels col·lectors que origina dipòsits de matèria orgànica que entren en des-

composició, llargs temps d’estada de les aigües residuals, manca de reaeració deguda a

col·lectors excessivament plans que no compensen el consum d’oxigen en el seu interior.

Prevenció

Les principals accions correctores són un disseny acurat dels col·lectors que minimitzin les

situacions d’anòxia i un bon programa de neteges que elimini els dipòsits orgànics i afavo-

reixi la circulació de les aigües residuals.

Correcció

Les actuacions correctores s’orienten en dos camins diferents. D’una banda, es poden

reduir les condicions d’anòxia en el col·lector. De l’altra, es poden combatre directament les

substàncies directament responsables de les olors. En tots dos casos haurem de dosificar

alguna mena de producte per assolir l’objectiu buscat.

· Dosificació de H2O2

És un oxidant enèrgic no específic. Es descompon en aigua i oxigen, sense subpro-

ductes. Efectua una doble feina: oxida els sulfurs (i derivats) i aporta oxigen a l’aigua

residual. Com a contrapartida, cal tenir en compte que necessita una infraestructu-

ra sofisticada per emmagatzemar-lo i dosificar-lo, atesa la seva classificació com a

producte corrosiu. El seu cost és elevat.

· Dosificació de Ca(NO3)2És un producte sòlid no corrosiu que es dosifica diluït en aigua; per aquest motiu cal

120

disposar d’un element per preparar la dilució. El seu funcionament consisteix a ele-

var el potencial redox de les aigües residuals i inhibir els bacteris responsables de la

generació de males olors. Cal tenir en compte que es tracta d’una aportació de

nitrats al sistema, i cal controlar que s’esgotin abans de l’arribada a l’EDAR ja que,

altrament, es produiria un abocament de nitrats al medi.

Finalment, cal tenir molt present que és un procediment exclusivament preventiu i, si

els sulfurs, per exemple, ja s’han format, no té cap efecte.

· Dosificació de Fe

Una altra línia d’actuació és la precipitació del principal responsable de les olors, els

sulfurs. Aquesta tasca s’ha realitzat gairebé exclusivament amb l’addició de sals

fèrriques. El principal inconvenient, igual que en el cas de l’aigua oxigenada, és el

caràcter corrosiu del clorur fèrric. Aquesta característica no afecta només la mani-

pulació del producte, sinó que pot afectar greument les infraestructures de

sanejament, obra civil i elements metàl·lics.

· Altres alternatives

Altres alternatives no provades són: injecció d’oxigen líquid, per raó la infraestructu-

ra sofisticada necessària per a l’emmagatzematge i la posterior gasificació;

bioremediació, consistent en l’addició de microorganismes liofilitzats, o diferents

substàncies amb composició i mecanismes d’acció incerts.

Una alternativa no provada però amb bones perspectives és el nitrat fèrric, que com-

bina les bones característiques de les sals nítriques i fèrriques en un sol producte.

Malauradament no disposa de la mateixa classificació que el nitrat càlcic com a pro-

ducte innocu.

Origen intern

En una EDAR podem tenir diferents punts d’origen d’olors repartits en els diferents proces-

sos de tractament. Igual que en el cas dels col·lectors, les principals causes són la creació

de condicions d’anòxia.

El pretractament sovint reflecteix problemes en la xarxa de col·lectors, ja que s’hi desprenen,

normalment per stripping, les olors que provenen de col·lectors amb fortes condicions anò-

xiques. Un altre problema, aquest intern, és la inadequada gestió dels residus que no són

manipulats i retirats amb suficient cura i rapidesa.

PROBLEMES D’OLORS EN PLANTES DE DEPURACIÓ. PROPOSTES DE CORRECCIÓ: ENCERTS I ERRORS

121

En la decantació primària, també per stripping en el sobreeixidor, es desprenen sulfurs o

altres substàncies que poden provenir de la septicitat de les aigües o d’una mala gestió de

purgues de sòlids que genera acumulacions innecessàries de fangs.

En el tanc d’aeració, l’origen és la sobrecàrrega o la mala gestió de l’aeració o de l’edat dels

fangs.

En la línia de fangs, els problemes s’originen normalment per acumulació anormal de fangs

en els diferents processos, fuites de biogàs amb elevades concentracions de sulfurs o altres.

Prevenció

La millor prevenció és l’aplicació d’unes bones pràctiques de gestió per evitar l’acumulació

de residus en pretractament. Així mateix, cal evitar l’acumulació de fangs en decantador pri-

mari, mantenir una bona aeració del biològic i una adequada concentració de fangs,

gestionar l’espessidor com a tal i no com un dipòsit de fangs amb llargs temps d’estada, evi-

tar fuites de biogàs (conté SH2) a través dels segells hidràulics de la línia de biogàs i

deshidratar amb la freqüència adequada.

Correcció

En el cas de les EDAR podem dividir les solucions en les que actuen en fase líquida (o sòli-

da) i les que ho fan en fase gas. Les primeres, com en el cas dels col·lectors, es basen en

l’addició d’algun reactiu, i les segones, en el rentatge dels gasos ja contaminats amb subs-

tàncies odoríferes abans de ser emesos a l’exterior.

En fase líquida, les solucions més habituals són:

· Sals fèrriques, habitualment en primaris i línia de fangs

· Sulfat de manganès, en preaeració o dessorradors/desgreixadors

· Oxidants, peròxid d’hidrogen i permanganat potàssic

· Segrestants orgànics i bioremediació

· Dosificació de Fe

Té els mateixos pros i contres que en el cas dels col·lectors.

Si es dosifica abans del biològic, cal preveure una possible inhibició per manca de fos-

fats. El seu efecte és persistent al llarg de tota la línia de tractament de fangs. En el cas


122

de sistemes amb digestió anaeròbia pot ajudar addicionalment a controlar possibles

cristal·litzacions d’estruvita (fosfat amònic magnèsic o càlcic).

Pot generar un petit increment en la producció de fangs que es pot veure compen-

sat per una millora en la deshidratabilitat del fang.

· Dosificació de H2O2

Habitualment es dosifica en pretractament per corregir l’arribada d’aigües sèptiques.

Pot aplicar-se també en línia de fangs abans de deshidratació, però el despreniment

de bombolles d’oxigen pot generar problemes de flotació del fang en llocs com ara

decantadors o espessidors.

L’inconvenient principal és la infraestructura necessària per a l’emmagatzematge i la

manipulació i el seu caràcter corrosiu.

· Dosificació de sulfat de manganès

Si es disposa d’una preaeració o un dessorrador airejat, preferiblement amb siste-

mes de bombolla fina, es pot utilitzar el manganès com a catalitzador d’una oxidació

dels sulfurs. Entre 1 i 2 ppm són suficients. Un altre factor limitador és el temps de

contacte; cal valorar si se’n té prou.

El seu efecte no és permanent; les formes oxidades del sofre poden tornar-se a

reduir en condicions anaeròbies.

· Dosificació de segrestants

El principal problema és la manca d’informació sobre aquests productes: composi-

ció i forma d’actuació.

A més, els que utilitzen microorganismes poden arribar a interferir amb els propis del

sistema i arribar a desplaçar la població.

Pel seu elevat cost sembla raonable provar-los si tot falla.

· Dosificació de permanganat

Provada en la línia de fangs abans de la deshidratació per raó del seu elevat cost,

que la fa desaconsellable en la línia d’aigua. El permanganat és més senzill de dosi-

ficar que el peròxid d’hidrogen, en tractar-se d’un producte sòlid que, a més, ara es

pot adquirir ja en solució.

La formació de MnO2 com a producte residual sembla que pot millorar la deshidra-

tació, per raó del seu caràcter floculant.

Com tots els oxidants, el seu efecte no és permanent.

· Dosificació de nitrat càlcic

S’ha provat la seva dosificació en diferents punts d’una EDAR, abans de primaris i

en espessidors, i s’han aconseguit reduccions d’olors en la zona de deshidratació.


123

En tractar-se d’una aportació de nitrats pot generar problemes de flotació de fangs

per desnitrificació.

En fase gas es tracta de captar l’aire contaminat i netejar-lo segons diferents tècni-

ques.

Si no es prenen precaucions es poden generar espais confinats, ja que cal captar els

gasos per al seu tractament. Una bona pràctica per reduir aquest risc és la captació

dels gasos en origen, abans de la seva arribada a la sala, captant-los directament de

les centrífugues (sortida de centrada, cargol de fangs o desgasificadors en l’alimen-

tació), pous de bombes o altres punts. Si actuem d’aquesta manera obtenim una

millora addicional, ja que reduïm el volum d’aire que cal tractar (equips de tractament

més petits) i l’ambient a la sala millora, sense haver de fer renovacions exagerades

d’aire.

Els sistemes més habituals de tractament d’aire són: rentatge en torres humides, biofiltres,

ozó, segrestants químics i oxidació tèrmica catalítica.

· Rentatge en torres humides

Normalment de dues o tres torres (alcalina/rentatge o alcalina/àcida/rentatge). Té un

consum elevat de reactius. A més, en tractar-se de productes corrosius, cal emma-

gatzemar-los en dipòsits adequats a la normativa. Necessita un bon manteniment de

les sondes de pH i redox per garantir un bon rendiment i un consum adequat de

reactius. Calen neteges periòdiques del rebliment i els distribuïdors (complex).

Determinats VOC poden escapar-se d’aquest tractament.

· Biofiltres

Operació senzilla; només cal mantenir un grau d’humitat i fer renovacions periòdi-

ques del substrat, parcials cada any i totals cada tres o cinc anys.

Per a concentracions elevades de sulfhídric o amoníac, cal preveure un pretracta-

ment (torres de rentatge), ja que poden resultar tòxiques per a la biomassa. Poden

eliminar altres VOC i tenen un efecte discret sobre l’amoníac, que cal eliminar amb

una torre de rentatge prèvia aprofitant la seva gran solubilitat en aigua.

· Ozó

Pot eliminar sulfhídric i derivats i VOC, però no pas l’amoníac i derivats, que cal eli-

minar amb tractaments addicionals, com ara una torre de rentatge àcid.

Equipament molt sofisticat i sensible als ambients agressius de feina (aire i aigua), un

motiu que ha estat la principal causa dels fracassos. En cas que se’n decideixi la uti-

lització, cal no reduir despeses en el condicionament de l’aire que entra en el

generador i en la ubicació i la protecció correctes dels elements electrònics.


124

· Segrestants

S’apliquen directament a l’aire a la sortida del ventilador i abans de llançar-los a l’at-

mosfera. Només s’ha aplicat en petits volums de llocs molt localitzats, com, per

exemple, espessidors, etc.

· Oxidació tèrmica catalítica

L’aire que cal tractar travessa un llit ceràmic catalític a una temperatura entre 700 i

800º C (aquesta temperatura es pot automantenir, ja que el procés és exotèrmic),

amb uns adequats sistemes de recuperació de calor per reduir les despeses de fun-

cionament.

Oxida pràcticament totes les substàncies odoríferes.

Instal·lació força sofisticada, només recomanable per a grans cabals d’aire i neces-

sitats elevades de garantir una pràctica absència d’olors.

BIBLIOGRAFIA

WEF [WATER ENVIRONMENT FEDERATION]. «Odors and VOC Emissions Conference Proceedings»

(1997).

WEF [WATER ENVIRONMENT FEDERATION]. «Control Odors and VOC Emissions from Wastewater

Treatment Plants». Manual of Operation and Practice, núm. 25 (abril de 2004).

125


CONVERSIÓ DE TORRES D’ABSORCIÓ ENBIOFILTRES PERCOLADORS PER AL CON-

TROL DE SULFUR D’HIDROGEN:UN CAS AL SUD DE CALIFÒRNIA

Marc A. Deshusses1 i David Gabriel2

(1) Department of Chemical and Environmental Engineering, Universitat de Califòrnia

([email protected])

(2) Departament d’Enginyeria Química, ETSE, Universitat Autònoma de Barcelona

([email protected])

RESUM

El tractament biològic d’aire contaminat és una alternativa prometedora respecte a l’alterna-

tiva tradicional que representen els tractaments fisicoquímics com ara les torres d’absorció

o l’adsorció sobre carbó actiu. Una d’aquestes alternatives, els biofiltres percoladors, ha

estat utilitzada pel Districte Sanitari del Comtat d’Orange (OCSD), de Califòrnia, per conver-

tir torres de rentatge químiques d’una EDAR en torres biològiques per al tractament d’olors,

principalment sulfur d’hidrogen. El principal avantatge de la reconversió ha estat l’aprofita-

ment de la infraestructura existent i la consecució de capacitats de tractament superiors a

les de les torres d’absorció químiques amb temps de contacte del gas entre 1,6 i 2,2

segons.

Aquesta alternativa ha estat avaluada econòmicament i s’ha calculat que poden estalviar-se,

depenent del tipus de reactor de partida i de la càrrega contaminant tractada, entre 15.000

i 50.000 euros anuals per reactor.

INTRODUCCIÓ

En les instal·lacions industrials és on es concentren els focus estàtics d’emissions de subs-

tàncies que produeixen olor i sovint és necessari instal·lar-hi sistemes de control d’aquestes

emissions, per minimitzar-ne la producció i evitar-ne la propagació mitjançant la utilització de

tècniques de tractament. Una d’aquestes instal·lacions són les estacions depuradores d’ai-

127


gües residuals (EDAR), en què en certes parts de la instal·lació és possible identificar-hi una

olor predominant, similar a la que fan els ous podrits (CARD, 2001). El compost associat a

aquesta olor és l’àcid sulfhídric o sulfur d’hidrogen (H2S). Aquest gas es produeix per la

reducció dels sulfats de les aigües residuals, bàsicament en els col·lectors que condueixen

l’aigua residual fins a l’EDAR, a causa de les condicions anaeròbies i la presència de micro-

organismes sulfat-reductors en aquests col·lectors (SMET et al., 1996).

Al llarg dels anys han estat desenvolupades diferents tecnologies per al tractament de les

emissions gasoses generades en instal·lacions depuradores, tot i que la més estesa a esca-

la mundial és el tractament mitjançant torres d’absorció (CARD, 2001), en què un contaminant

gasós és transferit de la fase gas a una fase aquosa i, posteriorment, descompost mitjan-

çant la utilització de reactius químics. Aquesta tecnologia convencional, efectivament i

plenament desenvolupada, pateix un conjunt d’inconvenients, entre els quals destaquen el

risc per la utilització de productes químics i un elevat cost d’operació associat a l’ús d’a-

quests productes.

Les tècniques biològiques per al tractament d’emissions gasoses contaminants no són

noves estrictament parlant. Ja a la dècada dels anys cinquanta s’inicià la utilització de tèc-

niques de tractament biològic mitjançant llits de sorra en què creixien microorganismes que

degradaven els compostos causants de l’olor (COX i DESHUSSES, 2000). Aquestes tècniques

han pres importància a Europa a partir dels anys noranta, per raó de la seva eficàcia, el baix

cost i l’acceptació des del punt de vista ambiental. El gran avantatge d’aquestes tecnologies

és que no es requereixen reactius químics per degradar els contaminats, sinó que és l’acció

biològica de determinats microorganismes la que duu a terme la transformació dels conta-

minats a productes no nocius. Comparativament, però, amb les tècniques clàssiques de

control d’emissions gasoses, es tracta de tecnologies emergents en què el coneixement del

procés encara no està plenament desenvolupat i la seva aplicació industrial s’ha vist pena-

litzada per les importants necessitats de terreny per a la seva construcció (DEVINNY et al.,

1999). Així, la consecució de capacitats de tractament de H2S similars per via biològica o per

via química ha requerit reactors entre deu i vint vegades més grans utilitzant la primera de

les alternatives i s’ha aconseguit, d’aquesta manera, un temps de contacte més elevat (entre

20 i 40 segons) del gas a l’interior del reactor que permeti l’eliminació del contaminant del

corrent gasós.

En qualsevol cas, aquestes tecnologies han madurat i les aplicacions industrials de reactors

biològics són ja nombroses (GABRIEL i DESHUSSES, 2003a; HANSEN i RINDEL, 2000; KOE i YANG,

2000; LOBO et al., 1998), també en el cas de Catalunya. Més recentment, la recerca s’ha

centrat en una variant dels actuals biofiltres anomenada biofiltres percoladors, molt prome-

128

tedora per al tractament de H2S (COX i DESHUSSES, 1998). Els biofiltres percoladors funcionen

d’una manera molt similar a com funcionen els biofiltres, amb la diferència que es recircula

contínuament una fase aquosa sobre el material de rebliment, i també que aquest rebliment

sol ser un material inert, com ara escuma de poliuretà, anells plàstics, roca de lava, etc., en

comptes dels tradicionals materials orgànics utilitzats en els biofiltres (COX i DESHUSSES,

2000).

Els biofiltres percoladors per al tractament d’efluents gasosos amb H2S utilitzen l’activitat

metabòlica de microorganismes sulfur-oxidants que converteixen el sulfur d’hidrogen princi-

palment en sulfat (SO42-) i protons (H+). El sulfur d’hidrogen ha de ser prèviament transferit

de la fase gas a una fase líquida i/o a una fase biopel·lícula abans de ser degradat biològi-

cament. La biopel·lícula se suporta habitualment sobre el material de rebliment o

d’empacament del bioreactor, tal com mostra la figura 1. És important remarcar que les

torres d’absorció químiques estan construïdes d’una manera similar als biofiltres percola-

dors, amb la diferència que no hi ha una població microbiana que dugui a terme la

degradació del contaminant, sinó que són els reactius químics afegits, hidròxid sòdic (NaOH)

i sovint un oxidant (H2O2, per exemple), els que permeten l’oxidació del H2S a SO42-.

Figura 1. Esquema d’un biofiltre percolador i principals processos involucrats

En comparació de la tecnologia de la biofiltració, l’aplicació industrial dels biofiltres percola-

dors no està tan estesa, i particularment en el nostre país. El projecte que es presenta en

aquest recull és fruit d’un conveni entre la Universitat de Califòrnia, Riverside (UCR) i el

Districte Sanitari del comtat d’Orange (OCSD), de Califòrnia, en el qual es mostra detallada-

ment la conversió d’una torre d’absorció química en un biofiltre percolador, com també

aspectes de l’operació i costos d’aquest bioreactor a un temps de contacte d’entre 1,6 i 2,3

segons. En aquest projecte, s’han assolit capacitats de tractament de H2S equivalents a la

del sistema químic convencional a un cost notablement inferior. Aquesta capacitat de trac-

CONVERSIÓ DE TORRES D’ABSORCIÓ EN BIOFILTRES PERCOLADORS PER AL CONTROL DE SULFUR D’HIDROGEN: UN CAS AL SUD DE CALIFÒRNIA

129

tament assolida és alhora superior a la d’altres biofiltres percoladors citats en la literatura, fet

que significa que aquest sistema biològic es mostra com una clara alternativa als sistemes

químics convencionals, tant des del punt de vista tècnic com econòmic.

CONVERSIÓ DE LA TORRE D’ABSORCIÓ

Una de les principals motivacions de la conversió de torres d’absorció químiques en biofil-

tres percoladors és l’aprofitament d’infraestructura donada la similitud en la construcció i el

mode d’operació entre ambdós sistemes. Entre altres, cal destacar que ambdós requerei-

xen un suport apropiat per al material de rebliment, una resistència química de l’estructura a

substàncies químiques corrosives, un sistema de distribució de líquid que procuri una distri-

bució homogènia per evitar camins preferents, un volum de líquid al fons que reculli i

mantingui el líquid recirculat, diverses canonades d’alimentació i purga, i equipament de

monitoratge i control com ara sensors de pH, diferència de pressió, cabals o mesuradors de

gasos en continu (GABRIEL et al., en premsa a JEE). Així doncs, la conversió d’un sistema a

l’altre pot fer-se sense una inversió elevada si la capacitat de tractament d’ambdós sistemes

és equivalent.

El treball de camp es va dur a terme convertint una torre d’absorció que tracta els gasos pro-

cedents del col·lector d’entrada d’una planta depuradora al sud de Los Angeles (Califòrnia),

pertanyent al Districte Sanitari del comtat d’Orange (OCSD). Aquesta instal·lació tracta un

total de 910.000 m3/d d’aigua residual, i un total de 37 torres d’absorció químiques, junta-

ment amb la dosificació de clorur fèrric als col·lectors d’entrada a planta, serveixen per

minimitzar les emissions de H2S i altres compostos causants d’olors.

La torre d’absorció convertida en aquest projecte (figura 2) fa 9,75 metres d’alçària, 1,82

metres de diàmetre, té un volum nominal de material de suport de 7,3 m3, i tracta un cabal

d’aire contaminat d’uns 16.000 m3/h procedent del col·lector d’entrada a planta. Operant en

paral·lel i en idèntiques condicions al reactor convertit hi ha una segona torre d’absorció

(figura 2) que, igual que el reactor convertit, fa un pretractament de l’aire abans de ser trac-

tat en un complex de torres d’absorció aigües avall i abans de ser descarregat a l’atmosfera.

A GABRIEL i DESHUSSES (acceptat a WS&T) es detallen la ubicació física de tots els reactors i

les seves condicions d’operació; així mateix, en diverses referències se’n poden consultar

les característiques físiques (GABRIEL i DESHUSSES, 2003a; GABRIEL i DESHUSSES, 2003b;

GABRIEL et al., en premsa a JEE). Una de les característiques de les torres d’absorció

d’OCSD és que disposen de força equips de monitoratge, com ara sensors de pH en el


130

corrent de recirculació i mesuradors de H2S en continu al corrent d’entrada i sortida del reac-

tor (Vapex, Sentinel System, Vapex Inc., Florida).

Figura 2. Fotografia de la torre d’absorció convertida en biofiltre percolador (dreta) en paral·lel a una

torre d’absorció (esquerra)

Tot i les similituds entre torres d’absorció i biofiltres percoladors és recomanable, abans de

la conversió, avaluar una sèrie d’aspectes tècnics com, per exemple, l’adequació del mate-

rial de rebliment de la torre d’absorció per mantenir una població de microorganismes

suficient, la disponibilitat d’una font de nutrients per als microorganismes o la capacitat de la

bomba de recirculació per procurar un cabal d’aigua adequat sobre el rebliment del biofiltre

percolador.

Donades les dimensions del reactors, diversos aspectes tècnics han de ser avaluats a esca-

la pilot abans de la implantació a escala industrial (GABRIEL et al., en premsa a JEE). A escala

pilot, en aquest estudi s’avaluà la capacitat del material plàstic de rebliment de la torre d’ab-

sorció (Tripack, 7,5 cm ø, Jaeger Products Inc.), sovint utilitzat en aquest tipus de reactors,

davant d’escuma de poliuretà de porus obert (M+Z Zander, Alemanya) en forma cúbica de

4 cm d’aresta utilitzada en altres aplicacions de biofiltres percoladors (LOY et al., 1997). La

seva elevada superfície per unitat de volum (600 m2/m3) fa que aquesta escuma de poliure-

tà sigui molt adequada per al creixement de microorganismes en quantitats suficients.

Com a resultat de l’estudi previ (GABRIEL et al., en premsa a JEE), es definí un protocol de

conversió de la torre d’absorció química, on destaquen quatre aspectes principals: 1) la


131


necessitat de canviar el rebliment de la torre d’absorció, ja que la capacitat de tractament de

H2S era molt superior utilitzant l’escuma de poliuretà a causa d’una superfície superior espe-

cífica; 2) la necessitat de reemplaçar la bomba de recirculació per una de capacitat inferior,

atès que els biofiltres percoladors requereixen un cabal de degoteig de líquid d’entre deu i

vint vegades inferior al de les torres d’absorció químiques; 3) la desconnexió de la canona-

da d’alimentació de productes químics no necessaris en el sistema biològic, i 4) la

modificació del sistema de control de la torre d’absorció basada en l’addició de productes

químics depenent de la mesura de la concentració de H2S en l’aire d’entrada.

D’una manera general, cal una inspecció sobre el terreny de l’estructura i la construcció, en

particular, de les torres d’absorció abans de dur a terme qualsevol conversió. Així, poden ser

necessàries altres modificacions com ara modificar el sistema de distribució de líquid, afegir

distribuïdors d’aire addicionals a l’interior del biofiltre percolador si l’alçària del reactor és

excessiva o modificar el bufador, atès que la pèrdua de càrrega del sistema biològic sol ser

sensiblement superior. En la figura 3 es detalla un esquema de les principals parts d’un bio-

filtre percolador i es presenten detalls de l’interior del biofiltre percolador utilitzat en aquest

estudi.

Figura 3. Parts principals d’una torre d’absorció i biofiltre percolador i fotografies del biofiltre percola-

dor utilitzat a OCSD: A) distribuïdor de líquid; B) demister; C) recirculació de líquid; D) bomba de

recirculació; E) bufador: F) purga; G) aportació d’aigua i nutrients; H) sensor de pH; I) rotàmetre; J)

material de rebliment, i K) suport del llit empacat

132

A les imatges de la figura 3 es pot observar el sistema de distribució de líquid mitjançant un

sistema de canals de distribució perforats, i que la bomba de recirculació original de 5,6 kW

(al fons de la imatge) va ser substituïda per una bomba de 0,4 kW (en primer terme). Pot

observar-se igualment el suport del rebliment i una imatge comparativa del material de rebli-

ment Tripack de la torre d’absorció, al costat d’un cub d’escuma de poliuretà utilitzat pel

biofiltre percolador. Des del punt de vista econòmic, els costos de conversió principals foren

deguts a la substitució del material de rebliment i de la bomba de recirculació de líquid. En

general, aquests costos no es poden evitar, ja que en pràcticament el 100% dels casos el

material de rebliment de les torres d’absorció i els cabals de recirculació de líquid no són

adequats per a biofiltres percoladors. El cost de la conversió del projecte d’OCSD es troba

detallat a GABRIEL I DESHUSSES (acceptat a WS&T) però, basant-se en l’experiència d’aquest

projecte, es considera d’una manera general un cost mínim inevitable d’uns 15.000 euros

per a la conversió d’una torre d’absorció qualsevol, i un cost de mercat aproximat d’uns

40.000-45.000 euros si es consideren costos indirectes i beneficis, com també possibles

modificacions de la línia de captació de gasos, del sistema de distribució de líquid o del

suport del material de rebliment. Òbviament, el cost de cada conversió dependrà de les

característiques de les torres d’absorció que calgui convertir.

FUNCIONAMENT DEL BIOFILTRE PERCOLADOR

Una vegada efectuada la conversió de la torre d’absorció en biofiltre percolador cal procedir

a la posada en marxa del bioreactor. Com en altres sistemes biològics, cal inocular el mate-

rial de rebliment amb microorganismes, en aquest cas procedents de la recirculació externa

de llots de l’EDAR d’OCSD. La suspensió de llots es mantingué en recirculació durant un

període de 24 hores sense purgar el reactor, per facilitar l’acumulació de la biomassa sobre

l’escuma de poliuretà, i, posteriorment, s’inicià l’alimentació d’aire al biofiltre percolador. El

seguiment del percentatge d’eliminació de H2S i del pH de la recirculació durant la posada

en marxa (figura 4b) mostra que, al cap de tres dies, s’inicia un descens del pH com a resul-

tat de la degradació biològica de H2S, i el percentatge d’eliminació augmenta

progressivament fins a assolir valors propers al 100% al cap de deu dies d’operació tractant

concentracions de H2S d’entrada d’entre 5 i 30 ppmv. Posteriorment a aquest període, el

percentatge d’eliminació de H2S es mantingué gran part del temps per sobre del 99%, mal-

grat l’elevada variació de la concentració de H2S de l’afluent gasós que calia tractar (figura

4a), que de vegades oscil·là entre 60 i 7 ppmv de H2S en un sol dia.


133

Figura 4. Evolució de la posada en marxa del biofiltre percolador: a) concentració de H2S a l’entrada

al biofiltre percolador; b) evolució del pH i del percentatge d’eliminació de H2S

Cal esmentar, però, que la posada en marxa després de breus aturades de tres o quatre dies

o menys és molt més ràpida, atès que el biofiltre percolador es troba ja inoculat, i en poques

hores es recupera completament la màxima capacitat d’eliminació pels valors habituals de

la càrrega d’entrada.

La capacitat d’eliminació es defineix com la quantitat de contaminant degradada per unitat

de temps, normalitzada respecte al volum de rebliment del bioreactor (DEVINNY et al., 1999).

Si es representa la capacitat d’eliminació enfront de la càrrega d’entrada de contaminant

(figura 5) es poden comparar bioreactors de diferents mides operats sota diferents condi-

cions. El sistema ha demostrat que es poden assolir capacitats d’eliminació màximes de fins

a 105-110 g H2S/h/m3 (figura 5) i, després de més de dos anys de contínua operació, es

poden assolir rendiments mitjans d’eliminació de H2S al voltant del 98%, si s’opera a càrre-

gues d’entrada de fins a 90-95 g H2S/h/m3 amb un temps de contacte al voltant dels dos

segons, mantenint en tot moment la descàrrega per sota de la màxima permesa per la legis-

lació al sud de Califòrnia (1 ppmv de H2S a la sortida mesurada com a concentració mitjana

per a un període de 24 hores).


134

Figura 5. Capacitat d’eliminació i rendiment d’eliminació (figura interior) enfront de la càrrega d’entra-

da de H2S al llarg d’onze mesos d’operació del biofiltre percolador.

Els rendiments d’eliminació inferiors al 80% mostrats en la figura 5 corresponents a càrre-

gues d’entrada inferiors a 10-15 g H2S/h/m3, és a dir, concentracions d’entrada inferiors a

2-4 ppmv, són principalment deguts als límits de detecció dels sensors de H2S d’entrada i

sortida.

Una de les particularitats dels biofiltres percoladors per a l’eliminació de H2S és que el pH a

l’interior del biofiltre percolador sol estar entre un i tres, per raó de la contínua producció de

H+ com a producte. Tot i que el baix pH no afavoreix la solubilitat de H2S, sí que proporcio-

na condicions favorables per al creixement dels microorganismes autòtrofs que degraden el

sulfur d’hidrogen (ISLANDER et al., 1991). El manteniment del pH es duu a terme mitjançant

l’aportació continuada d’un corrent d’aigua i la purga continuada del líquid del fons del bio-

reactor (figura 1). Al llarg de dos anys d’operació s’ha observat que no cal un sistema de

control automàtic del pH del bioreactor si el volum de líquid del fons del reactor està ben

dimensionat. D’altra banda, els controladors en torres d’absorció químiques són imprescin-

dibles per a una adequada regulació de l’addició de productes químics al reactor.

El corrent d’aigua de renovació va ser utilitzat també com a font dels nutrients necessaris per

al procés biològic, ja que l’aigua utilitzada era l’efluent secundari de l’EDAR d’OCSD, la qual

conté mínimes però suficients quantitats d’elements traça i altres components necessaris

per al creixement dels microorganismes. D’aquesta manera, s’aconsegueix minimitzar el


135


cost addicional que implicaria l’addició externa d’un preparat de nutrients, com es fa neces-

sari en un altre tipus d’instal·lacions amb processos biològics.

Un altre aspecte avaluat al llarg de l’estudi va ser la capacitat del biofiltre percolador d’elimi-

nar altres compostos continguts en el corrent gasós d’entrada al bioreactor, com ara

compostos reduïts de sofre (CRS) o compostos orgànics volàtils (COV). És sabut que l’eli-

minació en les torres d’absorció químiques de molts dels compostos d’aquests grups és

quasi nul·la, i fins i tot és reconeguda la generació de volàtils halogenats (WERF, 1996) si l’a-

gent oxidant utilitzat en la torre d’absorció és hipoclorit sòdic.

Com en altres estudis (DEVAI i DELAUNE, 1999), s’observà una elevada variabilitat de la con-

centració d’entrada de COV i CRS que portà a una important variabilitat dels percentatges

d’eliminació. Les concentracions d’aquests compostos, però, es mantingueren habitualment

per sota de 0,5 ppmv a l’entrada del bioreactor, fet que justifica els percentatges d’elimina-

ció de CRS i COV entre el 50 i el 40%, respectivament, a causa de possibles limitacions

cinètiques i de transferència de matèria. Els panells d’olors realitzats al llarg de quasi un any

d’operació mostraren una reducció de l’olor del 65%, bàsicament deguda a l’eliminació de

H2S. A GABRIEL i DESHUSSES (2003b) es mostren més detalladament altres resultats de l’eli-

minació d’aquests compostos.

Els resultats de capacitat d’eliminació de H2S assolits en aquest treball són excepcionalment

elevats, comparats amb altres sistemes biològics de tractament de gasos operats a temps

de residència del gas més elevats (CHUNG et al., 2000; COX i DESHUSSES, 2002; KOE i YANG,

2000). Comparativament, els resultats són equivalents als que s’obtenen amb una torre

d’absorció química, i el biofiltre percolador desenvolupat es mostra com una clara alternati-

va per al tractament de H2S des del punt de vista tècnic.

Resumidament, l’excepcional funcionament del bioreactor d’OCSD és degut a la conjunció

de diversos factors. En primer lloc, al material de rebliment del reactor, ja que és sabut que

l’àrea superficial té un paper clau en aquest tipus de sistemes, atès que proveeix de la super-

fície necessària per al creixement dels microorganismes i per a la transferència de matèria

del contaminant. Respecte a aquest darrer aspecte, la velocitat de pas del gas a través del

biofiltre percolador d’OCSD és unes vint vegades superior a les velocitats de circulació del

gas en altres bioreactors per al tractament de gasos, amb la qual cosa es millora la transfe-

rència de matèria entre les fases gas-líquid i gas-biopel·lícula (KIM i DESHUSSES, 2003). La

presència de nutrients suficients proveïts a través de l’aportació continuada d’aigua i la pre-

sència de CO2 (unes 4.000 ppmv en el gas d’entrada al biofiltre percolador procedents de

l’aire del col·lector) impliquen que no hi ha cap limitació de nutrients ni font de carboni que

136

limiti el creixement dels microorganismes sulfur-oxidants. Finalment, l’absència de zones

seques o camins preferents del gas a l’interior del reactor, degudes a una bona distribució

del líquid i del gas a l’interior del reactor, indiquen un complet aprofitament del volum actiu

del biofiltre percolador.

Després de més de dos anys d’operació, l’únic inconvenient observat ha estat una progres-

siva compactació del material de rebliment a la zona inferior del bioreactor, que ha comportat

un augment de la pèrdua de càrrega a través del reactor fins a assolir valors d’entre 25 i 30

cm de columna d’aigua. La compactació del material ha estat en gran part causada tant pel

pes de l’aigua sobre el material com per la formació d’incrustacions de carbonat càlcic.

Malgrat que els bufadors d’OCSD estan excepcionalment sobredimensionats, aquesta

excessiva pèrdua de càrrega implica un cost energètic addicional que pot ser minimitzat. En

aquest sentit, l’impacte d’aquest factor ha estat reduït utilitzant escuma de poliuretà de les

mateixes característiques, però amb una mida dels cubs deu vegades superior i afegint el

rebliment a l’interior del reactor de manera estructurada. Una altra possibilitat, tot i que més

costosa però amb una eficàcia equivalent a la del biofiltre percolador actual, seria la cons-

trucció de redistribuïdors de gas i líquid a l’interior de la columna a cada 1-1,2 metres

d’alçària de material de rebliment. Aquesta darrera opció no ha estat, però, portada a la

pràctica fins al moment actual.

IMPACTE ECONÒMIC DE LA CONVERSIÓ

La viabilitat del biofiltre percolador enfront de la torre d’absorció passa per determinar amb

precisió els costos de la conversió i de l’operació del bioreactor i comparar-los amb els cos-

tos d’operació d’una torre d’absorció química operant en paral·lel al reactor estudiat (figura

2). Aquest estudi econòmic es realitzà durant els vuit primers mesos d’operació del biofiltre

percolador i pot consultar-se amb multitud de detalls a GABRIEL i DESHUSSES (acceptat a

WS&T). El cost associat a l’operació del biofiltre percolador és únicament el cost elèctric del

bufador per impulsar l’aire a través del bioreactor, mentre que en el cas de les torres d’ab-

sorció cal afegir-hi el cost dels productes químics i del bombeig i l’emmagatzematge

d’aquests productes. El benefici econòmic més important que es genera de la conversió és,

doncs, la no-utilització de reactius químics, que en el cas del reactor estudiat representà un

estalvi anual d’uns 15.000 euros quan es compara el reactor químic amb el biològic directa-

ment. El fet de tenir en compte que, en el cas d’OCSD, el biofiltre percolador fos capaç de

tractar més H2S que la torre d’absorció en paral·lel implicà un estalvi addicional d’uns

30.000 €. A títol orientatiu, el cost d’operació del biofiltre percolador se situà en 12 €/kg de

H2S eliminat, mentre que el de la torre d’absorció fou de 29 €/kg de H2S eliminat. Tenint en


137


compte que el cost de la conversió fou d’uns 20.000 €, el temps de retorn de la inversió és

realment baix, cosa que dóna una idea de la viabilitat econòmica de l’alternativa biològica

enfront de la torre d’absorció química.

Òbviament, el cost-benefici de cada conversió depèn, entre altres factors, de les caracterís-

tiques físiques del reactor convertit i de la càrrega contaminant del corrent gasós que cal

tractar, per la qual cosa es fa difícil fer una extrapolació i predir d’una manera precisa l’im-

pacte econòmic. En general, s’estima que cada biofiltre percolador podria fer estalviar entre

10.000 i 50.000 € anuals, essencialment en l’estalvi en l’ús de reactius químics. A escala

mundial, s’estima que seria econòmicament viable convertir unes 25.000-40.000 torres

d’absorció actuals a biofiltres percoladors, fet que representaria un estalvi energètic i en

reactius químics d’entre 250 i 2.000 milions € anuals (GABRIEL i DESHUSSES, 2003a).

CONCLUSIONS

L’estudi realitzat de la conversió d’una torre d’absorció en un biofiltre percolador demostra

clarament la viabilitat tant tècnica com econòmica de l’alternativa biològica per al tractament

de gasos en EDAR que conté principalment H2S davant de les torres d’absorció químiques

i que opera a temps de contacte del gas d’uns dos segons. Els resultats de capacitat d’eli-

minació de H2S assolits en aquest treball no havien estat assolits amb anterioritat en altres

sistemes biològics de tractament de gasos operats a temps de residència del gas fins i tot

més elevats.

Així com s’ha observat en reactors similars (KRAAKMAN, 2003), l’operació d’aquest reactor

durant més de dos anys ha demostrat que el sistema biològic és robust, i manté consis-

tentment rendiments d’eliminació de H2S de més del 95%, que és capaç de recuperar-se

d’una manera ràpida després de breus aturades i que les necessitats de manteniment són

mínimes, si més no comparables a les d’una torre d’absorció. És il·lustratiu indicar que

aquests fets han dut l’OCSD a convertir altres cinc torres d’absorció de la seva EDAR en bio-

filtres percoladors.

El factor clau d’aquest treball és la demostració que és factible reutilitzar instal·lacions de

tractament actualment en funcionament a moltes EDAR de països com ara els Estats Units,

Canadà, Austràlia, Alemanya, etc., sense una inversió elevada, amb la qual cosa s’aprofita

la infraestructura actual de tractament sense massa canvis i amb unes capacitats de tracta-

ment com a mínim equivalents. En qualsevol cas, la utilització de biofiltres percoladors per al

tractament de H2S en instal·lacions de nova construcció s’estima igualment competitiva a138

escala econòmica, ja que el disseny requerit és pràcticament idèntic i té com a principal dife-

rència que no és necessari ni el transport ni l’emmagatzematge de reactius químics.

A títol de reflexió, cal dir que l’estudi econòmic realitzat no té en compte l’estalvi del cost

associat al risc d’accidents pel fet de tenir i utilitzar productes químics, un valor que pot arri-

bar a ser similar a l’estalvi anual en la utilització de reactius químics.

BIBLIOGRAFIA

CARD, T. «Chemical Odour Scrubbing Systems». A: STUETZ, R.; FRECHEN, F.B. (ed.) Odours in

Wastewater Treatment: Measuring, Modelling and Control. Londres: International Water

Association Publishing, 2001.

CHUNG, Y. C.; HUANG, C.; TSENG, C. P.; PAN, J. R. «Biotreatment of H2S- and NH3-containing

Waste Gases by Co-immobilized Cells Biofilter». Chemosphere. Vol. 41, núm. 3 (2000), p.

329-336.

COX, H. H. J.; DESHUSSES, M. A. «Biological Waste Air Treatment in Biotrickling Filters. Current

Opinion in Biotechnology. Vol. 9, núm. 3 (1998), p. 256-262.

COX , H. H. J.; DESHUSSES, M. A. «Biotrickling Filters». A: KENNES, C.; VEIGA, M. C. (ed.).

Bioreactors for Waste Gas Treatment. Kluwer Academic Publisher, 2000.

COX , H. H. J.; DESHUSSES, M. A. «Co-treatment of H2S and Toluene in a Biotrickling Filter».

Chemical Engineering Journal, 87 (2002), p. 101-110.

DEVAI, I.; DELAUNE, R. D. «Emission of Reduced Malodorous Sulfur Gases from Wastewater

Treatment Plants». Water Environment Research. Vol. 71, núm. 2 (1999), p. 203-208.

DEVINNY, J. S.; DESHUSSES, M. A.; WEBSTER, T. S. Biofiltration for Air Pollution Control. Boca

Raton, FL, EUA: Lewis Publishers, 1999. p. 300.

GABRIEL, D.; DESHUSSES, M. A. «Retrofitting Existing Chemical Scrubbers to Biotrickling Filters

for H2S Emission Control». Proceedings of the National Academy of Sciencies of the United

States of America-PNAS, 100 (11) 2003a, p. 6308-6312.


139

GABRIEL, D.; DESHUSSES, M. A. «Performance of a Full-Scale Biotrickling Filter Treating H2S at

a Gas Contact Time of 1.6-2.2 Seconds». Environmental Progress, 22 (2003b), p. 111-118.

GABRIEL , D.; DESHUSSES M. A. (acceptat a WS&T). «Technical and Economical Analysis of the

Conversion of a Full-Scale Scrubber to a Biotrickling Filter». Water Science & Technology.

GABRIEL , D.; COX, H. H. J.; DESHUSSES, M. A. (en premsa a JEE). Conversion of Full-Scale

Wet Scrubbers to Biotrickling Filters for H2S Control at POTWs. Journal of Environmental

Engineering-ASCE.

HANSEN, N. G.; RINDEL, K. «Bioscrubbing, an Effective and Economic Solution to Odour

Control at Wastewater Treatment Plants». Water Science and Technology. Vol. 41, núm. 6

(2000), p. 155-164.

ISLANDER, R. L.; DEVINNY, J. S.; MANSFELD, F.; POSTYN, A.; HONG, S. «Microbial Ecology of

Crown Corrosion in Sewers». Journal of Environmental Engineering, 117 (1991), p. 751-771.

KIM, S.; DESHUSSES, M. A. «Development and Experimental Validation of a Conceptual Model

for H2S Biotrickling Filtration». Environmental Progress. Vol. 22, núm. 2 (2003), p. 119-128.

KOE, L. C. C.; YANG, F. «A Bioscrubber for Hydrogen Sulphide Removal». Water Science and

Technology. Vol. 41, núm. 6 (2000), p. 141-145.

KRAAKMAN, N. J. R. «Robustness of a Full-Scale Biological System Treating Industrial CS2

Emissions». Environmental Progress, 22 (2) (2003), p. 79-85.

LOBO, R.; REVAH, S.; VIVEROS-GARCÍA. «An Analysis of a Trickled-Bed Bioreactor: Carbon

Disulfide Removal». Biotechnology and Bioengineering. 63 (1) (1998), p. 98-109.

LOY, J.; HEINRICH, K.; EGERER, B. A: Proceedings of the Air & Waste Management Association

90th Annual Conference and Exhibition. Paper #97-RA71C.01A (1997), p. 21.

SMET, E.; LENS, P.; VAN LANGENHOVE, H. «Treatment of Waste Gases Contaminated with

Odorous Sulfur Compounds». Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 28

(1998), p. 89-117.


140

WERF [WATER ENVIRONMENT RESEARCH FOUNDATION]. A Critical Review of Odor Control

Equipment for Toxic Air Emissions Reduction. Alexandria, VA, EUA: Water Environment

Research Foundation Project 91-VOC-2, 1996.


141

EXPERIÈNCIES EN DESODORACIÓ IELIMINACIÓ DE SULFHÍDRIC A L’EDAR DE

TORREDEMBARRA

Jordi Aguilera i Orpinell1 i Joaquim Munté i Pujol2

(1) Aqualia, Gestión Integral del Agua, SA ([email protected])

(2) Agència Catalana de l’Aigua ([email protected])

RESUM

Un dels problemes habituals en una estació depuradora d’aigües residuals (EDAR) és la pro-

liferació de males olors. Existeixen diverses fonts d’olors desagradables, però una de les

principals és la presència d’àcid sulfhídric. Aquest problema s’agreuja si els nivells de con-

centració d’aquest àcid són perniciosos per a la seguretat i la salut dels treballadors i si hi

ha existència de zones habitades als voltants de l’EDAR.

Hi ha mètodes per eliminar aquestes males olors causades per l’àcid sulfhídric.

Tradicionalment, moltes de les estacions depuradores han disposat de filtres biològics o de

torres de desodoració. En alguns casos, però, no tenen el rendiment desitjat, sobretot els fil-

tres biològics, i les males olors persisteixen. Això s’esdevé quan els nivells de concentració

d’àcid sulfhídric són molt elevats. En determinades ocasions, per actuar també contra les

males olors es fan servir productes emmascarants o neutralitzants.

En el cas que ens ocupa, l’EDAR de Torredembarra, hi ha punts de generació de sulfhídric

molt importants, amb concentracions que poden arribar als 1.000 ppm. Un d’aquests punts

és la sala de deshidratació de fangs. Davant d’aquests valors, els biofiltres que té la planta

no són eficaços i qualsevol tasca per desenvolupar en aquesta sala queda descartada.

L’objectiu en aquest cas és doble: abaixar la concentració de sulfhídric per tal que les con-

dicions de treball siguin segures i permetre que el sistema de desodoració existent funcioni.

Per tal de trobar una solució al problema, s’han fet una sèrie de proves amb diferents pro-

ductes la finalitat dels quals és evitar la formació de sulfhídric o la seva destrucció

immediatament després de la seva formació. Entre els productes testats destaquen els

resultats obtinguts usant permanganat potàssic. Amb aquest oxidant s’ha aconseguit elimi-

nar completament l’àcid sulfhídric de la sala de deshidratació.143


INTRODUCCIÓ

És habitual la proliferació de males olors a moltes estacions depuradores d’aigua residual

(EDAR). Aquesta generació d’olors desagradables va sempre associada als sulfurs, espe-

cialment al sulfur d’hidrogen i als mercaptans, però també poden ser causats per amines,

aldehids, cetones o altres compostos orgànics.

La presència d’aquests components causants de les males olors és realment preocupant

quan els nivells de concentració presents poden ser perniciosos per a la seguretat i la salut

dels treballadors i si hi ha existència de zones habitades a les proximitats de l’EDAR. El des-

contentament, les molèsties i les queixes dels veïns propers són resultat d’aquestes

emissions gasoses.

Tradicionalment, els mètodes usats per eliminar aquests contaminants de les línies de pro-

cés de les estacions depuradores han estat els filtres biològics o les torres de desodoració.

En alguns casos, i per diferents circumstàncies, aquests sistemes tradicionals no han asso-

lit els rendiments desitjats, fet que ha provocat el rebuig sistemàtic de la població veïna.

L’olor d’ous podrits del sulfur d’hidrogen és tan desagradable que a 0,025 ppm en atmos-

fera és detectat. A més, aquest gas és tòxic i a concentracions elevades pot ocasionar

problemes de salut. També té un poder de corrosió important sobre els elements amb els

quals està en contacte.

CAS DE TORREDEMBARRA

Es tracta d’una EDAR de població costanera situada a 12 km de la ciutat de Tarragona. La

seva ubicació i disseny permet la depuració de les aigües residuals de les poblacions de la

Pobla de Montornès, Roda de Barà, Creixell i Torredembarra.

Com a zona costanera que és, el volum de població és molt estacional, cosa que provoca

grans variacions de càrregues i de volums entrats a planta.

Aquest fet, juntament amb la climatologia de la zona i el disseny de col·lectors i pous de

bombament, és un dels orígens de la generació de males olors.

Si hi adjuntem el fet que la distància màxima de l’EDAR a les cases més properes és de 150 metres

i que les estacions de bombament d’aigües residuals (EBAR) es troben al costat de càmpings o

aparcaments públics, arribem al problema en qüestió: les queixes dels veïns per les males olors.144

Aquestes males olors són principalment causades per la presència d’àcid sulfhídric.

LOCALITZACIÓ CONCRETA DEL PROBLEMA EN EL SISTEMA DESANEJAMENT DE TORREDEMBARRA

Per tal de fitar el problema i així també les actuacions que es poden dur a terme, podem ubi-

car la generació de les males olors causades per la presència d’àcid sulfhídric en tres punts

concrets.

Pous de bombament

El sistema de Torredembarra consta de sis estacions, cinc de les quals bomben en sèrie,

cosa que provoca un temps de residència de l’aigua en col·lectors elevat i la presència de

condicions anòxiques i afavoreix la generació biològica de gas sulfhídric. Concretament, en

una de les estacions de bombament, la quarta en sèrie seguint l’esquema del sistema, és on

es localitzen els principals problemes d’olors i és on s’han fet les proves objecte d’aquest

treball. Aquesta estació és l’anomenada EBAR de Creixell.

Figura 1. Esquema del sistema de bombament

Edifici de pretractament

La instal·lació de pretractament de l’EDAR de Torredembarra es troba a l’interior d’una nau

a fi de minimitzar les olors generades en aquesta fase del procés. L’aire interior de la nau és

renovat i conduït cap a un filtre biològic que no té el rendiment desitjat, cosa que provoca

que les males olors arribin a la urbanització veïna.

EXPERIÈNCIES EN DESODORACIÓ I ELIMINACIÓ DE SULFHÍDRIC A L’EDAR DE TORREDEMBARRA

145

EC Barà EC Ponent EC Creixell EC general

EC DauradaEDAR

Línia de fang

Forma part d’aquesta línia la sala de deshidratació. En aquesta sala és on hi ha els nivells de

sulfhídric més elevats. Hi ha dos decantadors centrífugs que processen entre 5 i 7 m3 cúbics

de fang fresc cadascun.

ASSAIGS REALITZATS

Per tal d’intentar eliminar o evitar la formació de l’àcid sulfhídric i, al mateix temps, la pre-

sència de males olors, s’han fet diferents proves en les localitzacions del sistema de

sanejament descrites anteriorment.

Aquestes proves han estat concretament:

· Pous de bombament

Dosificació d’aigua oxigenada

Dosificació de prosweet

· Edifici de pretractament


Dosificació d’enviro-chem

· Línia de fang


Dosificació de neusol FP

Dosificació de permanganat potàssic

POUS DE BOMBAMENT

Per minimitzar el nivell d’àcid sulfhídric i l’impacte que pot causar en el seu entorn, s’ha dosi-

ficat a les estacions de bombament aigua oxigenada i un producte anomenat prosweet.


146

Figura 2. Resultats obtinguts durant una setmana sense dosificar

Figura 3. Concentracions obtingudes durant un dia sense dosificar

Per tal de reduir els valors es proposa dosificar producte al canal d’entrada d’aigua, però en

l’estació de bombament anterior, a raó de 20-25 l/dia de producte.


147


S’obté el resultat següent:


S’ha fet aquest test en dues estacions del sistema de Torredembarra, concretament, a les

EBAR de Creixell i a la general. A l’EBAR de Creixell, el disseny del sistema de dosificació no

permet una prova continuada, ja que únicament es disposa de dos tancs de 1.000 litres que

permeten una actuació de dos dies. En canvi, a l’EBAR general hi ha instal·lat un tanc de

20.000 litres, aproximadament, que permet una dosificació en continu i l’obtenció de resultats.

Amb càlculs realitzats segons les correlacions indicades per la companyia subministradora

es prepara la instal·lació per dosificar entre 40 i 50 l/h. Amb aquesta dosificació aportada

durant un mes, s’aconsegueix mantenir la concentració de sulfhídric a l’interior de la sala

seca de l’estació a uns valors entre 10 i 30 ppm. Sense aquesta dosificació, els valors arri-

ben als 100 ppm.


Aquest producte es dosifica a l’EBAR de Creixell, un dels altres punts problemàtics. Per tal

de conèixer la dosificació, els tècnics del producte instal·len un mesurador de gasos a l’in-

terior del pou de bombament a fi de registrar les concentracions existents.

Figura 4. Resultats obtinguts durant quatre dies de dosificació

148

EDIFICI DE PRETRACTAMENT


S’aplica exactament la mateixa operativa que en el cas de l’EBAR general. En aquest cas,

es dosifica en un bombament que hi ha dins de l’edifici de pretractament i que eleva l’aigua

procedent de la Pobla de Montornès, la qual arriba a planta per gravetat. Aquest corrent s’a-

junta amb el provinent de l’EBAR general ja tractat amb aigua oxigenada.

D’aquesta manera, s’aconsegueix evitar concentracions superiors als 15 ppm a l’interior de

l’edifici de pretractament. Sense la dosificació s’assoleixen valors de 60 ppm.

Dosificació d’enviro-chem

Es tracta de dosificar el producte líquid dissolt en aigua de procés als canals d’entrada de

pretractament. No es detecta cap reducció en els nivells de sulfhídric.

LÍNIA DE FANG


Es prova de dosificar una variant del producte dosificat a l’EBAR per tal d’eliminar el sulfhí-

dric generat en el procés de centrifugació. La dosificació es fa als espessidors de fang. No

s’observa cap mena de reducció en els nivells de sulfhídric de la sala de centrífugues.

Dosificació de neusol FP

Consisteix a afegir un producte líquid a les cubetes de preparació del polielectròlit que s’in-

jecta a les centrífugues. El sulfhídric de la sala de deshidratació manté els nivells sense cap

minva en els valors.

Dosificació de permanganat potàssic

Eliminació completa de l’àcid sulfhídric.


149

DOSIFICACIÓ DE PERMANGANAT POTÀSSIC

Es tracta de dosificar permanganat potàssic al flux de fang abans de la deshidratació per tal

d’oxidar el sulfur d’hidrogen present. En el cas de Torredembarra, el nivell de sulfur d’hidro-

gen registrat en aquests fangs en el moment de fer l’assaig era molt elevat.

Com a pas previ a la dosificació es fa un JAR TEST, que indica que 480 ppm de perman-

ganat potàssic oxiden eficaçment, fins a la no-detecció, l’àcid sulfhídric capaç de

despendre’s del fang que és enviat a centrífugues.

Segons aquesta referència inicial, el permanganat s’injecta a raó de 48-50 kg/dia en dos

punts (aspiració de cadascuna de les bombes de fang procedent de l’espessidor), és a dir,

un punt d’injecció per a cadascuna de les centrífugues.

Cada centrífuga, en el moment de la prova, tracta uns 6 m3/h de fang procedent de l’es-

pessidor.

Cal tenir en compte que el punt d’injecció de permanganat ha de ser anterior a la dosifica-

ció de polielectròlit, per no provocar incompatibilitats de productes.

La concentració de sulfhídric atmosfèric a la sala de deshidratació presenta valors inicials de

40-50 ppm abans de la injecció, els quals, després de 30 minuts de dosificació, són reduïts

a 0 ppm. Aquest valor nul es manté al llarg de tot el procés de centrifugació mentre es té en

marxa la dosificació.

Objectius de l’assaig amb permanganat

I. Posar en marxa i calibrar la unitat de dosificació CXF-1000 per introduir la solució

de permanganat potàssic al fang que serà deshidratat.

II. Optimitzar la dosi per eliminar l’olor de sulfur d’hidrogen atmosfèric en el procés de

deshidratació.

III. Proporcionar la informació tècnica necessària tant de l’equip dosificador com del

producte a tot el personal de l’EDAR relacionat amb l’ús del permanganat.

IV. Avaluar l’eficàcia del producte en l’eliminació de l’àcid sulfhídric dins del procés de

deshidratació.


150

Resultats obtinguts

I. Posada en marxa i calibratge de la unitat de prova CXF-1000

Aquest equip de prova s’instal·la a la sala de bombes d’impulsió de fang a centrífu-

ga. Es prepara un punt d’injecció per a cada bomba i s’incorpora una determinada

dosi de permanganat.

Fotos 1 i 2. Màquina dosificadora i injecció als tubs de fang

El sistema dosificador està equipat amb un dipòsit de dilució de 50 litres i una bomba

centrífuga, que és la que permet la introducció del permanganat a la línia de fang.

La gràfica que s’obté en el procés de calibratge és la següent:

Figura 5. Recta de calibratge del dosificador


151

Taula 1. Resultats obtinguts en el procés de calibratge

II. Avaluació del sulfur d’hidrogen

III. Per poder mesurar el sulfur d’hidrogen atmosfèric susceptible de despendre’s del

fang procedent de l’espessidor, s’utilitza el sistema portàtil ODALOG, amb un límit

de registre màxim de 1.000 ppm.

Les mostres de fang s’agafen del tub de sortida dels espessidors i cada avaluació

es fa amb 500 ml de fang, en un pot de polielitilè de boca ampla de 1.000 ml.

Aquestes mostres s’agiten per despendre el sulfur d’hidrogen i, per tant, mesurar

amb l’ODALOG la concentració.

Foto 3. Realització del JAR TEST

IV. Determinació de la dosi de permanganat potàssic per a l’eliminació del sulfur d’hi-

drogen

Les proves descrites en l’apartat anterior ens permeten preparar una dissolució de

permanganat potàssic amb la quantitat exacta per intentar evitar el despreniment

de gas.


152

Rang marcat en % Permanganat en kg/h Pernanganat en kg/dia (10 h)

250 2,7 27

500 4,95 49,5

750 6,05 60,5

Es dissolen 5 grams de permanganat potàssic i s’afegeixen a una bureta de 500

ml. Obtenim així una dissolució de 10.000 mg/l.

A partir d’aquesta dissolució se’n preparen d’altres i es fan diferents tests que es

mostren en la taula següent:

Taula 2. Resultats obtinguts en el JAR TEST

Segons aquests resultats es determina que la dosi inicial de treball és de 400 mg/l

de permanganat potàssic.

Recordem que, en el moment de fer la prova, el cabal de fang que cada bomba

envia als decantadors centrífugs és de 6 m3/h, que donen un cabal total de fang

de 12 m3.

D’acord amb l’avaluació de la demanda per completar l’oxidació de l’àcid sulfhídric

(400 mg/l de permanganat), el sistema dosificador es prepara per aportar 4,8 kg/h.

V. Mesures dels nivells de sulfur d’hidrogen a la sala de deshidratació

Per poder mesurar la concentració de sulfhídric atmosfèric present a la sala de

centrífugues, l’EDAR de Torredembarra està equipada amb un mesurador en con-

tinu situat a l’exterior de l’edifici que conté al seu interior la sala de deshidratació.

Foto 4. Mesurador de gas fix


153

Dosis mg/l (H2S) ppm Comentaris

0 >1.000 Olor d’«ous podrits»

230 87,0 Lleugera olor d’«ous podrits»

300 18,2 Lleugera olor de fang

400 0,0 Olor de fang

Abans de l’addició de permanganat s’observa en la pantalla indicadora del mesu-

rador que els nivells de la sala són de 40-60 ppm.

Després de 30 minuts, el nivell de concentració de l’àcid sulfhídric atmosfèric a la

sala de deshidratació és de 0 ppm.

Si normalment el procés de centrifugació dura unes 10 hores/dia, el consum de

permanganat serà de 50 kg/dia, aproximadament.

VI. Avaluació del sulfur d’hidrogen als biofiltres

En condicions normals, sense injecció de permanganat, es detecta també pre-

sència de sulfur d’hidrogen en els biofiltres a raó de 20 ppm. A través d’aquests

biofiltres passa l’aire extret de la sala de deshidratació abans de ser abocat a l’at-

mosfera.

Un cop iniciada la dosificació de permanganat tampoc no es detecta presència

d’àcid sulfhídric al corrent de sortida d’aire dels biofiltres.

CONCLUSIONS

Un cop analitzats els resultats de tots els tests realitzats s’observa que l’únic producte real-

ment eficaç en l’eliminació completa de l’àcid sulfhídric és el permanganat potàssic.

És un oxidant molt energètic del qual es pot disposar fàcilment i comercialment per utilitzar-

lo en el control d’olors. Com a oxidant, destrueix químicament els sulfurs, els mercaptans i

la majoria de compostos causants de les olors desagradables.

A més, aquesta aplicació del permanganat en el fang de l’espessidor millora la sequedat del

fang i evita la corrosió en els equips relacionats.

Cal tenir en compte, però, que és un producte amb un cost per quilogram elevat, i hem vist

que la demanda no és precisament baixa.


154

BIBLIOGRAFIA

CATALÁN LAFUENTE, J. G. Depuradoras, «Bases Científicas». Madrid: Editorial Bellisco, 1997.

p. 573-578.

METCALF, R.; EDDY, J. Ingeniería Sanitaria. Tratamiento, evacuación y reutilización de aguas

residuales urbanas. Barcelona: Editorial Labor, S.A., 1985.


155

LA INSPECCIÓ: GESTIÓ INDIRECTA DESISTEMES DE SANEJAMENT

Àlex Rocas Jordi, Jaume Cabrera Pérez, Josep Gené Rovira,J. Manel Pascual Díaz, Carles San Vicente Galparsoro, Rosa M.Satorra Dalmases, Salvador Sosa Torres i Joan Zaragoza Viver

Agència Catalana de l’Aigua ([email protected])

RESUM

Quin paper ha de tenir la inspecció en la gestió de les estacions depuradores d’aigües resi-

duals? Malgrat l’enunciat concloent, aquesta és la qüestió que es pretén portar a debat.

La inspecció constitueix, en essència, un instrument de control dels abocaments dels esta-

bliments industrials als sistemes de sanejament, amb la corresponent avaluació dels

incompliments. Però en realitat, els objectius de la tasca inspectora no només s’han de que-

dar en aquest punt, sinó que han d’assolir un abast més ampli, que passa per un

coneixement exhaustiu de la tipologia dels establiments connectats al sistema i de l’empla-

çament físic de les connexions, així com dels paràmetres característics dels respectius

abocaments, sempre amb clara referència a les característiques de disseny del mateix sis-

tema de sanejament.

Un bon coneixement de tots els aspectes esmentats, juntament amb una pressió inspecto-

ra ponderada, haurien de garantir el correcte funcionament de les estacions depuradores

d’aigües residuals. És en aquest sentit que la inspecció ha de ser considerada un instrument

clau en la gestió dels sistemes de sanejament: gestió en origen o gestió indirecta.

Però a més cal tenir present que, al marge pròpiament del paper rellevant que la inspecció

ha de tenir en la gestió dels sistemes de sanejament, els resultats de la tasca inspectora inci-

diran directament en el medi hídric, el bon estat qualitatiu del qual n’és la missió principal.

INTRODUCCIÓ

En el marc de la gestió dels serveis públics de sanejament, la inspecció, com a part integrant

157


de la intervenció administrativa dels abocaments, constitueix el seu instrument de control,

amb l’objectiu d’avaluar la seva adequació a les condicions de les corresponents autoritza-

cions d’abocament, de manera que la seva incidència sobre l’EDAR –medi receptor– sigui

compatible amb les seves característiques constructives. Però quin hauria de ser l’objectiu

últim principal, no només de la inspecció, sinó de la gestió dels sistemes de sanejament?

Aquest objectiu finalista ha de ser garantir el compliment dels objectius de qualitat del medi

hídric, és a dir, que la qualitat del medi hídric receptor no es vegi alterada per cap aboca-

ment, tampoc el de les EDAR públiques. I de fet, aquest objectiu és inherent a la mateixa

existència de les EDAR.

I com s’aconsegueix arribar a aquesta bona entesa entre objectius diferents però indisso-

ciables, en què l’EDAR –infraestructura artificial amb abocament a medi, on arriben unes

aigües brutes, amb un grau de qualitat que depèn de la tipologia i el control dels abocaments

i que tracta aquestes aigües mitjançant uns mecanismes de depuració estudiats i controlats–

actua de frontissa? En altres paraules, com ha de conjugar l’EDAR el rol dual de medi recep-

tor d’abocaments i establiment assimilable amb abocament a medi? Quin serà, per tant, el

paper de l’alta inspecció? I, finalment, com s’assoleix el repte d’inspeccionar i, a la vegada,

exercir un control d’aquests abocaments?

Tot plegat passa, tal com s’exposa a continuació, d’una banda, pel control d’explotació; de

l’altra, per una correcta intervenció administrativa dels abocaments en origen, mitjançant un

règim d’autoritzacions adequat a les característiques de disseny de l’EDAR i una eficient ins-

pecció dels abocaments; i tot això en un marc de col·laboració comunicatiu entre tots els

agents.

QUI, QUÈ, COM, QUAN, ON

La intervenció administrativa dels abocaments, entesa com tot el conjunt d’actuacions ins-

pectores, autoritzadores i sancionadores, esdevé clau en la gestió dels sistemes de

sanejament, ja que en constitueix la gestió en origen. Això no obstant, el grau de coneixe-

ment que es tingui dels abocaments determinarà la consecució dels objectius de la

inspecció.

És en aquest sentit que cal conèixer prèviament i a bastament:

· QUI aboca al sistema de sanejament, és a dir, quina tipologia d’establiments indus-

trials hi estan connectats i quins són els seus processos productius i les

158

característiques dels sistemes de tractament de les seves aigües residuals.

· QUÈ aboquen aquests establiments industrials, tant pel que fa als paràmetres fisi-

coquímics característics dels abocaments –estretament relacionats amb la tipologia

dels establiments– com en relació amb el cabal abocat; en definitiva, la caracteritza-

ció qualitativa i quantitativa dels abocaments.

· COM es realitzen aquests abocaments en el temps, de forma contínua o discontí-

nua, i amb quina periodicitat.

· QUAN es produeixen els abocaments, és a dir, en quines franges horàries i/o set-

manals, així com la relació cabal/distribució temporal, la qual cosa dependrà

sobretot dels processos productius propis de l’establiment, de la tipologia de siste-

mes de tractament de què disposin i de l’activitat laboral.

· ON estan emplaçats físicament els abocaments dins la xarxa de clavegueram, la qual

cosa implica tenir un bon coneixement de la xarxa de sanejament.

Tots aquests aspectes hauran de quedar recollits i ben especificats en l’autorització d’abo-

cament, particular de cada establiment o en determinats casos d’un conjunt

d’establiments –quan per aquest conjunt només hi ha un únic punt d’abocament.

L’autorització d’abocament constitueix, doncs, un element de vital importància en la gestió

en origen dels sistemes de sanejament, ja que recull tot el coneixement de partida de cada

un dels abocaments i, en conseqüència, conté els paràmetres que cal controlar amb indi-

cació, quan escaigui, dels límits particulars d’abocament; però a la vegada, té en compte

tant les característiques de disseny com la capacitat real de l’EDAR receptora.

CRITERIS PER A LA PLANIFICACIÓ DE LA INSPECCIÓ

Conegudes les característiques dels abocaments al sistema de sanejament, regulats per les

corresponents autoritzacions, la inspecció es constitueix com l’òrgan de control del compli-

ment de les condicions establertes. Però per fer-ho és necessari dur a terme una planificació

de la inspecció a partir tant de criteris generals com de criteris específics de cada sistema

de sanejament; aquesta planificació ha de donar lloc, d’una banda, a una adequada pressió

inspectora, ponderada en funció de les característiques dels abocaments –amb la conse-

güent periodificació temporal– i, de l’altra, a una optimització dels recursos tant humans com

materials. Del disseny de la planificació i la seva execució, en bona part en dependrà una

correcta gestió del sistema de sanejament i una explotació de l’EDAR sense ensurts.

LA INSPECCIÓ: GESTIÓ INDIRECTA DE SISTEMES DE SANEJAMENT

159


Pel que fa als criteris generals de la planificació d’inspecció, dita inspecció parteix del cens

d’establiments connectats al sistema. D’acord amb el Decret 130/2003, pel qual s’aprova el

Reglament dels serveis públics de sanejament, caldrà tenir en consideració els establiments

industrials corresponents al CCAE C, D, E, aquells amb cabals d’abocament superiors als

6.000 m3/any i els potencialment contaminants. Per tant, com a criteri general la planificació

ha de tenir en compte els establiments amb cabals abocats elevats i/o amb càrregues con-

taminants significatives; en aquest darrer cas tan rellevant poden ser elevades

concentracions d’un determinat paràmetre com concentracions petites de paràmetres crí-

tics per a l’EDAR o per al medi hídric. D’altra banda, hi ha determinats sectors industrials

que, d’acord amb el Pla de sanejament d’aigües residuals industrials de Catalunya (PSARI-

2003), tenen una consideració especialment rellevant, d’entre els quals destaquen els

següents: tèxtil, paperer, adobador, químic i farmacèutic, galvànic i alimentari.

Al marge d’aquests criteris generals, per cada sistema de sanejament hi haurà uns criteris

específics marcats tant per la problemàtica particular que pugui tenir una EDAR en relació

amb un o més paràmetres que en puguin alterar el seu funcionament, com per incompli-

ments reiterats d’autoritzacions d’abocament. En tots els casos serà bàsic una bona

comunicació, constant i fluïda, entre l’explotació i la inspecció: per eliminar en origen o reduir

als límits autoritzats els paràmetres que generen disfuncions en l’EDAR –comunicació explo-

tació-inspecció–, o per posar en coneixement de l’explotació els incompliments, ja que li és

una informació essencial –comunicació inspecció-explotació.

Finalment, com a criteri específic és especialment important tenir en compte la concentració

de metalls en els fangs de la depuradora, ja que és un factor limitant per a la seva valoritza-

ció per a usos agrícoles; i l’única via de solució és la seva reducció en origen.

ALGUNES CLAUS DE LA INSPECCIÓ

A l’hora de dur a terme les inspeccions els aspectes procedimentals són un factor clau tant

per la mateixa consecució dels objectius de la inspecció –gestió en origen dels sistema de

sanejament com a objectiu particular i compliment dels objectius de qualitat del medi hídric

com a últim objectiu i principal– com per les actuacions que se’n puguin derivar amb poste-

rioritat.

En aquest sentit, a més de respondre a la planificació d’inspecció i de disposar d’un ampli

coneixement de les característiques dels abocaments, abans de procedir a la inspecció és

necessari conèixer també el procés productiu i el sistema de tractament de les aigües resi-

160

duals de l’establiment; per tant, caldrà disposar de tota la informació referent a sistemes de

recollides d’aigües, arquetes, distribució espacial tant del sistema de tractament com de les

diferents fases dels processos productius, destí dels fangs i punts crítics, entre d’altres, a

més de l’historial d’incidències que s’haguessin pogut produir. Aquesta informació és essen-

cial per saber en tot moment què cal inspeccionar o on s’ha d’anar a buscar l’origen d’una

incidència. Es tracta, doncs, de conèixer l’establiment i saber-s’hi moure.

Encara més important, però, i aquest és segurament l’element crucial de la inspecció, la

correcta presa de mostres; a banda de qüestions més formals com l’etiquetatge de les mos-

tres o el nombre de mostres, serà determinant garantir la integritat en la presa de mostres

de manera que aquesta inspecció sigui representativa de l’abocament i es conservi en les

condicions adequades fins a la seva anàlisi. En definitiva, la presa de mostres i la mateixa

mostra constitueixen una prova de qualitat a partir de la qual es realitzaran les determina-

cions analítiques indicades a l’acta d’inspecció i de la qual se’n podran derivar actuacions

sancionadores o mesures cautelars.

És a partir de l’avaluació dels resultats analítics obtinguts envers els paràmetres de l’autorit-

zació que es definiran els possibles incompliments; així mateix, aquesta avaluació té un

paper molt important per a la posterior valoració de la incidència de l’incompliment en

l’EDAR.

Però la inspecció no s’ha de quedar en aquest punt, sinó que ha de fer un seguiment de

totes les actuacions que se’n derivin, ja siguin de tipus sancionador, d’adopció de mesures

cautelars o de revisió de les autoritzacions d’abocaments. Aquest seguiment serà clau si es

vol tenir permanentment un coneixement actualitzat del règim d’abocaments a un sistema

de sanejament, ja que és l’única manera d’exercir-ne un autèntic control.

L’ALTA INSPECCIÓ

Fins ara s’ha estat abordant la inspecció des d’un punt de vista estrictament relacionat amb

l’EDAR, entesa com a medi receptor dels abocaments per al seu tractament, prèviament al

seu abocament al medi hídric, és a dir, com a finalista dels abocaments. Però també s’ha

puntualitzat que l’objectiu últim i principal de la inspecció i, en sentit més ampli, de la inter-

venció administrativa dels abocaments, és garantir el compliment dels objectius de qualitat

del medi hídric i, per tant, vetllar pel manteniment i la millora dels sistemes hídrics d’acord

amb el marc legal establert.


161


És des d’aquest altre punt de vista, que en cap cas pot dissociar-se del primer, que la ins-

pecció –l’alta inspecció– considerarà l’EDAR com a assimilable a un establiment industrial,

però amb tot un conjunt de particularitats que val la pena destacar. En primer lloc cal tenir

present la funció que exerceix de depuració de les aigües residuals urbanes i assimilables

abans del seu abocament al medi hídric i, per tant, essencial per a l’assoliment dels corres-

ponents objectius de qualitat; en segon lloc, l’EDAR ha estat dissenyada amb unes

característiques específiques per al tractament d’unes aigües residuals de composició deter-

minada, de manera que qualsevol alteració en aquesta composició no permetrà que l’EDAR

pugui desenvolupar la seva funció en les condicions òptimes d’explotació. D’aquesta mane-

ra, tot allò que no pugui tractar –perquè no ha estat dissenyada per a fer-ho– en el millor dels

casos sortirà de l’EDAR tal com hi ha entrat i s’abocarà finalment al medi, però també pot

arribar a inhibir o malmetre determinats processos de l’EDAR, i el resultat serà un abocament

al medi de tot el conjunt de les aigües residuals que arriben a l’EDAR, sense tractar.

Per tot això és del tot necessari que totes les autoritzacions d’abocament siguin concordants

tant amb les característiques de disseny de les EDAR com amb la seva capacitat real de

depuració. Això implica, doncs, que en la presa de decisions sobre connexió d’establiments

industrials a sistemes de sanejament s’han de tenir en compte tots aquests condiciona-

ments, a més de la consideració de partida que la connexió al sistema sigui beneficiosa per

al medi hídric; partint d’aquesta darrera premissa, si la capacitat real de l’EDAR no en per-

met la connexió, abans de procedir a autoritzar l’abocament caldrà incidir en la modificació

de les característiques de disseny de l’EDAR. Una vegada més, la comunicació entre els res-

ponsables de l’explotació i els de la intervenció administrativa dels abocaments és

determinant, així com també entre aquests darrers i els responsables de la planificació del

sanejament.

D’acord amb les funcions estatutàries de l’Agència Catalana de l’Aigua, aquesta exercirà l’al-

ta inspecció dels sistemes de sanejament públics de Catalunya, és a dir, que durà a terme

el control i caracteritzarà tant els abocaments de les EDAR al medi hídric com els afluents

d’entrada a les EDAR. L’objectiu de l’alta inspecció és, d’una banda, determinar el grau de

compliment del marc normatiu establert per a aquest tipus d’abocaments, i de l’altra, l’ava-

luació de la incidència d’aquests abocaments sobre el medi hídric i la seva possible afecció.

En aquest darrer cas, la informació relativa a l’estat qualitatiu del medi hídric és essencial per

poder avaluar l’esmentada incidència.

També en l’alta inspecció les qüestions procedimentals i, molt específicament la integritat en

la presa de mostres i la conservació de la mostra, són essencials, de manera que aquesta

sigui representativa de l’abocament o de l’afluent d’entrada.

162

Tota la informació referent a la caracterització fisicoquímica tant de les mostres d’abocament

com d’entrada a l’EDAR són bàsiques per als responsables de la gestió dels serveis públics de

sanejament, ja que constitueix una radiografia en brut tant del funcionament dels processos de

la mateixa EDAR, com del grau de compliment de les autoritzacions d’abocament. En tot cas,

aquesta informació haurà de ser un altre punt de partida per a la inspecció en origen.

Finalment, una qüestió que també caldria comentar és que les dades aportades per l’alta

inspecció, relacionades amb els objectius de qualitat fixats per al medi hídric, haurien de ser

un punt de partida per a la planificació de les actuacions necessàries per a l’adequació dels

sistemes de sanejament.

GESTIÓ DE LES EMERGÈNCIES I COMUNICACIONS

Un capítol a part és el reservat a la gestió de les emergències o incidències que tenen lloc

en els sistemes de sanejament en general i, en particular, a l’EDAR. En qualsevol cas, tal com

s’anirà veient, la comunicació àgil i fluïda entre tots els agents que intervenen en la gestió

dels serveis públics de sanejament –explotació, inspecció i alta inspecció– és un factor

determinant en la resolució de les incidències amb la mínima afecció al medi hídric.

Si bé són múltiples i variades les incidències que es poden donar en un sistema de saneja-

ment, en síntesi es poden englobar en dos grans paquets: aquelles en què les causes es

troben en la mateixa EDAR i aquelles en què les causes són alienes. En tots els casos, però,

caldrà destinar-hi tots els mitjans humans i materials necessaris per tal que la incidència es

resolgui amb el mínim temps possible i per reduir al màxim l’afecció al medi. També en tots

els casos se sotmet el medi hídric i tots els seus ecosistemes associats a un alt risc d’afec-

ció de la seva qualitat, d’aquí que la majoria d’incidències tinguin la consideració

d’emergències. Cal remarcar en aquest sentit que la consideració d’emergència deriva espe-

cíficament de l’obligació legal i col·lectiva de protegir el medi hídric.

Quan les causes de les incidències són alienes –bàsicament abocaments no autoritzats tant

per qualitat com per cabal o interrupcions en el subministrament elèctric– i es preveu que

directament o indirectament pot afectar el correcte funcionament de l’EDAR o l’estat quali-

tatiu del medi hídric, cal seguir un protocol de comunicacions amb la finalitat que,

coordinadament, es pugui acotar en el temps i l’espai la incidència i minimitzar el risc d’a-

fecció del medi hídric. Aquest protocol de comunicacions hauria de considerar els agents i

els fluxos següents:


163


· L’explotació de l’EDAR comunicarà els fets als establiments industrials connectats al

sistema de sanejament i a les administracions locals per tal que prenguin les mesu-

res oportunes –reducció d’abocaments, mesures de seguretat, etc.

· L’explotació de l’EDAR comunicarà els fets a la inspecció del sistema de sanejament

amb la finalitat de discriminar el responsable de l’abocament i dur a terme les mesu-

res legalment establertes oportunes per aturar l’abocament, i amb posterioritat

realitzar les actuacions de control als causants de l’abocament per tal d’evitar repe-

ticions de l’episodi.

· L’explotació alertarà els serveis de guàrdies i emergències de l’Agència Catalana de

l’Aigua per tal que avaluï l’abast de la incidència en relació amb l’afecció potencial al

medi i, quan escaigui, adopti les mesures necessàries per minimitzar l’afecció al

medi; així mateix, quan sigui necessari des de l’Agència Catalana de l’Aigua es dona-

rà avís directament o indirectament als usuaris potencialment afectats.

· Quan sigui la inspecció la que detecti un abocament no autoritzat o un sobreeiximent

en una estació de bombament, o bé observi una afecció del medi causat per l’abo-

cament de l’EDAR, ho comunicarà a l’explotació del sistema de sanejament per tal

que prengui les mesures adients.

Pel que fa a les incidències de caràcter intern que comporten una aturada de l’EDAR o dis-

funcions en algun dels seus processos que afectin la qualitat de l’abocament al medi,

aquestes poden ser forçades o programables. Quan es tracta d’aturades forçades –avaries

en algun dispositiu dels processos de l’EDAR o en estacions de bombament, o alteracions

en els processos depuratius–, el procediment que cal seguir serà el mateix que s’ha expo-

sat per a incidències amb un origen aliè al sistema de sanejament, és a dir, basat en la

comunicació i en la consegüent adopció de les mesures oportunes.

Un cas singular són les aturades programables, les quals responen al pla de manteniment i

reposició del sistema de sanejament i, per tant, previsibles i previstes en el temps. Atès

aquest caràcter, és imprescindible coordinar i planificar totes les actuacions amb l’Agència

Catalana de l’Aigua –com a mínim amb l’alta inspecció, que és coneixedora de l’estat del

medi i en té una visió global– per tal de minimitzar l’afecció al medi hídric.

164

CONCLUSIONS

L’objectiu últim i principal dels sistemes de sanejament és garantir el compliment dels objec-

tius de qualitat fixats per al medi hídric, com a receptor dels respectius abocaments, i és

aquest mateix objectiu el que motiva la seva existència. Per tant, de la seva gestió dependrà

en bona part el bon estat qualitatiu del medi hídric i de tots els seus ecosistemes associats.

Això no obstant, la gestió dels serveis públics de sanejament també ha de respondre a uns

objectius particulars, indissociables de l’objectiu principal en tant que condicionen la seva

consecució, de regulació i control dels abocaments al mateix sistema. En aquest sentit

l’EDAR actua de frontissa entre els diferents objectius i ha de desenvolupar el complex rol

dual en tant que medi receptor d’abocaments i establiment assimilable singular amb aboca-

ment al medi hídric.

A més de la mateixa explotació, la gestió dels sistemes de sanejament inclou també la inter-

venció administrativa dels abocaments com a instrument de regulació i control en origen dels

abocaments. Així, l’autorització d’abocament esdevé l’eina clau amb la qual s’han de regu-

lar tots els abocaments al sistema –a partir d’un bon coneixement de les característiques

dels establiments industrials connectats i dels seus abocaments– d’acord amb les caracte-

rístiques de disseny i la capacitat real de l’EDAR receptora; i la inspecció constitueix

l’instrument de control del compliment de les condicions d’autorització d’abocament, en què

els aspectes procedimentals són essencials tant per a la consecució dels objectius de la ins-

pecció com per a les actuacions que se’n puguin derivar amb posterioritat –règim

sacionador o adopció de mesures cautelars. D’altra banda, bona part de l’èxit de la funció

inspectora i, per tant, de la gestió del sistema, dependrà de la seva planificació i del segui-

ment de totes les actuacions.

En aquest marc, el Reglament dels serveis públics de sanejament constitueix un element ver-

tebrador dels diferents agents involucrats en la seva gestió, de manera que les actuacions

dels uns i els altres són interdependents i requereixen una contínua transmissió d’informació

actualitzada i eficient. Així doncs, és implícit al mateix Reglament i inqüestionable assignar

totes les funcions associades a la gestió de cada sistema de sanejament a un únic òrgan

d’administració o ens gestor.


165

OPTIMITZACIÓ DEL COST D’ENERGIAELÈCTRICA A LES ESTACIONS

DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS DE CATALUNYA

Josep Andreu Clariana i Selva1 i Josep Casals i Pons2


(2) im3 ([email protected])

RESUM

El cost de l’energia elèctrica a les estacions depuradores d’aigües residuals de Catalunya

representa una despesa amb un pes específic molt significatiu en la seva explotació.

La reducció de la despesa d’energia elèctrica es pot aconseguir amb l’optimització de la

pòlissa de subministrament de la companyia elèctrica i amb l’optimització del consum elèc-

tric propi de la planta.

Hi ha diverses possibilitats de contractació de la pòlissa de subministrament elèctric per a

una instal·lació.

Com a primer tret diferenciador important, el subministrament pot ser a mercat lliure, quan

l’empresa elèctrica ofereix un preu pel kilowatt hora d’acord amb el consum previst per la

instal·lació, o bé a tarifa regulada, quan la facturació es regeix pels preus publicats anual-

ment per reial decret per part de l’Administració.

Els subministraments a tarifa regulada tenen diferents possibilitats i paràmetres de contrac-

tació, que, segons les característiques de la instal·lació, seran més o menys avantatjosos per

a l’explotador (contractació en alta o baixa tensió, potència contractada, discriminació horà-

ria, maxímetre, etc.).

Pel que fa a les instal·lacions internes de les depuradores, es poden instal·lar equips que

redueixin la despesa o el consum d’energia elèctrica (bateries de condensadors per com-

pensació d’energia reactiva, enllumenats d’alta eficiència, reguladors de flux, variadors de

167


velocitat per motors, etc.). Hi ha també la possibilitat d’autogeneració elèctrica en algunes

EDAR (cogeneracions, turbines, etc.).

La suma de les diferents actuacions en la instal·lació farà que la despesa global d’energia es

redueixi en la mesura del possible en cada cas.

INTRODUCCIÓ

A Catalunya hi ha un total de 296 estacions depuradores d’aigües residuals, amb una potèn-

cia elèctrica contractada de l’ordre de 40.000 kW. Les potències unitàries de cadascuna van

des de potències poc significatives (de menys de 100 kW) en petites depuradores, fins a

grans potències (de més de 8.000 kW) en grans depuradores urbanes.

El cost de l’energia elèctrica consumida en aquestes instal·lacions representa una despesa

amb un pes específic molt important en la seva explotació, amb una repercussió per decà-

metre cúbic d’aigua depurada que pot oscil·lar entre 10,5 i 100 euros. La despesa anual de

Catalunya pot representar més de 18 milions d’euros.

Aquest fet fa que l’ACA consideri com un dels aspectes prioritaris l’optimització del cost de

l’energia elèctrica en les seves instal·lacions.

REDUCCIÓ DEL COST DE L’ENERGIA ELÈCTRICA

La reducció de la despesa d’energia elèctrica es pot aconseguir bàsicament amb dos tipus

d’actuacions:

· Optimització de la pòlissa de subministrament de la companyia elèctrica

· Optimització del consum elèctric propi de la planta

Reducció del cost per optimització de la pòlissa de subministrament elèctric

Com a primer tret diferenciador important, el subministrament pot ser a mercat lliure, quan

l’empresa elèctrica ofereix un preu pel kilowatt hora d’acord amb el consum previst per la

instal·lació, o bé a tarifa regulada, quan la facturació es regeix pels preus publicats anual-

ment per reial decret per part de l’Administració central.

168

En els últims anys, la normativa elèctrica ha anat canviant i evolucionant ràpidament. La Llei 54/1997,

del sector elèctric, de 27 de novembre, establia el marc del lliure mercat per al sector elèctric.

La Llei s’ha anat desenvolupant en reials decrets posteriors, dels quals destaquen:

· Reial decret 2018/1997, de 26 de desembre, pel qual s’estableix el Reglament de

punts de mesura dels consums i trànsits d’energia elèctrica.

· Reial decret 2019/1997, de 26 de desembre, pel qual s’organitza i regula el mercat

de producció d’energia elèctrica.

· Reial decret 2818/1998, de 23 de desembre, sobre producció d’energia elèctrica per

instal·lacions abastides per recursos o fonts d’energia renovables, residus i cogene-

ració.

· Reial decret 2820/1998, de 23 de desembre, pel qual s’estableixen les tarifes d’ac-

cés a les xarxes.

· Reial decret llei 6/1999, de 6 d’abril.

· Reial decret llei 6/2000, de 23 de juny.

· Reial decret 1164/2001, de 26 d’octubre, pel qual s’estableixen les tarifes d’accés

a les xarxes de transport i distribució d’energia elèctrica.

· Reial decret 385/2002, de 26 d’abril, pel qual es modifica el Reial decret 2018/1997,

de 26 de desembre, pel qual s’aprova el Reglament de punts de mesura dels con-

sums i trànsits d’energia elèctrica.

La Llei 54/1997, en l’article 9.2., crea la figura del CONSUMIDOR QUALIFICAT com a con-

dició necessària per poder accedir al mercat lliure. Els decrets posteriors desenvolupaven la

Llei 54/1997 i establien les condicions tècniques generals que s’havien de complir per tal

d’obtenir la qualificació de CONSUMIDOR QUALIFICAT.

El calendari de liberalització quedava regulat mitjançant el Reial decret 2820/1998, en el seu

article 1 apartat 3, segons la relació següent:

· 1 de gener de 1999: punts de subministrament en consum anual igual o superior a

5 GWh.

· 1 d’abril de 1999: punts de subministrament en consum anual igual o superior a 3 GWh.

OPTIMITZACIÓ DEL COST D’ENERGIA ELÈCTRICA A LES ESTACIONS DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS DE CATALUNYA

169


· 1 de juliol de 1999: punts de subministrament en consum anual igual o superior a 2 GWh.

· 1 d’octubre de 1999: punts de subministrament en consum anual igual o superior a 1 GWh.

Segons establia el Reial decret llei 6/1999, de 6 d’abril, podrien accedir al mercat lliure tots

els subministraments que estiguessin interconnectats a una tensió superior a 1000 V inde-

pendentment del seu volum de consum, a partir del juliol del 2000.

El Reial decret llei 6/2000, de 23 de juny, establia que a partir de l’1 de gener del 2003 tots

els consumidors d’energia elèctrica tindrien la consideració de consumidors qualificats.

En aquest context, segueixen essent vàlides també les tarifes regulades que fins ara eren

aplicables, actualitzades anualment amb els preus establerts per reial decret.

Contractació de la pòlissa de subministrament a tarifa regulada en alta o baixa tensió

Els subministraments a tarifa regulada tenen diferents possibilitats i paràmetres de contrac-

tació, que segons les característiques de la instal·lació seran més o menys avantatjoses per

a l’explotador.

La factura d’energia elèctrica es descompon bàsicament en dues parts diferenciades:

· Despesa per potència contractada

· Despesa per energia consumida

Bàsicament, els paràmetres de contractació que influiran en la factura final seran:

· Potència contractada

· Tarifa escollida

· Complements (bonificacions o recàrrecs) per:

Discriminació horària

Energia reactiva (cos phi)

Estacionalitat

S’ha de tenir en compte que tant l’elecció de la tarifa com la de la potència contractada són

facultat de l’abonat.

La tarifa elèctrica es modifica anualment i és aprovada pel Ministeri de Ciència i Tecnologia.

170

A part dels paràmetres variables esmentats, s’aplica al final (abans d’IVA) l’impost sobre l’e-

lectricitat, amb un increment de l’ordre del 5%.

Despesa per potència contractada

La despesa per potència contractada es fixa en cada factura, i depèn de la potència i de la

tarifa. S’obté multiplicant la potència contractada pel terme de potència reglamentàriament

establert per la tarifa escollida.

La potència contractada dependrà de la potència instal·lada en l’estació depuradora, mino-

rada en funció del coeficient de simultaneïtat d’ús que s’hagi previst dels seus receptors.

Una potència contractada ajustada a les necessitats reals de la planta farà que aquest terme

fix es minimitzi.

Quan es construeix una nova instal·lació i es posa en servei, la potència que cal contractar

per fer la pòlissa s’ha d’estimar, i és freqüent contractar més potència de la realment neces-

sària per evitar desconnexions de la instal·lació per la regulació de l’ICP general o per

desconeixement del comportament que tindrà la instal·lació.

Es pot donar el cas que la potència contractada estigui lluny d’un valor òptim, fet que repre-

senta unes «hores d’utilització de la instal·lació»1 molt baixes, quan la simultaneïtat de

funcionament no és suficientment alta o s’ha sobredimensionat la instal·lació.

Sovint, fins al cap d’uns mesos no es pot determinar amb precisió quina és la potència òpti-

ma. Per a aquesta determinació, és bàsic fer un seguiment de la potència consumida en

cada moment, pel que és habitual la instal·lació de comptadors maxímetres, que integrin el

consum en períodes de 15 minuts.

El control de la potència per part de la companyia es pot realitzar mitjançant els elements

següents:

· ICP (interruptor de control de potència), que limita la intensitat

· Maxímetre (de 15’ de període d’integració)

Una infrautilització de la potència contractada fins i tot pot fer que l’estalvi de terme potèn-


1711 Es defineix com a “hores d’utilització” d’una instal·lació el quocient entre l’energia consumida activa i la potència

contractada.

cia doni lloc a un canvi de tarifa de mitjana utilització del tipus 2.1. a la de curta 1.1. que més

endavant es descriuran. Aquestes aspectes depenen de la utilització de la infraestructura.

Les modalitats de facturació de potència depenen de l’equip de mesura instal·lat, i se’n dife-

rencien cinc tipus:

· MODE 1. Sense maxímetre.

· MODE 2. Amb un maxímetre.

· MODE 3. Amb dos maxímetres, l’un per hores punta i plana i l’altre per hores vall.

· MODE 4. Amb tres maxímetres, per hores punta, plana i vall.

· MODE 5. Estacional.

El primer tipus no permet una elasticitat sobre el terme de potència, perquè es factura la

totalitat de la contractada.

En canvi, els modes 2, 3, 4 i 5 permeten una actuació sobre la potència, perquè no es troba

solament controlada per l’ICP.

La facturació de la potència en cas d’existir maxímetre dependrà de la registrada pel mateix,

com es pot veure en la figura adjunta.

Figura 1


172

Com es pot observar en la figura, la potència que es factura depèn de la registrada pel maxí-

metre. Així, amb potències per sota de 0,85 x P contr., es factura el 85% de la contractada;

per potències registrades entre el 85% i el 105% de la potència contractada, es factura la

registrada; i per potències per damunt del 105%, es factura la registrada més 2 vegades la

diferència entre la registrada i el 105% de la contractada.

És per això que l’estudi de les lectures de maxímetres pot permetre l’optimització de la fac-

turació del terme de potència.

Despesa per energia consumida

La despesa per energia consumida és variable depenent del consum mensual de kWh de la

instal·lació. S’obté multiplicant els kWh consumits pel terme d’energia reglamentàriament

establert per la tarifa contractada.

En les taules següents s’indiquen les diferents tarifes regulades habituals en les depurado-

res, així com el cost del terme de potència i terme d’energia en cada cas:

Taula 1. Tarifes per a l’any 2003, segons el RD 1436/2002 (BOE 313, de 31 de desembre de 2002)

Recàrrecs i bonificacions en la facturació

Cal establir els costos de la facturació bàsica formada pel terme d’energia i el de potència, i els de

recàrrecs o bonificacions sobre aquesta facturació bàsica aplicables a cadascuna de les tarifes per:

· Energia reactiva

· Discriminació horària

· Estacionalitat


173

TARIFA Tensió Ús recomanable de la tarifa Terme de potència Terme d’energia

(€/kW x mes) (cent €/kWh)

3.0 BT Fins a 1.400 hores d’utilització 4,385453 8,1104

4.0 < 1 kV A partir de 1.400 hores d’utilització 2,213047 7,4115

1.1 AT Menys de 4.300 hores d’utilització 1,918791 6,4246

2.1 ≤ 36 Entre 4.300 i 6.800 hores d’utilització 3,947928 5,8606

3.1 kV A partir de 6.800 hores d’utilització 10,482853 4,7204

En el quadre següent es pot observar quins d’aquests conceptes són aplicables per a

cadascuna de les tarifes escollides (només s’inclouen aquelles d’interès per a les depurado-

res).

Taula 2

Els que afecten als complements de la reactiva i discriminació horària són d’aplicació obli-

gatòria (a excepció de la discriminació horària per a potències de menys de 50 KW en B.T.,

que és opcional), i el d’estacionalitat és opcional.

D’això es desprèn que l’actuació amb la correcció o elecció d’algun d’aquests paràmetres

pot derivar en un estalvi.

a. Discriminació horària

El recàrrec o bonificació per discriminació horària s’aplica sobre el terme d’energia. Es dife-

rencien bàsicament cinc tipus de discriminació:

· Tipus 0. «Tarifa nocturna» amb comptador de doble tarifa, només aplicable a la 2.0.,

per a potències de fins a 15 kW, amb tarifa contractada 2.0. Aquesta discriminació no

és aplicable a depuradores.

· Tipus 1. Sense comptador de tarifa múltiple.

· Tipus 2. Doble tarifa.

· Tipus 3. Triple tarifa, sense discriminació de dissabtes i festius.

· Tipus 4. Triple tarifa, amb discriminació de dissabtes i festius.

· Tipus 5. Discriminació horària estacional.


174

TARIFA BÀSICA FACTORS CORRECTORS

Codi Denominació Discriminació horària Energia reactiva Estacionalitat

BAIXA TENSIÓ

3.0 General B.T. SÍ SÍ NO

4.0 B.T. llarga utilització SÍ SÍ NO

ALTA TENSIÓ

1.1 Curta utilització SÍ SÍ SÍ

2.1 Mitjana utilització SÍ SÍ SÍ

3.1 Llarga utilització SÍ SÍ SÍ

En la taula següent s’indiquen les possibles discriminacions aplicables a depuradores:

· Tipus 1: sense comptador de tarifa múltiple. Per a clients als quals sigui aplicable el

complement i no hagin optat per algun dels restants tipus. Recàrrec del 20% sobre

la totalitat de l’energia consumida.

· Tipus 2: amb comptador de doble tarifa. D’ús general.

Taula 3

· Tipus 3: amb comptador de triple tarifa, sense distinció de dissabtes i festius. D’ús

general.

Taula 4

· Tipus 4: amb comptador de triple tarifa i distinció de dissabtes i festius. D’ús general.

* Dissabtes, diumenges i festius.

Taula 5

· Tipus 5: els clients de tarifes 3.0 i 4.0 i alta tensió (excepte regs agrícoles) podran

acollir-se a la modalitat tipus 5 de discriminació horària. En aquesta modalitat es

classifiquen els dies en diferents categories, i en els dies els períodes horaris inclouen


175

Període Hores punta Recàrrec

Hivern 9 a 13 40%

Estiu 10 a 14 40%

Període Hores punta Recàrrec Hores vall Descompte

Hivern 18 a 22 70% 0 a 8 43%

Estiu 9 a 13 70% 0 a 8 43%

Període Hores punta Recàrrec Hores vall Descompte

Hivern 17-23 100% 0-8 43%

0-24*

Estiu 9-15 100% 0-8 43%

0-24*


diferents durades amb recàrrecs o bonificacions diferents (de +300% a un –50%).

La contractació d’una tarifa o una altra i l’elecció de la discriminació horària, depenen del

comportament de la instal·lació i el seu funcionament en les hores punta, plana o vall. El seu

estudi requereix una anàlisi més detallada. Les discriminacions horàries 3 o 4 són habitual-

ment les més adequades en aquestes instal·lacions.

b. Energia reactiva

Recàrrec o descompte aplicat sobre la totalitat de la facturació bàsica (terme de potència i

terme d’energia), a qualsevol tarifa excepte l’1.0 i 2.0 de B.T.

La bonificació sobre la facturació bàsica no pot ser superior al 4% si la instal·lació està

correctament compensada. El recàrrec no pot ser en cap cas superior al 47%.

L’energia reactiva pot no trobar-se correctament compensada en algunes instal·lacions, i

aquest aspecte pot representar un estalvi considerable a tenir present.

c. Estacionalitat

Percentatge de descompte o recàrrec aplicat al terme d’energia de la facturació bàsica en

tarifes d’alta tensió, en funció de l’època de l’any (temporada alta, mitjana o baixa):

· Temporada alta: novembre, desembre, gener i febrer

· Temporada mitjana: març, abril, juliol i octubre

· Temporada baixa: maig, juny, agost i setembre

És opcional aplicat només als abonats que han escollit el mode 5 estacional de potència que

cal facturar, en el qual es fixen diferents potències contractades en funció de l’època de l’any,

a partir de les quals es calcula la potència per facturar. Aquest complement només serà apli-

cable a instal·lacions relacionades amb activitats de temporada (a la costa, per exemple).

Contractació a mercat lliure

Dins del nou marc legal de la liberalització del sector elèctric, el mercat lliure d’energia es

regeix habitualment per ofertes del preu del kWh realitzades per part de la comercialitzado-

ra, d’acord amb el consum previst per a cada instal·lació.

176

El preu ofert habitualment s’obté del preu mitjà del mercat elèctric, aplicant el marge comer-

cial corresponent. No necessàriament un subministrament a mercat lliure ha de ser més

optimitzat que un subministrament a tarifa regulada.

El quadre següent mostra, a títol orientatiu, el preu del kWh a mercat lliure en els últims anys:

Gràfic 1

Com a condició per poder accedir al mercat lliure d’energia elèctrica és necessari que l’e-

quip de mesura instal·lat sigui adequat d’acord amb el que estableix el Reglament de punts

de mesura i trànsit d’energia elèctrica.

En funció del consum anual o la potència contractada, s’estableixen cinc tipus possibles de

punts de mesura:

· Tipus 1: potència contractada superior a 10 MW o energia intercanviada superior a

5 GWh

· Tipus 2: potència contractada superior a 450 kW o energia intercanviada superior a

750 MWh

· Tipus 3: tota la resta de punts interconnectats a tensió superior a 1 kV, i que no

puguin classificar-se com de tipus 1 o tipus 2.

· Tipus 4: punts en els quals la mesura es faci en tensió inferior a 1 kV i la potència

contractada sigui superior a 15 kW.

· Tipus 5: punts en els quals la mesura es faci en tensió inferior a 1 kV i la potència

contractada sigui inferior a 15 kW.


177

L’equip de comptatge per instal·lar tindrà unes característiques tècniques d’acord amb el

tipus de punt de mesura.

L’equip de mesura a mercat lliure podrà ser de lloguer.

Existeix també la possibilitat que el consumidor contracti directament l’energia d’acord amb

les tarifes d’accés a la xarxa de transport i distribució d’energia elèctrica. En aquest cas,

s’estableixen també unes tarifes de facturació i unes potències per contractar en els dife-

rents períodes horaris, i segons els dies de l’any. La facturació es fa també amb un terme de

potència i un terme d’energia, afectats pel complement per energia reactiva, en funció del

període en què s’hagi produït el consum. Aquesta modalitat, però, és poc habitual, i el més

normal és demanar oferta a una companyia comercialitzadora, que és qui compra l’energia

d’acord amb les tarifes d’accés.

Reducció del cost per optimització del consum elèctric i instal·lacions internes

Consum en períodes que l’energia és més econòmica i minimització de puntes de consum

Com s’ha exposat en el punt anterior, el cost de l’energia elèctrica dependrà de les hores del

dia en què l’energia és més econòmica.

S’ha d’intentar, dins el que sigui possible en el normal desenvolupament de l’activitat de la

planta, consumir l’energia en els períodes d’hores vall, i evitar al màxim el consum en perío-

des punta. Per tant, serà un factor determinant en l’estalvi del cost de l’energia poder

realitzar un desplaçament de càrregues a hores en què l’energia és més barata.

Els processos que es realitzen a les depuradores tenen una inèrcia molt gran, i habitualment no

és crítica una aturada d’unes hores en un determinat procés (reactors biològics, o bombaments

entre dues parts de la instal·lació, quan hi hagi dipòsits d’emmagatzematge, per exemple).

Per tant, en tots els processos que tinguin un cert marge en el temps per ser realitzats, es

procurarà sempre treballar en les hores més favorables. Això és fàcilment executable a tra-

vés dels sistemes de control centralitzat de les plantes.

Un altre factor a tenir en compte serà el d’evitar les puntes de consum, a fi de poder opti-

mitzar la potència contractada.


178

Instal·lació d’equips que redueixin el consum i reducció de les pèrdues d’energia.

Pel que fa a les instal·lacions internes de les depuradores, es poden instal·lar equips que

redueixin la despesa o el consum d’energia elèctrica. Els més significatius són:

· Bateries de condensadors: corregeixen el factor de potència de la instal·lació, amb

el qual es pot aconseguir una bonificació de fins al 4% en la factura d’energia.

· Enllumenats d’alta eficiència: la utilització de làmpades amb tecnologies d’alta efi-

ciència energètica (vapor de sodi d’alta pressió, per exemple) en els llocs on els

requeriments visuals ho permetin, ajudarà a reduir el cost d’energia.

· Reguladors de flux: en instal·lacions d’enllumenat, és possible instal·lar sistemes de

regulació de flux mitjançant la reducció de la tensió d’alimentació, que no sols

redueix el consum, sinó que també allargarà la vida de les làmpades.

· Variadors de velocitat: la utilització de variadors de velocitat (variadors de freqüència)

en determinats tipus de motors, reduirà el seu consum energètic en relació amb una

instal·lació convencional sense aquests dispositius.

· Reducció de pèrdues per tensió d’alimentació de motors: les pèrdues per escalfa-

ment en cables i motors són proporcionals al quadrat de la intensitat que circula per

la instal·lació. Per tant, com més altes siguin les tensions d’alimentació, més baixa-

rà la intensitat (inversament proporcional a la tensió), i es reduiran les pèrdues de

forma quadràtica en cables i motors. Les tensions usuals per a grans motors són de

690 V o 6 kV.

· Instal·lació de motors i transformadors de pèrdues reduïdes: s’ha de procurar sem-

pre instal·lar l’equipament més eficient possible. Un estalvi sensible a l’hora de

construir la instal·lació inicial, pot representar un encariment considerable en l’explo-

tació.

· Canvi de B.T. a M.T.: la tarifa en mitja tensió (M.T.) és més econòmica que en baixa

tensió (B.T.). Hi ha un increment per inversió inicial i per les pèrdues de transforma-

ció i manteniment de la instal·lació de M.T., però sovint resulta rendible.

· Altres: qualsevol sistema que millori l’eficiència dels equips o n’optimitzi el consum,

ajudarà a reduir la despesa d’energia.

Autogeneració

En algunes EDAR és possible la implantació de sistemes de cogeneració, és a dir, genera-

ció d’energia elèctrica i energia tèrmica aprofitable en el procés de la planta.


179


Bàsicament, les cogeneracions que es podran instal·lar en estacions depuradores podranser de dos tipus:

· Cogeneració a partir del biogàs generat als digestors

· Cogeneració per associació amb altres processos industrials de la depuradora(assecatge tèrmic de fangs, per exemple)

La implantació d’un sistema de cogeneració implicarà una millora considerable de l’eficièn-cia energètica de la depuradora, perquè es podrà generar conjuntament energia tèrmica ielèctrica, i fins i tot es podrà exportar o vendre l’energia elèctrica excedentària a la xarxa dedistribució.

Existeix la possibilitat que, per les característiques especials d’alguna EDAR, fos viable la ins-tal·lació d’una autogeneració d’energia elèctrica mitjançant turbines elèctriques.

CONCLUSIONS

El cost de l’energia elèctrica en l’explotació de les depuradores representa una despesa ambun pes específic molt significatiu en l’explotació de les instal·lacions

De l’exposició realitzada es conclou que la suma de les diferents actuacions en la instal·lacióelèctrica d’una estació depuradora, farà que la despesa global d’energia es redueixi en lamesura que sigui possible en cada cas.

Les possibles fases que cal dur a terme per optimitzar el cost d’energia podrien ser:

· Fase 1: sol·licitud d’oferta d’energia a mercat lliure.

· Fase 2: estudi comparatiu del cost d’energia per a la instal·lació, analitzant el preuobtingut a mercat lliure respecte a les diferents possibilitats de tarifa regulada.

· Fase 3: estudi de les possibles millores en la mateixa instal·lació de la depuradora a fi de:

· Reduir el consum energètic.

· Desplaçar les càrregues per treballar en hores en què l’energia és mes barata.

· Evitar demandes de puntes de potència.

S’ha de tenir en compte, però, que qualsevol actuació amb la finalitat de reduir el consum ocost d’energia comportarà implícitament una despesa econòmica, per la qual cosa s’hauràde fer en tots els casos una anàlisi de viabilitat abans de determinar actuacions.

180

ELIMINACIÓ DE NUTRIENTS

I DIGESTORS ANAERÒBICS

ELIMINACIÓ DE NUTRIENTS EN AIGÜESRESIDUALS

Juan Antonio Baeza,1 Julián Carrera,2 Carles Casas3 iJavier Lafuente4

Universitat Autònoma de Barcelona. Departament d’Enginyeria Química

((1) [email protected], (2) [email protected], (3) [email protected], (4)

[email protected])

RESUM

La problemàtica de la depuració d’aigües residuals ha estat centrada fins fa poc temps en

l’eliminació de la matèria orgànica (DQO), però avui en dia ja hi ha tecnologies amb les quals

es poden assolir els seus límits legals d’abocament. El paràmetre següent que cal controlar

en els abocaments per tal de millorar la qualitat de les aigües superficials és la concentració

de nutrients.

L’objectiu d’aquesta presentació és fer una revisió de les diferents metodologies, tant les

existents com les estudiades actualment, per a l’eliminació de nutrients (nitrogen i fòsfor).

Aquesta revisió es fa plantejant els avantatges i els inconvenients de les diverses metodolo-

gies depenent de les característiques de l’aigua residual i dels objectius de tractament.

Finalment, es fa una breu introducció a la modelització matemàtica i al control automàtic d’a-

quests sistemes.

INTRODUCCIÓ

Des d’un punt de vista estrictament científic, el terme «nutrient» fa referència a un conjunt

d’espècies químiques amb la característica comuna de ser fonamentals i imprescindibles per

al desenvolupament de la vida. Aquests components químics, segons la quantitat en la qual

entren a formar part de la matèria cel·lular, es classifiquen en macronutrients i micronutrients.

Hom entén per micronutrients aquells elements que són necessaris en quantitats pel que fa

a la traça (Fe, Co, Cu, Mn, Zn, etc.), mentre que els macronutrients són els utilitzats en una

proporció més gran (C, N, P, Si, S, Ca, Mg, Na i K). L’absència de qualsevol d’aquests

nutrients provoca, per tant, una limitació en el creixement cel·lular. Normalment, en un medi

183


aquàtic els nutrients limitants solen ser el nitrogen i el fòsfor. Aquesta és la raó per la qual

s’utilitza el terme «nutrient» per designar aquests elements que causen efectes directes per

la seva presència o absència en el medi aquàtic.

El nitrogen present en l’aigua residual es troba principalment en forma d’urea i matèria pro-

teica (nitrogen orgànic). La descomposició bacteriana canvia fàcilment aquestes formes en

nitrogen amoniacal. Aquesta transformació serà molt més alta com més gran sigui «l’edat de

l’aigua residual», és a dir, com més temps de residència a la xarxa de clavegueres, més gran

serà la quantitat relativa d’amoni.

El fòsfor s’hi troba en les aigües naturals i residuals gairebé exclusivament com a fosfat en

les seves diferents formes. Així, de vegades s’utilitza el terme «fòsfor» com a sinònim de «fos-

fat». El fosfat es classifica, segons les característiques físiques, en dissolt o particulat.

Analíticament se sol utilitzar el criteri de filtració a 0,45 µm (APHA, 1999) per diferenciar

aquestes dues fraccions.

Segons el criteri químic, es classifica en tres fraccions: ortofosfat, polifosfat i fòsfor orgànic.

Analíticament es determinen les diferents espècies a partir de la seva transformació en orto-

fosfat mitjançant hidròlisi àcida (trencament dels polifosfats) i digestió (fòsfor orgànic), encara

que la correspondència entre la classificació química i les fraccions analítiques no és del tot

equivalent.

Els ortofosfats són la forma bàsica en la qual es troben els fosfats disponibles pel metabo-

lisme biològic sense cap mena de degradació posterior. En solució aquosa poden tenir

diferents formes depenent del pH (PO43-, HPO4

2-, H2PO4- i H3PO4).

Els polifosfats són polímers constituïts per dos o més monòmers de fosfats (PO3-)n. En

solucions aquoses, els polifosfats s’hidrolitzen, molt lentament, a ortofosfats.

El fosfat orgànic es tracta del fosfat que forma part de compostos orgànics, com ara els

àcids nucleics, els fosfolípids, l’ATP, etc. Té molt poca importància en gran part d’aigües resi-

duals domèstiques, però pot arribar a concentracions importants en abocaments industrials

i en els fangs produïts a partir de l’aigua residual domèstica.

L’equilibri funcional del cicle del fòsfor té un component geològic, atès que el fosfat soluble

que arriba als oceans retorna lentament a les masses terrestres en forma insoluble per trans-

formació geològica dels sòls oceànics en continentals. L’activitat humana però, ha trencat

aquest equilibri natural a causa de l’activitat industrial, agrícola i ramadera. Els fertilitzants

184

inorgànics agrícoles i el consum de detergents són les dues principals fonts de desequilibri i

representen prop del 95% del fòsfor total consumit. El principal impacte dels productes

generats per l’activitat humana és rebut per les masses d’aigua, cosa que comporta pale-

sos problemes d’eutrofització dels sistemes receptors.

El tractament de les aigües residuals pot dur-se a terme per precipitació química o bé per

eliminació biològica. En el primer dels casos, es precipita el fòsfor en forma de fosfats

metàl·lics amb l’addició de sals metàl·liques d’alumini i ferro (aluminat sòdic, clorur fèrric, clo-

rur ferrós o sulfat ferrós) com a agents de precipitació. De totes maneres, el fòsfor associat

a la matèria orgànica i el fòsfor orgànic no poden ser precipitats, per la qual cosa habitual-

ment cal un tractament biològic per eliminar-lo. En aquest darrer procés, el fòsfor és eliminat

de l’aigua per acumulació a l’interior de microorganismes específics. D’aquesta manera, l’ú-

nica via d’eliminació és a través de la separació de l’excés de fangs del sistema. Aquest

residu del procés de tractament de l’aigua residual és ric en fòsfor, i pot ser reutilitzat poste-

riorment en l’agricultura; d’aquesta manera, es tanca el cicle del fòsfor.

MICROBIOLOGIA DE L’ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DEL NITROGEN

L’eliminació de nitrogen és possible gràcies a l’acció seqüencial de dos tipus de microorga-

nismes: els nitrificants i els desnitrificants (SEVIOUR i BLACKALL, 1999).

Nitrificació

En la nitrificació, els compostos reduïts de nitrogen (NH4+) són oxidats successivament a

nitrit i nitrat en condicions aeròbies. Els microorganismes responsables són, típicament, bac-

teris autòtrofs que pertanyen a dos grups diferents: els amoni-oxidants i els nitrit-oxidants.

Si es considera el procés complet de la nitrificació, amb fixació de CO2 i formació de bio-

massa, l’estequiometria és:

NH4+ + 1,83O2 + 1,98HCO3

- ➛ 0,021C5H7O2N + 0,98NO3- + 1,041H2O + 1,88H2CO3

i pel que fa a les oxidacions, les reaccions que realitzen cada grup de bacteris es poden indi-

car com:

oxidació d’amoni: NH3 + 1,5 O2 ➛ NO2- + H+ + H2O

oxidació de nitrit: NO2- + H2O + 0,5 O2 ➛ NO3

- + H2O

ELIMIINACIÓ DE NUTRIENTS EN AIGÜES RESIDUALS

185

En el primer cas, hi ha dos enzims responsables de l’oxidació: l’amoníac monooxigenasa i

la hidroxilamina oxidoreductasa, localitzats en la membrana plasmàtica i en l’espai periplas-

màtic, respectivament. En el cas de l’oxidació del nitrit, la reacció la duu a terme la

nitrit-oxidoreductasa.

En tots dos casos, la baixa producció d’energia per mol de substrat oxidat i l’elevat consum

necessari per fixar el CO2 fan que el creixement sigui lent, amb temps de generació que van

des de les 7-8 hores fins a uns quants dies. Algunes espècies, especialment en el cas dels

nitrit-oxidants, poden assimilar algunes fonts de carboni en un creixement mixòtrof, però això

no estimula significativament la seva velocitat de creixement. D’altra banda, altres espècies

poden resultar inhibides pels compostos orgànics. Els microorganismes nitrificants creixen

més lentament en aigües residuals que en els cultius purs de laboratori. Això fa que es

necessitin uns temps de residència cel·lulars entre tres i vint dies, depenent de la tempera-

tura ambient.

El rang de creixement d’aquests bacteris es troba entre els 5 i els 35º C, amb òptims pro-

pers als 30º C. Els valors del pH pel creixement se situen entre 5,8 i 9, amb l’òptim entre 7,6

i 8. Cal ressaltar el fet que l’amoni i el nitrit són substrats, però també tenen un efecte inhi-

bidor sobre el creixement, que és dependent del pH, ja que són les formes no ionitzades les

que tenen aquest efecte.

Els bacteris oxidants d’amoni, que es troben majoritàriament en els sistemes de tractament

d’aigües residuals, pertanyen al grup ß-proteobacteria, en particular als gèneres

Nitrosomonas i Nitrosococcus. Pel que fa als oxidants de nitrit, el gènere majoritari és

Nitrospira (Phylum Nitrospira), amb una presència poc important de Nitrobacter (gènere del

grup dels α-proteobacteris que s’havia considerat com el més abundant).

També està descrita l’existència de microorganismes nitrificants heteròtrofs que obtenen l’e-

nergia de l’oxidació de compostos orgànics. Com a productes finals de l’oxidació dels

compostos nitrogenats, poden produir nitrat i altres tipus de substàncies nitrogenades que

serveixen per al creixement dels bacteris autòtrofs i desnitrificants.

Un altre tipus de metabolisme que s’ha detectat és la possibilitat d’oxidar amoníac en con-

dicions anaeròbies utilitzant nitrit com a acceptor d’electrons. Aquest procés representa un

clar avantatge com és la desnitrificació amb amoni com a donador d’electrons, és a dir, no

fa falta matèria orgànica per a l’eliminació de nitrogen.


186

Desnitrificació

És la reducció biològica del nitrat (i nitrit) fins a productes gasosos com ara N2, NO o N2O

per bacteris quimioheteròtrofs que fan una «respiració anaeròbia», és a dir, utilitzen aquestes

substàncies com a acceptors d’electrons en lloc de l’oxigen. La desnitrificació requereix l’o-

xidació de matèria orgànica que actua com a donador d’electrons. La seqüència de

reduccions que es produeix és:

NO3- ➛ NO2

- ➛ NO ➛ N2O ➛ N2

nitrat nitrit òxid nítric òxid nitrós nitrogen

i és realitzada per les corresponents reductases, metal·loproteïnes situades a la membrana

citoplasmàtica o a l’espai periplasmàtic. No tots els desnitrificants tenen tots els enzims per

fer aquestes conversions —alguns poden utilitzar els productes intermedis—, i no tots els

enzims són actius en les condicions ambientals que es donen i, per tant, el tipus i la quanti-

tat dels productes finals poden ser diferents. L’alliberament d’aquests productes intermedis

es pot produir en condicions de limitació de donadors d’electrons o en situacions de transi-

ció de condicions aeròbiques i anòxiques.

Hi ha descrits més de cinquanta gèneres de bacteris desnitrificants (amb més de 130 espè-

cies), tant gram-positius com gram-negatius, i típicament facultatius. En el cas d’un

desnitrificant heteròtrof, l’estequiometria de la reacció de conversió de matèria orgànica i

nitrat a nitrogen i CO2 seria:

0.61C18H19O9N+4.54NO3-+0.39NH4

++4.15H+ ➛ C5H7O2N+2.27N2+5.98CO2+5.15H2O

Per tant, durant el procés de desnitrificació es produeix una alcalinització del medi. Els valors

de pH òptims pel procés se situen entre 7 i 9. Normalment, es considera la desnitrificació

com un procés que té lloc en condicions anòxiques, encara que es pot donar en concen-

tracions d’oxigen inferiors a 0,5 mg/L. També hi ha descrits bacteris amb una

nitrat-reductasa constitutiva, capaços de fer la desnitrificació en presència d’oxigen.

MICROBIOLOGIA DE L’ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE FÒSFOR

En un sistema convencional de depuració d’aigües residuals per fangs actius, la biomassa

present pot eliminar una petita fracció del fòsfor (P), a causa del creixement dels microorga-

nismes. El contingut en P de la biomassa està entre l’1,5 i el 2% del pes sec. En l’eliminació


187

biològica de fòsfor, els microorganismes presents poden acumular fins al 4-5% (dades de

plantes reals) o el 15% (reactors de laboratori).

L’eliminació de fòsfor requereix l’existència de dues fases, anaeròbia i aeròbica, i es fona-

menta en l’enriquiment en un grup particular de microorganismes, els «organismes

acumuladors de fòsfor» (PAO), que utilitzen el polifosfat (poli-P) com a reserva energètica

(SEVIOUR i BLACKALL, 1999). En la fase anaeròbia, els PAO consumeixen els substrats, princi-

palment àcids grassos de cadena curta (AGV), amb acumulació de polihidroxialcanoats

(PHA). La manca d’acceptors externs d’electrons fa necessària la degradació d’un polímer

ric en energia, com és el polifosfat, amb l’alliberament de fosfat. La funció de la fase anae-

ròbia és la generació d’àcids grassos a través d’un procés de fermentació i la selecció de

microorganismes capaços d’utilitzar-los en absència d’un acceptor extern d’electrons. En la

fase aeròbica, els PAO tenen un altre avantatge competitiu: en les condicions de baixa con-

centració de substrat que es donen, utilitzen el PHA com a font de carboni i energia per al

manteniment i la síntesi de polímers de reserva com ara el poli-P i el glicogen.

Hi ha un altre fenotip de microorganismes que acumulen fosfat en condicions desnitrificants,

els anomenats DPAO. Aquests microorganismes són el 40% menys eficients en la genera-

ció d’energia, fet que redueix la producció de biomassa entre el 20 i el 30%.

A principis dels anys noranta es detectà la presència d’un altre tipus de bacteris que acu-

mulen PHA en condicions anaeròbies sense alliberar fòsfor. Consumeixen matèria orgànica

en condicions anaeròbies, gràcies a l’energia i el poder reductor generats per la degradació

del glicogen, acumulat en la fase aeròbica. Aquests organismes acumuladors de glicogen

(GAO) competeixen amb els PAO per al substrat orgànic i, en no acumular poli-P, donen un

rendiment inferior en les plantes d’eliminació de fòsfor.

Encara que inicialment es va pensar que el gènere Acinetobacter era el principal microorga-

nisme acumulador de fosfat en els fangs de depuradora, l’aplicació de mètodes de biologia

moleculars ha permès assignar els PAO a un grup de bacteris proper al gènere Rhodocyclus

(subgrup filogenètic dels α-2-proteobacteria), que s’ha denominat provisionalment

Candidatus Accumulibacter phosphatis. També s’ha detectat la presència significativa d’al-

tres bacteris del grup α-proteobacteria i organismes gram-positius amb un alt contingut en

guanina-citosina, relacionats amb el Phylum d’Haliscomenobacter i Bacteroidetes. També hi

ha candidats a PAO dins dels grups d’Actinobacteria i α-proteobacteria. Tots aquests estu-

dis no són definitius, s’han fet en reactors de laboratori i encara falta conèixer exactament

quins són els microorganismes presents en les plantes reals.


188

CONFIGURACIONS PER A L’ELIMINACIÓ DE NITROGEN

Els processos d’eliminació biològica de nitrogen en EDAR poden agrupar-se en tres categories,

depenent del nombre d’etapes de llots actius de què disposa el sistema (simple, doble o triple).

A continuació s’enumeren algunes configuracions i es destaquen les més habitualment

implantades a EDAR convencionals (figura 1; WEF, 1992; EPA, 1993). L’evolució observada

respecte a aquestes configuracions ha estat determinada per la necessitat d’aprofitar al

màxim la font de carboni de l’aigua residual per a la desnitrificació. D’aquesta manera, s’in-

tenta evitar l’addició d’una font de carboni externa, tal com metanol o etanol, cosa que

encariria el procés.

WUHRMANN (figura 1a). Hi ha una primera etapa aeròbica on es fa la nitrificació i una sego-

na etapa anòxica on es produeix la desnitrificació, gràcies a la matèria orgànica residual de

la primera etapa o a la desnitrificació amb materials endògens dels microorganismes. En

l’esquema original no hi ha addició de font de carboni externa, encara que existeixen varia-

cions on s’utilitza metanol o part de l’afluent derivat, per tal d’augmentar la disponibilitat de

matèria orgànica a l’etapa anòxica.

LUDZACK-ETTINGER (figura 1b). És semblant a l’anterior, però intercanviant l’ordre de totes

dues fases. D’aquesta manera es disposa de matèria orgànica fàcil de biodegradar a la zona

anòxica, per tal d’afavorir la desnitrificació. El problema d’aquesta configuració és l’excessi-

va presència de nitrats a la sortida del reactor aeròbic, cosa que pot produir problemes de

desnitrificació al sedimentador, amb pèrdues de biomassa a l’efluent per rising.

Una millora d’aquest procés és la configuració Ludzack-Ettinger modificada (figura 1c).

Utilitza una recirculació interna de la zona aeròbica a l’anòxica d’una a quatre vegades el

cabal d’entrada. Això augmenta l’aportació de nitrats a la zona anòxica, amb la qual cosa

millora la desnitrificació i es minimitzen els problemes de rising de la configuració anterior.

Encara que amb aquest esquema no és possible l’eliminació total de nitrats a l’efluent, es

poden obtenir bons resultats si se n’optimitza el funcionament.

BARDENPHO (figura 1e). Aquest esquema d’operació millora la configuració Ludzack-

Ettinger modificada, afegint dues zones addicionals, una anòxica i una aeròbica. Amb

aquesta configuració s’intenta l’eliminació completa de nitrogen, que no es pot aconseguir

amb les anteriors. A la nova zona anòxica es desnitrifica el nitrat no recirculat a la primera

zona, i a l’última etapa aeròbica, se separa el nitrogen gas produït a la desnitrificació del licor

mescla i es disminueix el contingut en fòsfor.


189


REACTOR DISCONTINU SEQÜENCIAT (SBR; figura 1h). Consisteix a crear en un sol reac-

tor la combinació seqüencial adequada de condicions de reacció aeròbiques/anòxiques i

seguidament fer una sedimentació en el mateix reactor. Aquest sistema és apropiat per a sis-

temes relativament petits amb cabal variable. L’inconvenient principal és que ha de treballar

en discontinu.

CANAL D’OXIDACIÓ (figura 1d). És un procés fàcilment adaptable per fer l’oxidació de car-

boni, la nitrificació i la desnitrificació. El tipus de reactor permet l’aportació d’oxigen en

diferents punts, mitjançant rotors horitzontals o difusors d’aire, i la creació de zones anòxi-

ques mitjançant agitadors submergits. La concentració d’oxigen serà elevada als punts

d’aeració i anirà disminuint progressivament a causa del consum biològic a mesura que el

líquid mescla circula pel reactor. El volum de les zones aeròbiques i anòxiques també depèn

del tipus i la quantitat d’afluent. En conseqüència, el sistema d’aeració ha de ser flexible per

poder operar correctament.

SISTEMES DE DOBLE ETAPA. En aquest tipus de sistema s’intenta mantenir separats tots

dos processos, cadascun amb el propi sedimentador i la recirculació independent, cosa que

facilita mantenir dues poblacions separades i s’evita part dels problemes produïts per la inte-

rrelació de processos. Aquest tipus d’esquemes són els més eficaços per al tractament

d’aigües residuals industrials amb una alta càrrega de nitrogen (CARRERA et al., 2003). Els tres

esquemes més habituals es presenten a continuació:

Procés A (figura 1f). En el procés aeròbic s’oxida el carboni i es nitrifica l’amoni existent. En

l’anòxic es produeix la desnitrificació, gràcies a una aportació de matèria orgànica suple-

mentària. L’aigua tractada passa a una fase d’aeració ràpida abans del segon sedimentador,

per tal d’evitar la desnitrificació en el sedimentador.

Procés B. La configuració és molt semblant, però es deriva una fracció de l’afluent fins a la

fase anòxica per tal de suprimir la font externa de carboni. L’inconvenient és que part del

nitrogen d’entrada no és tractat i, per tant, l’eliminació no serà completa.

Procés C. En aquest esquema es canvia la configuració i es passa el sistema desnitrificant

al primer terme, cosa que evita l’addició de matèria orgànica suplementària. A més, part de

la matèria orgànica s’elimina amb la desnitrificació, fet que disminueix els requeriments d’o-

xigen a la fase aeròbica. L’inconvenient és que es requereix una recirculació d’aigua amb

nitrat provinent de la fase aeròbica.

SISTEMA DE TRIPLE ETAPA (figura 1g). En aquest procés es proposa la separació total de

190

191

poblacions bacterianes responsables de l’oxidació de carboni, de la nitrificació i de la desni-

trificació. Té el desavantatge que és necessari afegir una font externa suplementària de

carboni. L’avantatge principal és que la separació de les poblacions permet un més gran

control del procés i l’optimització independent de cadascun.

Figura 1. Configuracions d’eliminació biològica de nitrogen



CONFIGURACIONS D’ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE FÒSFOR

Els microorganismes PAO requereixen bàsicament dues condicions diferents per estimular el

metabolisme d’acumulació de polifosfat: un primer ambient, amb presència de matèria orgà-

nica fàcilment biodegradable (principalment AGV) i sense presència d’acceptor d’electrons

(condicions anaeròbiques), i un segon ambient, amb presència d’acceptor d’electrons, pre-

sència de fosfat soluble i absència de matèria orgànica. L’existència d’aquestes dues

condicions alternants en un sistema de depuració d’aigües residuals afavoreix el creixement

dels PAO enfront d’altres microorganismes heteròtrofs no acumuladors de fosfat.

PROCÉS A/O (figura 2a). Va ser el primer procés desenvolupat, als anys setanta. És una

configuració amb dos reactors en sèrie: un primer reactor anaerobi i un segon reactor aero-

bi. Aquesta mateixa configuració pot ser implantada en un reactor SBR establint diferents

seqüències d’operació (figura 2b).

CONFIGURACIONS D’ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE FÒSFOR I NITROGEN

Per al tractament d’aigües residuals reals és imprescindible trobar una configuració d’ope-

ració compatible amb els sistemes de nitrificació/desnitrificació per a l’eliminació conjunta de

nitrogen i fòsfor. Els requeriments de cada grup de microorganismes poden obtenir-se amb

diferents configuracions.

PROCÉS A2/O (figura 2c). És una combinació dels sistemes A/O i Ludzack-Ettinger modifi-

cat. El resultat és un sistema amb tres reactors en sèrie: anaerobi, anòxic i aerobi, i amb una

recirculació interna de nitrat del reactor aerobi a l’anòxic. Aquesta configuració permet elimi-

nar nitrogen i fòsfor simultàniament.

PROCÉS UCT (figura 2d). La configuració University of Cape Town (UCT) és una modificació

del procés A2/O que consisteix a eliminar la recirculació de llots a la capçalera del sistema,

per tal d’evitar que arribi nitrat al reactor anaerobi.

BARDENPHO MODIFICAT (figura 2e). El 1978 es modifica el sistema Bardenpho per acon-

seguir l’eliminació simultània de nitrogen i fòsfor. La modificació consisteix a afegir un reactor

anaerobi com a primera etapa del procés. La recirculació de llots es fa en el reactor anaero-

bi, i la de nitrats, en el primer anòxic.

PROCÉS VT (figura 2f). Amb un canal d’oxidació pot aconseguir-se també l’eliminació simul-192

tània de nitrogen i fòsfor, però el procés es millora sensiblement afegint un reactor anaerobi

a la capçalera del procés. Aquest procés ha estat millorat col·locant dos canals en sèrie. El

sistema resultant rep el nom de VT2.

SISTEMES AVANÇATS D’ELIMINACIÓ DE NITROGEN

Els processos d’eliminació biològica de nitrogen per via del nitrit consisteixen en l’oxidació

del nitrogen amoniacal fins a nitrit, amb una posterior desnitrificació amb el nitrit com a

acceptor d’electrons. Aquest procés presenta una sèrie d’avantatges respecte al procés

convencional d’eliminació de nitrogen per via del nitrat: una reducció del 40% de la matèria

orgànica necessària per a la desnitrificació, un estalvi del 25% de l’oxigen necessari per a

l’oxidació fins a nitrat, una reducció del 30-40% del volum dels reactors i una velocitat de

desnitrificació superior (TURK i MAVINIC, 1989).

L’oxidació del nitrogen amoniacal fins a nitrit s’aconsegueix amb la inhibició dels bacteris

nitrit-oxidants sense que es vegin afectats els bacteris amoni-oxidants. Aquesta inhibició es

pot aconseguir mantenint una concentració d’amoníac en el sistema d’1-6 mg NH3/L

(SURMAKZ-GORSKA et al., 1997). Malgrat això, el principal problema és mantenir aquesta inhi-

bició durant llargs períodes de temps, ja que els bacteris nitrit-oxidants s’aclimaten a

l’amoníac i oxiden el nitrit a nitrat. També es poden inhibir amb la concentració d’oxigen dis-

solt, ja que l’afinitat dels bacteris amoni-oxidants per l’oxigen és més gran que la dels

nitrit-oxidants. Així, amb concentracions entre 1 i 1,5 mg O2/L s’aconsegueix l’acumulació

de nitrit (RUIZ et al., 2003).

Un dels sistemes biològics més innovadors per a l’eliminació biològica de nitrogen és el sistema

SHARON-ANAMMOX (HELLINGA et al., 1998; JETTEN et al., 1999). Aquest sistema inclou dos pro-

cessos diferenciats: el procés SHARON i l’ANAMMOX. El procés SHARON opera a alta

temperatura (30-40º C), pH = 7-8 i en un reactor continu sense recirculació. A baixes temperatu-

res, entre 5 i 20º C, els bacteris nitrit-oxidants creixen més ràpid que els amoni-oxidants, però a

temperatures superiors als 30º C creixen més ràpid els amoni-oxidants. Així doncs, com que el

temps de residència cel·lular és igual a l’hidràulic, fixant un valor adequat es pot aconseguir rentar

el sistema de bacteris nitrit-oxidants i, per tant, acumular grans quantitats de nitrit.

El procés ANAMMOX consisteix en la transformació de nitrit a nitrogen gas en condicions

anòxiques amb el nitrogen amoniacal com a donadora d’electrons. Els bacteris que fan

aquest procés són autòtrofs i, per tant, no necessiten carboni orgànic per al seu creixement.

El sistema SHARON-ANAMMOX consisteix a utilitzar l’efluent del procés SHARON com a


193


afluent del procés ANAMMOX. D’aquesta manera només es necessiten 1,7 mg O2/mg N i

no es requereix DQO, mentre que en un sistema biològic convencional es necessiten 4,6 mg

O2/mg N i, aproximadament, 4,5 mg DQO/mg N.

MODELITZACIÓ MATEMÀTICA

Des del primer model desenvolupat per descriure el sistema de tractament per llots actius

considerant l’eliminació de matèria orgànica fins avui, la modelització d’aquests sistemes de

tractament ha evolucionat enormement. L’avanç en el disseny de nous sistemes per a l’eli-

minació simultània de nitrogen i fòsfor, a més de matèria orgànica, ha provocat que la

modelització del procés de llots actius sigui formulada des d’un punt de vista molt més com-

plex. Els models més generalment acceptats i utilitzats són un compendi de nombroses

investigacions realitzades, i els ha coordinat la IWA (International Water Association). Aquests

models es coneixen com a ASM (Activated Sludge Model) números 1, 2, 2d i 3 (HENZE et al.,

2000). El seu grau de descripció permet el disseny i l’optimització dels sistemes de tracta-

ment, però hi ha nombroses situacions que aquests models no poden descriure.

La falta de precisió, particularment referent a la modelització dels sistemes d’eliminació de

fòsfor, ha impulsat l’estudi en profunditat d’aquests processos per poder millorar-ne la

modelització. Per exemple, s’ha estudiat la resposta a diferents fonts de carboni dels micro-

organismes PAO (PIJUAN et al., 2004), la resposta a situacions no habituals com ara la

presència simultània de matèria orgànica i un acceptor d’electrons (GUISASOLA et al., 2004),

o la capacitat de certs microorganismes PAO d’acumular fosfat en condicions anòxiques

(KUBA et al., 1997). El coneixement d’aquest últim comportament ha estat necessari per a

l’operació de sistemes amb eliminació simultània de nitrogen i fòsfor, i ha estat inclòs al

model ASM2d, ampliació de l’ASM2. En aquest model es considera que els PAO acumulen

polifosfat i creixen en condicions anòxiques, igual que ho fan en condicions aeròbies, amb

la diferència que en condicions anòxiques es produeix la desnitrificació.

CONTROL DE PROCESSOS DE DEPURACIÓ BIOLÒGICA

Els sistemes de depuració biològica estan obligats a treballar en unes condicions molt espe-

cífiques per poder obtenir les transformacions desitjades d’una manera eficient. El control

d’aquests processos és complex, i s’enfronta a més amb el fet que les mesures necessàries

per conèixer l’avanç del procés basat en un bioreactor són molt variades i, en molts casos,

no es disposa d’instrumentació en línia i aplicable de manera universal.

194

Amb la tecnologia de control disponible actualment, i si es disposa de mesures en línia, ja es

poden implantar estratègies de control avançades per millorar el funcionament del procés.

Per exemple, la disponibilitat de mesures analítiques en línia d’amoni, nitrit i nitrat a la sorti-

da d’una planta pot permetre adaptar i optimitzar el funcionament d’un sistema d’eliminació

de nitrogen i fòsfor (BAEZA et al., 2002a). Encara que aquestes mesures del procés siguin

indirectes, com, per exemple, mesures respiromètriques de consum d’oxigen, es poden

implantar estratègies de control que permetin l’adaptació del procés a diferents afluents i

l’obtenció de bons rendiments d’eliminació en tots els casos (BAEZA et al., 2002b).

Figura 2. Configuracions d’eliminació biològica de fòsfor (A-B) i d’eliminació simultània de nitrogen i fòsfor (C-F)


195


BIBLIOGRAFIA

BAEZA, J. A.; GABRIEL, D.; LAFUENTE, J. «Improving the Nitrogen Removal Efficiency of an A2/O

Based WWTP by Using an On-Line Knowledge Based Expert System». Water Research. Vol.

36, núm. 8 (2002a), P. 2109-2123.

BAEZA, J. A.; GABRIEL, D.; LAFUENTE, J.. «In-line fast our Measurements for Monitoring and

Control of WWTP». Water Science and Technology. Vol. 45, núm. 4-5 (2002b), p. 19-28.

CARRERA, J.; BAEZA, J. A.; VICENT, T.; LAFUENTE, J. «Biological Nitrogen Removal of High-

Strength Ammonium Industrial Wastewater with Two-Sludge System». Water Research. Vol.

37, núm. 17 (2003), p. 4211-4221.

CLESCERI, L. S.; EATON, A. D.; GREENBERG, A. G. (ed.). Standard Methods for the Examination

of Water and Wastewater. 20a ed. American Public Health Association, American Water

Works Association i Water Environment Federation, 1999.

GUISASOLA, A.; PIJUAN, M.; BAEZA, J. A.; CARRERA, J.; CASAS, C.; LAFUENTE, J. «Aerobic

Phosphorus Release Linked to Acetate Uptake in Bio-P Sludge: Process Modelling Using

Oxygen Uptake Rate». Biotechnology and Bioengineering, Vol. 85, núm. 7 (2004), p. 722-733.

HELLINGA, C.; SCHELLEN , A. A. J. C.; MULDER, J. W.; VAN LOOSDRECHT, M. C. M.; HEIJNEN, J. J.

«The Sharon process: an innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich was-

tewater». Water Science and Technology. Vol. 37, núm. 9 (1998), p. 135-142.

HENZE, M.; GUJER, W.; MINO T., VAN LOOSDRECHT, M. C. M. «Activated Sludge Models ASM1,

ASM2, ASM2d and ASM3». IWA Scientific and Technical Report. [Londres: IWA] núm. 9

(2000).

JETTEN, M.; STROUS, M.; VAN DOGEN, U.; VAN DE PAS-SCHOONEN, K.; SCHALK, J.; EMANN, S.; VAN

LOOSDRECHT, M.; KUENEN, G. «Combination of Partial Nitrification (SHARON) and Anaerobic

Ammonium Oxidation (ANAMMOX) for the Removal of Ammonia from Concentrated

Wastewater». Ninth European Congress on Biotechnology. Proceedings edited by Marcel

Hofman, 1999.

KUBA, T.; VAN LOOSDRECHT, M. C. M.; HEIJNEN, J. J. «Phosphorus and Nitrogen Removal with

Minimal COD Requirement by Integration of Denitrifying Dephosphatation and Nitrification in

a Two- Sludge System». Water Research, núm. 30 (1996), p. 1702-1710.196

PIJUAN, M.; SAUNDERS, A. M.; GUISASOLA, A.; BAEZA, J. A.; CASAS, C.; BLACKALL, L. L.

«Enhanced biological phosphorus removal in a sequencing batch reactor using propionic

acid as the sole carbon source». Biotechnology and Bioengineering. Vol. 85, núm.1 (2004),

p. 56-67.

RUIZ, G.; JEISON, D.; CHAMY, R. «Nitrification with High Nitrite Accumulation for the Treatment

of Wastewater with High Ammonia Concentration». Water Research, núm. 37 (2003), 1371-

1377.

SEVIOUR, R. J.; BLACKALL, L. L. (ed.). The microbiology of activated sludge. Dordrecht,

Holanda: Kluwer Academic Publishers, 1999.

SURMACZ-GORSKA, J.; CICHON, A.; MIKSCH, K. Nitrogen Removal from Wastewater with High

Ammonia Nitrogen Concentration Via Shorter Nitrification and Denitrification. Water Science

and Technology. Vol. 36, núm. 10 (1997), p. 73-78.

TURK, O.; MAVINIC, D. «Stability of Nitrite Build-up in an Activated Sludge System». Journal of

Water Pollution Control Federation. 61 (1989), p. 1440-1448.

EPA [U. S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY]. Nitrogen Control Manual. EPA/625/R-93/010

ed. Washington, EUA: U. S. Environmental Protection Agency 1993.

WATER ENVIRONMENTAL FEDERATION; AMERICAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. «Design of Municipal

Wastewater Treatment Plants». Manual of Practice núm. 8. ASCE Manual and Report on

Engineering Practice. núm. 76. Nova York: Alexandria, 1992.


197

OPERACIÓ I FUNCIONAMENT DE LADIGESTIÓ ANAERÒBIA DE FANGS

Pilar Rodríguez Gutiérrez1 i Josep Serrat Serrat2(1) SOREA ([email protected])

(2) DOSL ([email protected])

RESUM

El procés de digestió anaeròbica permet una degradació de la matèria orgànica mitjançant

una fermentació bacteriana productora de metà, en un recinte tancat i en absència d’oxigen.

En aquest procés, la contaminació orgànica és transformada per l’acció dels microorganis-

mes en:

· Biogàs (mescla de CH4 i CO2)

· Matèria orgànica degradada (en dissolució)

· Nous microorganismes (sòlids)

El procés de digestió anaeròbica es produeix en quatre etapes

1) Fase d’hidròlisi

2) Fase àcida

3) Fase acetogènica

4) Fase metanogènica

La degradació de la matèria orgànica es realitza a través d’una sèrie complexa de reac-

cions bioquímiques que es produeixen tant en paral·lel com en sèrie amb la intervenció de

diversos tipus de microorganismes (bacteris acidificants, metanogènics, etc.) i, per tant, si

falla alguna etapa es produirà l’acumulació de productes intermedis (generalment àcids gras-

sos volàtils) que disminuiran el pH, cosa que influirà en les etapes posteriors (fase

metanogènica, principalment).

Els paràmetres d’operació que afecten el procés són:

· Alimentació al digestor

· Agitació i mescla

· Temperatura i temps de digestió

199


· pH

· Alcalinitat

· Elements tòxics

· Àcids grassos volàtils

· Relació AGV/alcalinitat

· Producció de biogàs

La reducció de sòlids volàtils oscil·la normalment entre el 35% i el 60%. Els factors que més

l’afecten són la temperatura i el temps de retenció.

El gas que es produeix en el procés de digestió anaeròbica està en relació directa amb la

quantitat de sòlids eliminats i amb la temperatura en què es fa el procés. Aquesta produc-

ció s’estima entre 0,7 i 1,1 Nm3 CH4/kg MLSV eliminats al digestor.

INTRODUCCIÓ

Els processos de depuració anaeròbia, inicialment, es van aplicar a processos d’estabilitza-

ció de fangs generats a les depuradores aeròbies urbanes, que funcionaven amb elevats

THR. Posteriorment, i a mesura que s’avançava en coneixements tècnics sobre els proces-

sos anaeròbics, se’n va anar incrementant l‘aplicació al tractament anaeròbic d’efluents

industrials. Actualment, els processos anaeròbics són un dels procediments més adequats

per tractar efluents industrials, especialment en casos d’alta concentració en càrrega orgà-

nica (papereres, agroalimentàries, etc.).

La velocitat de càrrega orgànica màxima (kg DQO/m3d) d’un procés anaeròbic està limitada

per la concentració i l’activitat dels microorganismes implicats en els mecanismes bioquímics

de degradació de la matèria orgànica.

Atès que aquests microorganismes, i particularment els que converteixen CO2 + H2 i àcid

acètic en metà, tenen una baixa velocitat de creixement, la retenció de biomassa activa és

la clau de l’operació dels reactors anaeròbics avançats, que permeten operar a baixos

temps hidràulics de residència i elevats temps de residència per a sòlids.

Totes les tecnologies utilitzades es basen en la propietat que tenen els bacteris de formar flò-

culs per unió amb altres bacteris o d’adherir-se sobre superfícies sòlides. En aquest sentit,

les tècniques de retenció dels microorganismes al reactor són:

200

· Separació externa i recirculació

· Sedimentació interna

· Immobilització sobre superfícies sòlides

L’aplicació d’aquests sistemes de retenció condueix als models de reactor següents: con-

tacte d’estabilització, llit de fangs (UASB), filtre anaerobi, pel·lícula fixa (fixed film) i llit fluïditzat.

MICROBIOLOGIA DEL PROCÉS

En el procés de depuració anaeròbica, la contaminació orgànica és transformada mitjançant

l’acció de microorganismes en biogàs (metà i CO2), en matèries orgàniques degradades que

continuen en dissolució i en nous microorganismes.

Els processos es desenvolupen a través de mecanismes complexos en els quals intervenen

diferents famílies de microorganismes. Aquests microorganismes actuen a través d’un seguit

de complexes reaccions bioquímiques que transcorren tant en sèrie com en paral·lel.

Etapa d’hidròlisi

La matèria orgànica que actua com a substrat es compon, entre altres, de molècules com-

plexes com ara carbohidrats, proteïnes, lípids, etc.

En aquesta primera etapa, les molècules complexes (carbohidrats, proteïnes, lípids, etc.) són

despolimeritzades en compostos solubles mitjançant l’acció d’enzims hidrolítics (cel·lulases,

lipases, etc.). Aquesta etapa pot ser limitant en el cas de tractament d’efluents industrials

amb un alt contingut de matèries en suspensió.

Etapa d’acidificació

Els bacteris acidificants (facultatius) són els responsables de la fermentació dels compostos

generats a l’etapa anterior per produir CO2, H2 i mescles d’àcids volàtils de cadena curta.

Aquesta reacció pot estar inhibida per concentracions altes de H2 (superiors a 500 ppm). Per

això, aquests bacteris són dependents de l’eliminació de H2 per part dels bacteris metano-

gènics que actuen a continuació i els sulfatoreductors.

És l’única estrictament anaeròbica, i els bacteris metanogènics són els responsables de la

formació de metà a partir de substrats monocarbonats o dicarbonats (acetat, H2-CO2, meta-

OPERACIÓ I FUNCIONAMENT DE LA DIGESTIÓ ANAERÒBICA DE FANGS

201

nol i algunes metalamines). Les dues rutes metabòliques que poden succeir-se són:

· Fermentació acetoclasta metanogènica. Producció de metà a partir de l’àcid acètic,

creixement lent. Temps mínim de doblatge: dos o tres dies.

El control de pH és per eliminació de l’acètic i producció de CO2, que dissolt forma

una solució buffer de bicarbonat.

CH3COO- + H2O ➛ CH4 + CO3H-

· Respiració metanogènica de CO2, per bacteris metanogènics hidrogenòfils.

CO2 + 4 H2 ➛ CH4 + H2O

S’elimina H2. En aquesta reacció es redueix el CO2 a CH4, amb la consegüent gene-

ració d’ATP.

Les reaccions que s’han presentat anteriorment es recullen esquemàticament en la figura 1.

Figura 1. Esquema de digestió anaeròbica

Gran part de les reaccions bioquímiques són reaccions reversibles. L’acetogènesi a partir d’AGV

de cadena llarga produeix elevades concentracions de H2. Quan es produeix un desequilibri en la

metanogènesi hidrogenoclàstica, l’augment de la concentració de H2 en el medi provoca el des-

plaçament de la reacció en el sentit invers, des del punt de vista termodinàmic. També es pot veure

el fenomen des del punt de vista estrictament fisiològic: la presència conjunta de concentracions

de H2 i d’elevades concentracions d’AGV de cadena curta (augment de l’acidesa del medi) pro-

mou la polimerització d’aquests àcids i es forma AGV de cadena llarga (butíric, valèric, etc.).


202

MICROBIOLOGIA

Els bacteris metanogènics van ser classificats durant molts anys juntament amb altres micro-

organismes a partir de la seva morfologia, que inclou: cocus, bacils, espiril·les i sarzines. A

partir d’un coneixement més gran de la seva fisiologia i estructura, juntament amb el desen-

volupament de noves tècniques per establir les relacions filogenètiques entre els bacteris, es

va confirmar que els metanogènics són un grup a part i coherent.

Basant-se en la seqüència de RNA ribosobal, s’ha determinat que els metanogènics, junta-

ment amb els bacteris haòfils i termoacidòfils, formen un regne a part del format pels

eubacteris, conegut com a Arhaebacteris. Les tècniques de RNA han permès classificar

aquests bacteris.

La gran part dels bacteris metanogènics són autòtrofs, és a dir, obtenen el carboni cel·lular

del CO2. L’única excepció són uns pocs microorganismes que no poden sintetitzar nova-

ment acetat a partir de CO i que requereixen la presència d’aquests compostos en el medi

de creixement.

CONDICIONS D’OPERACIÓ DELS REACTORS ANAERÒBICS

Els principals factors ambientals que condicionen el procés es recullen en la figura 2.

Figura 2. Condicions d’operació


203


Si tots aquests paràmetres estan controlats i dins dels rangs òptims, tindrem unes bones

condicions de procés, és a dir, unes velocitats elevades de degradació, uns bons rendiments

i, per tant, una estabilitat del procés.

Un dels principals problemes d’operació als digestors és l’acidificació. És un procés que es

dóna amb més freqüència en els processos de tractament d’aigües industrials. El millor

coneixement que se’n té actualment i la disponibilitat d’alarmes prèvies fan que siguin mol-

tes les eines de què es disposa per evitar aquest problema.

Temperatura

La T afecta les constants d’equilibri químic i produeix desplaçaments en els valors típics de

diversos paràmetres (alcalinitat, pH, etc.), precipitacions, redissolucions de compostos inor-

gànics, canvis de composició del gas per efecte de la diferent solubilitat, etc.

La T també afecta l’activitat biològica en general. Un augment de la T de curta durada fa que

l’activitat microbiana augmenti.

Atenent l’interval de treball, els bacteris es classifiquen en:

· Psicròfils < 30

· Mesòfils 30-35

· Termòfils 60-60

La figura 3 recull la classificació dels bacteris metanogènics depenent de la temperatura.

Figura 3. Classificació dels bacteris metanogènics en funció de la temperatura204

La T ha estat fins ara un valor de referència per al disseny de reactors: a més temperatura

de treball, menys volum. Actualment, les noves directives europees sobre estabilització de

fangs condicionen el rang termòfil de treball.

La temperatura resulta una variable de control imprescindible i fàcil de controlar, ja que els

sensors de temperatura són prou fiables i de resposta ràpida, i els elements finals de con-

trol (vàlvules pneumàtiques o electrovàlvules) que modifiquen el cabal de fluid calefactor

presenten un funcionament fiable.

Nutrients

Els requeriments en nutrients són inferiors en els processos anaeròbics, per raó de l’exten-

sió més reduïda de les reaccions de síntesi cel·lular (figura 4).

Figura 4. Requeriment de nutrients

Alcalinitat

L’alcalinitat informa sobre la capacitat tampó del medi i, per tant, de la resistència del pH que

varia en funció de les anomalies del procés. L’alcalinitat, el pH i la concentració d’AGV són

els paràmetres bàsics de control. El sistema CO2/ HCO3- és el principal tampó. Mínims

valors superiors a 1.000 mg Ca CO2, rang òptim 2.000-3.000, mg Ca CO2.


205

Toxicitat

Les aigües residuals poden contenir compostos inhibidors de la metanogènesi. Aquests

compostos poden ser classificats segons el seu patró de toxicitat en: metabòlics, fisiològics

i bactericides. Tot i que en un primer moment els efectes poden ser molt similars (pèrdua

d’activitat, etc.), a mitjà i llarg termini són molt diferents. Així, els compostos del primer tipus

causen una inhibició reversible, i es recupera l’activitat original una vegada que el compost

ha desaparegut del medi. Els inhibidors fisiològics mantenen els seus efectes durant un perí-

ode posterior, ja que afecten els components subcel·lulars dels bacteris i els agents

bactericides exerceixen una acció catastròfica, ja que causen la mort de la flora bacteriana.

La classificació es pot fer també depenent de l’origen: compostos orgànics (amino-derivats,

terpens, clorofenols, etc.), inorgànics i antibiòtics (figura 5).

Figura 5. Compostos tòxics de l’activitat metanogènica

Condicions de càrrega

Altres paràmetres importants de control són:

· Càrrega volumètrica (Bv)

Bv = relació de la massa de MO que entra al digestor per unitat de temps i de volum:


206

Bw=kg alimentació (MO)

m3 digestor

· Càrrega màssica (F/M)

Biogàs

El mesurament de gas té una gran importància, ja que, com que és un producte final de la

degradació anaeròbica, indica el rendiment del sistema. En algun dels balanços d’operació

cal utilitzar la composició del gas i, especialment, la concentració de metà per calcular els

rendiments.

El percentatge de metà format depèn de l’estat d’oxidació del compost. La gràfica recull la

variació de la composició en tant per cent de metà, amb l’estat d’oxidació del C (figura 6).

Figura 6. Composició del biogàs en funció de l’estat d’oxidació del C

CONCLUSIONS

El principal objectiu d’un procés de control és arribar a mantenir unes condicions d’opera-

ció òptimes i estables. L’estabilitat és particularment important en els digestors anaeròbics,

ja que una inestabilització deguda a la lenta dinàmica dels processos pot portar a llargs perí-

odes d’inestabilitat fins que no es retorna a l’estat normal de funcionament.


207

F/M=kg alimentació (MO)

kg microorganismes al digestor/dia

Un digestor anaeròbic pot desestabilitzar-se per diverses causes. Les més freqüents són:

· Sobrecàrregues (orgàniques o hidràuliques)

· Variacions de temperatura (xoc tèrmic)

· Aparició de substàncies tòxiques o inhibidores, presents en l’alimentació o formades

durant el procés de degradació

· Modificació de les condicions fisicoquímiques: pH, potencial redox, T

· Modificació de les característiques internes del reactor: arrossegament de biomassa

Les alteracions del procés també poden ser degudes a canvis progressius en l’equip que

poden afectar la qualitat de la biomassa i la velocitat de transferència de matèria. El contin-

gut en sòlids, l’activitat específica de cada grup tròfic, la seva distribució en l’equip i la

hidrodinàmica del reactor són dades de gran utilitat a l’hora de proposar modificacions en

l’operació del sistema.

Per a un correcte control es disposa d’indicadors. Del correcte seguiment d’aquests indica-

dors es dedueixen les actuacions necessàries per evitar disfuncions. D’entre aquests

indicadors destaquem: pH, concentració d’àcids grassos volàtils (AGV), relació d’alcalinitat

originada pels AGV i la total, producció i composició de biogàs i reducció de DQO. El segui-

ment d’aquests paràmetres permet detectar canvis immediats, que en molts casos són

indicadors d’una fase de desestabilització.

Per a cada reactor cal elaborar una rutina analítica i de control que permeti conèixer l’estat

del reactor i el seu rendiment. La finalitat última de les anàlisis és conèixer l’estat del reactor

i el seu rendiment. L’automatització del mesurament i el registre continu d’aquests paràme-

tres són una eina imprescindible per gestionar correctament els reactors.

Un altre aspecte fonamental per controlar l’operació és el correcte manteniment de la ins-

tal·lació, per tal d’evitar avaries mecàniques que puguin afectar el funcionament.

BIBLIOGRAFIA

FIELD, J.A. [et al.]. «The Methanogenic Toxicity of Bark Tannins and the Anaerobic

Biodegradability of Water Soluble Bark Matter». Water Science Technology. Vol. 20, núm. 1


208

(1988), p. 219-240.

GRASSI, G., [et al.] (ed.). «Mesophilic and Thermophilic Anaerobic Treatment of Wastewaters

from Industrial Processing of Mussel». Biomass for Energy and Industry [Londres: Elsevier

Appl. Sci.] (1987) p. 872-876.

LETTINGA, [et al.]. «Use of the Upflow Sludge Blanket (USB) Reactor Concept for Biological

Wastewater Treatment, Especially for Anaerobic Treatment» Biotechnology and

Bioengineering. Vol. 22 (1980), p. 699.


209

SISTEMES D’AGITACIÓ DELS DIGESTORSANAERÒBICS

Ferran Pallás i Vallés1 i Luis Vítores i Lozano2

(1) IDOM ([email protected])


RESUM

El procés de la digestió anaeròbica dels fangs necessita condicions uniformes en tot el volum

del digestor, per la qual cosa és essencial un bon sistema d’agitació. L’agitació, a més a

més, ha d’evitar afavorir la proliferació d’escumes a la superfície del líquid i la sedimentació

de sorres al fons del digestor. Al llarg del temps s’han desenvolupat diferents sistemes i pro-

cessos, sempre amb el mateix objectiu: obtenir la màxima eficiència. En aquest article es

descriuen els principis de funcionament dels sistemes d’agitació instal·lats a les estacions

depuradores catalanes, i se n’exposen els avantatges i els inconvenients quant als aspectes

constructius, la gestió i el manteniment. Es relacionen els diferents sistemes d’agitació amb

les formes geomètriques dels digestors i les condicions reals de treball per interpretar els ren-

diments reals obtinguts i els problemes que es presenten, com ara la formació d’escumes a

la superfície, tan habituals i problemàtiques en el dia a dia de la digestió anaeròbica.

INTRODUCCIÓ

L’origen del procés que es coneix com a digestió anaeròbica de fangs data de mitjan segle

XIX. Consistia en un dipòsit tancat on s’alimentava el fang de manera intermitent i es deixa-

va un cert temps perquè es produís l’estabilització de la matèria orgànica. Aquest dipòsit ni

s’escalfava ni s’agitava, amb la qual cosa es produïa una important estratificació a l’interior

que donava lloc a una gran reducció del seu volum útil i a una necessitat d’elevats temps de

residència per aconseguir una relativament bona estabilització del fang. Aquest sistema s’a-

nomenà digestió anaeròbica de baixa càrrega.

211

Figura 1. Esquema de funcionament d’un digestor de baixa càrrega

A començaments del segle XX, el procés de la digestió anaeròbica va ser objecte d’una

investigació més profunda. A partir dels anys cinquanta, es va desenvolupar el que conei-

xem com a digestió anaeròbica d’alta càrrega, on es van introduir una sèrie d’equips

complementaris i millores que van aconseguir un procés estable, amb uns rendiments ele-

vats en reducció de matèria volàtil i producció de biogàs, i uns volums de digestors més

ajustats.

Les principals característiques d’aquest sistema són les següents:

· Alimentació ininterrompuda del fang fresc, o amb els mínims intervals de temps entre

alimentacions. Això evita l’alteració de les condicions dins del digestor.

· Espessiment del fang fresc alimentat, per disminuir el volum de fang que cal tractar

i, per tant, els volums necessaris de digestors.

· Escalfament del fang de l’interior del digestor per incrementar la velocitat de reacció

dels bacteris que intervenen.

· Agitació i mescla intensa del fang de l’interior del digestor.

Amb aquestes millores, la digestió anaeròbica s’ha convertit en el procés d’estabilització

més estès, i en alguns països és un mètode pràcticament exclusiu. És el cas del Regne Unit

o Suïssa, on s’utilitza per a l’estabilització del 95% de la seva massa de fang.


212

Figura 2. Esquema de funcionament d’un digestor d’alta càrrega

OBJECTIUS DE L’AGITACIÓ

Els objectius de l’agitació als digestors anaeròbics són els següents:

· Aconseguir condicions químiques, físiques i biològiques uniformes.

· Afavorir la separació de les bombolles de gas que es generen durant el procés.

· Minimitzar els efectes de tòxics i inhibidors que entren amb el fang fresc, per raó

d’una ràpida dispersió d’aquests tòxics i inhibidors en tot el volum del digestor.

· Evitar la formació d’escumes i sedimentacions.

ELS PROBLEMES DE LES ESCUMES I LES SEDIMENTACIONS

Les escumes i les sedimentacions són problemes molt importants en un digestor anaeròbic,

tant des d’un punt de vista de rendiment del procés com de gestió de la instal·lació.

Sedimentacions

Les sedimentacions suposen una reducció del volum útil del digestor, de tal manera que el

temps real de residència del fang disminueix i provoca un empitjorament en el rendiment d’e-

liminació de matèria volàtil i en la producció de biogàs. A més a més, poden generar

problemes de gestió per obstrucció de les canonades d’extracció del fang digerit del fons

del digestor, amb la qual cosa es genera un increment gradual de la càrrega de treball.

Aquest augment pot desestabilitzar el delicat equilibri de reaccions bioquímiques i donar lloc

SISTEMES D’AGITACIÓ DELS DIGESTORS ANAERÒBICS

213


a la formació d’escumes, alteracions a l’etapa metanogènica, etc. Aquests problemes s’evi-

ten amb una bona agitació, però també és imprescindible disposar d’un bon sistema de

tamisatge de fangs abans de la seva alimentació.

Un altre factor important per evitar sedimentacions és la forma dels digestors. Els que estan

ben agitats, amb pendents de fons molt pronunciats i extracció dels fangs digerits pel punt

baix, habitualment no tenen aquest problema.

Figura 3. Tamís de fangs Figura 4. Pendent de fons

L’experiència, però, demostra que amb una tipologia de digestor diferent de l’esmentada

també és possible evitar l’acumulació de sedimentacions. Consisteix a purgar periòdicament

del fons del digestor un cert volum de fang i, d’aquesta manera, retirar les acumulacions que

es van generant.

Escumes

La formació d’escumes en un digestor es produeix per diferents motius:

· Sobrecàrregues orgàniques

· Impacte de substàncies hidrofòbiques

· Fluctuacions destacables de pH i de temperatura

· Elevades concentracions d’àcids grassos volàtils

· Impacte de tòxics

· Important presència de bacteris filamentosos en el reactor biològic, com, per exem-

ple, els del tipus Nocardia o Microthrix Parvicella

La precaució més important que s’ha de tenir present és que, una vegada formades dins del214

digestor, el seu volum no creixi de manera incontrolada, ja que poden arribar a col·lapsar la

cúpula i sortir per les canonades de biogàs, amb els problemes de gestió i riscos per a les

persones i les instal·lacions que comporta la seva neteja.

Un cop formades, la proliferació d’escumes es veu afavorida pel borbolleig del biogàs en el

mateix fang. Aquest efecte és més acusat en el cas d’agitació mitjançant llances de biogàs.

En aquest sentit, estudis realitzats durant els anys 1995 i 1996 a la depuradora de

Sacramento (EUA), amb un cabal de disseny de 680.400 m3/d i amb sistemes diferents d’a-

gitació —llances i mecànics—, van demostrar que, una vegada desenvolupades les

escumes dins del digestor, el seu volum creixia el doble en els digestors agitats amb llances

que en els agitats mecànicament.

Una tècnica utilitzada per evitar el problema és disminuir, o fins i tot aturar, l’alimentació de

fang fresc per reduir la producció de biogàs. Experimentalment, i sobretot en els digestors

agitats mitjançant el sistema de llances, s’ha demostrat que una bona actuació és reduir l’a-

gitació, temporitzant-la.

DIFERENTS SISTEMES D’AGITACIÓ

A les estacions depuradores de Catalunya amb digestió anaeròbica hi ha cinc sistemes dife-

rents d’agitació:

· El Dynomix

· El Heatamix

· Les llances

· L’Scaba

· La bomba mescladora

El sistema més utilitzat és el de les llances, instal·lat en més de la meitat de les depuradores

amb digestors anaeròbics.

Sistema Dynomix

Consisteix en un sistema d’agitació basat en la recirculació externa dels fangs mitjançant una o

més bombes centrífugues horitzontals. El nombre de bombes que s’instal·len depèn del volum del

digestor i d’un temps estimat de recirculació del volum de fang d’aproximadament 4 hores.

El consum elèctric del sistema de bombament és aproximadament entre 5 i 6 W/m3 de

digestor.


215

Figura 5. Plànol d’un digestor amb sistema Dynomix

La bomba de recirculació capta el fang per la canonada central de l’interior del digestor i l’impulsa

per les entrades laterals o jets. El nombre de jets depèn de les dimensions del digestor, i és normal

tenir-ne dos a partir de 15 m de diàmetre. Aquests jets tenen una reducció per aconseguir una

velocitat del fang aproximada de 5-6 m/s i una orientació concreta en el plànol horitzontal.

El jet superior serveix per trencar possibles crostes que es generin a la superfície i, per tant,

el seu funcionament teòricament és esporàdic.

Sistema Heatamix

El sistema Heatamix consisteix en un sistema dual, ja que serveix per agitar i escalfar els

fangs de l’interior del digestor. Les canonades per on es recircula el fang o Heatamix són en

realitat bescanviadors de calor tubulars a contracorrent, amb diàmetres interiors aproximats

de 300 mm per evitar problemes d’obstruccions. El nombre de Heatamix depèn del volum

del digestor i de les seves necessitats calorífiques.

L’aigua calenta circula per la canonada exterior, i el fang, per la interior, recirculat per l’efec-

te air lift que genera la injecció de part del biogàs generat en el procés, per la part baixa del

Heatamix. Per a la injecció del biogàs s’utilitzen compressors de gas.

El consum elèctric del sistema és aproximadament entre 4 i 5 W/m3 de digestor.


216

Figura 6. Plànol d’un digestor amb sistema Heatamix

Les entrades del fang recirculat, com en el cas del Dynomix, també tenen una orientació

determinada en el plànol horitzontal.

Sistema de llances

Amb el sistema de llances, l’agitació es produeix per l’arrossegament del fang que genera

l’ascensió de les bombolles del mateix biogàs generat en el procés, injectat mitjançant com-

pressors de gas en el fons del digestor per un conjunt de canyes d’acer inoxidable.

Figura 7. Dibuix d’un digestor amb sistema de llances


217


En aquest sentit, experiències realitzades en el Districte Sanitari del comtat de Los Angeles

(EUA) van concloure que, per aconseguir una bona mescla, el cabal de biogàs recirculat

necessari era de 5 m3/min per cada 1.000 m3 de digestor, si el biogàs s’alliberava a 5 m de

profunditat, i de 2,5 m3/min per cada 1.000 m3 de digestor, si es feia a 10 m de profunditat,

o més.


El nombre de canyes depèn del volum del digestor i, si bé la forma més habitual d’instal·lació

és penjant del centre de la cúpula del digestor, altres tipologies tenen canyes ubicades al

centre i a l’exterior de la cúpula.

Hi ha una variant amb llances on la injecció del biogàs es fa seqüencialment mitjançant un

mecanisme de repartiment; és l’anomenat sistema Pearth d’Envirex. L’objectiu és reduir els

costos d’instal·lació, ja que els compressors requerits són més petits, i reduir el cost elèc

tric, atès que s’agiten seqüencialment porcions de volum del digestor.

Sistema Scaba

L’agitació del fang amb el sistema Scaba s’aconsegueix mitjançant un agitador submergit.

El nombre i la longitud de les hèlixs de l’agitador depenen de les dimensions del digestor, i

és el disseny específic d’aquestes hèlixs el que aconsegueix un moviment axial del fang a

l’interior.

Per contribuir a l’agitació s’instal·len uns deflectors a les parets, que es dimensionen segons

la tipologia i les dimensions del digestor.

La velocitat de gir de les hèlixs és aproximadament de 20 rpm, i es pot alternar el sentit de

gir per desempallegar-se de possibles fibres o altres residus que quedin enganxats a les

hèlixs.


El material interior de l’eix és un aliatge específic per suportar els esforços mecànics i està

recobert d’acer inoxidable AISI 316.

218

Figura 8. Dibuix d’un digestor amb sistema Scaba

Sistema de la bomba mescladora

L’agitació amb la bomba mescladora s’aconsegueix per la recirculació del fang mitjançant

una bomba de recirculació interna, submergida dins del fang. La canonada central està sub-

jectada al fons del digestor i, en cas que superi els 20 m d’alçària, és reforçada amb uns

tirants subjectats a les parets. Hi ha una variant en la qual la bomba mescladora s’instal·la a

la paret exterior.

El sentit de gir es pot alternar i, d’aquesta manera, s’aconsegueixen dos sentits de flux,

ascendent i descendent.


Aquest sistema d’agitació és el més utilitzat en digestors de forma ovoide.


219

(a) (b)

Figura 9. (a) Plànol d’un digestor amb agitació mitjançant bomba mescladora; (b) dibuix de l’equip

Figura 10. Fotografia d’un digestor amb agitació amb bomba mescladora en un lateral


220

ALTRES SISTEMES

Hi ha altres sistemes d’agitació dels digestors anaeròbics i variants dels cinc sistemes ante-

riors, no instal·lats actualment a les depuradores catalanes, com, per exemple:

· El sistema BIMA, basat en l’agitació que provoca seqüencials desplaçaments de la

massa de fangs de dins del digestor per efecte de bosses de biogàs.

· Sistemes d’injecció de biogàs mitjançant difusors ubicats al fons del digestor.

· Sistemes mecànics d’agitació mitjançant turbines.

DIFERÈNCIES

A continuació s’exposen les principals diferències constructives, de manteniment i d’explo-

tació dels anteriors cinc sistemes d’agitació esmentats.

Diferències constructives

Volum dels digestors

A l’hora d’escollir el sistema d’agitació no hi ha constància de limitacions per qüestions de

volum, a excepció del sistema Dynomix, per al qual no es coneixen experiències per volums

superiors als 6.500 m3. Així, per exemple, els quatre digestors de l’EDAR de Butarque a

Madrid, de 10.200 m3 cadascun, són agitats pel sistema Heatamix; els vuit digestors de

l’EDAR del Prat de Llobregat, de 7.130 m3 cadascun, per llances, i els 11.300 m3 dels dos

digestors de l’EDAR de Ryaverket, a Göteborg (Suècia), pel sistema Scaba.

Geometria dels digestors

Només el sistema d’agitació amb bomba mescladora necessita digestors amb un pendent

de fons determinat i amb una cúpula preferentment cònica, també amb un pendent deter-

minat.

Instal·lació

Cap dels cinc sistemes no presenta complicacions d’instal·lació específiques.

Necessitats constructives


221

Els sistemes Dynomix, Heatamix i llances aporten un avantatge constructiu de la cúpula dels

digestors, ja que aquesta cúpula es pot construir més lleugera en no suportar directament

el pes de l’equip. En el cas dels sistemes Scaba i bomba mescladora, la cúpula sí que supor-

ta aquest pes.

D’altra banda, els sistemes Dynomix, Heatamix i llances necessiten sales o edificis annexos

on instal·lar els seus equips auxiliars. A més a més, en els casos concrets del Heatamix i les

llances, els compressors de biogàs necessaris s’han d’integrar en zones classificades.

Diferències quant al manteniment

Manteniment preventiu

L’accessibilitat dels equips i els elements en els quals s’ha de fer un manteniment preventiu bàsic

(nivells, consums, aïllaments, canvis d’oli, greixos, etc.) és bona en els cinc sistemes. Ara bé, és

més complicat el manteniment d’uns equips que d’uns altres; els compressors de biogàs de llan-

ces i Heatamix, per exemple, necessiten més especialització que els motoreductors de l’Scaba.

Parts mòbils dins del digestor

En aquest sentit hi ha dos grups ben definits: el sistema Dynomix, Heatamix i llances no pre-

senten parts mòbils dins del digestor, i les canonades i les llances en contacte amb el fang

són de materials resistents a les condicions interiors. Per contra, la bomba mescladora i el

sistema Scaba sí que en presenten i, encara que els seus materials són especials i no reque-

reixen manteniment preventiu bàsic, hi ha la possibilitat d’avaria. Si aquesta avaria es

produeix, la resolució és complicada; és necessari l’ús de

grues, ja que l’equip es troba a la cúpula del digestor, i de sis-

temes de seguretat addicionals, atès que queda obert a

l’atmosfera. A més a més, amb l’aturada de l’equip, hi ha el

risc que el procés es vegi afectat.

El sistema Scaba presenta una dificultat addicional, pel fet de

no poder-se extreure sense buidar el digestor i desmuntar l’e-

quip. Aquest problema s’evita si la coronació de la cúpula es

construeix metàl·lica i desmuntable.


222

Figura 11. Fotografia de la instal·lació d’una

bomba mescladora

Diferències d’explotació

Consums elèctrics

Estudiats els consums elèctrics reals dels diferents digestors anaeròbics a Catalunya i con-

trastats amb els teòrics facilitats pels proveïdors, es troben diferències interessants per a

cadascun dels sistemes d’agitació. Així doncs, els rangs habituals de consums elèctrics

mesurats en W/m3 de digestor són els següents:

Taula1

Temps de recirculació

El temps necessari per recircular el volum sencer del fang a l’interior del digestor presenta

diferències en els cinc sistemes d’agitació. Segons dades facilitades pels proveïdors, els

temps varien: aproximadament quatre hores per als sistemes Dynomix, Heatamix i llances,

dues hores per al sistema de la bomba mescladora o una hora per al sistema Scaba.

CONCLUSIONS

A Catalunya hi ha instal·lats els principals sistemes d’agitació existents, i l’experiència cons-

tata que un mateix sistema pot presentar resultats de funcionament diferents segons la

depuradora. Molts són els factors que hi intervenen, des de les característiques del fang ali-

mentat —concentració, percentatge de matèria volàtil, població de bacteris filamentosos,

etc.— fins a les formes geomètriques del digestor.

D’altra banda, encara manca experiència quant al comportament de certs equips enfront de

problemes com ara les sedimentacions o l’estat dels materials, perquè són molts els diges-

tors que no s’han buidat i dels quals s’ha comprovat l’interior. Tampoc no s’han fet prou

proves amb traçadors de liti per contrastar el temps real que es triga a recircular el volum


223

Sistemes 1 W/m3 2 W/m3 3 W/m3 4 W/m3 5 W/m3 6 W/m3 7 W/m3 8 W/m3

Dynomix

Heatamix

Llances

Scaba

Bombamescladora


sencer del fang en cadascun dels diferents sistemes.

En condicions normals d’operació i bon funcionament dels equips i les instal·lacions perifè-

riques necessàries, el comportament dels cinc sistemes és correcte, si bé és cert que uns

estan millor preparats que altres per fer front a problemes com ara l’avaria de l’equip, la for-

mació incontrolada d’escumes, etc.

Com a conclusió final i per a la construcció de futurs digestors, s’ha de fer un balanç per

decidir el sistema més adient en cada cas concret, que inclogui factors com ara els costos

de construcció, instal·lació i explotació, les necessitats de manteniment i les experiències

que es tenen fins ara.

BIBLIOGRAFIA

DEGRÉMONT. Estabilización de fangos, 1979, p. 437-458.

METCALF; EDDY. «Digestión anaerobia». Ingeniería de aguas residuales. Madrid: Mc Graw-

Hill/Interamericana de España, SAU, 1995, p. 480-484.

METCALF; EDDY. «Mezclado del digestor». Ingeniería de aguas residuales. Madrid: Mc Graw-

Hill/Interamericana de España, SAU, 1995, p. 934-938.

PAGILLA, K.R. [et al.]. «Causes and Effects of Foaming in Anaerobic Sludge Digesters». Water

Science Technology. Vol. 36, núm. 6-7 (1997), p. 463-470.

QUIJADA, E. «Digestión anaerobia de fangos». Vol. II, Tema 14. Curso sobre tratamiento de

aguas residuales y explotación de estaciones depuradoras. Madrid: CEDEX, 1994.

SOBRADOS, L. «Digestión anaerobia de fangos». Curso sobre tratamiento de aguas residua-

les y explotación de estaciones depuradoras. Vol. II, Tema 19. Madrid: CEDEX, 2002.

UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. «Anaerobic Sludge Digestion Operations Manual».

[Cincinnati: National Service Center for Environmental Publications] (febrer de 1976), p. 2-22.

WESTLUND, A.D. [et al.]. «Foaming in Anaerobic Digesters Caused by Microthrix Parvicella».

Water Science Technology. Vol. 37, núm. 4-5 (1998), p. 51-55.

224

SEGURETAT I NORMATIVES

ESPAIS CONFINATS: CONCEPTESBÀSICS I PRAXI

Germán Ramírez i González,1 Àngel Perati i Lloan,2 CarlesCamós i Gassó3 i Salvador Martorell i Sampera3


(2) Aigües de Catalunya, SA ([email protected])

(3) AUDING, SA ([email protected])

RESUM

Els accidents es manifesten sempre com una seqüència d’esdeveniments irrepetibles.

L’anàlisi de les col·leccions de casos, però, revela que la major part dels accidents enregis-

trats en els espais confinats s’haurien pogut evitar si s’haguessin seguit els protocols

adequats. En el present treball es revisen els factors de risc que es poden trobar en els

espais confinats i les mesures preventives que cal adoptar per prevenir-los.

INTRODUCCIÓ

Els espais confinats es defineixen com recintes que tenen els accessos d’entrada o sortida

restringits o una ventilació natural desfavorable i que no han estat projectats per ser ocupats

d’una manera continuada (NTP 223).

Els espais confinats es classifiquen d’acord amb les seves característiques físiques com a:

a) Espais oberts per la part superior, però amb una fondària que dificulta la ventilació

natural (cubs, pous, dipòsits, etc.)

b) Espais amb una obertura d’entrada i sortida molt petita (reactors, tancs, gasòme-

tres, túnels, clavegueres, bodegues, etc.)

I atès el risc existent o potencial que impliquen per a la vida dels treballadors com a:

a) Classe A: espais on hi ha un risc greu i imminent per a la vida (gasos tòxics, absèn-

cia de O2, etc.)

227


b) Classe B: espais on hi ha un perill potencial, no imminent

c) Classe C: amb perills normals potenciats pel recinte

MOTIUS D’ACCÉS ALS ESPAIS CONFINATS

En general es justifiquen per la necessitat d’efectuar determinats treballs d’inspecció, de reparació,

de manteniment (neteja, pintura), o d’altres que es caracteritzen perquè són inusuals o irregulars.

RISCOS GENERALS EN ELS ESPAIS CONFINATS

Són aquells que al marge de la perillositat de l’atmosfera interior són inherents a les carac-

terístiques del lloc de treball:

a) Riscos mecànics: equips que es posen en marxa accidentalment

b) Riscos d’electrocució per contactes amb elements metàl·lics amb tensió

c) Accidents de trànsit provocats per col·lisió amb els registres d’accés

d) Caigudes al mateix nivell o a diferent nivell per relliscades, etc.

e) Caiguda d’objectes a l’interior

f) Ambient físic agressiu (substàncies corrosives, virus, etc.)

g) Fatiga (riscos posturals, humitat, calor, etc.)

h) Problemes de comunicació

i) Risc d’ofegament per inundació de l’espai

RISCOS ESPECÍFICS

Són els derivats de les condicions especials en què es desenvolupa el treball i que són ori-

ginats per una atmosfera perillosa. També són inherents a les sales de deshidratació de

fangs, sales de bombes i sales de pretractament amb deficient renovació d’aire:

a) Asfíxia

b) Incendi i explosió

c) Intoxicació

Asfíxia

Resulta de la manca d’oxigen a escala cel·lular, a conseqüència del seu esgotament o del228

seu desplaçament per altres gasos.

El valor normal de O2 a l’aire és del 21%. Si aquest valor disminueix apareixen símptomes

d’asfíxia. Les conseqüències de l’exposició a una atmosfera deficitària en oxigen són:

Taula 1

Incendi i explosió

En un recinte confinat, és fàcil que es formin atmosferes inflamables a causa de:

a) L’evaporació de dissolvents de pintura

b) Restes de líquids inflamables

c) Reaccions químiques (formació de metà)

El risc es consolida quan hi ha gas, vapor o pols combustible a l’ambient i la seva concen-

tració excedeix els límits d’inflamabilitat. Els espais confinats es tornen molt perillosos quan

la concentració de substàncies inflamables és superior al 25% del límit d’inflamabilitat.

Intoxicació

La concentració a l’aire de productes tòxics per sobre de determinats límits d’exposició pot

produir intoxicacions agudes o malalties (VLA, TLV).

Les substàncies tòxiques en un recinte confinat poden ser:

a) Gasos

b) Vapors

c) Pols fina en suspensió

L’aparició de l’atmosfera tòxica pot ser deguda a l’existència d’un contaminant en el recinte

o a la formació de subproductes a conseqüència de l’operació que es realitza.

ESPAIS CONFINATS: CONCEPTES BÀSICS I PRAXI

229

[O2] % Temps expos. CONSEQÜÈNCIES

21 Indefinit Concentració normal d’oxigen a l’aire

20,5 no definit Concentració mínima per entrar sense equips de subministrament d’aire

18 no definit Problemes de coordinació muscular i acceleració del ritme respiratori

17 no definit Risc de pèrdua de coneixement sense cap signe precursor

12-16 seg. a min. Vertigen, mal de cap, dispnea i alt risc d’inconsciència

6-10 seg. a min. Nàusees, pèrdua de coneixement seguida de mort en 6-8 minuts


La intoxicació que pot ser aguda quan la concentració del tòxic és elevada a concentracions

baixes pot tenir conseqüències més difícils de detectar, atesa la durada limitada d’aquest tipus

de treballs. Altrament, si les exposicions són repetitives poden originar malalties professionals.

En tractar els riscos d’intoxicació cal incloure els problemes associats a les atmosferes irri-

tants i corrosives, com ara les que poden provocar el clor, l’àcid clorhídric, l’amoníac, etc.

Només per a algunes substàncies com ara CO2, SH2, Cl2 i NH3, es coneixen les concentra-

cions que produeixen efectes letals i danys funcionals a òrgans dels éssers humans.

S’ha de remarcar l’efecte narcotitzant d’alguns contaminants com el SH2, el qual fa olor

d’ous podrits en petites concentracions, però que passa inadvertit a concentracions més

grans i pot ocasionar intoxicacions mortals.

També cal destacar la perillositat d’aquells contaminants com ara el monòxid de carboni

(CO), que no es poden detectar olfactivament.

CAUSES FREQÜENTS DELS ACCIDENTS

Asfíxia

a) Per consum d’oxigen per fermentació de materials orgànics diversos a l’interior de

recipients; treballs de soldadura, escalfament, tall, etc., o per absorció, per exem-

ple en els llits filtrants de carbó actiu humit en reparació de dipòsits de filtració

d’aigua, o per oxidació de la superfície metàl·lica interior de tancs.

b) Per desplaçament de l’oxigen per emanació de diòxid de carboni (CO2) en fermen-

tacions orgàniques aeròbiques en clavegueres, tancs d’emmagatzematge, pous,

túnels, cubs, tines de vi, sitges de cereals, etc.

c) Per emanació de metà (CH4) producte de fermentacions orgàniques anaeròbiques

en fosses sèptiques, xarxes de clavegueram, digestors anaeròbics en EDAR, etc.

d) Per utilització de gasos inerts en operacions de purga o neteja de dipòsits no ven-

tilats posteriorment.

Incendi i explosió

a) Per acumulació de substàncies combustibles o atmosfera inflamable amb focus

locals: aportació d’oxigen per «millorar» la qualitat de l’aire respirable a l’interior dels

tancs, utilització d’oxigen o aire comprimit en equips de bombament especial per

230

al transvasament de líquids inflamables.

b) Alliberament de productes inflamables de la superfície de dipòsits després del bui-

datge, car es coneixen casos d’accidents on una neteja insuficient no va evitar

l’alliberament dels gasos absorbits per les parets de recipients metàl·lics.

c) Atmosfera inflamable amb focus d’ignició diversos: emanació de productes infla-

mables absorbits a la superfície interna dels recipients, vapors de dissolvents

utilitzats en treballs de pintura.

d) Reaccions químiques que originen gasos inflamables. L’àcid sulfúric diluït reacciona amb

el ferro i desprèn hidrogen. El carbur càlcic amb contacte amb aigua genera acetilè.

e) Treballs de soldadura o oxitall en recintes que continguin o hagin contingut subs-

tàncies inflamables.

f) Descàrregues electrostàtiques en el transvasament de líquids inflamables, opera-

cions de càrrega i descàrrega, i transport de pols combustibles.

Intoxicacions

a) A conseqüència de reaccions perilloses amb generació de gasos tòxics. Algunes

de les més significatives són: alliberament de gas sulfhídric a través de la reacció

de sulfurs amb àcids, xarxa general d’evacuació d’aigües d’indústries d’adoberia,

en la qual conflueixen residus de sulfurs i àcid cròmic, neteja de dipòsits o cister-

nes que continguin restes de sulfurats amb productes àcids, etc.

S’han produït accidents a partir del sulfur i la utilització posterior de substàncies àci-

des com a agents desincrustants i de neteja. Altres reaccions perilloses de similars

característiques són: la dels productes cianurats amb qualsevol àcid, que allibera

gas cianhídric, les d’alliberament de gas clor per la reacció de qualsevol àcid amb

hipoclorit sòdic (lleixiu) en treballs de neteja, o les d’alliberament d’òxid nitrós per la

reacció de substàncies oxidants com els nitrits amb contacte amb substàncies

orgàniques.

b) Presència de monòxid de carboni (CO) en recintes en què s’hagin produït proces-

sos de combustió incompleta. Per exemple, en els recintes on s’utilitzen bombes

de transvasament amb motor de combustió interna, etc.

c) Substàncies tòxiques generades durant el treball: treballs de soldadura i oxitall. Es

coneixen casos d’accidents per efectuar aquest tipus de treballs sobre acer inoxi-

dable, com, per exemple, el tall de perns amb contingut en cadmi.

d) L’ús de dissolvents orgànics en desgreixatge i neteges: aplicació de recobriments


231


protectors a l’interior de dipòsits.

e) L’existència de substàncies tòxiques en el recinte procedents del mateix procés

productiu o de residus.

MESURES PREVENTIVES PER AL CONTROL DELS TREBALLS ENATMOSFERES PERILLOSES

Autorització d’entrada al recinte

És la base de tot pla d’entrada a un espai confinat. És recomanable que aquest sistema

d’autorització quedi reflectit en tipus llista de control en la qual s’especifiquin les condicions

en què s’ha de fer el treball i els mitjans que cal utilitzar.

Aquesta autorització ha de ser complementada amb un procediment de treball que pot ser

incorporat al document d’autorització o, si l’operació és repetitiva, com a normativa de tre-

ball prèviament establerta. En tot cas, cal detallar:

a) Els mitjans d’accés al recinte (escales, plataformes, etc.).

b) Les mesures preventives que cal adoptar durant el treball (ventilació, control conti-

nuat de l’atmosfera interior, etc.).

c) Els equips de protecció personal que cal emprar (màscares respiratòries, arnès i

corda de seguretat, etc.).

d) Els equips de treball que s’han d’utilitzar (material elèctric i sistema d’il·luminació

adequat i protegit, entre altres).

e) Les mesures de vigilància i control de l’operació des de l’exterior.

Aquesta autorització ha d’estar signada pels responsables i únicament és vàlida per a una

jornada de treball. El format ha de ser semblant al de la pàgina següent.

232

Figura 1. Model d’autorització de treball. Formulari

Mesuraments d’avaluació de l’atmosfera interior

Els mesuraments s’han de fer abans de l’execució dels treballs i mantenir-se de manera con-

tinuada mentre durin aquests treballs i sigui possible una variació de l’atmosfera interior. Els

mesuraments s’han de fer des de l’exterior i amb seguretat. Cal prestar una especial aten-

ció als racons i als espais morts. Generalment es fan servir equips de mesurament directe,

però, per a exposicions amb possibles efectes crònics, cal fer servir equips de mostreig. Les

referències i les precaucions bàsiques que cal tenir en compte són:

a) Mesurament d’oxigen: mai no pot ser inferior al 20,5%.

b) Mesurament d’atmosferes tòxiques: s’han de fer servir detectors específics de gas

o vapor tòxic. Es poden fer servir bombes manuals de captació amb tubs colori-


233


mètrics específics. L’ús de màscares es limita a treballs de curta durada i de baixes

concentracions i detectables per l’olfacte.

c) Mesura d’atmosferes inflamables: s’han de fer servir explosímetres calibrats.

Aquests equips han de disposar d’un sensor capaç d’emetre senyals visuals i

acústiques. Els mesuraments han de ser continus quan es pugui superar el 5% del

límit d’inflamabilitat. Cal vigilar escrupolosament els possibles focus d’ignició.

Aïllament de l’espai confinat davant de riscos diversos

Mentre es fan els treballs, s’ha de garantir que seran completament aïllats davant de dos

tipus de riscos: el subministrament energètic intempestiu que posi en marxa elements mecà-

nics mitjançant elements d’enclavament inviolables i l’afluència de substàncies per pèrdues

o fugues tot taponant les canonades per evitar fuites.

Senyalització i bloqueig

S’ha d’indicar amb informació clara i permanent que s’està treballant a l’interior per tal que

els elements de bloqueig no siguin manipulats. A més a més, cal adoptar mesures específi-

ques per garantir que el desbloqueig només pot ser efectuat per les persones responsables

de l’operació amb l’ajut d’eines específiques.

Vigilància externa continuada

Es requereix un control total des de l’exterior, en especial de l’atmosfera que es genera, per

mitjà d’una persona perfectament instruïda que estigui situada a l’exterior i que en tot

moment es mantingui en contacte visual o en comunicació efectiva. Aquesta persona és la

responsable de les actuacions d’emergència.

El personal de l’interior ha d’estar perfectament subjecte amb arnès i corda, i exteriorment

cal disposar d’elements de protecció (equips de respiració d’emergències, extintors, etc.).

Ventilació

És la mesura preventiva bàsica per garantir la innocuïtat de l’atmosfera interior, tant abans

de la realització dels treballs com durant l’execució d’aquests treballs.

La ventilació forçada depèn de les característiques de l’espai, del tipus de contaminant i del

nivell de contaminació existent.234

Els circuits de ventilació han de ser estudiats amb deteniment perquè compleixin la seva funció.

Si és factible la producció de substàncies perilloses durant el treball, és necessari eliminar-

les mitjançant extracció localitzada o per dilució.

La velocitat de l’aire no ha de ser inferior a 0,5 m/s al nivell en què es trobi l’operari.

Tots els equips de ventilació han d’estar connectats equipotencialment a terra, juntament

amb l’estructura de l’espai, si és metàl·lica.

Mai no es pot fer servir oxigen per ventilar un espai confinat.

Cal tenir una cura especial amb el recobriment interior dels recipients, ja que si la superfície

d’evaporació és molt gran es podrien cometre errades en els mesuraments, i és necessari

calcular amb un ampli marge de seguretat el cabal d’aire que cal aportar i la forma de la seva

distribució per compensar la contaminació per evaporació que, a més a més, el mateix aire

afavoreix.

FORMACIÓ I ENSINISTRAMENT

Per a aquests treballs s’ha de seleccionar personal apropiat que no sigui claustrofòbic, ni

tampoc temerari, que estigui en bona forma física i mental i preferiblement tingui menys de

50 anys.

Tot el personal que intervingui ha de ser instruït i format en:

Procediments de treball específics, que en cas de ser repetitius s’han de normalitzar.

Riscos que poden trobar (atmosferes asfixiants, tòxiques, inflamables o explosives) i

les precaucions necessàries.

Utilització d’equips d’assaig de l’atmosfera.

Procediments de rescat i evacuació de víctimes, com també de primers auxilis.

Utilització d’equips de salvament i de protecció respiratòria.

Sistemes de comunicació entre l’interior i l’exterior amb instruccions detallades sobre

la seva utilització.

Tipus adients d’equips per a la lluita contra incendis i les seves normes d’ús.


235

És bàsic la realització de pràctiques i simulacres periòdics de situacions d’emergèn-

cia i rescat.

BIBLIOGRAFIA

ALLISON, W. «Confined space fatalities: Are priorities for preventive actions based on facts or

emotions?». Professional Safety (març de 1986) p. 23-27.

BLACBURN, A.G. «Working in Confined Spaces». The Safety Practitioner (agost 1986), p. 19-22.

DONAHUE, M.L. «Confined Space Entry. A Neglected Area of Training». Fire Engineering,

(novembre 1983), p. 16-23.

DUVAL. H. [et al.]. «Améliorer les conditions de travail dans les vides sanitaires». Cahiers des

Comités, 2 (1983), p. 65-71.

FEINER, B. «Health Hazards in a Confined Space». Dangerous Properties of Industrial

Materials Reports, p. 16-23.

GONZÁLEZ, P.; TURMO, E. «Trabajos en recintos confinados» NTP 223. Centro Nacional de

Condiciones de Trabajo. 1988. (Col·l. INSHT).

HAMILTON, M. «Working in a Confined Space». Industrial Safety Data File, p. 6.

INRS [INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE ET SÉCURITÉ]. «Risques liés au travail en espace confi-

né» ND 1317-103-81 Cahier de Notes Documentaires, núm. 103, 2n trimestre (1981), p.

229-238.

INRS [INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE ET SÉCURITÉ]. «Ventilation des espaces confinés». Guide

pratique de ventilation, núm. 8. Ref. ED 703. Cahiers de Notes Documentaires, núm. 127,

2n trimestre (1987), p. 161-169.

KRIVAN, S. P. «Confined space entry: Can the deaths and injuries be eliminated?» Professional

Safety, (setembre 1982), p. 15-19.

NIOSH [NATIONAL INSTITUTE FOR OCCUPATIONAL SAFETY AND HEALTH]. Alert. Request for

Assistance in Preventing Occupational Fatalities in Confined Spaces. Cincinnati: NIOSH,

gener 1986, p. 11.


236

ROSPA [ROYAL SOCIETY FOR THE PREVENTION OF ACCIDENTS]. «Normas para el trabajo en espa-

cios confinados». Prevention Express, núm. 121 (octubre 1985), p. 7-11.


237

ESPAIS CONFINATS:PROPOSTA DE GESTIÓ DE RISCOS

Casiano González Flórez,1 Carles Camós,2 Salvador Martorell 2i Germán Ramírez González 3

(1) ISOLUX WAT SA ([email protected])

(2) AUDING SA ([email protected])


RESUM

En aquest treball, es revisen breument algunes dades epidemiològiques bàsiques que es

poden trobar en els registres de les tres grans agències nord-americanes consagrades a

l’estudi, la regulació i el control dels accidents laborals OSHA, NIOSH i EPA, i s’elabora una

proposta de gestió dels riscos associats a la incapacitat d’identificar-los adequadament, ja

que aquesta és la causa de la major part dels accidents greus que es registren en aquests

indrets.

INTRODUCCIÓ

En els espais confinats poden ocórrer accidents molt greus. No obstant això, com que la

possibilitat que es produeixin és tan baixa, no és possible fonamentar estudis epidemiolò-

gics amb les dades generades pel nostre entorn. Per tant, quan hom vol aprendre a

gestionar aquest risc major, no té cap més alternativa que dirigir la mirada cap a altres fonts.

I en fer-ho i comparar el treball fet en altres àmbits, cal admetre que, pel que fa a aquest

aspecte cardinal de la seguretat, encara som davant d’un problema de formació d’assigna-

tura.

En el present treball es revisen breument algunes dades epidemiològiques bàsiques que

poden trobar-se en els registres de les tres grans agències nord-americanes consagrades a

l’estudi, la regulació o el control dels accidents laborals: l’OSHA, la NIOSH i l’EPA. S’elabora

una proposta de gestió dels riscos associats a aquests espais que té en compte tant les pro-

postes específiques desenvolupades per aquestes irreemplaçables institucions com les

assajades per les indústries que els han servit de model.

239


ASPECTES EPIDEMIOLÒGICS

El material del qual emana la gestió de la seguretat en els espais confinats és l’estudi epide-

miològic. Entre els treballs recents, la millor guia per introduir-se en aquest camp és la d’A.

J. SURUDA et al. (1994), i entre els darrers estudis epidemiològics destaca per la seva trans-

cendència el treball de la NIOSH (FACE, 1994). Ambdós texts es lliuren junts en NIOSH

(1994) i són fàcils d’aconseguir a la web.

La investigació del programa FACE abasta 70 accidents ocorreguts en espais confinats entre

finals del 83 i finals del 93, en els quals sucumbiren un total de 109 persones. En prop de la

meitat dels accidents morí una sola persona, i en la resta –55% dels casos–, dues o més.

La gran part d’incidents foren per dèficit d’oxigen (43%) o intoxicació (29%), mentre que un

21% es produïren a conseqüència de descàrregues d’energia elèctrica, mecànica o hidràu-

lica, de caigudes o d’ofegaments. De les nombroses dades que proporciona l’estudi, val la

pena destacar-ne dues, que estan relacionades perquè tenen a veure amb l’experiència i la

formació dels treballadors.

La primera indica que hi una relació inversa entre els accidents mortals i els anys d’expe-

riència dels treballadors, car una part important dels accidents afectaren operaris amb

menys de cinc anys d’experiència. L’altra, tant o més important, és que hi ha una relació

semblant entre accidents i formació (vegeu figura 1): «Poques de les víctimes havien rebut

entrenament específic per entrar en els espais confinats: al 34% no se’ls havia proporcionat

cap mena de formació, el 41% tenien la formació que havien adquirit tot fent la feina, un 19%

havien rebut una formació general mitjançant cursets o manuals –que és la situació en què,

en el millor dels casos, ens trobem nosaltres–, i només un 6% de les víctimes havien rebut

formació específica relativa als espais confinats». D’altra banda, cap dels empresaris no tenia

un sistema de classificació i control de l’accés als espais confinats, i rara vegada s’advertí

del risc amb cartells indicadors.

L’estudi demostra que l’etiologia del problema és multifactorial, però llargament previsible ja

que els factors que en gran mesura contribuïren a la mort dels treballadors foren bàsicament

dos: i) la incapacitat de reconèixer els riscos associats als espais confinats, i ii) la imprevisió

i la incompetència en efectuar les operacions de rescat.

En el present treball es presenta una proposta de gestió dels riscos derivats del primer d’a-

quests problemes.

240

Figura 1. Font: NIOSH (1994)

MATERIAL I MÈTODES

La identificació dels espais –tots els de l’EDAR d’Agramunt– s’ha fet seguint estrictament la

definició més comuna d’aquests espais (G. RAMÍREZ et al., 2003). Altrament, també s’han tin-

gut en compte les tipologies a què es fa referència en els estudis epidemiològics,

circumstància que tot i la recomanació del MOP SM-1 (1994) deixa fora les cambres pulmó

i les sales de deshidratació, perquè en cap de les col·leccions de casos utilitzades es fa refe-

rència a aquests indrets, que en tants aspectes són parangonables.

Els espais s’han classificat genèricament d’acord amb dos atributs segons els criteris

següents:

Taula 1. Tipus d’espai confinat

ESPAIS CONFINATS: PROPOSTA DE GESTIÓ DE RISCOS

241

I D’obertura superior i fondàries que poden restringir el moviment natural de l’aire

II Espais tancats amb accessos petits


Els riscos que en cada cas s’han considerat són:

Taula 2. Riscos considerats

Finalment, s’han establert pautes d’avaluació dels riscos. En fer-ho, convencionalment hom

disposa de dues possibilitats. Classificar-los com a:

Taula 3. Classificació dels espais confinats

242

Classe A Espais on existeix un risc greu i imminent per a la vida

Classe B Espai perillós, però en què el risc no és manifest

Classe C Espai en què el risc és potencial

Atmosferes Inflamables

perilloses Tòxiques

Irritants

Asfixiants

Contaminants biològics

Riscos Mecànics i elèctrics

generals Problemes de comunicació

Ofegament

Engoliment

Atrapament

Lliscament

Evacuació i rescat

Físics: vibracions i sorolls

Animals Rosegadors, mosquits, etc.

o com a:

Taula 4. Classificació dels riscos en els espais confinats

En la nostra entrega s’ha optat per la darrera opció, per dues raons: i) perquè actualment,

cada vegada més es tendeix a no classificar els espais d’acord amb criteris de classe pre-

establerts, a favor de criteris singularitzats pels responsables de seguretat, i ii) hi ha espais

que, en certes circumstàncies, s’han de considerar de classe A, com ara un tanc d’emma-

gatzemament de fang quan està ple, o com a classe B, quan està buit, i aquesta

circumstància pot originar confusió.

Pel que fa al control dels accessos, s’ha seguit el criteri convencional

Taula 5. Controls d’accés

IDENTIFICACIÓ DELS ESPAIS CONFINATS: RESULTATS I DISCUSSIÓ

A l’EDAR i a l’estació d’impulsió d’Agramunt s’han identificat tretze espais confinats (vegeu

figura 2): deu a l’EDAR i tres a l’estació d’impulsió. La tipologia d’aquests espais és:

Taula 6. Tipologia dels espais confinats del sistema de sanejament d’Agramunt


243

I Alt risc

II Baix risc

I Accés no restringit

II Accés només amb autorització per escrit

Tipus d’espai Nre. d’espais Descripció Risc Accésconfinat

I 1 tamís de fins alt amb autorització escrita

I 4 cambra seca alt amb autorització escrita

I 4 arqueta d’aigua alt amb autorització escrita

I 3 arqueta de fangs alt amb autorització escrita

II 1 dipòsit de fangs alt amb autorització escrita


En avaluar la feina que representa la gestió d’aquests indrets, cal tenir en compte que el

nombre de vegades per any que cal entrar en els espais confinats és de:

Taula 7. Nre. d’entrades per any244

Figura 2

Espai Nre. entrades per any

Desbast de fins 1 vegada en 3 anys

Arqueta de repartiment Mai

Arqueta de sortida d’aireig Mai

Arqueta d’aigua de serveis Diari

Arqueta de sortida de surants Ocasionalment

Arqueta de recirculació i purga Mai

Arqueta de buidat de biològic Mai

Arqueta de buidat dels centrifugats Mai

Dipòsit de fangs Mai

Arqueta de fangs centrífuga Diari

Pou d’impulsió 1 vegada en 3 anys

Arqueta de vàlvules Sovint

Arqueta d’aïllament Mai

A fi de fer accessible la informació relativa al control i a la gestió dels riscos que cal assumir

en els espais confinats, cadascun dels espais identificats s’ha projectat sobre un plànol de

la instal·lació (figura 3) per tal d’impedir que: i) els treballadors puguin entrar inadvertidament

en espais confinats sense tenir consciència clara dels riscos que poden haver d’afrontar, o

ii) que ho facin sense l’autorització escrita i la presència dels responsables de seguretat i del

personal de suport. D’altra banda, cada punt del plànol s’ha activat tot vinculant-lo a una

fitxa específica (figura 4), en la qual es classifica i es qualifica l’espai, s’enumeren els riscos i

s’estableixen les restriccions d’accés.

Figura 3

Figura 4


245


La identificació, classificació, avaluació i senyalització de tots els espais confinats de les ins-

tal·lacions de sanejament:

I. Introdueix una gran seguretat car, en revisar les col·leccions d’accidents mortals

publicades, seria difícil trobar un sol cas d’accident en què s’haguessin fet les

coses ben fetes.

246

I D’obertura superior i fondàries que poden restringir el moviment natural de l’aire

Elements electromecànics

II Espais tancats amb accessos petits

Elements electromecànics

Atmosferes Inflamables

perilloses Tòxiques

Irritants

Asfixiants

Contaminants biològics

Riscos Mecànics i elèctrics

generals Problemes de comunicació

Ofegament

Engoliment

Atrapament

Lliscament

Evacuació i rescat

Físics: vibracions i sorolls

Animals Rosegadors, mosquits, etc.

I Alt risc

II Baix risc

II. En regular l’accés als espais controlats permet protegir millor els operaris joves o

inexperts, que són els que corren els riscos més grans.

III. La seguretat esdevé menys dependent de les competències personals.

IV. Finalment, permet resoldre els problemes d’atribució de responsabilitats, car el sis-

tema permet diferenciar els problemes de negligència o incompetència dels

responsables de seguretat, dels d’imprudència dels operaris.

BIBLIOGRAFIA

FACE [FATALITY ASSESSMENT AND CONTROL EVALUATION] «Summary Reports, 1983-1993:

Confined Spaces». A: Worker Deaths in Confined Spaces. A summary of NIOSH Surveillance

and Investigative Findings. Cincinnati: U.S. Department of Health and Human Services.

Public Health Service NIOSH, 1994.

MOP. Safety and Health in Wastewater Systems. Manual of Practice 1. Alexandria: WEF,

1994.

RAMÍREZ, G. [et al.]. I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores d’Aigües

Residuals. Barcelona: Agència Catalana de l’Aigua, 2003.

SURUDA, J. [et al.]. «Epidemiology of Confined Space Related Fatalities». A: Worker Deaths in

Confined Spaces. A summary of NIOSH Surveillance and Investigative Findings. Part II.

Cincinnati: U.S. Department of Health and Human Services. Public Health Service NIOSH,

1994.


247

CONFIGURACIÓ DEL PLA DE PREVENCIÓDE RISCOS LABORALS. PANORAMA

NORMATIU SOBRE SEGURETAT I SALUTLABORAL DE LES ESTACIONS

DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

Carles Brugada i SubirósGrup Agbar – Sector Aigua i Sanejament (SOREA) ([email protected])

RESUM

L’aparició de la Llei de prevenció de riscos laborals, el 8 de novembre de 1995, i tot el seu

ampli desenvolupament normatiu en forma de reials decrets han comportat una exigència

més gran en el compliment de les normatives de seguretat i salut laboral per part de les

empreses que, ni de bon tros, no ha estat ni és una tasca fàcil. Tenint en compte aquest

aspecte de compliment legal, a més d’altres que tenen una importància vital en el món de la

seguretat i la salut laboral (protecció i prevenció de les persones en la feina diària, millora de

les condicions de treball, canvi de cultura, etc.), es fa necessari definir un pla que ens per-

meti aconseguir els nostres objectius.

En general, l’exposició se centra en la manera com ha de ser aquest pla com a mitjà que

ens permetrà establir els nostres objectius generals, a cadascun dels quals seguirà la deter-

minació d’unes fites concretes i, si és possible, quantificables, les activitats necessàries

(camí que cal seguir) que ens permetran aconseguir les nostres fites, la seva programació en

el temps amb un horitzó anual (calendari) i, finalment, la dotació de recursos (econòmics i

humans), sense oblidar mai quines persones o entitats són les responsables de portar-les a

terme.

Es farà una breu relació amb les principals novetats que s’han d’incloure en aquest pla amb

l’aparició del Projecte de llei de reforma del marc normatiu de la prevenció de riscos laborals

(Butlletí Oficial de les Corts Generals, Congrés dels Diputats, de 23 de juliol de 2003).

D’altra banda, es presentarà un resum de l’ampli ventall normatiu existent en la prevenció de

riscos laborals, que s’ha de tenir en compte per definir el nostre pla de prevenció.

249


INTRODUCCIÓ

La prevenció de riscos laborals (PRL), igual que les diferents activitats que porta a terme

l’empresa, és un procés que cal sistematitzar donades les obligacions de la normativa vigent

i que contribueix a una millora de les condicions de treball dels nostres empleats, com també

a una reducció dels accidents laborals. Tot aquest procés és multidisciplinari, ja que afecta

els àmbits tecnicooperatiu, organitzatiu, legal, de qualitat i de recursos humans.

El Projecte de llei de reforma de la llei de prevenció de riscos laborals, aprovat el 18 de juliol

de 2003 pel Consell de Ministres, és una referència en el contingut d’aquest text, donat el

seu impacte a l’empresa, ja que persegueix els objectius generals següents:

1. Combatre la sinistralitat laboral d’una manera activa.

2. Fomentar una autèntica cultura de la prevenció dels riscos en el treball, que asse-

guri el compliment efectiu i real de les obligacions preventives i en deixi de banda

el compliment formal o documental.

3. Integrar la prevenció de riscos en els sistemes de gestió de l’empresa.

4. Millorar el control del compliment de la normativa de prevenció de riscos a través

del reforçament de la funció de la vigilància i el control del sistema d’inspecció.

Cal destacar en aquest text l’obligació que té l’empresa de posar en pràctica un pla de pre-

venció de riscos laborals, encara que ja estava previst en els articles 1 i 2 del Reglament dels

serveis de prevenció.

El que es pretén fer tot seguit és destacar que la integració de la PRL sigui tractada com un

projecte viu, amb la definició d’un horitzó temporal, una especificació clara dels objectius o

del seu abast, un pressupost preestablert i una organització per portar-lo a terme.

Igual que altres projectes de diferent naturalesa, aquest pla tindrà èxit si:

1. S’aconsegueix l’objectiu o els objectius previstos en la millora de les condicions de treball.

2. Es fa en el temps estipulat.

3. Es duu a terme amb els recursos previstos (pressupost, mitjans i persones).

La prevenció ha de ser tractada com un projecte continuat dins de l’activitat diària de l’em-

presa, de manera sistemàtica, i, per tant, ha d’estar sustentada en un procés que es defineix

a continuació, on el pla és un dels documents clau.

250

FASE I. REVISIÓ O AUDITORIA DE LA PREVENCIÓ

La direcció de l’empresa ha de tenir molt clar cap on vol anar i, per això, és necessari saber de

quin punt partim. Això fa necessari dur a terme un estudi de l’empresa i de les activitats que

desenvolupa per veure la interrelació amb la prevenció de riscos laborals, a través d’una audi-

toria o revisió global del sistema, amb l’objectiu de detectar les desviacions entre la situació

actual i la desitjada (prenent com a referència la normativa en vigor), generant oportunitats de

millora. En l’annex 1 es presenta un recull de la normativa que s’ha de tenir en compte.

És molt important que es defineixi un responsable o comitè que lideri la posada en pràcti-

ca d’aquest exercici, que estigui completament compromès amb l’objectiu perseguit i que,

com a cosa imprescindible, tingui el suport sòlid de la direcció, ja que moltes decisions

estaran sota la seva dependència.

Aquest procés de revisió és iteratiu en finalitzar la posada en pràctica del pla i no sempre

serà necessari tornar a fer una auditoria, encara que és un exercici sa que es pot desenvo-

lupar cada dos anys, depenent de la complexitat trobada (sense oblidar l’obligació de fer-la

cada cinc anys per una entitat autoritzada, segons el model organitzatiu que hagi escollit

l’empresa i que es descriu en el Reglament dels serveis de prevenció).

Fent un símil amb la definició de projecte d’innovació establerta en la norma UNE 166001,

un projecte de prevenció de riscos laborals és aquell que no va destinat a solucionar el cicle

habitual de negoci ni les urgències del dia a dia, sinó a sostenir o millorar considerablement

les condicions de treball de l’empresa a mitjà termini.

FASE II. ESTABLIMENT DE NECESSITATS

El resultat de la fase anterior ens haurà determinat tot un seguit de necessitats i oportunitats

que cal cobrir en matèria de seguretat i salut i que caldrà ordenar-les i classificar-les segons

la seva naturalesa. Una primera ordenació de necessitats podria estar vinculada als apartats

següents:

1. Política i organització preventiva

2. Avaluació de riscos i planificació

3. Mesures o activitats per eliminar o reduir els riscos

4. Activitats per controlar els riscos

CONFIGURACIÓ DEL PLA DE PREVENCIÓ DE RISCOS LABORALS.PANORAMA NORMATIU SOBRE SEGURETAT I SALUT LABORAL DE LES ESTACIONS DEPURADORES D’AIGÜES RESIDUALS

251

5. Coordinació, projectes, obres i contractació

6. Actuacions enfront d’accidents i emergències

7. Sistema de documentació i legislació

FASE III. PRIORITZACIÓ I SELECCIÓ DE NECESSITATS

La priorització de la llista de necessitats és important, ja que no es podran atendre totes al

mateix temps. Així, alguns criteris per seleccionar-les són els següents:

Criteris financers: VAN, TIR, etc.

Criteris de cost: ordenats per ordre d’importància i escollint fins aquells que es

poden portar dins d’un pressupost anual destinat.

Criteris de capacitat: s’han de tenir en compte les limitacions de capacitat del per-

sonal implicat a portar a terme les activitats seleccionades, indicant-hi el nombre

d’hores necessàries per portar-les a terme i veient la possibilitat d’assumir aquests tre-

balls que hauran de compaginar-se amb les altres activitats que ja tenen assignades.

Criteris d’impacte i percepció dels treballadors: s’han de posar a l’abast dels tre-

balladors i/o els seus representants per seleccionar-los definitivament, ja que la seva

opinió pot ajudar a assolir-ne la consecució.

FASE IV. ESTABLIMENT D’OBJECTIUS ANUALS

Els objectius del projecte s’han de concretar en elements mesurables, que han de ser:

1. Específics i clars, per tal que qualsevol que els llegeixi els interpreti d’una manera similar.

2. Mesurables, amb indicació de la seva mètrica, per tal que posteriorment puguem

determinar si s’han assolit i en quin grau ho han fet.

3. Assolibles, no utòpics, però suficientment agressius per motivar l’equip en la seva consecució.

4. Rellevants per a la missió del projecte.

5. Definits en el temps, amb dates previstes de consecució clares.

Una col·lecció d’objectius ben definits i compartits per l’organització és una de les millors

maneres d’assegurar l’èxit del projecte.


252

FASE V. DEFINICIÓ DEL PLA

El document del pla de prevenció de riscos laborals ha d’estar correctament especificat pel

líder del projecte o pel seu comitè, ja que implica molts recursos de l’empresa, com ara el

personal, les instal·lacions, els pressupostos, etc. Per poder utilitzar aquests recursos d’una

manera efectiva, el director o coordinador del pla ha de tenir una llista perfectament definida

dels requeriments i els objectius que cal desenvolupar, com també de les fases d’actuació i

dels nusos de decisió necessaris per fer-ne el seguiment.

Les especificacions són el mitjà formal de comunicació entre les diferents persones, depar-

taments i proveïdors que intervenen en el pla. Al mateix temps, serveixen com a document

exigible per l’Administració competent o la Inspecció de Treball quan verifica el grau de com-

pliment de la gestió preventiva de l’empresa.

El pla és el millor instrument per poder deixar clarament explicat l’abast del projecte i és un docu-

ment dinàmic que es va actualitzant a mesura que es va completant. Sense un pla és impossible

poder contrastar els progressos aconseguits; així mateix, el pla és una eina essencial de seguiment.

El llistat d’apartats que ha de contenir un pla de prevenció de riscos laborals és el següent:

1. Identificació del pla: ha d’indicar d’una manera concisa allò que es pretén (aproxi-

madament, un màxim de 30 paraules).

2. Objectius del pla, traslladant-los si es creu convenient en fites més concretes per a

cadascun dels objectius.

3. Memòria descriptiva:

S’expliquen experiències anteriors per poder referenciar al lector els criteris de

selecció seguits pels òrgans de gestió per decidir llançar el pla. Es considerarà:

· Problema que cal resoldre: es definirà el problema concret que el pla pretén solucionar.

· Oportunitats que ofereix i importància per a les parts interessades.

· Estratègia per assolir els objectius previstos: resum de les principals activitats,

estimació de recursos i assignació de responsables.

· Normativa i legislació que pot afectar el pla: no tan sols a escala nacional sinó

també a escala autonòmica.

4. Abast:

Delimita clarament les fronteres fins on s’estén el pla i és un punt fonamental per

marcar el començament, el final i els desviaments que hi poguessin haver en el des-


253


envolupament o la implantació del pla.

És important definir l’abast tant per la seva part positiva (allò que el pla pretén fer)

com per la negativa (allò que no es preveu), amb l’objectiu d’explicar des d’un prin-

cipi aquelles suposicions no compartides entre els participants del pla que podrien

ser causa de discrepàncies importants posteriorment.

5. Estructura organitzativa de l’empresa (direcció general, caps de departament,

comandaments intermedis, etc.) amb el detall de les dependències.

6. Responsabilitats i funcions que té cada nivell de l’estructura per al desenvolupa-

ment del pla.

7. Procediments i processos per portar-lo a terme: reunions de seguiment i regles de

funcionament.

8. Planificació i programa

Aquesta secció és la que té més substància de la definició del pla i és, en poques

paraules, l’especificació real de la seqüència de treball.

Es descriurà:

· La seqüència detallada de les activitats que cal desenvolupar i de les fases de

què es componen, com també de les fites que cal assolir en cada fase i els

recursos assignats a aquestes fases.

· La planificació d’activitats en el temps. Interaccions entre fases o tasques del

projecte. Diagrames de flux (Gantt, PERT, etc.). Ha de tenir la durada estima-

da de cada fase, dates d’inici i final, responsables de portar-les a terme i

recursos i pressupost assignat en cas necessari. A tall d’exemple, en l’annex

2 hi ha un pla amb les seves activitats i dependències.

9. Recursos: poden tornar-se a especificar d’una manera més detallada i concreta,

encara que s’hagin associat anteriorment.

FASE VI. EXECUCIÓ I SEGUIMENT

Tots els plans pateixen desviacions. El més important és saber si aquestes desviacions són

significatives o no. Un bon seguiment i monitoratge ens permet determinar la importància

d’aquestes diferències amb el que s’havia planejat per tal de prendre les decisions oportu-

nes. Les reunions de seguiment i d’informació val la pena que siguin detallades en el pla de

prevenció de riscos com a activitats específiques.

254

Passos que cal fer per aconseguir un control amb èxit:

1. Utilitzi el programa de projecte (Gantt) com a element principal de coordinació del

projecte.

2. Monitori i actualitzi consistentment el programa. El programa que té penjat a

la paret del seu despatx no garanteix el compliment dels objectius. Per tal de ser

útil, cal actualitzar-lo regularment. És fonamental que aquest programa mostri l’es-

tat de progrés actual. Es tracta d’identificar i d’anticipar-se a desviacions en el

pressupost, en els terminis i en les tasques definides al programa inicial.

3. Recordi que la comunicació/informació és la clau per a un bon control. Mai

no és bo donar massa informació ni tampoc donar-ne massa poca. Cada persona,

dins de l’estructura organitzativa del seu pla, requereix informació amb diferents

nivells de detall. Els alts directius requereixen resums de progrés, mentre que els

membres operatius de l’equip exigiran una informació molt més detallada. Aquesta

informació també ha de ser entesa pels membres del Comitè de Seguretat i Salut

Laboral o pels delegats de prevenció.

4. Involucri’s. Independentment dels més sofisticats sistemes i mètodes de segui-

ment que tingui a la seva disposició, no deixi de verificar fins a l’últim detall. No hi

ha cap projecte d’èxit que no exigeixi un esforç més gran del director o coordina-

dor de projecte que de la resta dels integrants de l’equip.

5. Sigui flexible amb els canvis en temps d’execució, pressupost i plans de treball

per poder mantenir el pla dins dels paràmetres originals.

6. Documenti el progrés del pla i els canvis apareguts. Asseguri’s que aquesta infor-

mació arriba a totes les persones interessades, tant a la direcció com a tots els

integrants operatius de l’equip.

7. Aprofiti els avançaments de les activitats per començar abans una activitat

prevista. És a dir, no s’esperi als terminis del programa sempre que pugui anar

avançant una activitat. Això li permetrà aprofitar desviacions positives per compen-

sar-ne altres de negatives posteriors.

FASE VII. REVISIÓ

En acabar el pla, cal avaluar com s’ha desenvolupat per tal de documentar les experiències

(bones i dolentes) i tenir-les en compte en el pla de prevenció de riscos de l’any següent.


255

És important preveure, des de l’inici del pla, les tasques de finalització i incorporar també les

tasques d’avaluació i la possibilitat de congelar-lo abans que finalitzi.

En finalitzar un projecte, hem de considerar dues etapes diferents:

1) Finalització del pla

2) Anàlisi post mortem

Finalització del pla

En acabar un projecte cal verificar el compliment dels requeriments i dels lliuraments previs-

tos, tot acompanyant aquest procés amb un tancament administratiu i contractual que

garanteixi la satisfacció del client (intern o extern). La llista d’activitats inclou:

· Tancament administratiu, comptes, etc.

· Tancament del contracte amb proveïdors, si s’escau

· Recollida d’informació dels membres de l’equip i dels clients

· Anotació de les desviacions detectades i objectius no aconseguits

· Definició de nous objectius per al pla de prevenció següent

· Convocatòria d’una reunió de revisió del pla amb la direcció

· Reconeixement de la contribució de cada membre

· Preparació de la memòria de l’activitat preventiva desenvolupada

Anàlisi post mortem

L’anàlisi post mortem es fa en acabar el pla, amb l’ànim de revisar tot allò que ha tingut lloc

durant el pla i extreure’n lliçons que permetin millorar la planificació i l’execució de futurs

plans de prevenció.

Aquesta revisió ha de fer-se de manera inclusiva, amb tots els participants en el projecte,

sense evitar cobrir les zones o els departaments amb problemes o aquells participants que

puguin ser crítics. Cal animar a l’autocrítica, tot separant els aspectes personals (que cal

obviar) d’aquells que fan referència al pla. Cal utilitzar dades i fets, i no suposicions o rumors,

actuar de manera professional i documentar tot el que s’hagi revisat en un informe concís

per escrit.


256

La revisió es pot fer cronològicament, des de l’inici del projecte fins a la finalització, per eta-

pes, per departaments, o bé seguint qualsevol altra seqüència que permeti una revisió

ordenada i exhaustiva. Convé revisar l’execució del pla pel que fa a la consecució dels objec-

tius, el compliment dels terminis, l’ús de recursos, l’ús d’altres costos i la qualitat dels

resultats. L’anàlisi ha d’incloure una llista dels aspectes positius, com també d’aquells fets

dels quals l’equip estigui orgullós, dels aspectes que han fallat (tot intentant deduir les cau-

ses dels problemes i descrivint les respostes de l’equip) i de les situacions més frustrants, i,

també, un conjunt de recomanacions per a futurs plans.

CONCLUSIONS

La integració de la prevenció de riscos laborals ha de ser tractada com un projecte viu i que

tindrà èxit sempre que:

1. S’aconsegueixi l’objectiu o els objectius previstos en la millora de les condicions de

treball. Aquests objectius han de ser assolibles i compartits per tots els integrants

del pla, incloent-hi els representants dels treballadors.

2. Es faci en el temps estipulat. Hauran de definir-se dates d’inici i finalització de les

diferents activitats i plasmar-les en un programa (Gantt), identificant els responsa-

bles de portar-les a terme.

3. Es dugui a terme amb els recursos previstos (pressupost, mitjans i persones).

És imprescindible que el pla de prevenció de riscos laborals sigui liderat per persones clara-

ment identificades amb el suport total de la direcció. Com més temps dediquem a l’etapa

de la planificació, més temps estalviarem un cop començada l’execució del pla de preven-

ció de riscos.

És necessari fer un bon seguiment continuat i periòdic del pla per part de la direcció, com

també tenir una bona comunicació amb tots els participants i els representants dels treba-

lladors, adequada al detall oportú.

En el tancament del pla, han de revisar-se tots els aspectes positius i negatius per tenir-los

en compte en el disseny del pla de prevenció corresponent a l’any següent. La memòria

d’activitats en matèria preventiva és un bon referent per recollir tota aquesta informació, a

més de ser un document exigible per l’autoritat laboral.


257

BIBLIOGRAFIA

AZCUÉNAGA LINAZA, L.; APA [ASOCIACIÓN PARA LA PREVENCIÓN DE ACCIDENTES]. Gestión integrada

de la prevención de riesgos laborales: Guía de implantación, 1999.

BAUTISTA VALHONDO, J.; COMPANYS PASCUAL, R.; COROMINES SUBIAS, A. Gestió de projectes.

Barcelona: Edicions de la Universitat Oberta de Catalunya, 1998 (Col·l. Temes universitaris

bàsics; núm. 51)

BESTRATÉN BELLOVÍ, M.; MARRON M. A. [et al.] Gestión de la prevención de riesgos laborales

en la pequeña y mediana empresa. Ref. ET.091. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene

en el Trabajo. Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales, 2002, p.106.

BESTRATÉN BELLOVÍ, M. (coord.) Manual de procedimientos de prevención de riesgos labora-

les: Guía de elaboración. Ref. ET.098 Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.

Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales, 2003, p. 276.

CIDEM; IESE. Guies de gestió de la innovació. Part II: Gestió de projectes. Barcelona:

Generalitat de Catalunya, 2002.

INSTITUTO NACIONAL DE SEGURIDAD E HIGIENE EN EL TRABAJO. Éxito en la Gestión de la Salud y

Seguridad. Madrid: INSIGHT, 1997.

LEWIS, J. P. Planificación, programación y control de proyectos. Guía práctica para una ges-

tión de proyectos eficiente. Barcelona: Ediciones S., 1995.

Normes de referència

Occupational Health and Safety Assessment Series. OHSAS 18001:1999.

UNE/166001 EX «Gestión de la I+D+I: Requisitos de un Proyecto de I+D+I».

Directives relatives als sistemes de gestió de la seguretat i la salut en el treball. ILO-OSH

2001. Ginebra: Oficina Internacional del Treball (OIT), 2002.


258

Pàgines WEB

http://www.prevencion integral.com/Estudios/Integracion_prevencion/1.htm

http://www.mtas.es/insht/index.htm#

http://www.prevention-world.com/default.asp

http://www.prevencionintegral.com/

http://www.gencat.net/treball/scst/

ANNEX 1

Normativa específica de l’activitat de depuració

· Reial decret 1254/1999, de 16 de juliol, pel qual s'aproven mesures de control dels riscos

inherents als accidents greus en què intervenen substàncies perilloses (BOE de 20.07.99).

· Reial decret 664/1997, de 12 de maig, sobre protecció dels treballadors contra els riscos

relacionats amb l’exposició a agents biològics durant el treball (BOE de 24.05.97).

· Ordre de 25 de març de 1998 per la qual s’adapta en funció del progrés tècnic el Reial

decret 664/1997 (BOE 30.03.98; correcció d’errates al BOE de 15.04.98).

· Reial decret 909/2001, de 27 de juliol, pel qual s’estableixen els criteris higienicosanitaris

per a la prevenció i el control de la legionel·losi (BOE de 28.07.01).

· Reial decret 374/2001, de 6 d’abril, sobre la protecció de la salut i la seguretat dels treba-

lladors contra els riscos relacionats amb els agents químics durant la feina (BOE de

01.05.01).

· Reial decret 1627/1997, de 24 d’octubre, pel qual s’estableixen disposicions mínimes de

seguretat i de salut a les obres de construcció (BOE de 25.10.97).

· Reial decret 614/2001, de 8 de juny, sobre disposicions mínimes per a la protecció de la

salut i la seguretat dels treballadors davant el risc elèctric (BOE de 21.06.01).

· Reial decret 1215/1997, de 18 de juliol, pel qual s’estableixen les disposicions mínimes de

seguretat i salut per a la utilització pels treballadors dels equips de treball (BOE de

07.08.97).


259

· Reial decret 2177/1996, de 4 d’octubre, pel qual s’aprova la Norma bàsica de l'edificació

«NBE-CPI /96. Condicions de protecció contra incendis als edificis» (BOE de 29.10.96).

· Reial decret 1942/1993, de 5 de novembre, pel qual s'aprova el Reglament d'instal·lacions

de protecció contra incendis (BOE de 14.12.93).

· Ordre de 16 d’abril de 1998, sobre normes de procediment i desenvolupament del Reial

Decret 1942/1993, de 5 de novembre, pel qual s’aprova el Reglament d’instal·lacions de

protecció contra incendis i se’n revisen l’annex I i els apèndixs (BOE de 28.04.98).

· Reial decret 486/1997, de 14 d’abril, pel qual s’estableixen les disposicions mínimes de

seguretat i salut en els llocs de treball (BOE de 23.04.97).

· Reial decret 487/1997, de 14 d’abril, sobre disposicions mínimes de seguretat i salut rela-

tives a la manipulació manual de càrregues que suposin riscos, en particular dorsolumbars,

per als treballadors (BOE de 23.04.97).

· Decret, de 26 de juliol de 1957, que aprova el Reglament de treballs prohibits per a dones

i menors per perillosos i insalubres (BOE de 26.08.57).

· Reial decret 488/1997, de 14 d’abril, sobre disposicions mínimes de seguretat i salut rela-

tives al treball amb equips que inclouen pantalles de visualització (BOE de 23.04.97).

· Reial decret 1566/1999, de 8 d’octubre, sobre els consellers de la seguretat per al trans-

port de mercaderies perilloses per carretera, per ferrocarril o per via navegable (BOE de

20.10.99).

· Reial decret 773/1997, de 30 de maig, sobre disposicions mínimes de seguretat i salut rela-

tives a la utilització per part dels treballadors d’equips de protecció individual (BOE de

12.06.97).

· Reial decret 1316/1989, de 27 d’octubre, sobre la protecció dels treballadors enfront dels

riscos derivats de l’exposició al soroll durant el treball (BOE de 02.11.89).

· Reial decret 485/1997, de 14 d’abril, sobre disposicions mínimes en matèria de senyalitza-

ció de seguretat i salut en el treball (BOE de 23.04.97).

· Decret 130/2003, de 13 de maig, pel qual s’aprova el Reglament dels serveis públics de


260

sanejament. DOGC núm. 3894 (29.05.2003).

Seguretat industrial i del producte

· Aparells a pressió

· «Reial decret 1244/1979, de 4 d’abril, que va aprovar el Reglament d’aparells a pressió»

(BOE de 29.05.79 i instruccions tècniques suplementàries).

· «Reial decret 769/1999, de 7 de maig, pel qual es dicten les disposicions d’aplicació de la

Directiva del Parlament Europeu i del Consell, 97/23/CE, relativa als equips de pressió, i es

modifica el Reial decret 1244/1979, de 4 d'abril, que va aprovar el Reglament d'aparells de

pressió» (BOE de 31.05.99).

· Aparells d’elevació

· Reial decret 2291/1985, de 8 de novembre, pel qual s’aprova el Reglament d’aparells d’e-

levació i de manutenció (BOE d’11.12.85 i instruccions tècniques complementàries).

· Reial decret 474/1988, de 30 de març, pel qual s’estableixen les disposicions d’aplicació

de la Directiva 84/528/CEE sobre aparells d’elevació i de maneig mecànic (BOE de

20.05.88).

· Reial decret 1314/1997, d’1 d’agost, pel qual s’estableixen les disposicions d’aplicació de

la Directiva 95/16/CE sobre ascensors (BOE de 30.09.97).

· Electricitat

· Reial decret 2413/1973, de 20 de setembre, pel qual s’aprova el Reglament electrotècnic

de baixa tensió (BOE de 09.10.73 i instruccions tècniques complementàries).

· Decret 3151/1968, de 28 de novembre, pel qual s’aprova el Reglament de línies elèctriques

aèries d’alta tensió (BOE de 27.12.68).

· Màquines

· Reial decret 1495/1986, de 26 de maig, pel que s’aprova el Reglament de seguretat a les

màquines (BOE de 21.07.86).

· Capítol VII.

· Reial decret 1435/1992, de 27 de novembre, pel qual es dicten les disposicions de l’apli-

cació de la Directiva del Consell 89/392/CEE, relativa a l’aproximació de les legislacions


261


dels estats membres sobre màquines (BOE de 11.12.92).

· Reial decret 56/1995, de 20 de gener, que modifica el Reial decret 1435/1992 (BOE de

08.02.95).

· Productes químics

· Reial decret 363/1995, de 10 de març, pel qual s’aprova el Reglament sobre notificació de subs-

tàncies noves i classificació, envasat i etiquetatge de substàncies perilloses (BOE de 05.06.95).

· Reial decret 1078/1993, de 2 de juliol, pel qual s’aprova el Reglament sobre classificació,

envasat i etiquetatge de preparats perillosos (BOE de 09.09.93).

· Reial decret 379/2001, de 6 d’abril, pel qual s’aprova l’emmagatzematge de productes quí-

mics i les seves instruccions tècniques complementàries MIE APQ-1, MIE APQ-2, MIE

APQ-3, MIE APQ-4, MIE APQ-5, MIE APQ-6 i MIE APQ-7 (BOE de 10.05.01).

· Reial decret 2115/1998, de 2 d’octubre, sobre transport de mercaderies perilloses per

carretera (BOE 16.10.98).

· Reial decret 1406/1989, de 10 de novembre, pel qual s’imposen limitacions a la comercia-

lització i a l’ús de substàncies i preparats perillosos (BOE de 20.11.89).

· Proteccions personals

· Reial decret 1407/1992, de 20 de novembre, pel qual es regulen les condicions per a la

comercialització i la lliure circulació intracomunitària dels equips de protecció individual

(BOE de 28.12.92).

Normativa general

· Constitució espanyola, de 27 de desembre de 1978 (BOE de 29.12.1978).

· Articles 15, del 40 al 43 i 45.

- Reial decret legislatiu 1/1995, de 24 de març, pel que s’aprova el text refós de la Llei de

l’Estatut dels treballadors (BOE de 29.03.95).

· Articles del 4 al 6, 19, 34, 36, 45, 46, 64 i 68.

- Reial decret legislatiu 1/1994, de 20 de juny, pel qual s’aprova el text refós de la Llei gene-

ral de la seguretat social (BOE de 29.06.94).

· Articles del 67 al 79, 123, 126, 127, 134, 135 i del 195 al 197.

262

· Llei 14/1986, de 25 d’abril, per la qual es formula la Llei general de sanitat (BOE de

29.04.86).

· Articles 18, 19, 21 i 26.

· Reial decret legislatiu 5/2000, de 4 d’agost, pel qual s'aprova el text refós de la Llei sobre

infraccions i sancions en l’ordre social (BOE de 08.08.00).

· Articles de l’1 al 5, de l’11 al 13 i del 39 al 54.

· Llei 42/1997, de 14 de novembre, ordenadora de la inspecció de treball i seguretat social

(BOE de 15.11.97).

- Reial decret 138/2000, de 4 de febrer, pel qual s’aprova el Reglament d’organització i fun-

cionament de la inspecció de treball i seguretat social (BOE de 16.02.00).

· Reial decret 928/1998, de 14 de maig, pel qual s’aprova el Reglament general sobre pro-

cediments per a la imposició de sancions per infraccions d’ordre social i per als expedients

liquidadors de quotes de la seguretat social (BOE de 03.06.98).

· Llei 21/1992, de 16 de juliol, d’indústria (BOE de 23.07.92).

Articles del 9 al 20.

· Llei 31/1995, de 8 de novembre, de prevenció de riscos laborals (BOE de 10.11.95).

· Reial decret 39/1997, de 17 de gener, pel qual s’aprova el Reglament dels serveis de pre-

venció (BOE de 31.01.97).

· Reial decret 780/1998, de 30 d’abril, pel qual es modifica el Reial decret 39/1997 (BOE de

01.05.98).

· Ordre de 22 d’abril de 1997, per la qual es regula el règim de funcionament de les mútues

d’activitats de prevenció de riscos laborals (BOE de 24.04.97).

· Ordre de 28 de gener de 2000, per la qual es desenvolupen les normes de cotització de la

seguretat social, atur, fons de garantia salarial i formació professional, contingudes a la Llei

54/1999, de 29 de desembre, de pressupostos generals de l’Estat per a l’any 2000 (BOE

de 29.01.00).


263

· Ordre de 27 de juny de 1997, per la qual es desenvolupa el Reial decret 39/1997, en rela-

ció amb les condicions d’acreditació de les entitats especialitzades com a serveis de

prevenció aliens a les empreses, d’autorització de les persones o entitats especialitzades

que pretenguin desenvolupar l’activitat d’auditoria dels sistemes de prevenció de les

empreses i d’autorització de les entitats públiques o privades a desenvolupar i certificar

activitats formatives en matèria de prevenció de riscos laborals (BOE de 04.07.98).

· Decret 2414/61, de 30 de novembre, pel qual s’aprova el Reglament d’activitats molestes,

insalubres, nocives i perilloses (BOE de 07.12.61)

S’han derogat el segon paràgraf de l’article 18 i l’annex 2.

ANNEX 2


264

NORMATIVA, INSPECCIÓ I LEGALITZACIÓD’INSTAL·LACIONS INDUSTRIALS

José Manuel Santacruz MartínECA ([email protected])

RESUM

El marc actual, format per diferents administracions (Comunitat Autònoma, Estat i Comunitat

Europea), comporta que hi hagi una reglamentació heterogènia i dispersa.

És necessària una ordenació de la indústria. En aquest sentit, un dels objectius fonamentals

és la unificació de les característiques de les instal·lacions i els seus elements.

L’administració de l’Estat ha aprovat els reglaments i les instruccions que estableixen les

condicions i garanties tècniques a les instal·lacions amb la finalitat de:

- Protegir les persones i la integritat i la funcionalitat dels béns que puguin resultar

afectats per les mateixes instal·lacions.

- Aconseguir la necessària regularitat en els subministraments d'energia.

- Establir la normalització necessària per reduir l'àmplia tipificació que existeix en la

fabricació de material elèctric.

- Optimitzar la utilització de les inversions a fi de facilitar, des del projecte de les ins-

tal·lacions, la possibilitat d'acceptar-les a posteriors ampliacions de càrrega

racionalment previsibles.

Els reglaments específics de seguretat industrial que regeixen les condicions de seguretat de

les instal·lacions i equips són els següents:

- Instal·lacions elèctriques d'alta i baixa tensió

- Instal·lacions i aparells a pressió

- Instal·lacions d'emmagatzematge de productes químics

- Vehicles i contenidors destinats al transport de mercaderies perilloses

- Instal·lacions i aparells combustibles gasosos per instal·lacions frigorífiques

265


- Aparells d'elevació i manutenció

- Instal·lacions tèrmiques en edificis

El procés tecnològic i la industrialització comporten l'adopció de mesures que garanteixin la

seguretat de les persones i els béns, és per això que l'Administració disposa de mesures

vinculants mitjançant lleis que defineixen l'àmbit de les actuacions administratives en el

camp de la seguretat industrial, les quals tipifiquen els nivells de responsabilitat i determinen

el règim de sancions i el procediment de correcció, a fi de garantir la seguretat de les ins-

tal·lacions industrials pel que fa a les persones, als béns i al medi.

Les instal·lacions industrials han de ser projectades, implantades, utilitzades i conservades

de manera que no comprometin la seguretat de les persones, els béns o el medi.

S’entén que les instal·lacions industrials no comprometen la seguretat, quan s’utilitzen d'acord

amb la finalitat i l'ús per al qual han estat projectades, i compleixen les condicions següents:

a. Que han estat projectades, implantades i conservades de conformitat amb la regla-

mentació vigent i les instruccions de l'Administració competent.

b. Que compleixen les prescripcions establertes per l'autorització administrativa quan

sigui preceptiu.

c. Que, en absència de reglamentació aplicable o d'instruccions específiques, com-

pleixen les normes tècniques de seguretat reconegudes i compten amb les

mesures necessàries per prevenir accidents i per limitar conseqüències a les per-

sones, als béns i al medi.

D'acord amb tot el que s’ha exposat, la responsabilitat dels agents que intervenen en la

posada en marxa de les instal·lacions, persones físiques i jurídiques, han d’estar d’acord

amb les disposicions vigents segons la seva competència (l’autor del projecte, el tècnic o

entitat que certifiqui el final d'obra, el titular de la instal·lació, les persones, empreses o enti-

tats que intervinguin en la instal·lació, reparació, manteniment, inspecció i control).

Correspon a l'Administració l'ordenació i la inspecció de la generació, el transport, la trans-

formació, la distribució etc., i, així mateix, autoritza, inspecciona i vigila les instal·lacions, tant

pel que fa al que és responsabilitat de les empreses distribuïdores o subministradores d'e-

nergia, com als instal·ladors i usuaris, sense perjudici de les atribucions específiques

concedides als titulats de grau superior i mitjà, instal·ladors autoritzats (persones o entitats).

L'Administració podrà ordenar com a mesura cautelar la paralització de l'activitat de les ins-

266

tal·lacions que no comptin amb les corresponents autoritzacions, les que no estiguin inscri-

tes en els registres preceptius o les que incompleixin els requisits exigits per raons de

seguretat. Aquesta paralització es mantindrà mentre persisteixi la situació irregular.

NORMATIVA DE LES INSTAL·LACIONS

Ens trobem en un marc social, format per diversos estaments (Comunitat Autònoma, Estat i

Comunitat Europea) i en constant evolució, en què hi ha una redistribució de competències i

una interacció d’actuacions. Així doncs, la reglamentació existent és heterogènia i dispersa.

Per aquest motiu, el Ministeri va aprovar els reglaments i les instruccions que estableixen les

condicions i garanties tècniques per tal de:

- protegir les persones i la integritat i funcionalitat dels béns que puguin resultar afec-

tats per les instal·lacions mateixes.

- aconseguir la regularitat necessària en els subministraments d’energia elèctrica.

- establir la normalització necessària per tal de reduir l’àmplia tipificació que existeix

en la fabricació de material elèctric.

- optimitzar la utilització de les inversions amb l’objectiu de facilitar, des del projecte

de les instal·lacions, la possibilitat d’acceptar-les per a posteriors ampliacions de

càrrega que resultin raonablement previsibles.

La legislació europea actual en matèria de normativa s’aplica principalment en el disseny i

fabricació de productes a fi d’unificar criteris en la legislació dels estats membres de la

Comunitat i cobrir, d’aquesta manera, unes exigències mínimes comunes en matèria de

seguretat i facilitar la lliure circulació de productes.

Reglamentació aplicable

Instal·lacions elèctriques

· Reglament electrotècnic de baixa tensió aprovat pel RD 2413/1973, de 20 de setem-

bre (BOE 09.10.73), modificat pel RD 2295/1985, de 9 d’octubre (BOE 12.12.85) i les

seves instruccions tècniques complementàries ITC MI-BT-001 a BT-004.

· Reglament electrotècnic de baixa tensió aprovat pel RD 842/2002, de 2 d’agost

(BOE 18.09.02).

NORMATIVA, INSPECCIÓ I LEGALITZACIÓ D’INSTAL·LACIONS INDUSTRIALS

267

· Reglament sobre condicions tècniques i garanties de seguretat en centrals elèctri-

ques, subestacions i centres de transformació aprovat pel RD 3275/1982, de 22 de

novembre (BOE 08.12.82) i les seves instruccions tècniques complementàries ITC

MIE-RAT-001 a MIE-RAT-20.

· Reglament tècnic de línies elèctriques aèries d’alta tensió aprovat pel RD 3151/1968,

de 28 de novembre (BOE 27.12.68).

·Disposicions complementàries de les comunitats autònomes.

Elements i instal·lacions d’aparells d’elevació i manutenció

· Reglament d’aparells d’elevació i manutenció aprovat pel RD 2291/1985, de 8 de

novembre (BOE 11.12.85)

· Instruccions tècniques complementàries ITC MIE- AEM 1 a MIE-AEM 3.

· Reglament d’aparells d’elevació segons el text revisat aprovat per l’ordre del MIE de

30.06.66 (BOE 20.07.66)

· Disposicions d’aplicació de la Directiva del Parlament Europeu i del Consell 95/16/CE sobre

ascensors (marcatge CE) aprovades pel RD 1314/1997, d’1 d’agost (BOE 30.09.97)

· Disposicions complementàries de les comunitats autònomes.

Instal·lacions tèrmiques en edificis

· Reglament d’instal·lacions tèrmiques en els edificis (RITE), les seves instruccions tèc-

niques complementàries (ITE) i la creació de la Comissió Assessora per a les

instal·lacions tèrmiques en edificis aprovats pel RD 1751/1998, de 31 de juliol.

· Disposicions d’aplicació de la Directiva 90/396/CEE sobre aparells de gas aprova-

des pel RD 1751/1998, de 31 de juliol.

· Disposicions d’aplicació de la Directiva 92/42/CEE, relativa als requisits de rendiment per

a les calderes noves d’aigua calenta alimentades amb combustibles líquids o gasosos.


Instal·lacions petrolíferes

· Reglament d’instal·lacions petrolíferes aprovat pel RD 2085/1994, de 20 d’octubre.

· Instruccions tècniques complementàries MIP01-MIP02-MIP03-MIP04.

· Modificació del Reglament d’instal·lacions petrolíferes pel que fa a les instruccions tèc-


268

niques complementàries MIP03 i MPI04, aprovada pel RD 1523/1999, d’1 d’octubre.


Instal·lacions frigorífiques

· Reglament de seguretat per a plantes i instal·lacions frigorífiques aprovat pel RD

3089/1977, de 8 de setembre (BOE 06.12.77), modificat pel RD 394/1979, de 2 de

febrer (BOE 07.03.79) i pel RD 754/1981, de 13 de març (BOE 28.04.81).

· Instruccions tècniques complementàries ITC MI-IF 001 a 017.


Instal·lacions de gasos combustibles

· Reglament d’instal·lacions de gas en locals destinats a usos domèstics, col·lectius o

comercials, aprovat pel RD 1853/1993, de 22 d’octubre (BOE 24.11.93) i les seves

instruccions tècniques complementàries ITC MI-IRG 01 a MI-IRG 13.

· Ordre de 29 de maig de 1974 sobre normes bàsiques d’instal·lacions de gas en edi-

ficis habitats.

· Ordre de 28 de març de 1996 del Departament d’Indústria, Comerç i Turisme (DOGC

19.04.96) sobre normes generals per a la sol·licitud de posada en servei de les ins-

tal·lacions de gasos combustibles.

· Reglament sobre instal·lacions d’emmagatzematge de gasos liquats de petroli (GLP)

en dipòsits fixos aprovat per l’ordre del MIE de 29.01.86 (BOE 22.02.86).

· Resolució de 24 de setembre de 1963 per a la construcció i la instal·lació de dipò-

sits de GLP amb capacitat superior a 15 kg dictada per la Direcció General

d’Indústries Siderometal·lúrgiques del MIE (BOE 11.09.96).

· Resolució de 25 de febrer de 1963 sobre les condicions tècniques bàsiques que han

de complir les instal·lacions dels aparells que utilitzen GLP com a combustible.

· Reglament dels aparells que utilitzen gas com a combustible aprovat pel RD

494/1988, de 20 de maig (BOE 25.05.88) i les seves instruccions tècniques com-

plementàries ITC MIE-AG1 a MIE-AG20.


Emmagatzematge de productes químics

· Reglament d’emmagatzematge de productes químics aprovat pel RD 379/2001, de


269


6 d’abril (BOE 19.10.01) i les seves instruccions tècniques complementàries ITC MIE

APQ-1 a APQ-7.

RESPONSABILITAT DE LES INSTAL·LACIONS

El procés tecnològic i la industrialització comporten la utilització i l’adopció de mesures que

garanteixin la seguretat de les persones i dels béns. Per aquest motiu, l’Administració disposa

de mesures de caràcter vinculant mitjançant un seguit de lleis que defineixen l’àmbit de les

actuacions administratives en el camp de la seguretat industrial. Aquestes lleis tipifiquen els

nivells de responsabilitat, determinen el règim de sancions i el procediment de correcció a fi de

garantir la seguretat de les instal·lacions industrials pel que fa a les persones, els béns i el medi.

Les instal·lacions han de ser projectades, instal·lades, utilitzades i conservades de manera

que no posin en perill la seguretat de les persones, dels béns o del medi.

S’entén que una instal·lació no compromet la seguretat quan s’utilitza d’acord amb la finali-

tat i l’ús que li són propis i, a més, compleix les condicions següents:

a) Que hagi estat projectada, instal·lada i se’n faci el manteniment de conformitat amb

la reglamentació vigent i les instruccions derivades de l’administració competent.

b) Que compleixi les prescripcions establertes per l’autorització administrativa quan

dita autorització sigui preceptiva.

c) Que, si no es disposa d’una reglamentació aplicable o d’instruccions específiques,

la instal·lació respecti les normes tècniques de seguretat reconegudes i adopti les

mesures necessàries per prevenir accidents i limitar-ne les conseqüències per a les

persones, els béns i el medi.

D’acord amb els punts esmentats, les responsabilitats de les persones físiques i jurídiques

són les següents:

a) L’autor del projecte és el responsable que la instal·lació s’adapti a les condicions de

seguretat requerides.

b) El tècnic o entitat que emet el certificat d’acabament d’obra és responsable de l’a-

daptació de l’obra al projecte, de l’adopció de mesures i del compliment de les

condicions de seguretat requerides en l’execució del projecte. En cas que sigui un

tècnic el que emeti el certificat d’acabament d’obra, l’empresa a la qual ofereix els

seus serveis en serà responsable subsidiària.

270

c) El titular de la instal·lació és responsable de l’ús, la conservació i el manteniment de

les instal·lacions de conformitat amb les condicions de seguretat requerides.

d) Les persones, empreses o entitats que intervinguin en la instal·lació, la reparació, el

manteniment, la inspecció i el control de les instal·lacions industrials seran respon-

sables del compliment de les condicions de seguretat requerides.

L’Administració pot ordenar, com a mesura cautelar, la paralització de l’activitat de les ins-

tal·lacions que no disposin de les autoritzacions corresponents, no estiguin inscrites en els

registres preceptius, o bé que no compleixin els requisits exigits per raons de seguretat.

Aquesta paralització es mantindrà mentre continuï la situació irregular.

AUTORITZACIÓ, POSADA EN SERVEI I INSPECCIÓ DE LESINSTAL·LACIONS

L’Administració (Ministeri d’Indústria) és l’encarregada de l’ordenació i la inspecció de la

generació, el transport, la transformació, la distribució i l’aplicació de l’energia elèctrica, de

manera que ha d’autoritzar, inspeccionar i vigilar les instal·lacions, tant les que corresponen

a les empreses subministradores o distribuïdores, com les dels instal·ladors i els usuaris,

sens perjudici de les atribucions específiques concedides als titulats de grau superior i mitjà

i als instal·ladors autoritzats (persones o entitats).

D’acord amb el que s’ha exposat anteriorment, per a la posada en servei de les

instal·lacions, el propietari d’una instal·lació o la persona que actua en representació seva en

el moment de sol·licitar un subministrament d’energia a una empresa subministradora ha

d’adjuntar a la sol·licitud el butlletí d’instal·lació o l’autorització de la posada en servei,

segons correspongui. A aquest efecte es tindrà en compte si les noves instal·lacions dispo-

sen o no d’un projecte.

L’òrgan inspector estendrà acta de la inspecció de la instal·lació i en lliurarà una còpia al pro-

pietari, així com també a la Direcció Provincial del Ministeri d’Indústria i Energia o a l’òrgan

competent de la comunitat autònoma. En aquest document ha de constar la qualificació que

ha merescut la instal·lació:

- favorable

- condicionada

- negativa


271

Quan la qualificació no és favorable, cal informar al propietari o usuari de la instal·lació, així

com també a l’instal·lador autoritzat que l’ha realitzat o que realitza el manteniment de les

instal·lacions elèctriques, de les modificacions que siguin pertinents i del termini màxim per

a la seva execució, llevat que aquests defectes puguin ser causa d’accidents o suposin un

greu perill d’accident. En aquest últim cas, fins i tot podria tallar-se el subministrament.

Les inspeccions periòdiques s’efectuen amb l’objectiu d’establir les condicions i garanties

que han de reunir les instal·lacions elèctriques pel que fa a la seguretat de les persones i dels

béns. Amb aquestes inspeccions es vol incrementar la fiabilitat en el funcionament per tal de

millorar la qualitat dels subministraments d’energia i, d’altra banda, també es pretén unificar

les característiques de les instal·lacions per tal de simplificar la normalització industrial i opti-

mitzar el rendiment econòmic de les inversions. Aquestes inspeccions periòdiques

s’efectuen, alhora, per tal d’establir una previsió de les dimensions i la capacitat que sigui

proporcionada a l’increment previsible de l’ús i del consum.

LEGISLACIÓ APLICABLE A LA COMUNITAT AUTÒNOMA DE CATA-LUNYA. PROCEDIMENT D’ACTUACIÓ

La comunitat autònoma de Catalunya amb les competències que li atorga l’Estatut de la

Generalitat de Catalunya i amb la finalitat d’actualitzar la normativa reguladora del procedi-

ment d’actuació de l’Administració per a l’aplicació dels reglaments de seguretat (reglaments

de baixa tensió, reglaments sobre condicions tècniques i garanties de seguretat en centrals

elèctriques, subestacions i centres de transformació, instal·lacions tèrmiques en edificis, etc.)

i d’acord amb el Decret de liberalització industrial i l’aprovació de les entitats d’inspecció i

control, ha permès reduir els problemes de saturació de l’Administració especialment pel que

fa a l’exercici del control de les instal·lacions subjectes als reglaments de seguretat.

En l’aplicació dels diversos reglaments s’han aprovat un seguit d’ordres que regulen el pro-

cediment d’actuació del Departament d’Indústria i Energia mitjançant la intervenció de les

entitats d’inspecció i control (EIC).

L’esperit del sistema en funcionament a Catalunya que conformen les diverses ordres d’a-

plicació es pot resumir en les característiques següents:

- una gran agilitat en els tràmits tecnicoadministratius, ja que ha augmentat el nombre

d’oficines d’atenció al públic receptor de documentació i, com que el sistema es basa

en la Llei de liberalització industrial, no és necessària l’aprovació prèvia del projecte.


272

- un millor seguiment de les empreses instal·ladores, ja que s’avalua la seva activitat

des d’un punt de vista tècnic en el control de les noves instal·lacions, el manteni-

ment i l’aspecte administratiu.

- una potenciació del manteniment i de les inspeccions periòdiques de les instal·la-

cions.

Actualment aquest sistema el supervisen la Direcció General d’Energia i la Direcció General

de Consum i de Seguretat Industrial de la Generalitat de Catalunya mitjançant l’actuació d’in-

terventors tècnics i la utilització de protocols de control i d’instruccions.

Les instruccions emeses per la DGE i la DGCSI del Departament d’Indústria i Energia (DIE),

que aproven els protocols de control de la seguretat de les instal·lacions a càrrec de les enti-

tats d’inspecció i de control de la Generalitat de Catalunya, són els documents bàsics en els

quals ens basem per tal de dur a terme totes les tasques de control.

BAIXA TENSIÓ Ordre de 14.05.87 del DIE i instrucció 24/96 DGCSI

ALTA TENSIÓ Ordre de 02.02.90 del DIE i instrucció 16/97 DGCSI

APARELLS D'ELEVACIÓ Ordre de 30.12.86 del DIE i instrucció /99 DGCSI

INSTAL·LACIONS TÈRMIQUES EDIF. Ordre de 03.05.99 del DICT i instrucció 05/99 DGCSI

Ordre de 20.11.98 del DICT i instrucció 19/98 DGCSI (IP03)

Ordre de 16.12.98 del DICT i instrucció 01/99 DGEM (IP02-04)

INSTAL·LACIONS FRIGORÍFIQUES Ordre de 18.09.95 del DIE i instrucció 02/96 DGCSI

GASOS COMBUSTIBLES Ordre de 28.03.96 del DIE i instrucció 19/96 DGCSI

EMMAGATZEMATGE DE PRODUCTES

QUÍMICS

En el control o inspecció de les instal·lacions, segons les característiques que tenen i l’ús al

qual es destinen, s’utilitzaran els procediments i les instruccions tècniques de l’ECA que fixen

els punts que cal analitzar tècnicament.

El resultat dels diversos controls que les EIC han de realitzar en les instal·lacions són les

actes en les quals es reflecteix la qualificació de la instal·lació pel que fa a la seguretat de

funcionament, així com també la indicació de les deficiències que s’hagin pogut observar i

el nivell de seguretat.

Les deficiències poden ser degudes a omissions, errors de càlcul o incompliments de la

reglamentació i la seva qualificació es fa en funció del grau d’incompliment i del grau en què


273

INSTAL·LACIONS PETROLÍFERES

Ordre de 27.06.94 del DIE i instrucció 13/94 DGCSI


pugui afectar la seguretat. Aquests dos punts són els protagonistes de tot el sistema que

ens ocupa.

Totes les actuacions comporten la generació d’una acta que recull les característiques de la

inspecció i la qualificació global relativa de la inspecció que s’ha realitzat. En aquesta acta

s’especifica també el grau o el nivell de compliment en el qual es troba.

L’actuació que cal dur a terme, segons el nivell de defectes amb què s’hagi avaluat, és la

següent:

a) Si el nivell de defectes és nul, es considera que hi ha la seguretat necessària. L’ECA

en tramita l’expedient al servei competent del DIE.

b) Si es troben defectes que, segons les especificacions dels protocols, cal corregir,

però que no suposen un perill imminent per a les persones, els béns o el medi

ambient, l’inspector és l’encarregat d’especificar en l’acta corresponent el termini

per realitzar-ne la correcció, amb un màxim de 6 mesos.

El titular ha de tramitar a l’EIC que hagi realitzat la inspecció, abans d’un mes des

de la data de la pròrroga que, a sol·licitud del titular, hagi concedit justificadament

l’EIC, un certificat signat per una persona competent que acrediti que s’han realit-

zat les correccions assenyalades. Si no es rep aquest certificat en el termini indicat,

l’EIC fa una advertència per escrit al titular, amb un justificant de recepció d’aquest

retard, i l’adverteix de la necessitat de la tramitació i de la responsabilitat civil i penal

en la qual pot incórrer si no soluciona els defectes, sens prejudici de la sanció admi-

nistrativa que se li pugui imposar (model de comunicació segons l’annex 2).

Si ha transcorregut un mes des de la data de recepció de la comunicació d’adver-

tència sense resposta del titular, l’EIC tramita l’expedient, juntament amb la

comunicació d’advertència i el justificant de recepció, al servei competent del

Departament d’Indústria i Energia (DIE). El Departament comprova que l’expedient

contingui l’advertència i el justificant de recepció i realitza les inspeccions que cre-

gui necessàries, d’acord amb els recursos disponibles i segons els principis d’una

administració eficient.

c) Si els defectes que es troben són crítics, és a dir, representen un perill imminent per

a les persones, els béns o el medi ambient, l’inspector ordena al titular o al seu

representant que de manera immediata deixi fora de servei la instal·lació o el sec-

tor afectat i, a més, col·loqui una notificació visible i un precinte a la instal·lació

mateixa. A més, ha d’advertir el titular de l’obligació de no posar la instal·lació de

nou en funcionament fins que l’EIC comprovi que el risc ha desaparegut.

274

Seguidament, l’EIC comunica al servei competent del DIE l’aturada de la instal·lació

i els motius que l’han provocat. Les visites per tal de tornar a posar en funciona-

ment una instal·lació aturada es realitzaran al més aviat possible i sempre d’acord

amb els terminis que fixin els protocols. Quan la instal·lació torni a funcionar, l’EIC

en tramitarà l’expedient al servei competent del DIE.

TRAMITACIÓ ADMINISTRATIVA DE NOVES INSTAL·LACIONS,AMPLIACIONS I REFORMES IMPORTANTS

Instal·lacions elèctriques de baixa tensió

Classificació de les instal·lacions i posada en servei

Instal·lacions que requereixen memòria tècnica de disseny (MTD)

Aquest grup comprèn les instal·lacions senzilles que per a la seva identificació neces-

siten una descripció i un esquema que permetin constatar el compliment de la

reglamentació de seguretat vigent pel que fa als aspectes essencials o bàsics.

Instal·lacions que requereixen projecte

Aquest grup fa referència a les instal·lacions complexes o d’alt risc que necessiten docu-

mentació tècnica per tal d’identificar-les i per justificar sense ambigüitats el compliment

de la reglamentació de seguretat vigent. Aquestes instal·lacions també requereixen un

certificat de direcció i d’acabament d’obra que garanteixi la concordança amb la docu-

mentació tècnica indicada i l’adaptació a la reglamentació esmentada.

Instal·lacions elèctriques d’alta tensió (instal·lacions privades)


Totes les instal·lacions privades necessiten documentació tècnica per tal d’identificar-

les i per justificar el compliment de la reglamentació de seguretat, així com també un

certificat de direcció i d’acabament de l’obra que garanteixi la concordança amb la

documentació tècnica i l’adaptació a la reglamentació esmentada.


275


Aparells d’elevació


Totes les instal·lacions necessiten documentació tècnica per identificar-les i justificar el com-

pliment de la reglamentació de seguretat, així com també declaracions de conformitat CE.

Per a la legalització de la instal·lació, el titular ha de presentar els documents següents:

· expedient tècnic de l’ascensor (plànols, esquemes, components, normes, etc.)

· declaració CE de conformitat

· acta de proves de control final

· contracte de manteniment

Instal·lacions petrolíferes

Classificació de les instal·lacions i posada en servei (IP-03)

Instal·lacions de classe 1 (Q en litres)

Disposició

Tipus de producte Interior Exterior

Classe B Q < 50 Q < 100

Classes C i B Q < 1000 Q < 1000

En aquest cas no es necessita cap tràmit ni documentació, però cal complir els requisits de

seguretat establerts a l’IP-03. Aquestes instal·lacions són les que executa l’empresa

instal·ladora autoritzada.

Instal·lacions de Classe 2.1 (Q en litres)

Disposició


Classe B --- ---

Classes C i B 1000 < Q ≤ 2000 1000< Q ≤ 2500

Instal·lacions de Classe 2.2 (Q en litres)

Disposició


Classe B 50 ≤ Q ≤ 300 100 ≤ Q ≤ 500

Classes C i B 2000 < Q ≤ 3000 2500 < Q ≤ 5000276

Classe 2.1

- Butlletí (que l’empresa instal·ladora ha de realitzar)

Classe 2.2

- Memòria i croquis de la instal·lació (que l’empresa instal·ladora ha de realitzar)

Instal·lacions de Classe 3 (Q en litres)

Tipus de producte Disposició

Interior Exterior

Classe B Q > 300 Q > 500

Classe C i B Q > 3000 Q > 5000

Classe 3

- Projecte (signat per un tècnic autoritzat)

- Resta de la documentació de la carpeta marró

- L’empresa instal·ladora petrolífera ha de tenir un tècnic en plantilla

Classificació de les instal·lacions i posada en servei (IP-04)

Totes les instal·lacions es consideren d’alt risc i requereixen un document tècnic per tal d’i-

dentificar-les i justificar el compliment de la reglamentació vigent, així com un certificat de

direcció i d’acabament de l’obra que garanteixi la concordança amb la documentació tècni-

ca i l’adaptació a la reglamentació esmentada.

Instal·lacions tèrmiques en els edificis


- Les instal·lacions de competència tèrmica ≤ 5 kW i les instal·lacions ACS (calenta-

dors instantanis, acumuladors i escalfadors) no requereixen legalització si tenen una

potència unitària inferior a 70 kW.

- Instal·lacions de classe 1: · Potència tèrmica 5 < P ≤ 70 kW

· Classe 1.1 5 < P ≤ 15 kW

· Classe 1.2 15 < P ≤ 70 kW

- Classe 1.1. L’empresa instal·ladora conservadora ha de lliurar al titular un certificat

que acrediti que la instal·lació reuneix les condicions tècniques exigides pel RITE.


277


- Classe 1.2. L’empresa instal·ladora conservadora ha de presentar el certificat indicat

a una EIC, que l’introduirà al Registre d’instal·lacions tèrmiques en els edificis.

Còpia certificat = EIC; còpia certificat = empresa instal·ladora; còpia certificat = titular

El titular de la instal·lació o el seu representant presenta a una EIC la documentació

pertinent. Una vegada tramitada, s’han de lliurar a la persona interessada els docu-

ments justificatius d’aquesta presentació.

- Instal·lacions de classe 2: · Potència tèrmica P > 70 kW

- Aquestes instal·lacions es legalitzen amb el projecte i el certificat d’acabament d’obra.

Instal·lacions frigorífiques


Instal·lacions de classe A

Aquest grup el constitueixen les instal·lacions que utilitzen refrigerants del primer grup,

amb una potència absorbida que no superi els 10 kW, sempre que no refredin habi-

tacions d’atmosfera artificial.

Per a aquestes instal·lacions no cal realitzar cap tràmit davant l’Administració. No obs-

tant això, tal com preveu l’article 5 del DOGC núm. 2.114 (13.10.1995), aquestes

instal·lacions les han d’executar i conservar empreses que estiguin inscrites en el

Registre d’empreses instal·ladores conservadores.

Instal·lacions de classe B

Aquest grup el constitueixen les instal·lacions que utilitzen refrigerants del primer grup,

amb una potència absorbida de 10 kW a 30 kW, sempre que no refredin habitacions

d’atmosfera artificial de capacitat superior a 500 m3. També s’inclouen en aquest grup

les instal·lacions que utilitzin refrigerant del primer grup amb una potència absorbida

que no superi els 10 kW i que refredin habitacions d’atmosfera artificial de fins a 500

m3 de capacitat.

Aquestes instal·lacions no requereixen projecte, però se n’ha de constatar la correc-

ta execució mitjançant la presentació d’una documentació signada per una empresa

inscrita en el Registre d’empreses instal·ladores conservadores.

278

Instal·lacions de classe C

Aquest grup el constitueixen les instal·lacions que no es troben incloses en les clas-

ses A ni B. Així doncs, conformen aquest grup les instal·lacions que utilitzen refrigerant

del primer grup, amb una potència absorbida superior a 30 kW, així com les

instal·lacions que utilitzen refrigerant del segon i del tercer grup i les que refreden habi-

tacions amb atmosfera artificial de més de 500 m3 de volum.

Aquestes instal·lacions requereixen la presentació d’un projecte i d’un certificat d’a-

cabament d’obra signats per un tècnic titulat competent i visats pel col·legi oficial al

qual pertany.

Instal·lacions de gasos combustibles

Classificació de les instal·lacions (ordre de 28.03.96) i procediment per a la posada en servei

· Instal·lacions de classe A

Aquest grup el conformen les instal·lacions receptores alimentades per xarxes en les

quals la pressió de subministrament és inferior a 4 bar:

a) Instal·lacions individuals destinades a qualsevol ús amb una potència nomi-

nal d’utilització simultània (Pns) que no superi els 70 kW (60.2 te/h).

b) Instal·lacions comunes amb una Pns que no superi els 700 kW (602 te/h).

c) Instal·lacions alimentades per dipòsits mòbils de gas liquat de petroli (GLP)

amb una capacitat total d’emmagatzematge que no superi els 350 kg si es

tracta de botelles de més de 15 kg, o els 200 kg si es tracta de botelles de

menys de 15 kg.

d) Instal·lacions alimentades des d’un centre productor de gas combustible,

subproducte d’un procés industrial produït a la mateixa planta que no supe-

rin les Pns establertes en els punts a) o b) i no disposin d’emmagatzematge

superior a 1 m3.

e) Ampliacions de les instal·lacions anteriors, sempre que no se superin els

valors esmentats, inclosa l’ampliació.

f) Ampliació de les instal·lacions que superin els valors anteriors quan la ins-

tal·lació resultant no sobrepassi la potència o el cabal de la instal·lació

primitiva en més del 30%.


279

Cal presentar el certificat de l’instal·lador, juntament amb la documentació descriptiva

necessària, a la companyia subministradora perquè, un cop duta a terme la inspec-

ció, realitzi la connexió.

· Instal·lacions de classe B

Aquest grup el conformen les instal·lacions que no es troben incloses en la classe

anterior, així com les instal·lacions amb dipòsits fixos de GLP de fins a 10 m3.

La instal·lació es legalitza mitjançant la presentació a una EIC de l’expedient on hi

constin el projecte, el certificat de l’instal·lador, el certificat d’acabament de l’obra i la

documentació complementària.

Les còpies retornades de la documentació justificativa de la presentació de l’expe-

dient s’han de presentar a la companyia subministradora perquè, un cop duta a terme

la inspecció, realitzi la connexió.

Instal·lacions no incloses en l’ordre de 28.03.96:

Instal·lacions amb dipòsits fixos de GLP de capacitat total superior a 10 m3.

Instal·lacions que requereixen una concessió administrativa.

Les instal·lacions es legalitzen mitjançant la presentació de la sol·licitud amb la docu-

mentació necessària a la Direcció General d’Energia i Mines.

Aparells que utilitzen el gas com a combustible i la seva homologació

· Aparells amb marcatge CE compresos en la Directiva 90/396/CEE

Aquest grup comprèn els aparells de cocció, calefacció, producció d’aigua calenta,

refrigeració, il·luminació o rentat i en els quals la temperatura normal de l’aigua no

superi els 105º C, els cremadors d’aire forçat i els generadors de calor que estiguin

equipats amb els aparells esmentats.

En aquesta secció no s’inclouen els aparells destinats específicament a ser utilitzats

en processos i instal·lacions industrials.

Per al marcatge per part del fabricant, se seguiran els procediments d’avaluació espe-

cificats a la Directiva 90/396/CEE amb el control d’organismes notificats.

· Aparells sense marcatge CE fabricats en sèrie

Aquests aparells han de ser homologats de conformitat amb el Reglament d’aparells


280

que utilitzen gas com a combustible aprovat pel RD 494/1988 i les ITC corresponents.

Per aquest motiu, cal presentar l’expedient d’homologació a la DTICT.

· Aparells sense marcatge CE fabricats com a models únics

Aquests aparells han de ser homologats d’acord amb el RD 494/1988 i la ITC MIE-

AG20. Per aquest motiu, s’ha de presentar a la DGEM una sol·licitud amb el projecte

i el certificat de proves signat per un tècnic.

Emmagatzematge de productes químics


· Instal·lacions de classe primera

Aquest grup està constituït per les instal·lacions senzilles que, d’acord amb el que

estableixen les ITC corresponents, no necessiten una presentació del projecte ni un

escrit signat pel propietari o el titular de l’emmagatzematge. Aquestes instal·lacions no

exigeixen cap tràmit previ o posterior al que el Departament d’Indústria i Energia admi-

nistra, sense que això eximeixi la persona responsable de vetllar per la seguretat de

les instal·lacions i el compliment d’altres disposicions.

· Instal·lacions de classe segona

En aquest grup s’inclouen les instal·lacions en què la ITC corresponent permet la pos-

sibilitat de substituir la presentació del projecte per la d’un escrit o una declaració

signada pel propietari, el titular o el representant legal de l’emmagatzematge. En

aquest document han de constar la descripció de la instal·lació, la relació de produc-

tes que cal emmagatzemar, així com les seves característiques, el croquis de

l’emplaçament, els certificats de fabricació dels tancs i el compromís de vetllar per la

seva seguretat de les instal·lacions.


281

Taula 1


282

· Instal·lacions de classe tercera

Aquest grup el conformen les instal·lacions que, a causa de la seva complexitat o de

la importància de la quantitat de producte emmagatzemat, requereixen la intervenció

de tècnics titulats competents en el projecte i en la direcció de l’obra.

Taula 2

INSPECCIONS PERIÒDIQUES

Les inspeccions periòdiques són intervencions que, com ja s’ha comentat anteriorment, són

realitzades pels organismes competents amb la finalitat de comprovar les condicions de

seguretat i el correcte ús i manteniment de les instal·lacions.

A aquest efecte, els propietaris, titulars o administradors de les instal·lacions que es trobin

sotmeses a un control periòdic, han de sol·licitar la inspecció periòdica dins dels terminis pre-

vistos per la legislació vigent que sigui aplicable.

Les inspeccions periòdiques són dutes a terme per les direccions provincials del Ministeri

d’Indústria i Energia, els òrgans competents de les comunitats autònomes, les entitats

col·laboradores del Ministeri d’Indústria i Energia, les entitats d’inspecció i control conces-

sionàries de la Generalitat de Catalunya pel que fa a la comunitat autònoma de Catalunya, o

per instal·ladors autoritzats que posseeixin el títol facultatiu.

Les inspeccions de les instal·lacions situades en locals que presenten risc d’incendi i explosió,

de pública concurrència i que presentin característiques especials de la comunitat autònoma de


283

Líquids inflamables i combustibles Totes les instal·lacions de productes de classe A

ITC-MIE-APQ-1 i les quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Òxid d’etilè ITC-MIE-APQ-2 Totes les instal·lacions

Clor ITC-MIE-APQ-3 Totes les instal·lacions

Amoníac (anhidre) ITC-MIE-APQ-4 Totes les instal·lacions

Botelles ITC-MIE-APQ-5 Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Líquids corrosius ITC-MIE-APQ-6 Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Líquids tòxics ITC-MIE-APQ-7 Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Sòlids tòxics Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Comburents Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Sòlids corrosius Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Irritants Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Sensibilitzants Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Mutàgens Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Tòxics per a la reproducció Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Perillosos per al medi ambient Quantitats iguals o superiors a les de classe 2a.

Catalunya són realitzades per les entitats d’inspecció i control de la Generalitat de Catalunya.

Per tal de millorar les condicions de seguretat de les instal·lacions pel que fa a qualsevol

modificació que les afecti, ja sigui l’ampliació de potència, l’alteració de les característiques

inicials, etc., el propietari o usuari de les instal·lacions està obligat a adoptar les mesures

necessàries per adaptar la seva instal·lació a les condicions de seguretat reglamentàries.

Quan els costos econòmics i l’adaptació a la reglamentació vigent ho justifiquin, es pot ela-

borar per a les instal·lacions elèctriques un pla d’adequació per etapes que estigui

suficientment raonat, de manera que s’admeten solucions que poden substituir les esta-

blertes en el reglament si aquestes es justifiquen amb un dictamen elaborat per un tècnic

titulat on consti que el grau de seguretat és suficient o sensiblement equivalent.

La resolució de l’aprovació del pla d’adequació correspon a l’Administració. Així doncs, el

pla d’adequació per etapes és una sortida per tal de perllongar les diverses actuacions que

cal realitzar sense que s’originin dificultats més grans de les que comportaria la seva realit-

zació.

En l’elaboració del pla d’adequació per etapes pot resultar interessant el fet de tenir en

compte les consideracions següents:

- la possibilitat de realitzar obres o reformes en alguna àrea dels edificis per tal de no

malbaratar esforços.

- la possibilitat de reparar els defectes que alterin el funcionament normal de l’activitat.

- la possibilitat de reparar els defectes que es puguin realitzar amb la prevenció de les

aturades en el funcionament normal de l’activitat.

- la possibilitat de reformar en última instància les parts de la instal·lació que afectin la gran

potència, ja que en l’electrificació dels edificis singulars dita electrificació va en augment

i resulta difícil en alguns casos preveure les necessitats energètiques (aire condicionat,

comunicacions, informàtica, etc.) i poden existir modificacions d’última hora.

A causa de la dificultat funcional existent en l’execució de les reformes de la instal·lació elèc-

trica en tractar de compaginar els treballs d’execució amb el desenvolupament normal de

l’activitat, sempre es poden argumentar diverses raons per aprovar un pla d’adequació. És

convenient, doncs, tenir en compte els punts següents:

- un plantejament general que inclogui els arguments i les diverses consideracions

que, segons el nostre criteri, justifiquen les decisions proposades.


284

- un pla de treball que tingui en compte les deficiències de les instal·lacions, així com

també un calendari de proposta d’execució.

- un enunciat dels criteris utilitzats per prioritzar l’execució de les reformes i la justifi-

cació d’aquests criteris.

- una sol·licitud de l’aprovació del pla d’adequació per etapes.

- la signatura de la sol·licitud per part del propietari, l’usuari o el representant de la ins-

tal·lació elèctrica i la signatura d’un tècnic titulat.

Com a conclusió final, cal tenir en compte que la modernització, l’ampliació o la modificació

de les instal·lacions dels edificis són termes que utilitzem habitualment. Per tant, també cal

considerar altres termes com el procés d’adequació i de normalització de les instal·lacions

amb la finalitat de garantir la seguretat de les persones, els béns i el medi.


285

Periodicitat de les inspeccions periòdiques de les instal·lacions

Taula 3


286

Instal·lació Periodicitat proves periòdiques Normativa aplicable Tipus de prova

Instal·lacionselèctriques d’altatensió

Cada tres anys (EIC)

Cada any (instal·lador autoritzat)

Reglament sobre condicions tècniques i garantiesde seguretat en centrals elèctriques, subestacionsi centres de transformació i les ITC corresponents

Reial Decret 3275/1982, de 12 de novembre

Ordre de 02.02.90 del Departament d’Indústria iEnergia de la Generalitat de Catalunya

Comprovació visual del compliment de lareglamentació vigent

Comprovació del bon estat de manteniment delsdispositius d’AT

Comprovació del funcionament correcte delsdispositius de protecció i maniobra

Comprovació de les mesures i xarxes de terra i dela continuïtat

Comprovació de l’aïllament dels dispositius i circuitsque ho requereixin

Comprovació de la rigidesa dielèctrica de l’oli delstransformadors

Instal·lacionselèctriques debaixa tensió

Cada dos anys si és condicionada icada cinc anys si és favorable (EIC)

Cada any (instal·lador autoritzat)

Reglament electrotècnic de baixa tensió i les ITCcorresponents

Decret 2413/1973, de 20 setembre

Decret 842/2002, de 2 d’agost

Ordre de 14.05.87 del Departament d’Indústria iEnergia de la Generalitat de Catalunya

Instrucció de 21.06.88 del Departament d’Indústriai Energia de la Generalitat de Catalunya, per la quales desenvolupa l’article 9 de l’ordre de 14.05.87

Comprovació visual del compliment de lareglamentació vigent

Comprovació del funcionament correcte dels aparellsde protecció, maniobra i emergència en les condicionsregulades

Comprovació de l’aïllament

Comprovació de la continuïtat dels circuits deprotecció i de la resistència adequada de lesconnexions de terra

Comprovació de la separació entre els elements i deles distàncies de seguretat adequades

Aparellsd’elevació

Cada dos anys: edificis industrials i depública concurrència (EIC)

Cada quatre anys: edificis de més de20 vivendes o de més de 4 plantes(EIC)

Cada sis anys: la resta dels edificis(EIC)

Cada mes, com a mínim (empresesconservadores)

Reglament d’aparells d’elevació en vigor l’any deconstrucció

Ordre de 31.03.81 (BOE 20.04.81)

Comprovació visual de la neteja, la il·luminació, elsaccessos i la ventilació

Comprovació de l’estat del quadre de maniobra, deles proteccions i el funcionament segons el REBT

Comprovació de l’estat del grup tractor i dels cables

Comprovació de la cabina, les portes interiors, lesportes d’accés i els sistemes de manteniment

En general, totes les proves de seguretat indicadesen la reglamentació vigent

EMMAGATZEMATGE DE PRODUCTES QUÍMICS

REVISIONS I INSPECCIONS PERIÒDIQUES

Reial Decret 379/2001 Ordre de 27.06.1994

Recipients: Recipients: Inspecció Pla de revisions: Recipients aeris: Recipients enterrats:inspector EIC periòdica inspector propi inspector propi/EIC inspector propi/EIC

propi/EIC s/art. 4 RD: EIC

ITC-MIE-APQ-1 -- -- 5 anys SÍ 5 anys (exterior) Inicial 15 anys

15 anys (interior) Després 5 anys

ITC-MIE-APQ-2 -- S/RAP 5 anys SÍ 5 anys (exterior) Inicial 15 anys


ITC-MIE-APQ-3 -- 5 anys 5 anys SÍ 5 anys (exterior) Inicial 15 anys


ITC-MIE-APQ-4 -- S/RAP 5 anys SÍ 5 anys (exterior) Inicial 15 anys


ITC-MIE-APQ-5 -- -- 5 anys -- -- --

ITC-MIE-APQ-6 5 anys -- 5 anys SÍ 5 anys (exterior) Inicial 15 anys


ITC-MIE-APQ-7 5 anys (exterior) -- 5 anys SÍ 5 anys (exterior) Inicial 15 anys

10 anys (interior) 15 anys (interior) Després 5 anys

Instal·lació Periodicitat proves periòdiques Normativa aplicable Tipus de prova

Instal·lacionstèrmiques:calefacció,climatització iaigua calentasanitària

Equips de calefacció d’una potèncianominal superior a 15 kW (obligats aser inspeccionats)

(La periodicitat de les inspeccionsencara està pendent de ser publicadaal DOGC)

Reglament d’instal·lacions tèrmiques en edificis(RITE)

La periodicitat de les inspeccions està pendent deser publicada al DOGC

Instal·lacionsreceptores degas natural

Cada 4 anys: inspecció sistemàtica dela instal·lació

Cada 4 anys: revisió de la instal·lació

Reglament d’instal·lacions de gas en locals destinatsa usos domèstics, col·lectius o comercials aprovatpel Decret 1853/1993, de 22 d’octubre (BOE24.11.93) del Ministeri de Presidència

UNE 60601/1993: instal·lació de calderes de gasper a calefacció i/o aigua calenta de potència útilsuperior a 70kW

Ordre de 28 de març de 1996 del Departamentd’Indústria, Comerç i Turisme (DOGC 19.04.96) sobrenormes generals per a la sol·licitud de posada enservei d’instal·lacions de gasos combustibles

Decret 291/1994 (DOGC 24.01.92) sobre l’aplicacióde la normativa vigent en les instal·lacions receptoresde gasos combustibles

Inspecció visual

Comprovació de la no-existència de fuites

Instal·lacionsfrigorífiques

Cada any: locals institucionals o dereunió pública, a càrrec d’un frigorista

Cada cinc anys: la resta d’edificis,també a càrrec d’un frigorista

Cada deu anys: revisió completa acàrrec d’un frigorista

Reglament de seguretat de plantes i instal·lacionsfrigorífiques aprovat per Reial Decret 3099/1977

Revisió general cada cinc anys

Cada deu anys, revisió completa amb el desmuntatgei la revisió dels limitadors de pressió i dels elementsde seguretat

Instal·lacions deproductespetrolífers

Cada cinc anys: revisió a càrrec del’empresa instal·ladora i l’EIC

Revisió periòdica cada 10 anys nomésa càrrec de l’EIC

Reial Decret 1523/1999, de 22 d’octubre Inspecció de la protecció catòdica:> 60m3 inspecció anual< 60m3 inspecció cada 5 anys< 10m3 inspecció cada 10 anys

Prova d’estanquitat sense detecció de fuites:Cada 5 anys dipòsit ple/buitCada 10 anys dipòsit buit

Taula 4

Taula 5


287


Classificació de les inspeccions de baixa tensió

288

Taula 6

VALORITZACIÓ DE FANGS

SITUACIÓ DE LA GESTIÓ DE BIOSÒLIDS AL’AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA

Sara Ortiz i RousAgència Catalana de l’Aigua ([email protected])

RESUM

La presentació exposa els resultats de la gestió de biosòlids a l’Agència Catalana de l’Aigua,

amb resultats analítics agronòmics, de la presència de metalls i dels contaminants enunciats

en el tercer esborrany de directiva europea. Inclou un breu enunciat del Programa de trac-

tament de fangs de depuradora i els seus objectius.

INTRODUCCIÓ

L’acompliment de la Directiva europea sobre depuració d’aigües residuals 91/271/CE ha

portat a la construcció i l’explotació de 295 estacions depuradores d’aigües residuals.

L’explotació de les estacions depuradores porta implícita la producció de biosòlids, amb una

quantitat i una qualitat variables que depenen del cabal i les característiques de l’aigua trac-

tada i de la tecnologia aplicada a l’EDAR. A aquest biosòlid se li ha de trobar una destinació

que depèn de la qualitat i la quantitat del biosòlid i de les condicions de l’entorn de l’EDAR.

Les alternatives bàsiques de valoració i disposició són: l’aplicació al sòl (agricultura, jardine-

ria, restauracions), la valoració energètica, la fabricació de materials per a la construcció i,

com a menys desitjable, l’abocador.

La gestió de biosòlids que presenta l’Agència en el seu Programa de tractament de fangs i

en aquesta ponència té en compte els aspectes clau de la problemàtica que emmarca la

gestió de biosòlids, que bàsicament resumim en:

· Una correcta disposició del biosòlid des del punt de vista legal, tècnic i mediambiental

· Reducció de les quantitats de biosòlid produïdes

· Valoració dels biosòlids produïts

· Optimització del cost econòmic de la destinació de biosòlids

· Acceptació social de les solucions

291

Amb aquests criteris, l’Agència ha redactat el Programa de tractaments de fangs 2001, ha

construït al llarg de l’última dècada diverses plantes de tractament de biosòlids —en con-

cret, quatre compostatges i set tractaments tèrmics eficients— i ha creat una unitat de

biosòlids per a una gestió global.

ANÀLISI GLOBAL DELS FANGS DE LES EDAR DEL PLA DE SANEJA-MENT DE CATALUNYA

Presència de metalls a Catalunya

Seguint les indicacions del Reial decret 1310/1990, per tal d’evitar els efectes perjudicials

que poden tenir els fangs, quan determinades espècies químiques inorgàniques com els

metalls pesants són aplicats al sòl, hem procedit a analitzar els metalls Zn, Cu, Ni, Pb, Cr,

Cd i Hg.

Hem separat les analítiques en dues classes: les que compleixen el Reial decret i es poden

destinar a agricultura i les que no el compleixen.

En els quadres següents podem observar l’evolució temporal per a les dues classes i per a

cada metall. Són mitjanes globals que reflecteixen l’estat dels fangs de Catalunya, i no de

cap instal·lació en concret. El nombre de mostres analitzades és d’una mitjana de 450 per

any, aproximadament.

A grans trets s’aprecia (possiblement per prevenció en origen):

· Una certa tendència a la baixa en les concentracions de Zn, Cu, Ni, Pb i Cr

· Estabilitat en la concentració de Cd

· Una certa tendència a l’increment en la concentració de mercuri

Òbviament, les concentracions són més elevades en els fangs que no s’aprofiten en agri-

cultura. Les diferències més grans entre fangs aprofitats en agricultura i no aprofitats són en

el Cr i el Ni, i les que menys, el Cd i el Hg.

De mitjana, la concentració de metalls pesants dels fangs aprofitats en l’agricultura està molt

per sota dels llindars actualment exigits.


292

Element Any Compleix No compleix RD 1310 pH >7 RD 1310 pH <7

Zn 1999 772,98 4.309,80 4.000 2.500

2000 724,41 3.347,97 4.000 2.500

2001 752,90 3.028,14 4.000 2.500

2002 720,82 3.423,90 4.000 2.500

Cu 1999 310,99 1.197,02 1.750 1.000

2000 327,91 899,69 1.750 1.000

2001 332,09 618,37 1.750 1.000

2002 291,17 625,58 1.750 1.000

Ni 1999 34,28 281,40 400 300

2000 34,13 393,37 400 300

2001 35,89 245,97 400 300

2002 37,37 120,83 400 300

Pb 1999 87,04 219,58 1.200 750

2000 82,69 314,51 1.200 750

2001 77,37 207,22 1.200 750

2002 70,89 155,65 1.200 750

Cr 1999 79,85 3.610,52 1.500 1.000

2000 69,04 2.843,64 1.500 1.000

2001 78,45 2.593,63 1.500 1.000

2002 78,36 2.419,29 1.500 1.000

Cd 1999 2,13 5,78 40 20

2000 2,38 4,55 40 20

2001 2,46 4,35 40 20

2002 2,31 4,61 40 20

Hg 1999 1,02 0,93 25 16

2000 1,55 2,95 25 16

2001 2,09 3,83 25 16

2002 2,06 2,44 25 16

Taula 1

Fangs amb incompliment del RD 1310

Hem establert, amb les dades del darrer any 2002, quatre classes segons el valor de l’ana-

lítica, per veure la llunyania als límits i, per tant, la importància de l’acció en la prevenció en

origen per poder valorar agronòmicament el residu. Unitat de concentració del metall: mg/kg

matèria seca. Exceptuant el crom, els incompliments estan propers als límits i, en el cas del

mercuri, ni tan sols hi ha incompliments per a sòls àcids.

SITUACIÓ DE LA GESTIÓ DE BIOSÒLIDS A L’AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA

293


Classes

Límits classe Zn n FInferior Superior0 2.500 17 0,552.500 4.000 2 0,064.000 5.000 8 0,265.000 4 0,13

31 1

Límits classe Cu n FInferior Superior0 1.000 24 0,801.000 1.750 3 0,101.750 2.200 1 0,032.200 2 0,07

30 1

Límits classe Ni n FInferior Superior0 300 28 0,90300 400 0 0,00400 500 0 0,00500 3 0,10

31 1

Límits classe Pb n FInferior Superior0 750 28 0,93750 1.200 0 0,001.200 1.300 2 0,071.300 0 0,00

30 1

Límits classe Cr n FInferior Superior0 1.000 12 0,391.000 1.500 3 0,101.500 2.000 4 0,132.000 12 0,39

31 1

294

Límits classe Cd n FInferior Superior0 5 23 0,775 10 5 0,1710 20 1 0,0320 1 0,03

30 1

Límits classe Hg n FInferior Superior0 5 28 0,935 10 1 0,0310 16 1 0,0316 0 0,00

30 1

Taula 2

Fangs amb compliment del RD 1310

També hem establert, amb les dades del darrer any 2002, quatre classes segons el valor d’a-

nalítica, per veure la llunyania als límits i, per tant, la bondat d’aquests fangs en la seva

aplicació en agricultura. Constatem que els metalls mai no han estat la limitació per a la dosi-

ficació del fang en agricultura, i la dosificació s’efectua pel criteri nitrogen, on la quantitat de

metalls és molt inferior als límits permesos.

Límits classe Zn n fInferior Superior0 500 180 0,39500 1.000 211 0,461.000 1.500 38 0,081.500 33 0,07

462 1

Límits classe Cu n fInferior Superior0 600 432 0,94600 1.200 28 0,061.200 1.800 1 0,001.800 0 0,00

461 1


295


Límits classe Ni n fInferior Superior0 100 434 0,94100 150 14 0,03150 200 6 0,01200 8 0,02

462 1

Límits classe Pb n fInferior Superior0 150 436 0,95150 300 20 0,04300 600 2 0,00600 1 0,00

459 1

Límits classe Cr n fInferior Superior0 150 415 0,90150 300 23 0,05300 600 13 0,03600 11 0,02

462 1

Límits classe Cd n fInferior Superior0 5 440 0,955 10 19 0,0410 20 3 0,0120 0 0,00

462 1

Límits classe Hg n fInferior Superior0 5 442 0,965 10 14 0,0310 16 6 0,0116 0 0,00

462 1

Taula 3

296

Paràmetres agronòmics

La caracterització agronòmica que s’ha efectuat està d’acord amb el Reial decret 1310/1990

(pH, MO, N-total i P2O5) i l’Ordre ministerial de 26 d’octubre de 1993 (relació C/N, K2O, CaO,

MgO i Fe) completada amb la conductivitat elèctrica. Els paràmetres agronòmics no pre-

senten característiques remarcables, exceptuant-ne la consideració habitual d’un alt valor de

fòsfor davant d’un baix valor de potassi. Aquesta característica determina la conveniència de

complementar la fertilització en aquest element quan l’adobament es basa en l’aprofitament

dels fangs. Podem veure que els fangs que s’aprofiten en agricultura de producció tenen pH

i conductivitat lleugerament inferiors —d’una manera consistent en el període considerat.

També tenen més matèria orgànica i menys P2O5 — d’una manera consistent en el període.

Element Any Agricultura Abocador

pH 1999 7,21 7,65

2000 7,16 7,65

2001 7,18 7,42

2002 7,11 7,39

C.E. 1999 1,46 1,80

2000 1,36 1,67

2001 1,49 1,98

2002 1,79 2,19

MO 1999 63,82 62,33

2000 63,38 60,31

2001 65,04 62,84

2002 64,34 61,51

N total 1999 5,38 4,59

2000 5,72 4,65

2001 6,06 5,17

2002 5,41 5,04

P2O5 1999 4,00 4,84

2000 4,04 4,88

2001 4,55 5,07

2002 3,99 4,12

K2O 1999 0,62 0,51

2000 0,61 0,60

2001 0,74 0,49

2002 0,58 0,40

CaO 1999 7,05 8,15


297


2000 6,91 8,08

2001 6,36 7,25

2002 5,90 6,40

MgO 1999 1,10 0,74

2000 1,06 1,15

2001 1,03 0,95

2002 0,88 0,86

Fe 1999 1,29 2,67

2000 1,20 2,60

2001 1,13 1,60

2002 1,31 1,52

C/N 1999 8,29 9,18

2000 7,71 8,91

2001 7,23 8,19

2002 8,81 9,76

Taula 4

ABAST DE LES DIRECTRIUS DEL TERCER ESBORRANY

S’estan portant a terme campanyes especials amb la finalitat de tenir un estudi analític per

aconseguir una panoràmica de la idoneïtat dels fangs generats a Catalunya per ser destinats

a agricultura i dels fangs dels posttractaments de l’Agència, des de la perspectiva del

«Document de treball sobre fangs de depuració» (ENV.E.3/LM), per a l’aplicació dels fangs

de depuració en agricultura.

A aquest efecte, l’estudi té per objectiu caracteritzar analíticament una àmplia col·lecció de

fangs d’orígens diversos i dels fangs resultants dels posttractaments de l’Agència. Ara bé,

cal recordar els dos aspectes que ens obliguen a matisar les conclusions que sorgeixen d’a-

quest estudi analític fins a la data d’avui: les primeres vint plantes escollides associades als

posttractaments majoritàriament tenen un component industrial molt significatiu, cosa que

no els fa legalment aptes per a l’agricultura, fins i tot amb el RD 1310, i, a més a més, el dis-

seny actual de les EDAR no està pensat per higienitzar els fangs, amb la qual cosa aquests

fangs solen incomplir les exigències microbiològiques de la proposta de normativa.

Els grups de paràmetres determinats són els següents:

Microcontaminats orgànics, d’acord amb l’ENV.E.3/LM («Document de treball sobre fangs298

de depuració», 3r esborrany, abril del 2000): AOX, LAS, DEHP, NPE, PAH, PCB i PCDD/F.

Caracterització microbiològica, d’acord amb l’ENV.E.3/LM («Document de treball sobre

fangs de depuració», 3r esborrany, abril del 2000): Salmonella spp. I Escherichia coli.

A més, tenim de totes les EDAR els metalls pesants, d’acord amb el Reial decret 1310/1990

i l’ENV.E.3/LM («Document de treball sobre fangs de depuració», 3r esborrany, abril del

2001): Cr, Ni, Pb, Cu, Zn, Hg i Cd.

A grans trets, els resultats obtinguts suggereixen una bona adaptació dels continguts de

metalls pesants dels fangs tant a la normativa vigent com a l’esborrany de nova directiva a

curt termini. Només cal pensar en limitacions generalitzades a l’ús agrícola dels fangs per

aquest motiu si s’aproven els llindars a mitjà i llarg termini proposats en el document

ENV.E.3/LM, o bé la relació metall/fòsfor, com explicarem.

Els fangs que incompleixen els llindars ho fan majoritàriament a causa d’un únic metall, per

a tots els llindars proposats, exceptuant-ne l’ENV.E./LM1 a llarg termini. En aquest últim cas,

els incompliments impliquen generalment dos metalls.

Els metalls pesants més problemàtics a curt termini són el Zn i el Cu: les mostres superen el

nivell establert per la normativa actual per aplicació agrícola en sòls àcids —coincident amb

el llindar immediat proposat en el document ENV.E.3/LM.

La incidència de Cd i Hg només es torna rellevant amb l’aplicació dels llindars ENV.E./LM1

a mitjà i llarg termini.

Ara bé, els resultats confirmen que la relació entre el contingut dels diferents metalls pesants

i el de fòsfor (Me/P) és pràcticament una redundància de la restricció per llindars quan es

considera el nivell a llarg termini, i en alguns metalls fins i tot més exigent (Zn, Cu, Pb i Cr).

Aquest fet no és tant per la quantitat de metall, sinó més aviat pel baix nivell de fòsfor de les

mostres. L’aplicació d’aquest criteri (Me/P) resultaria —independentment de l’horitzó tem-

poral considerat— en el rebuig de gairebé el 50% de les mostres. Ara bé, com que

l’esborrany deixa a criteri del productor de fangs triar entre tenir en compte els valors límits

respecte a la quantitat de matèria seca o la quantitat de fòsfor, en podríem fer sempre una

lectura positiva.


299

Gràfic 1

Microcontaminants orgànics

A diferència del que succeeix amb els metalls pesants, les mostres estudiades tenen més

dificultats per ajustar-se a alguns aspectes de la proposta de directiva pel que fa al contin-

gut en microcontaminants orgànics. Així, tenim que:

Es manté l’elevat contingut de nonilfenols a les mostres: el 92% de les mostres estudiades

supera el llindar establert per la proposta de directiva. El 57% sobrepassa el llindar d’AOX, i

el 21%, més del 80% d’aquest llindar. L’11% supera el llindar de DEHP. Una mostra (l’1,6%

del total estudiat) supera el llindar de PCB.

Cal destacar els baixos nivells de LAS (cap) i PAH en totes les mostres: només cinc supe-

ren el llindar d’aquest segon paràmetre. Es confirma la gran eficiència del compostatge a

l’hora de reduir el contingut de LAS dels fangs.

Els nivells de PCDD/F també són molt baixos, exceptuant-ne dues mostres que superen el

límit legal.

Tot i que aquests resultats són esperançadors, quan comprovem el nombre de mostres

sense cap incompliment, el resultat és decebedor: només aproximadament el 18% (17 de

94 mostres). Ara bé, els incompliments es mouen sobretot entre un paràmetre i dos, i pocs

casos amb tres.


300

Paràmetre Nre. mostres Nre. incompliments % Incompliments

TOTAL 94 77 81,9

AOX 94 54 57,4

LAS 94 0 0,0

DEHP 62 7 11,3

NPE 62 57 91,9

PAH 62 5 8,1

PCB 62 1 1,6

PCDD/F 30 2 6,7

Taula 5. Microcontaminants orgànics 1. Incompliments

Nre. llindars vulnerats Casos Percentatge

1 39 50,6

2 27 35,1

3 11 14,3

>3 0 0,0

TOTAL 77 100,0

Taula 6. Microcontaminants orgànics 2. Anàlisi d’incompliments

Patògens

Pel que respecta a la qualitat microbiològica de les mostres analitzades cal indicar el

següent:

Les mostres procedents de compostatges o d’assecatges tèrmics no contenen Salmonella

i el nombre d’E. colis que contenen no supera el llindar fixat en el document ENV.E.3/LM o

és lleugerament superior. El cas negatiu de Salmonella és possible que sigui degut a una

reinfecció per la manera de manipular els fangs.

Així mateix, no es detecta la presència de Salmonella en el 30% de les mostres de fang no

sotmeses a posttractament.


301

1 Sempre qu es raoni en base logarítmica


Gràfic 2

PROGRAMA DE TRACTAMENT DE FANGS

El Programa de tractament de fangs de depuradora té com a objectius principals oferir solu-

cions per al tractament i la gestió dels fangs generats a totes les depuradores incloses en

el Pla de sanejament de Catalunya.

Des de la seva creació, la finalitat del programa ha estat aconseguir la minimització de les

quantitats de fangs produïts a les depuradores (deshidratacions i digestions), potenciar la

valoració dels fangs reduint-ne la quantitat destinada als abocadors, reduir l’impacte

ambiental dels fangs en la seva destinació i optimitzar-ne el cost econòmic mitjançant

solucions que tinguin acceptació social. A més a més, es pretén establir un nou model de

gestió dels fangs.

Per aconseguir aquests objectius, el programa planteja la implantació de diferents tecnolo-

gies de tractament de fangs, amb les quals s’aconsegueix una important reducció de la

producció de fang en origen i, alhora, la seva estabilització i/o higienització:

· Digestions anaeròbies (utilitzant com a combustible el biogàs generat en el mateix

procés de digestió)

· Instal·lacions de posttractament de fangs:

Compostatges en túnels i en canals

Assecatges tèrmics amb motors de cogeneració associats302

BIBLIOGRAFIA

«Decret 93/1999, de 6 d’abril, sobre procediments de gestió de residus».

«Directiva 86/278/CEE del Consell, de 12 de juny de 1986».

«Ordre de 26 d’octubre de 1993 sobre utilització de fangs de depuració en el sector agrari».

Programa de tractament dels fangs de les depuradores d’aigües residuals urbanes de

Catalunya. Barcelona: Agència Catalana de l’Aigua. Departament d’Infraestructures I. Àrea

Tècnica, juliol 2001.

«Reial decret 1310/1990, de 29 d’octubre, sobre utilització de fangs de depuració en el sec-

tor agrari».

Tercer esborrany del document de treball sobre fangs de depuració. Brussel·les, abril de

2000.


303

COMPOSTATGE DE FANGS:EXPERIÈNCIES D’EXPLOTACIÓ

Josep Saña i Vilaseca Tècniques de Gestió Ambiental, S.L. ([email protected])

RESUM

En primer lloc es descriuen els trets generals del procés de compostatge, així com les par-

ticularitats d’aplicar-lo al tractament dels fangs d’EDAR.

Seguidament es fa un repàs dels diferents tipus d’instal·lacions de compostatge de fangs exis-

tents a Catalunya, amb una breu avaluació dels aspectes favorables i desfavorables de cada un.

Finalment es revisen els punts bàsics que cal tenir en compte per al correcte funcionament

del procés i de les instal·lacions de compostatge:

· La qualitat del fang per tractar: contingut d’aigua, presència d’elements estranys,

emmagatzematges massa perllongats.

· La fiabilitat dels equips i punts crítics de les instal·lacions.

· El balanç energètic.

· La seguretat del personal.

INTRODUCCIÓ

A causa de condicionaments legals o logístics, els fangs de les EDAR no sempre poden enviar-

se al seu destí final tal com surten d’aquestes, sinó que prèviament han de sotmetre’s a

transformacions. En aquestes situacions, doncs, el fang deixa de ser estrictament un residu de la

depuració de les aigües i passa a convertir-se en una matèria primera d’un procés industrial.

Els processos de transformació més habituals al nostre país són l’assecament tèrmic, i quan

el fang es destina a l’agricultura o la jardineria, el compostatge. Sobre aquest darrer tracta-

rà la presentació, si bé algunes de les consideracions que es recullen són també vàlides per

als assecaments tèrmics.

305


EL COMPOSTATGE DE FANGS

El compostatge és un procés d’estabilització de substrats orgànics d’origen divers –normal-

ment orientat a l’obtenció d’adobs– basat en la descomposició microbiana en condicions

aeròbies de la fracció degradable de la matèria orgànica (figura 1). El compost o producte

final que en resulta:

i) És fàcil i còmode d’emmagatzemar, atès que la matèria orgànica que li resta és de

lenta o difícil degradació.

ii) Està higienitzat, atès que la calor que es genera en el decurs del procés per des-

composició de la matèria orgànica, eleva temporalment la temperatura del material

fins a valors que fan inviables els paràsits, els patògens i les llavors de males herbes

que hi puguin ser presents.

iii) És menys voluminós que el residu inicial, no tan sols per la desaparició de la matè-

ria orgànica que descompon, sinó també per l’aigua que s’evapora amb la calor del

procés.

Figura 1. El procés de compostatge

SISTEMES DE COMPOSTATGE DE FANGS

A la taula 1 es resumeixen els sistemes de compostatge més habituals al nostre país, així

com els avantatges i inconvenients que al nostre entendre presenten cada un.306

Avantatges i inconvenients dels sistemes més habituals de compostatge de fangs

Compostatge en piles estàtiques ventilades

Avantatges

· Construcció barata.

· Òptim control visual del procés.

· Costos de ventilació reduïts en poder-se aprofitar l’efecte xemeneia que es produeix a les piles.

· Ideal per a plantes de petites dimensions i/o allunyades de nuclis habitats.

Inconvenients

- Higienització incompleta a la part externa de la pila, si no és que es realitza, com a

mínim, un volteig o una maduració amb alguna fase termòfila.

- Menys capacitat de tractament per unitat de superfície a causa de la secció triangular de

les piles, a la seva reduïda alçada i a l’elevada proporció de material esponjant.

- Al país no hi ha experiència en sistemes de control automatitzat del procés adaptats

al compostatge en piles, si bé no hauria de ser complicat aconseguir-ho.

- Control difícil de les olors.

Compostatge en piles ventilades i voltejades

Avantatges

· Construcció barata, si bé amb el sobrecost de la voltejadora.

· Necessita menys material suport i, per tant, incrementa la capacitat de tractament

per unitat de superfície respecte a les piles estàtiques.

· Menys importància de l’homogeneïtat de la mescla inicial en el desenvolupament del

procés. Per tant, poden emprar-se mescladores més petites o, fins i tot, prescindir-ne.

· Les mateixes que les piles estàtiques.

Inconvenients

· Requereix l’ús d’una voltejadora, habitualment amb un alt cost de compra i manteniment.

· Mal control de les olors.

COMPOSTATGE DE FANGS: EXPERIÈNCIES D’EXPLOTACIÓ

307

· Al país no hi ha experiència en sistemes de control automatitzat del procés adaptats

al compostatge en piles, però no hauria de ser complicat.

Compostatge en canals

Avantatges

· Magnífic control visual del procés.

· Menys importància de l’homogeneïtat de la mescla inicial en el desenvolupament del

procés. Per tant, poden emprar-se mescladores més petites o, fins i tot, prescindir-ne.

· L’existència de parets laterals incrementa la capacitat de tractament per unitat de

superfície.

· Necessita menys material suport i, per tant, incrementa la capacitat de tractament per

unitat de superfície, si bé la utilització de la voltejadora limita l’alçada del material.

· Facilitat de càrrega i descàrrega del material.

· Cost d’aireig raonable en aprofitar parcialment l’efecte xemeneia.

Inconvenients

· Cost d’amortització i manteniment de la voltejadora.

· Tendència a formar crostes a la part inferior dels canals.

· Facilitat del sistema d’aireig a embussar-se.

· Grans dificultats a l’hora de desembussar-lo.

· Adaptació difícil d’un sistema automatitzat de ventilació, en existir diverses zones

amb ventiladors diferents.

Compostatge en túnels

Avantatges

· El control automatitzat és una tecnologia molt contrastada en el compostatge en

túnels.

· Arrencada més ràpida del procés en condicions hivernals, ja que pot reciclar aire pre-

escalfat.

· Excel·lent control de pudors.


308

Inconvenients

· Cost molt elevat d’obra civil.

· No permet el control visual del procés.

· Elevada proporció de material suport.

· Costos de ventilació elevats.

· Incomoditat a l’hora d’omplir i buidar els túnels.

· Dificultat de coordinació entre la ventilació dels túnels i la renovació de l’atmosfera

de la nau.

PARTICULARITATS DEL COMPOSTATGE DE FANGS

Necessitat d’un material esponjant

El fang d’EDAR és un material pastós que no permet la circulació d’aire pel seu interior. Per

tant, per mantenir les condicions aeròbies que requereix el procés de compostatge, cal

barrejar-lo, amb l’ajut de mescladores, amb un agent esponjant –habitualment escorça,

estella, fusta de poda, etc.– que confereixi porositat a la mescla (figura 2).

Figura 2. Macroporositat de les mescles entre fang i el material esponjant


309

Però el material esponjant també ha de posseir la capacitat de captar, per capil·laritat, aigua

del grumoll de fang per donar-li porositat interna (figura 3). D’aquesta manera la transforma-

ció microbiana aeròbia arriba a tot el grumoll i no se circumscriu únicament a la seva

superfície.

Figura 3. Microporositat del fang per l’actuació absorbent del material esponjant

Emissió d’amoníac

Els fangs d’EDAR tenen una relació matèria orgànica / nitrogen baixa –habitualment inferior

a 15–, cosa que fa que durant la descomposició inherent al procés de compostatge es des-

prengui molt NH3. Això obliga que la majoria de les instal·lacions de compostatge de fangs

disposin d’un sistema de rentat dels gasos emesos per eliminar-ne l’amoníac. Les aigües

emprades en el rentat solen ser l’efluent de l’EDAR associada a la planta de compostatge i,

una vegada utilitzades, retornen a la seva capçalera.

Aquesta operació pot influir negativament en el funcionament de l’EDAR, en incrementar la concentra-

ció d’amoni de les aigües per depurar. Cal dir, però, que aquest impacte és raonable si el fang que es

composta és majoritàriament el procedent de l’EDAR associada a la instal·lació de compostatge, però

podria ser molt sever si els fangs compostats provinguessin en la seva majoria d’EDAR externes.


310

EL FANG COM A MATÈRIA PRIMERA PER A LES INSTAL·LACIONS DECOMPOSTATGE

Perquè el fang destinat al compostatge no causi problemes, ni a les instal·lacions, ni als ope-

raris, ni al procés en si, hauria de complir, com a mínim, amb els requisits de qualitat que

s’indiquen i es justifiquen a continuació.

Absència d’elements estranys

La presència d’elements durs –troncs gruixuts, peces metàl·liques, runes, etc.– en els con-

tenidors de transport de fangs malmet molt sovint els cargols o les bombes de transport de

les instal·lacions de compostatge, i fins i tot les mescladores. Aquests equips són crítics per

al procés, atès que amb el disseny actual de les instal·lacions no estan duplicats i en molts

casos no podran ser-ho.

Màxima sequedat possible

La majoria de les instal·lacions de compostatge de fangs acostumen a recuperar el material

suport que no es degrada durant un cicle de compostatge per reutilitzar-lo en el següent.

Sota aquesta perspectiva interessa que el material suport recuperat tingui unes característi-

ques el màxim de similars a les que posseeix originàriament. En especial ha de presentar un

grau de sequedat elevat que li permeti mantenir indefinidament la seva capacitat per absor-

bir aigua per capil·laritat. Perquè això anterior sigui possible, el balanç energètic del procés

no pot ser mai deficitari.

L’energia que es genera en un procés de compostatge d’una durada preestablerta depèn

essencialment de la quantitat de matèria orgànica fàcilment degradable que aporta el fang,

i també de la que contingui el material suport de què es disposi. La matèria orgànica degra-

dable present per unitat de massa de fang per tractar està d’acord amb:

i) Les característiques de l’aigua residual que el genera, factor immodificable.

ii) El tractament a què se sotmeten aquestes aigües i els corresponents fangs a

l’EDAR, factor també invariable en dependre del disseny d’aquesta.

iii) La seva sequedat –com menys humit, més matèria orgànica present.

L’energia generada es consumeix en escalfar l’aire circulant i sobretot en evaporar aigua. No

considerem dins del consum global del procés l’energia que temporalment es destina a

escalfar la massa en compostatge, ja que al final la seva temperatura torna a ser molt simi-


311


lar a la inicial i l’energia involucrada retorna per als usos abans indicats.

Per tant, perquè el material suport recuperat no vagi acumulant aigua, cal que en el procés

es generi, com a mínim, l’energia suficient per evaporar l’excedent d’aigua, a més, és clar,

de la que cal per escalfar l’aire:

Aigua excedent = aigua aportada pel fang + aigua generada per descomposició de la

matèria orgànica – aigua continguda en el fang compostat

Aquest excedent no existirà o serà el mínim possible si el fang per tractar és el màxim de sec

que permetin les instal·lacions de l’EDAR.

Presència significativa de gasos tòxics en el fang

Els gasos adsorbits en la matriu del fang s’alliberen a les instal·lacions de compostatge

durant les operacions on s’incrementa la seva superfície específica: descàrrega dels

camions, traginada amb cargols, mescla amb el material suport, etc. Si la quantitat de gasos

tòxics que contenen els fangs és elevada, les emissions en aquests punts crítics poden ser

prou importants per generar atmosferes perilloses per a la salut o fins i tot la vida dels ope-

raris, encara que estiguin actuant els sistemes de renovació d’aire de què disposen les

instal·lacions.

Per tant, és essencial que l’explotador de l’EDAR prevegi totes les actuacions possibles que

permetin minimitzar la presència d’aquests gasos tòxics en els fangs que hagin de pos-

ttractar-se.

CONCLUSIONS

i) Es posa èmfasi en el caràcter de matèria primera que tenen els fangs que, abans del seu

destí final, han de sotmetre’s a un posttractament com el compostatge.

ii) Es revisen els avantatges i inconvenients dels sistemes de compostatge de fangs, així com

els requeriments particulars d’aquest procés: incorporació d’un material esponjant i imple-

mentació de sistemes de recollida de l’amoníac emès.

iii) Es comenten i justifiquen les pautes mínimes de qualitat que cal exigir als fangs destinats

a compostatge:

· Absència d’elements estranys que puguin malmetre els equips.312

· Màxima sequedat possible per mantenir la qualitat del material suport recuperat.

· Mínima concentració de gasos tòxics adsorbits per minimitzar el risc per a la salut dels

operaris.

BIBLIOGRAFIA

GOLUEKE, C. G. Composting: A Study of the Process and its Principles. PA: Rodale Press Inc.,

Emmau, 1972.

HAUG, R. T. Compost Engineering: Principles and Practice. Michigan: Ann Arbor Science,

1980.

LÓPEZ-REAL, J. «Parámetros de control del compostaje y aplicación del compostaje a resi-

duos orgánicos». A: Gestión y utilización de residuos orgánicos para la agricultura. Madrid:

AEDOS, 1995.

SAÑA, J.; SOLIVA, M. «El compostatge, procés, sistemes i aplicacions». A: Quaderns d’ecolo-

gia aplicada [Barcelona: Diputació de Barcelona. Servei del Medi Ambient] (1987), núm. 11.


313

ASSECATGE TÈRMIC DE FANGS:EXPERIÈNCIES D’EXPLOTACIÓ

Marc Moliner i Rafa Tècniques de Gestió Ambiental, SL ([email protected])

RESUM

En primer lloc es descriuen els trets generals del procés d’assecatge tèrmic de fangs d’EDAR.

Seguidament es fa un repàs als diferents tipus d’instal·lacions d’assecatge tèrmic de fangs

d’EDAR existents a Catalunya, amb una breu avaluació dels aspectes favorables i desfavo-

rables de cada un en funció de la tipologia del fang per tractar.

S’analitzen les diferents operacions associades a l’assecatge tèrmic –dosificació, extracció,

refredament, separació de fins, emmagatzematge dels materials– i s’avaluen les alternatives

tècniques existents.

Finalment es revisen els punts bàsics que cal tenir en compte per al correcte funcionament

de les instal·lacions d’assecatge tèrmic de fangs d’EDAR:

· La qualitat del fang per tractar: contingut d’aigua, presència d’elements estranys,

estabilitat i altres característiques.

· La qualitat del producte de sortida: sequedat, presentació.

· La fiabilitat dels equips i punts crítics de les instal·lacions.

· Els balanços energètics –considerant l’associació amb plantes de cogeneració

d’energia elèctrica.

· La seguretat del personal.

INTRODUCCIÓ

A causa de condicionaments legals i/o logístics, els fangs de les EDAR no sempre poden

enviar-se al seu destí final tal com surten d’aquestes depuradores, sinó que prèviament han

de sotmetre’s a transformacions. En aquestes situacions, doncs, el fang deixa de ser estric-

315

tament un residu de la depuració de les aigües i passa a convertir-se en una matèria prime-

ra d’un procés industrial.

Els processos de transformació més habituals al nostre país són l’assecat tèrmic, i quan el

fang es destina a l’agricultura o la jardineria, el compostatge. Sobre el primer tractarà la pre-

sentació, si bé algunes de les consideracions que es recullen són també vàlides per als

compostatges.

ASSECATGE TÈRMIC

L’assecatge tèrmic de fangs de depuració d’aigües residuals consisteix en la reducció del

contingut d’aigua per evaporació forçada, amb aportació externa de calor.

Els objectius del procés són:

i) Reduir la massa i el volum del residu –disminuint els costs de transport i disposició.

ii) Higienitzar els materials tractats, en sotmetre’ls a temperatures properes als 100º C.

iii) Estabilitzar transitòriament la matèria orgànica del residu –en inhibir-se els proces-

sos de descomposició microbiana per manca d’aigua–, circumstància que permet

evitar el despreniment d’olors i l’escalfament del material.

El fang subministrat a les plantes d’assecatge tèrmic existents a Catalunya ha estat deshi-

dratat prèviament amb una mitjana del contingut de matèria seca del voltant del 25%. La

sequedat del fang sec generat –que anomenarem pèl·let– se situa entorn del 95%.

Considerant unes densitats del fang deshidratat i del pèl·let de 1.000 kg/m3 i 750 kg/m3 –res-

pectivament–, mitjançant l’assecat s’aconsegueix una reducció de massa del 74%, amb una

disminució volumètrica del 65%.

La calor utilitzada en el procés d’assecat del fang prové de la combustió d’un combustible

–generalment gas natural. La calor subministrada ha de ser –com a mínim– superior a la

calor latent d’evaporació de l’aigua –627 kWh/t H2O–, i se situa a la pràctica al voltant de

1.000 kWh/t H2O –amb variacions segons les tecnologies emprades.

L’evaporació de l’aigua continguda en el fang es realitza a l’interior de l’assecador, on es pro-

dueix l’intercanvi calorífic entre un fluid calefactor i el material tractat. Addicionalment, es

requereix una considerable quantitat d’equips i sistemes auxiliars per dur a terme el conjunt


316

de processos necessaris per al desenvolupament de l’activitat –transport, dosificació, barre-

ja i emmagatzematge de materials, tractament d’aire i circuits d’aigua i d’oli, entre d’altres.

COGENERACIÓ

Originalment, les instal·lacions generaven la calor necessària per al desenvolupament de

l’activitat mitjançant calderes. No obstant això, en l’actualitat la totalitat de les plantes d’as-

secatge tèrmic de fang de Catalunya han estat associades a instal·lacions de cogeneració

d’energia elèctrica. Concretament, s’han construït plantes de generació d’electricitat

emprant motors alternatius de combustió interna, que disposen d’una elevada modularitat i

capacitat de regulació.

L’entalpia dels gasos d’escapament dels motogeneradors s’utilitza per proveir calor a l’as-

secatge tèrmic, i la calor transferida als sistemes de refrigeració forçada –camises i oli–

s’inverteix en el preescalfament de fang en les etapes de deshidratació i en el proveïment tèr-

mic als digestors de les EDAR annexes a l’assecatge tèrmic.

L’associació de plantes de cogeneració a assecatges tèrmics de fang de depuració presen-

ta els avantatges següents:

i) Estalvi energètic –i reducció de les emissions–, en aprofitar-se fins al 70% del poder

calorífic del combustible emprat, fet que constitueix un increment respecte a la gene-

ració termoelèctrica tradicional.

ii) Baix impacte ambiental del combustible utilitzat –gas natural.

iii) Fiabilitat, en poder operar en «illa», autoconsumint l’energia elèctrica generada –fet

que permet fer front a situacions de desconnexió de la xarxa de distribució elèctrica.

iv) Avantatges econòmics –establerts pel RD 2818/98.

SISTEMES D’ASSECATGE TÈRMIC

Existeix una gran varietat de sistemes d’assecatge tèrmic de fang, els quals es poden clas-

sificar en 2 grups:

i) Assecatges tèrmics directes: el fluid calefactor –gasos calents o aire– entra en con-

tacte directe amb el fang.

ii) Assecatges tèrmics indirectes: el fluid calefactor –vapor o oli tèrmic– no entra en

ASSECATGE TÈRMIC DE FANGS: EXPERIÈNCIES D’EXPLOTACIÓ

317

contacte directe amb el fang i la transferència de calor es realitza a través de super-

fícies.

En línies generals, els sistemes indirectes són més complexos, atès que hi intervenen més

equips mecànics per manipular el material i generalment requereixen una barreja prèvia del

fang deshidratat amb fang sec per augmentar la sequedat d’entrada –amb l’objectiu de

superar la fase enganxosa del material, situada per sota del 60% de sequedat, aproximada-

ment. Per contra, els sistemes directes presenten més simplicitat, però experimenten

pèrdues tèrmiques superiors i requereixen el processament de grans cabals de gasos.

La taula 1 recull les plantes d’assecatge tèrmic existents i en construcció a Catalunya, en

proporciona la capacitat nominal i identifica la tecnologia emprada i el sistema d’assecat.

Planta Posada en Capacitat nominal Fabricant Sistemafuncionament (t H2O/h)

Banyoles 1997 1,8 VOMM Mixt

Besòs 2001 4 x 4,2 SEGHERS Indirecte

El Prat del Llobregat Properament 4 x 3,0 VOMM Mixt

Granollers 2002 1,8 ANDRITZ Directe

Mataró 2003 2,3 VOMM Mixt

Montornès del Vallès 1997 2,0 STORD Indirecte

Rubí 2001 3,0 VA TECH Directe

Sabadell 1997 2,0 SEGHERS Indirecte

Vic En construcció 2 x 2,2 VOMM Mixt

Taula 1. Plantes d’assecatge tèrmic a Catalunya

A tall d’exemple, una instal·lació amb una capacitat de tractament de 2,0 t H2O/h, operant

8.000 h anuals, pot processar al voltant de 20.000 t de fang deshidratat/any.

FACTORS QUE CONDICIONEN L’ACTIVITAT

Els factors que condicionen el funcionament i l’explotació de les plantes d’assecatge tèrmic

de fang de depuració d’aigües residuals es poden agrupar en:

i) Disseny de la instal·lació

ii) Materials

iii) Explotació

iv) Seguretat i salut


318

Disseny de la instal·lació

Les instal·lacions d’assecatge tèrmic de fangs de depuració són plantes d’una alta comple-

xitat on intervenen gran quantitat de processos –tecnologies– i d’equips diferents, la gran

part dels quals són crítics –la seva aturada implica l’aturada general del procés.

Hi ha una sèrie d’aspectes que cal considerar en el disseny de la instal·lació per tal de millo-

rar el funcionament i la fiabilitat de la planta, i facilitar-ne l’explotació:

i) Adaptació al material per tractar

ii) Previsió del manteniment

iii) Proveïment d’aigua depurada

iv) Posada en marxa

v) Disponibilitat de documentació tècnica

vi) Altres aspectes

En línies generals, com més quantitat d’equips i complexitat de la instal·lació, més facilitat d’es-

deveniment d’incidències i dificultat d’explotació. S’ha constatat que gran part de les aturades

de les plantes són causades per avaries d’equips auxiliars, més que dels mateixos assecadors.

Les instal·lacions amb configuració vertical d’assecador requereixen el transport vertical dels

materials, circumstància que pot derivar en diverses problemàtiques, tot i que existeixen

solucions tècniques que s’han demostrat altament eficaces.

Adaptació del material per tractar

És necessari adaptar els sistemes que han de realitzar el procés d’assecatge tèrmic –espe-

cialment l’assecador– a les característiques del fang que s’ha de tractar. L’anterior actuació

es considera cabdal, atès que s’han observat greus dificultats de funcionament de les diver-

ses tecnologies existents en processar tipologies concretes de material –essent fins i tot

incapaces d’operar en alguns casos. No s’ha trobat una tecnologia suficientment versàtil per

processar qualsevol tipus de fang, si bé sembla que tots els sistemes operen força satisfac-

tòriament quan el fang subministrat ha estat digerit anaeròbicament.

L’adequació de la instal·lació resulta complexa a causa de la dificultat de caracteritzar con-

venientment el fang de depuració. Així, es recomana realitzar assaigs de processa-

ment –durant períodes de temps suficientment perllongats per ser representatius– en plan-

tes pilot –si existeixen–, abans d’escollir la tecnologia que s’ha d’implantar. L’experiència


319

indica que –un cop construïda la planta– difícilment es poden aplicar actuacions correctores

si no s’assoleixen els paràmetres de funcionament previstos en el disseny –encara que

aquests estiguin garantits per part del fabricant.

Previsió del manteniment

És necessari preveure les operacions de manteniment que cal realitzar per tal de facilitar la

seva execució, mitjançant la seva consideració en el disseny de la instal·lació. Concretament,

s’han de preveure registres en els equips per efectuar inspeccions, neteges i substitucions

d’elements, així com sistemes de suport a les tasques que cal realitzar –ancoratges, equips

d’elevació, etc.–, i considerar la possibilitat d’haver d’extreure determinats elements de la

instal·lació per reparar-los.

S’ha de garantir que les operacions de manteniment es realitzin assegurant les condicions

de seguretat i salut del personal.

Proveïment d’aigua depurada

Les instal·lacions d’assecatge tèrmic de fangs aprofiten la seva ubicació al costat d’EDAR

per proveir-se d’aigua depurada com a aigua de procés. L’anterior circumstància –si bé per-

met reduir els costs associats a l’operació– implica una notable dependència de l’EDAR, fet

que –en determinades ocasions– provoca problemes de funcionament de la instal·lació

–relacionats amb la disponibilitat, la quantitat i la qualitat de l’aigua subministrada.

En qualsevol cas, durant el disseny de la planta cal realitzar un estudi previ basant-se en

dades reals per tal de poder dur a terme un disseny del sistema de proveïment d’aigua que

eviti l’esdeveniment de les citades problemàtiques.

Posada en marxa

És imprescindible efectuar una adequada posada en marxa de la instal·lació, amb la partici-

pació i l’assessorament tècnic del subministrador de la tecnologia. El període de posada en

marxa no pot finalitzar fins que no s’hagin assolit de forma continuada els paràmetres nomi-

nals de funcionament previstos en el disseny de la instal·lació.

Disponibilitat de documentació tècnica

Cal disposar de la documentació tècnica necessària de la totalitat d’equips i sistemes pre-


320

sents a la planta –manuals d’operació i de manteniment.

Altres aspectes

S’ha de dissenyar i construir la planta evitant que es produeixin condensacions a l’interior

dels equips –mitjançant un correcte aïllament tèrmic i una adequada renovació de les atmos-

feres.

S’ha d’evitar l’acumulació de gasos tòxics –especialment en els equips amb presència de

fang deshidratat. L’anterior objectiu –necessari per evitar riscs en les persones i danys en els

materials– es pot assolir amb sistemes d’extracció forçada.

S’han de reduir les singularitats en els sistemes de transport de material per tal d’evitar acu-

mulacions que poden derivar en obturacions i combustions.

S’ha de minimitzar el risc d’incendi, evitant la presència d’O2 i minimitzant la generació de

pols i l’anteriorment citada acumulació de material a l’interior dels sistemes sotmesos a altes

temperatures.

S’han de preveure sistemes d’emergència per aturar la instal·lació en cas d’esdeveniment

d’incidències –especialment en situacions d’interrupció del subministrament elèctric.

Dins de les possibilitats existents, s’ha de procurar duplicar els equips crítics per tal d’evitar

que la seva aturada provoqui la interrupció de l’activitat.

Materials

El funcionament dels diferents equips que intervenen en el procés d’assecat depèn en gran

mesura de la qualitat dels materials processats.

Caracterització

Les característiques i la composició del fang de depuració d’aigües residuals varien en funció de

factors molt diversos: qualitat de l’aigua residual a partir de la qual es genera el fang i processos

duts a terme en l’EDAR. Consegüentment, la qualitat de la matèria primera de l’assecatge tèr-

mic dependrà –entre altres condicionants– del seu origen i de l’època de l’any. L’anterior


321

circumstància pren un especial relleu en aquells assecatges tèrmics que donen servei a diver-

ses EDAR simultàniament –que és el cas de la majoria de les plantes existents a Catalunya.

D’altra banda, cal fer constar la gran dificultat de caracterització del fang a causa dels aspec-

tes següents:

i) L’absència de paràmetres i de correlacions que proporcionin informació sobre les

característiques fisicoquímiques del material –especialment en relació amb les pro-

pietats mecàniques.

ii) La dificultat de disposar de forma més o menys immediata dels paràmetres de carac-

terització analítica.

Paral·lelament, el fang a l’interior de la instal·lació –especialment de l’assecador– experi-

menta una evolució en les seves característiques en ser sotmès a temperatura elevada i en

reduir-se el seu contingut d’aigua.

Conseqüentment, resulta força complicat preveure el comportament del fang a l’interior dels

sistemes que intervenen en el conjunt dels processos d’assecat –i poder aplicar actuacions

d’adequació convenients.

S’ha constatat que el fang de depuració és un material abrasiu. L’anterior circumstància es veu agreu-

jada per la presència dels gasos tòxics –NH3, H2S– i d’altres substàncies –greixos– presents en el

material, que exerceixen una acció corrosiva. Ambdues circumstàncies afecten la vida útil dels mate-

rials constituents dels equips per on discorren els materials, i poden provocar el seu ràpid desgast.

En el cas del pèl·let, s’hi afegeix el possible malmetement provocat pels repetits impactes

dels grànuls que constitueixen el material, especialment en configuracions de sistemes de

transport per gravetat.

Sequedat

Un paràmetre de caracterització àmpliament emprat i de relativa facilitat de determinació és el

contingut de matèria seca –sequedat. Quan el fang deshidratat presenta una excessiva seque-

dat es poden produir problemes en els sistemes de traginament, de barreja i en l’assecador –per

increment de la viscositat. Quan la sequedat és reduïda es poden produir discontinuïtats en els

fluxos de transport i adhesions. Els sistemes proveïts d’un sistema de mescla del fang amb el

pèl·let permeten regular la sequedat del material aportat a l’assecador. No obstant això, l’exis-

tència de la mescladora no garanteix el correcte processament de qualsevol tipologia de fang.


322

La sequedat del pèl·let pot erigir-se com un paràmetre limitant del desenvolupament de l’ac-

tivitat. Concretament, un valor alt del citat paràmetre pot facilitar la generació de pols –que

provoca obturacions i facilita l’esdeveniment d’explosions. Per contra, la disminució de la

sequedat pot derivar en increments de la massa que cal transportar i en la formació d’ad-

hesions de material.

Greixos

S’han reportat algunes problemàtiques associades al contingut de substàncies lipò-

files –greixos– en el fang, fins al punt que certs fabricants d’assecadors limiten la seva pre-

sència en la matèria primera per processar.

Presència d’impropis

La presència d’elements impropis en el fang deshidratat subministrat a la instal·lació repre-

senta una greu problemàtica, que pot provocar desperfectes en els sistemes de transport i

dosificació del material, i arriba a afectar –fins i tot– el mateix assecador.

Es disposa d’escassos recursos per fer front a l’anterior problemàtica, atès que no existei-

xen sistemes de filtrat adequats per al fang deshidratat. Conseqüentment, a fi i efecte de

prevenir possibles danys, cal efectuar un seguiment visual de les descàrregues de fang als

sistemes d’emmagatzematge, el qual resulta molt dificultós quan el flux d’aportació de mate-

rial es realitza de forma contínua i pràcticament impossible en la detecció d’elements de

reduïda dimensió.

És necessari, doncs, trametre la problemàtica descrita als explotadors de les EDAR que pro-

veeixen la instal·lació per tal d’evitar la introducció d’impropis en el fang subministrat.

Altres paràmetres

La presència de fibres en el fang tractat pot provocar problemes de processament –espe-

cialment en sistemes de llit fluid– i derivar en possibles episodis de combustió.

Òbviament la presència de substàncies inflamables en el fang pot facilitar l’esdeveniment

d’ignicions.

Tot sembla indicar que l’estabilització del fang per processar –mitjançant processos de

digestió– facilita el processament del material.


323


Explotació

El correcte desenvolupament de l’activitat depèn –òbviament– de com es realitza l’explota-

ció de la instal·lació, entenent per explotació les tasques dutes a terme per part de

l’explotador necessàries per al funcionament continu i fiable de la planta en condicions nomi-

nals. Així, l’explotació comprèn –principalment–: (1) l’operació; (2) el manteniment; i (3) el

seguiment de l’activitat.

És necessari considerar els aspectes següents:

i) Realitzar un correcte manteniment –predicitiu, preventiu i correctiu– de tots els

equips existents a la planta, mitjançant l’aplicació d’un pla prèviament elaborat a par-

tir de les dades subministrades pels diferents fabricants. Els objectius del

manteniment són: (1) evitar aturades imprevistes i reduir-ne la durada; (2) assolir els

valors nominals de funcionament; (3) allargar la vida útil dels equips; i (4) assegurar

la seguretat i la salut de les persones.

ii) Disposar de recanvis a la instal·lació per reduir la durada dels treballs de manteni-

ment correctiu. En alguns casos, es pot considerar l’alternativa d’establir protocols

de subministrament ràpid amb els proveïdors.

iii) Intentar treballar a les temperatures d’operació reduïdes, atès que poden produir-

se variacions fisicoquímiques dels materials tractats i constituents dels equips amb

l’increment de la temperatura.

iv) Establir convenientment les sequedats de la barreja introduïda a l’assecador –en

cas d’intervenció de mescladora– i del pèl·let generat.

v) Evitar –durant el transcurs de l’operació i el desenvolupament de tasques de man-

teniment– la introducció d’O2 a l’interior dels equips amb presència de fang sec i

d’elevada temperatura, amb l’objectiu de disminuir el risc d’ignició i d’explosió.

vi) Minimitzar les operacions d’arrencada i aturada de l’assecatge tèrmic a fi i efecte d’evitar

les situacions transitòries que s’hi produeixen –les quals poden derivar en condicions de risc,

en sobresol·licitacions mecàniques dels equips i en problemes de processament a causa

dels gradients tèrmics que experimenten els diferents elements i materials participants.

vii) Realitzar un acurat enregistrament i seguiment dels paràmetres de procés per

tal de poder anticipar possibles incidències i disposar d’un coneixement més pro-

fund de l’activitat per fer front a eventuals problemàtiques i/o millorar el

desenvolupament de l’activitat i la mateixa explotació.

324

Seguretat i salut

A part de les mesures de prevenció de riscs laborals pròpies de qualsevol activitat industrial,

en les plantes d’assecatge tèrmic cal fer especial menció als riscs següents:

i) Risc d’inhalació de productes químics.

ii) Risc higiènic biològic.

iii) Risc d’exposició a atmosferes explosives.

Per tal de fer front amb les màximes garanties als riscs esmentats cal necessàriament efec-

tuar les accions següents:

i) Formar el personal propi i dotar-lo dels mitjans adequats. La naturalesa dels

materials tractats i dels processos que es duen a terme en els assecatges tèrmics

fan que les situacions perilloses associades a l’activitat esdevinguin de forma molt

esporàdica. En les anteriors circumstàncies, és imprescindible insistir periòdica-

ment en la formació per evitar el relaxament del personal.

ii) Informar les empreses subcontractades que realitzen treballs a la instal·lació,

informant-ne directament el personal.

Cal elaborar protocols de realització de les operacions que comporten un risc –Model de

gestió de fangs elaborat per l’Agència Catalana de l’Aigua– i dur a terme una senyalitza-

ció convenient.

Risc d’inhalació de productes químics

Existeixen precedents d’accidents molt greus per inhalació de productes químics en plantes

ubicades a Catalunya.

Principalment es pot generar NH3, H2S i CH4 i situacions de manca d’O2.

L’experiència indica que en les plantes d’assecatge tèrmic les emissions de gasos tòxics són

molt reduïdes. No obstant això, és necessari efectuar un seguiment periòdic de les atmos-

feres dels espais on es desenvolupa l’activitat i adoptar mesures de protecció en les

situacions següents:

i) Operacions de descàrrega de fang deshidratat.

ii) Operacions de manteniment en espais confinats.

A fi i efecte de reduir el risc d’inhalació, es poden aplicar les accions següents:


325


i) Renovar les atmosferes on potencialment es puguin acumular gasos tòxics.

ii) Aplicar protocols d’actuació.

iii) Emprar equips de respiració autònoma i mesuradors de concentració de gasos

tòxics i d’O2 –fixos i portàtils.

Risc higiènic biològic

La presència de patògens en els fangs de depuració pot facilitar la contaminació del perso-

nal per via respiratòria, oral –a través de mans o fomites– i/o cutània.

L’esmentada contaminació pot produir-se durant la realització d’operacions de manipulació

del fang deshidratat, obtenció de mostres i manteniment d’equips.

És necessari emprar guants i màscares, i prohibir fumar, menjar i beure en els espais d’ope-

ració, que han d’estar separats convenientment dels espais destinats al personal.

Paral·lelament, cal dur a terme una adequada vigilància de la salut.

Risc d’exposició a atmosferes explosives

Cal dur a terme accions correctives per evitar la formació d’atmosferes explosives:

i) Reduir la generació de pols –no incrementant excessivament la sequedat del pèl·let

generat.

ii) Evitar la formació de núvols de pols –durant el transport i extracció del pèl·let.

iii) Evitar la introducció d’O2 a l’interior dels equips amb presència de pols.

iv) Connectar a terra els elements per on discorri el pèl·let, per tal d’evitar la generació

de guspires electrostàtiques.

v) Aplicar la resta d’aspectes establerts en la Directiva 1992/92 CE.

Per minimitzar les conseqüències de les eventuals explosions cal instal·lar sistemes d’allibe-

rament de pressió en aquells equips a l’interior dels quals aquestes es puguin produir.

Per evitar la formació d’atmosferes explosives de CH4 és necessari reduir el temps d’em-

magatzematge del fang deshidratat.

326

CONCLUSIONS

i) Es posa èmfasi en el caràcter de matèria primera que tenen els fangs que, abans del seu

destí final, han de sotmetre’s a un posttractament com l’assecatge tèrmic.

ii) S’assenyala la complexitat de les instal·lacions d’assecatge tèrmic de fang.

iii) Es comenten i justifiquen la resta de factors que influeixen en el desenvolupament de l’ac-

tivitat:

· Disseny de les instal·lacions

· Materials

· Explotació

· Seguretat i salut

BIBLIOGRAFIA

INSTITUT NACIONAL DE SEGURETAT I HIGIENE EN EL TREBALL. Documento sobre los límites de expo-

sición profesional para agentes químicos en España.

JUNTA DE SANEJAMENT. Jornades Tècniques sobre Gestió de Fangs d’Aigües Residuals de

Depuradores Urbanes. Barcelona: Junta de Sanejament de la Generalitat de Catalunya,

1989.

JUNTA DE SANEJAMENT. Jornades sobre la Reutilització de Fangs de Depuració d’Aigües

Residuals Urbanes. Barcelona: Junta de Sanejament de la Generalitat de Catalunya (13, 14

i 15 de març de 1996).

TGA, SL. Criteris tècnics per a seleccionar un sistema d’assecatge tèrmic, 2000.

TGA, SL. Documentació interna.

Normativa

«Llei 31/1995, de 8 de novembre, de prevenció de riscos laborals».

«Reial decret 485/1997, de 14 d’abril, sobre disposicions mínimes en matèria de senyalitza-


327

ció de seguretat i salut en el treball».

«Reial decret 486/1997, de 14 d’abril, pel qual s’estableixen les disposicions mínimes de

seguretat i salut en els llocs de treball».

«Reial decret 39/1997, de 17 de gener, pel qual s’aprova el Reglament dels serveis de prevenció».

«Reial decret 374/2001, de 6 d’abril, sobre la protecció de la salut i la seguretat dels treba-

lladors contra els riscos relacionats amb els agents químics durant el treball».

«Reial decret 6640/1997, de 12 de maig, sobre la protecció dels treballadors contra els ris-

cos relacionats amb l’exposició a agents biològics durant el treball».

«Directiva 1992/92/CE del Parlament Europeu i del Consell, de 23 de desembre de 1999,

relativa a les disposicions mínimes per a la millora de la protecció de la salut i la seguretat

dels treballadors exposats als riscos derivats d’atmosferes explosives».

«Reial decret 681/2003, de 12 de juny, sobre la protecció de la salut i la seguretat dels tre-

balladors exposats als riscos derivats d’atmosferes explosives en el lloc de treball».

«Reial decret 2818/1998, de 23 de desembre, sobre producció d’energia elèctrica per ins-

tal·lacions proveïdes per recursos o fonts d’energia renovables, residus i cogeneració».


328

EXPLOTACIÓ DE TERCIARIS,

EDUCACIÓ AMBIENTAL,

REGLAMENT I PROSPECTIVA DEL SANEJAMENT

EXPERIÈNCIES EN TRACTAMENT DETERCIARIS A LA COSTA BRAVA

Lluís Sala,1 Josep Ferrer,2 Anna Huguet,3Jordi Muñoz4 i Marc Carré5

(1) Consorci de la Costa Brava ([email protected])

(2), (3), (4) i (5) SEARSA ((2) [email protected], (3) [email protected], (4)

[email protected], (5) [email protected])

RESUM

La progressiva construcció de depuradores a la Costa Brava des de l’inici dels anys 70 va

portar, una dècada després, a la preocupació per intentar aprofitar de manera racional

aquest recurs. En aquest article s’exposa l’estat actual de la regeneració i reutilització d’ai-

gües a la Costa Brava, fent èmfasi en el que és l’experiència pràctica d’explotació i

manteniment dels tractaments terciaris.

INTRODUCCIÓ

Des de mitjan anys 80 el Consorci de la Costa Brava ha mostrat un gran interès en la rege-

neració i reutilització de les aigües residuals depurades, amb l’organització, l’any 1985, de

les primeres jornades sobre el tema, celebrades a Castell - Platja d’Aro. Des d’aquell

moment inicial, quan aquesta activitat era tan sols una mera especulació sobre les possibi-

litats que oferia la tecnologia de tractament d’aigües residuals, el canvi ha estat radical.

Actualment existeixen a la Costa Brava onze tractaments terciaris de diversa mena, entesos

com aquells tractaments que van més enllà del tractament secundari convencional. El volum

d’aigua regenerada produïda l’any 2002 va assolir els 2,6 hm3 sobre un total d’uns 28 hm3

d’aigua residual tractada, i es preveu que en el còmput total de l’any 2003 se superin els 4,0

hm3 d’aigua amb tractament més enllà de secundari, gràcies sobretot a la recent posada en

servei dels tractaments de Blanes i Tossa de Mar.

La previsió de cara al futur continua essent optimista quant al creixement dels volums tractats, ja

que segurament serà l’any 2004 quan s’iniciï l’explotació del tractament terciari de Torroella de

Montgrí, alhora que serà quan es començarà a subministrar aigua a nous usuaris que han apare-

331


gut en forma de comunitats de regants agrícoles a Blanes i a Santa Cristina d’Aro. Altres projectes

de subministrament d’aigua regenerada que estan en un horitzó també proper, per poc que la dis-

ponibilitat de recursos econòmics ho permeti, són l’entrada en servei de l’inici de dobles xarxes de

subministrament d’aigua regenerada per a usos urbans no potables a Portbou, Cadaqués i Lloret

de Mar, així com un projecte de recàrrega de l’aqüífer de la riera del Port de la Selva.

Parlar d’aigües regenerades i de reutilització és parlar essencialment de la qualitat de les

aigües. Els objectius del tractament terciari són: a) millorar aquesta qualitat força més enllà del

tractament secundari, en termes de MES, terbolesa i concentracions de microorganismes indi-

cadors; i b) reduir la gran variabilitat que es podria donar en la sortida i assolir una regularitat

en aquesta qualitat (compliment amb els valors establerts per al percentil 90 de les dades

anuals, segons requereix l’Àrea de Planificació de l’Agència Catalana de l’Aigua). En l’explota-

ció dels tractaments terciaris de les EDAR del CCB s’ha produït, al llarg dels darrers anys, un

procés d’aprenentatge i de millora d’aquesta explotació, que ha esdevingut coherent amb l’ob-

jectiu final d’assolir una aigua regenerada que complís els criteris de qualitat. A la vista de

l’experiència, no és gens agosarat dir que la correcta explotació d’un tractament terciari reque-

reix d’una explotació acurada i intensa del tractament secundari previ. Així, és evident que tant

el factor tècnic com el factor humà són essencials en el procés d’obtenció d’una aigua rege-

nerada de qualitat, cosa que es posarà de manifest al llarg d’aquesta ponència.

Finalment, fent un repàs a la qualitat que s’assoleix en les instal·lacions de regeneració del

CCB, cal esmentar que en l’any 2003 totes les instal·lacions hauran complert amb els crite-

ris definits per l’ACA per a la producció d’una aigua regenerada almenys de tipus B, és a dir,

per al reg agrícola i de jardineria sense restriccions, la qual cosa significa que els percentils

90 en termes anuals de MES, terbolesa i concentració de coliformes fecals estaran per sota

de 20 mg/l, 5 NTU i 200 ufc/100 ml, respectivament. Pel que fa als ous de nematodes parà-

sits, i per segon any consecutiu, les anàlisis realitzades pel Laboratori de Parasitologia de la

Facultat de Farmàcia de la UB han donat absència d’aquests elements en 25 litres de mos-

tra (els requeriments són d’absència d’ous en un litre per a l’aigua), tant en l’aigua

regenerada com, fins i tot, en els efluents secundaris previs al tractament terciari.

EDAR EMPURIABRAVA: REUTILITZACIÓ D’AIGÜES PER A USOSAMBIENTALS EN EL PARC DELS AIGUAMOLLS DE L’EMPORDÀ

L’EDAR d’Empuriabrava va ser inaugurada l’any 1995 amb un disseny inicial de llacunatge

convencional en els mesos de temporada baixa (el qual pretenia estalviar energia) i un dis-

seny de fangs activats durant els mesos d’estiu.

332

Amb la posterior connexió, l’any 97, de les aigües residuals del sector Salins, l’EDAR es va veure

obligada a treballar amb un règim de fangs activats durant tot l’any per tal de depurar correcta-

ment tot el volum d’aigua que entrava. Al llarg dels anys l’EDAR s’ha anat remodelant per dotar-la

dels elements que li mancaven pel fet d’haver estat pensada inicialment com a llacunatge.

Paral·lelament a tot això i a causa de la manca d’aigua dolça dins els terrenys del Parc

Natural dels Aiguamolls de l’Empordà (PNAE), es va posar en funcionament el sistema d’ai-

guamolls construïts (SAC) adjacents a l’EDAR com a tractament terciari per poder inundar

les zones del parc. El SAC es va dissenyar per reduir les concentracions de nitrogen i fòsfor

de l’efluent de l’EDAR i està format per tres cel·les en paral·lel de tractament, d’uns 8.000

m2 de superfície cadascuna i uns 50 cm de fondària mitjana.

En aquestes cel·les es va afavorir el creixement de vegetació típica del PNAE (balca, canyís,

joncs). Aquesta vegetació actua com a element essencial del procés de millora de la quali-

tat de l’aigua, tant per l’absorció directa de nutrients que realitza per l’arrel com per la seva

funció estructural de suport a les comunitats microbianes que es desenvolupen en l’aigua.

Objectius del SAC

Els objectius que es pretenen assolir mitjançant el projecte de reutilització de les aigües

d’Empuriabrava per a usos ambientals són:

· Aportar aigua a la llacuna del Cortalet, per tal d’evitar la seva dessecació total en els mesos

d’estiu, amb el consegüent perjudici per a la flora i la fauna aquàtiques, o bé inundar els

prats al voltant de la reserva integral.

· Evitar l’eutrofització que podrien causar les aigües regenerades en el seu punt d’utilització

del PNAE si no hi hagués una eliminació suficient de nutrients.

· Reduir els abocaments al riu Muga, per tal de protegir la qualitat sanitària de les zones de

bany properes a la desembocadura.

· Ajudar a maximitzar la biodiversitat autòctona (flora i fauna), tant en les instal·lacions de

regeneració com, especialment, en els punts d’utilització de l’aigua dins el parc.

Funcionament de l’EDAR

Per assolir tots aquests objectius, els límits clàssics de qualitat de l’aigua depurada (<25 mg/l

DBO i <35 mg/l SS) són totalment insuficients i cal assegurar l’obtenció d’una aigua de qua-

litat molt superior.

EXPERIÈNCIES EN TRACTAMENT DE TERCIARIS A LA COSTA BRAVA

333

El procés biològic no estava pensat inicialment per poder nitrificar-desnitrificar (N-DN), però

com que el temps de retenció en el reactor biològic és molt elevat s’afavoreix que es pro-

dueixi la N-DN.

Amb l’experiència aportada dels primers anys en el funcionament del SAC, es va observar

que el principal element contaminant d’aquest era l’ió amoni. Aquest sistema (SAC) fixava

correctament els nitrats i fòsfor, però l’amoni no.

L’entrada de l’ió amoni en el SAC origina els inconvenients següents:

· Exerceix un consum addicional d’oxigen (es necessiten 4,3 mg O2 per a oxidar 1 mg

N-NH4), podent produir zones d’anòxia en les cel·les i permetre el creixement del bac-

teri Clostridiun botulinum, capaç de proliferar en aquest tipus d’ambients.

· Les concentracions elevades d’amoni estimulen el creixement de fitoplàncton i també

de les plantes aquàtiques del gènere Lemna (llenties d’aigua), la qual és present en

l’EDAR i PNAE. El fort creixement de la llentia d’aigua provoca una densa capa en la

superfície que bloqueja la fotosíntesi i per tant provoca una tendència a l’anaerobiosi

en determinades zones.

Arran dels problemes d’anòxia apareguts en el SAC l’estiu del 99 es va observar que un

dels requisits de qualitat més importants de l’efluent secundari de cara a ser tractat en els

aiguamolls construïts era presentar un elevat grau de nitrificació. Per tal de controlar

aquest aspecte s’ha instal·lat un detector d’amoni en continu a la sortida de l’EDAR per

controlar el seu valor i s’ha fixat un valor crític de qualitat de 5 mg NH4-N/l (basat en l’ex-

periència). Si l’amoni supera aquest valor, l’aigua es desvia automàticament al riu Muga,

mitjançant una comporta motoritzada, i quan l’aigua depurada baixa de 4,5 mg NH4-N/l

l’aigua torna a entrar al SAC. Aquesta reducció del nitrogen amoniacal es realitza en el

reactor biològic per un fenomen de nitrificació bacteriana. El gran volum dels reactors bio-

lògics, pensats inicialment per fer de llacunes en època hivernal, fa que l’assoliment

d’aquesta nitrificació sigui pràcticament possible tot l’any, a excepció de les èpoques de

transició, de fortes entrades de cabal o càrrega contaminant, on resulta difícil la nitrifica-

ció. En aquests periodes la planta presenta una limitació en la capacitat d’oxigenació. Es

podria pensar que a major concentració de microorganismes en el reactor biològic, major

capacitat de depuració i, per tant, major facilitat en l’assoliment del criteri de qualitat, però

això també implica una transferència més important d’oxigen i aleshores aquest fet esde-

vé el factor limitant. Així doncs, a elevades concentracions de microorganismes en el licor

mescla, un gran percentatge d’oxigen es destinaria exclusivament a mantenir viu el cultiu

(respiració) i pràcticament no quedaria oxigen per dur a terme la degradació dels conta-


334

minants DBO i amoni.

Cal ressaltar que la retenció d’una aigua ben nitrificada tant en les llacunes d’afinament

(EDAR) com en el SAC produeix una important reducció de microorganismes d’origen fecal,

la qual cosa assegura l’existència d’unes bones condicions sanitàries. Entre les causes d’a-

questa reducció cal citar l’efecte combinat de la incidència de la llum UV del sol, les

variacions dia/nit de pH i oxigen dissolt i la predació per part dels organismes filtradors, com

podrien ser les puces d’aigua (cladòcers).

A la taula següent es poden veure els resultats d’aquest any 2003:

CONCENTRACIÓ DE COLIFORMES FECALS, ufc/ 100 ml

Data mostreig Aigua decantada Sortida EDAR Sortida SAC

(després llacunes (després estany Europa)

d’afinament)

8 gener 2.000 208 75

4 febrer 4.000 0 26

5 març 400 <3 <3

2 abril 46.000 19 30

5 maig 2.500 7 20

4 juny 110.000 14 37

10 juliol 10.000 0 0

Taula 1

UTILITZACIÓ DE POLICLORUR D'ALUMINI EN L’ETAPA DE COAGULACIÓ

En el tractament terciari de l’EDAR de Castell d’Aro durant l'any 2002 es van realitzar proves

de coagulació-floculació utilitzant sals d’alumini (es van descartar les sals de ferro per l’ele-

vat grau d’absorció de llum ultraviolada que presenta aquest metall), policlorurs d’alumini i

diferents polielectròlits aniònics. Tenint en compte que la instal·lació presentava una única

cambra de contacte amb temps de retenció hidràulica inferior a 15 minuts i que no es dis-

posava de cap sistema de clarificació per decantació prèvia a la filtració, es va optar pel

policlorur d’alumini d’alta basicitat com a únic reactiu per utilitzar en aquest procés. Aquest

producte presenta unes característiques polimèriques i d’elevada basicitat que li confereixen

una velocitat de coagulació superior, i es produeix una formació de flòculs d’una mida i resis-

tència que permeten prescindir de la dosificació de polielectròlit.


335

En la següent taula es poden observar els resultats obtinguts en termes de sòlids en sus-

pensió, terbolesa i transmitància a 254 nanòmetres en les analítiques realitzades als efluents

secundari i filtrat. Les dosis de coagulant estan expressades en ppm de producte pur.

Dosi de MES (mg/l) Terbolesa (NTU) Transmitància (% 254 nm.)

coagulant (ppm) 2ari 3ari %red s 2ari 3ari %red s 2ari 3ari %inc s

0 6,4 2,7 54,3 1,9 3,3 1,3 59,7 1,0 50,5 56,0 5,5 4,1

5 7,0 2,1 67,3 1,5 1,9 0,7 62,0 0,7 54,6 58,8 4,2 3,8

10 6,1 1,5 73,4 0,6 2,6 0,8 63,5 0,5 51,2 57,5 6,3 2,4

Abreviacions: 2ari = efluent secundari; 3ari = efluent filtrat; red = reducció; inc = increment; s = desviació estàndard

Taula 2

De l'anàlisi dels resultats es desprèn el següent:

· La utilització d’aquest coagulant permet augmentar els percentatges de reducció de

la terbolesa i del contingut de sòlids suspesos, i obtenir així un efluent terciari de més

qualitat; en el cas de la transmitància a 254 nanòmetres, l’efecte del coagulant no es

fa tan evident per tractar-se d’un paràmetre relacionat en part amb la presència de

molècules d’origen orgànic i inorgànic (compostos fenòlics, colorants, ferro, etc.) que

absorbeixen llum ultraviolada i no es veuen afectades pel procés de coagulació-fil-

tració.

· El descens de la desviació estàndard en el conjunt de valors obtinguts en la deter-

minació de la terbolesa, MES i transmitància de l’efluent filtrat, indiquen que el

coagulant augmenta la capacitat tampó del procés de filtració i permet assumir

variacions més importants en la qualitat de l’efluent secundari. D’aquesta manera

s’assegura l’obtenció regular d’un efluent filtrat amb unes característiques fisicoquí-

miques òptimes que permetin afrontar amb garanties la desinfecció posterior.

D’altra banda cal esmentar una sèrie d’avantatges en termes d’explotació que porta asso-

ciada la utilització d’aquest reactiu:

· Una disminució de la quantitat de fòsfor present en l’efluent final.

· La reducció de la quantitat de biosòlids generats respecte a un procés de coagula-

ció/floculació convencional.

· La seva estructura polimèrica fa que el mecanisme de coagulació dominant sigui l’ad-

sorció i neutralització de la càrrega iònica en lloc de la coagulació per arrossegament

(sweep coagulation) que es dóna en la dosificació de sals trivalents. Aquest fet es tra-


336

dueix en una optimització del procés, que comporta la disminució en la dosificació, i

es produeix un descens en el contingut d'alumini residual present en l’efluent terciari.

· Un descens en el nombre d’equips que comporta una disminució de les despeses

de manteniment.

ESTUDI DE LA GRANULOMETRIA DEL MEDI FILTRANT

L’etapa de filtració en el tractament terciari de Castell d’Aro es realitza en uns filtres en obert

de llit polsant. Aquests filtres presenten una matriu filtrant formada per una única capa de 25

centímetres de gruix de sorra silícia de gra fi, amb una mida efectiva de partícula de 0,45

mil·límetres i un coeficient d’uniformitat < 1,6 per a garantir uns rendiments acceptables en

termes de reducció de sòlids suspesos i terbolesa.

Durant el mes d’abril de 2002 es va realitzar una determinació de la corba granulomètrica de

la sorra que conforma la matriu filtrant i es va obtenir una mida efectiva de 0,65 mm i un coe-

ficient d’uniformitat d’1,61. Davant la manca de dades granulomètriques de la sorra que es

va col·locar en els filtres durant l’execució de l’obra l’any 1999, fet que impossibilitava la con-

firmació de la hipòtesi de la pèrdua de partícules en els contrarentats, es va decidir canviar

la sorra el mes de juliol i realitzar un seguiment durant els anys 2002 i 2003, del qual es van

obtenir els resultats següents:

Medi filtrant juliol 2002 Medi filtrant juliol 2003

Mida efectiva (mm) 0,35 0,41

Coef. d’uniformitat 1,59 1,61

Taula 3

En els gràfics següents es pot observar el desplaçament de la corba granulomètrica, així

com el percentatge i la distribució per mides de les partícules perdudes:


337


Gràfic 1

Gràfic 2

Els resultats obtinguts confirmen un augment de la mida efectiva de les partícules que con-

formen el medi filtrant, que es tradueix en un desplaçament de la corba granulomètrica. Pel

que fa a la mida de les partícules perdudes, s’observa una pèrdua de la pràctica totalitat de

les partícules de mida inferior a 0,31 mil·límetres, una pèrdua acusada (30-40%) de les par-338

tícules de mides compreses entre els 0,4 i 0,5 mil·límetres, que són les que s’han de con-

servar per a poder mantenir la mida efectiva al voltant dels 0,45 mil·límetres, i una pèrdua

molt inferior de partícules d’una mida superior.

Per tal de confirmar que les pèrdues de partícules estaven relacionades amb les operacions

de contrarentat es va realitzar una determinació de la granulometria de la sorra de cadascu-

na de les 4 cel·les filtrants que conformen el filtre i es va relacionar amb el nombre de

contrarentats realitzats. Es van obtenir els resultats següents:

Inici Filtre 1 Filtre 2 Filtre 3 Filtre 4

Nombre contrarentats 0 325 346 463 502

Mida efectiva (mm) 0,35 0,39 0,40 0,41 0,42

Coef. uniformitat 1,61 1,66 1,54 1,60 1,55

Taula 4

A la vista dels resultats es pot concloure que el descens en la mida efectiva de les partícu-

les que conformen el medi filtrant està directament relacionat amb la pèrdua de les partícules

d’una mida més petita en les operacions de contrarentat.

UTILITZACIÓ DEL CLOR PER A LA DESINFECCIÓ DE L’EFLUENT

La composició habitual dels tractaments terciaris a Costa Brava és la següent: dipòsit de

capçalera o captació de l’efluent de secundari, filtració, desinfecció i subministrament.

L’etapa de desinfecció de tots els terciaris construïts i en funcionament a la Costa Brava,

consta d’una desinfecció mitjançant la llum ultraviolada a 254 nm, combinada amb l’addició

d’hipoclorit sòdic, etapa que podem anomenar d’afinament. La combinació d’aquests dos

sistemes aporta una gran flexibilitat operativa al procés global de desinfecció.

Avantatges de la utilització de la postcloració final:

· L’efecte que podem anomenar bacteriostàtic, que manté la qualitat sanitària de l’ai-

gua durant el seu transport fins al punt final d’utilització.

· L’existència del sistema combinat dóna seguretat al procés, ja que tot el conjunt es

comporta de manera més robusta davant dels efectes de les possibles variacions de

qualitat de l’efluent de secundari.


339


· La desinfecció amb clor disposa d’una provada eficàcia i amplia experiència en la

seva utilització.

· Dóna flexibilitat a la instal·lació, ja que en cas d’avaria o manteniment de les instal·la-

cions d’UV, es pot disposar d’un sistema alternatiu de desinfecció eficaç.

· El sistema és relativament econòmic respecte a la utilització d’altres desinfectants, i

la combinació amb els ultraviolats permet dissenyar instal·lacions de costos inferiors

als que s’originarien si el mateix nivell de desinfecció es volgués assolir tan sols amb

llum UV.

Pautes establertes en la dosificació d’hipoclorit sòdic:

· La dosi de clor cal ajustar-la regularment segons els resultats obtinguts en termes de

coliforms totals o fecals i la concentració de clor residual que es vol mantenir.

· Cal determinar periòdicament la riquesa del producte per tal d’assegurar la dosi

correcta de clor. Cal extremar el control en èpoques caloroses en què l’hipoclorit

sòdic servit generalment no és prou estable.

· En el cas de sistemes de desinfecció que combinen llum UV i clor s’estableixen unes

dosificacions inferiors a 5 mg Cl2/l per no perjudicar els diferents cultius.

· En cas que l’usuari disposi de llacunes d’emmagatzematge d’aigua regenerada, cal

que el punt de captació per al reg es trobi allunyat del punt d’entrada, especialment

si cal dosificar quantitats elevades. Cal tenir present també que el clor residual s’e-

vapora amb el temps.

Malgrat que el clor és un agent químic que pot generar subproductes tòxics, sobretot si l’e-

fluent tractat no és de qualitat elevada, el poder disposar d’aquesta última barrera

bactericida dóna seguretat, flexibilitat i confiança al subministrament d’aigua regenerada.

ORGANITZACIÓ DE L’EXPLOTACIÓ

Organització del personal

La incorporació de les noves instal·lacions de tractament terciari ha comportat canvis en l’or-

ganització i en el sistema d’explotació de les instal·lacions, per tal d’optimitzar els recursos i

donar resposta al servei. L’especialització del personal ha estat necessària per obtenir uns

resultats adients.

340

En la Zona Nord, on hi ha en funcionament cinc tractaments terciaris de reduïdes dimensions

(entre 15 i 25 m3/h), i molt distants l’un de l’altre, es va optar per destinar un tècnic respon-

sable a temps complet per a l’explotació dels terciaris. Aquest tècnic és l’encarregat

d’efectuar les tasques més delicades de calibracions dels equips, neteja de sondes, segui-

ment del funcionament, controls dels temps de contrarentats, neteja de les làmpades i presa

i anàlisi de les mostres, tot això amb l’ajuda i el seguiment en continu de l’operador destinat

a l’EDAR i del personal de manteniment de la zona.

En canvi, a la Zona Centre, amb un únic tractament però de major capacitat (625 m3/h), es

va destinar un operador de manera fixa, com a responsable de les instal·lacions, encarregat

de les operacions diàries de manteniment, neteja de filtres i contrarentats forçats, compro-

vació del funcionament dels equips i supervisió de les dosificacions d’hipoclorit. La

necessitat d’una explotació acurada i d’un servei de qualitat a l’usuari, han aconsellat tendir

a l’especialització d’un determinat personal per tal d’aprofitar al màxim les experiències sor-

gides del dia a dia. Malgrat tot, continua sent convenient el recolzament del personal tècnic

i de manteniment de l’EDAR.

Seguiment del funcionament

La incorporació dels terciaris ha fet incrementar el nombre i la tipologia de les analítiques a

realitzar. Per tal d’efectuar el seguiment del funcionament de les instal·lacions de tractament

terciari s’analitzen un o dos cops per setmana els paràmetres següents: sòlids suspesos,

terbolesa, transmitància, coliforms fecals, clor residual lliure i total, pH, conductivitat elèctri-

ca i ous de nematodes (un cop l’any). La freqüència de l’anàlisi depèn del consum d’aigua

regenerada, que varia en funció de l’època de l’any.

Per tal de donar agilitat a les explotacions i tenir dades de manera ràpida sobre la qualitat

sanitària de l’aigua s’estan posant en funcionament, en cadascuna de les zones, els res-

pectius laboratoris de microbiologia.

A més del control dins de l’EDAR, també es du a terme un seguiment analític de l’aigua rege-

nerada fora de l’EDAR, perque l’usuari pugui realitzar una correcta gestió agronòmica. Així,

els paràmetres que s’analitzen generalment a l’aigua de les basses d’emmagatzematge dels

diferents usuaris són els següents:

· Paràmetres relacionats amb la salinitat: ions K+, Na+, Ca2+, Mg2+.

· Nutrients: nitrogen Kjeldahl, nitrits, nitrats, fòsfor total i ortofosfat.

· Altres ions: bor, cadmi, seleni i molibdè


341

Coordinació explotador EDAR - usuari

Perquè l’usuari pugui apreciar el valor de l’aigua regenerada, cal que hi hagi una bona coor-

dinació entre l’explotador i l’usuari. La comunicació és essencial per tal d’informar dels

possibles problemes que poden existir en el subministrament, per avaria o manteniment de

les instal·lacions i/o per variacions importants en la qualitat de l’aigua. Així, es pot trobar la

millor manera i el millor calendari per adaptar les necessitats de reg del client a la variabilitat

que pot presentar la qualitat fisicoquímica de l’aigua regenerada i a la programació de les

tasques de manteniment.

CONCLUSIONS

Més enllà dels beneficis ja coneguts de la reutilització (recuperació de cabals i disminució

dels abocaments al medi, és a dir, ser el punt de trobada de l’abastament i el sanejament),

aquests anys de progressiu desenvolupament de la reutilització han estat importants per

diversos motius, però especialment per la «revolució» que ha suposat en els criteris d’ex-

plotació de les instal·lacions de sanejament. Vista en perspectiva, la decisió conscient de

voler reutilitzar l’aigua en comptes d’abocar-la és segurament un canvi cultural tan important

com el que es va produir quan es va decidir que calia tractar les aigües residuals abans d’a-

bocar-les al medi. Més concretament, alguns dels canvis no tan obvis que ha aportat la

reutilització a la Costa Brava han estat:

· Ha forçat un millor funcionament i una explotació més acurada de les EDAR.

· Ha posat la qualitat de l’aigua en el punt de mira de l’explotació, que ha passat a

tenir uns objectius concrets. Això ha forçat també a un control més important dels

abocaments, que probablement sense reutilització no s’hauria fet o hauria estat de

intensitat inferior.

· Ha permès «endreçar» uns elements com el nitrogen i el fòsfor en els compartiments

més adients des del punt de vista ecològic (biomassa), quan d’una altra manera hau-

rien estat abocats i haurien tendit a produir l’eutrofització del medi receptor.

· Ha permès un estalvi doble d’aigua i d’energia en els llocs on l’aigua potable és ener-

gèticament costosa.

· Ha forçat a un veritable treball en equip per part de l’administració actuant (en aquest

cas el CCB), les empreses explotadores i els usuaris.

· Ha revertit el concepte, segurament involuntari, amb el qual han estat dissenyades


342

les EDAR, és a dir, ser fàbriques de fangs que llencen l’aigua depurada.

· Ha estat el pas lògic de tancament del cicle de l’aigua, que aporta una motivació

suplementària a tècnics i operaris, que troben més sentit a la seva feina.

BIBLIOGRAFIA

ASANO, T.; TCHOBANOGLOUS G. «The Role of Water Reclamation and Reuse in the USA». Water

Science Technology. Vol. 23 (1991), p. 2.049-2.059.

ASANO, T.; RICHARD, D.; CRITES, R. W.; TCHOBANOGLOUS, G. «Evolution of Tertiary Treatment

Requirements in California». Water Environment & Technology. Vol. 4, núm. 2 (1992).

MUJERIEGO, R. (ed.). Riego con agua residual municipal regenerada. Manual práctico.

Barcelona: Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, 1992.

MUJERIEGO, R. La reutilización planificada del agua: elemento básico de la gestión de los

recursos hidráulicos. Santander: Universidad Internacional Menéndez y Pelayo, 1993.

[Seminario sobre Recursos Hidrogeológicos y Recursos Hidráulicos no Convencionales].

MUJERIEGO , R.; SALA, L. (ed.). «Biosòlids i aigües depurades com a recursos».

Comunicacions de les Jornades tècniques organitzades pel Consorci de la Costa Brava del

28 al 30 de setembre de 1994 a Sant Feliu de Guíxols (Girona), 1994. [Ponències en català,

castellà i anglès].

MUJERIEGO , R.; SALA, L. (ed.). «La gestió de l'aigua regenerada». Comunicacions de les

Jornades tècniques organitzades pel Consorci de la Costa Brava del 3 al 5 de juny de 1998

a Palamós (Girona), 1998. [Ponències en català, castellà i anglès].

MUJERIEGO, R.; SALAVEDRA, M.; SALA, J. Estudi de la desinfecció d'un efluent secundari mit-

jançant una planta pilot de llum ultraviolada. Ed. Consorci de la Costa Brava, 1998. [Informe

tècnic].

SALA , L.; MILLET, X. Aspectos básicos de la reutilización de las aguas residuales regeneradas

para el riego de campos de golf. Madrid: 1995. [Apunts de les Jornades Tècniques del Golf].

SALA , L.; SERRA, M. «Towards Sustainability in Water Recycling». Recull de la 4th IWA


343

International Symposium on Wastewater Reclamation and Reuse. Mèxic (12-14 de novem-

bre de 2003)

SHEIKH, B.; CORT, R. P.; KIRKPATRICK, W. R.; JACQES, R. S.; ASANO, T. «Monterey Wastewater

Reclamation Study for Agriculture». Research Journal Water Pollution Control Federation.

Vol. 62, núm. 3 (1990) p. 216-226.


344

EDUCACIÓ AMBIENTAL: PROGRAMAESCOLAR DEL CICLE INTEGRAL DE

L’AIGUA A FIGUERES

Lluís Xargay i LlaonaFisersa Aigües, SA ([email protected])

RESUM

FISERSA AIGÜES, SA, empresa que pertany al grup d’empreses municipals de l’Ajuntament

de Figueres, és l’encarregada de gestionar els serveis que podríem anomenar «cicle integral

de l’aigua», o sigui la captació, l’adducció, la potabilització i la distribució de l’aigua, el cla-

vegueram, el sanejament i la recollida d’aigües pluvials.

Les responsabilitats abasten des de la planificació fins a l’explotació d’aquests serveis, pas-

sant pel desenvolupament de nous projectes i obres i tot tipus d’informes.

L’any 1990 es va plantejar la necessitat d’incloure, dins de les activitats divulgatives, un pro-

grama d’educació mediambiental de tot el cicle de l’aigua.

Es tractava de complementar la formació escolar amb unes visites educatives a l’estació de

tractament d’aigua potable (ETAP) i a l’estació depuradora d’aigües residuals (EDAR), que es

van anar complementant amb l’edició d’un vídeo, produït per l’empresa municipal, que expli-

cava el cicle de l’aigua, a partir dels processos tant naturals com mecànics que hi intervenen,

conjuntament amb l’edició de material en paper adreçat als professors com a material de

suport.

Per raó de la bona acollida del programa —s’ha arribat als 600 alumnes anuals—, es va anar

professionalitzant i adaptant a les noves línies i als programes educatius amb el contracte

d’una escola mediambiental i la creació d’un personatge específic: en Gutattim.

Naturalment, ha calgut vetllar per la seguretat dels visitants limitant els recorreguts, adaptant

alguna part de les instal·lacions i repartint responsabilitats amb els mateixos educadors.

Igualment, cal fer-se càrrec de les despeses de material, monitoratge, edició, gestió, creació

i dels desplaçaments dels alumnes.

345


La infraestructura i el material s’aprofita per a altres visites esporàdiques d’instituts i organit-

zacions socials que ho sol·liciten.

La previsió és mantenir aquesta idea, que no pot portar altra cosa que beneficis a escala d’e-

ducació ciutadana, i adaptar-se a les noves situacions que sorgeixin.

INTRODUCCIÓ

Figueres de Serveis, SA va treure a la llum, fa tretze anys, el progra-

ma escolar «El cicle integral de l’aigua al nostre entorn». Elaborat

conjuntament amb l’Ajuntament de Figueres i pensat per als alumnes

de cicle mitjà d’EGB, aquest programa va sorgir amb la intenció de

facilitar als escolars la comprensió del cicle integral de l’aigua a la

natura, i específicament al nostre entorn, com també la comprensió

dels serveis de proveïment i

sanejament d’aigua a la nostra

ciutat. El programa, estructurat

en una part pràctica de visita a les instal·lacions i una

de teòrica mitjançant un opuscle destinat als profes-

sors com a material de suport, va ser presentat el 28

de febrer de 1991 als directors i als tutors de 6è

d’EGB de les escoles de Figueres, com a primera

experiència d’aquest tipus que es feia des de Fisersa.

La reforma en el sistema educatiu, juntament amb el fet que es va observar una certa dismi-

nució de l’interès vers el programa per part dels alumnes, va fer que el programa fos replantejat

amb vista al curs 1998-1999 i es va estudiar una nova proposta d’acord amb els programes i

els continguts actuals de l’educació primària i secundària. Així doncs, al curs 1998-1999 es va

presentar una edició del programa renovada i més d’acord amb les directrius pedagògiques de

l’actual sistema educatiu. Actualment, els programes educatius que desenvolupa l’empresa

Fisersa Aigües, SA són els següents:

1. Programa escolar del cicle integral de l’aigua, adreçat a 2n cicle d’educació primà-

ria de CEIP i CP de Figueres.

2. Proposta didàctica del cicle integral de l’aigua, adreçat a 1r i 2n d’ESO dels IES i

CP de Figueres.

346

PROGRAMES

Programa escolar del cicle integral de l’aigua, adreçat a 2n cicle d’educació primà-

ria de CEIP i CP de Figueres

Amb aquest projecte es pretén que els nens i les nenes de cicle mitjà d’educació primària

coneguin el cicle integral de l’aigua, s’interessin pels processos i els fenòmens que hi tenen

lloc i s’hi impliquin directament. El coneixement del cicle integral de l’aigua es basa en una

sortida programada per tal de visitar l’ETAP i l’EDAR de Figueres. En aquesta visita, els nens

i les nenes descobriran els fenòmens i els processos que tenen lloc en el cicle integral de l’ai-

gua, amb l’ajut d’activitats ludicodidàctiques i la compleció d’un dossier individual.

La sortida es basa en la història d’un raig d’aigua anomenat

GUTTATIM, el qual ha de completar el cicle integral de l’aigua

partint de l’embassament de Boadella, passant per la xarxa de

canonades de la ciutat de Figueres i arribant al mar amb la cara

neta. Amb l’ajut d’aquest personatge, es vol aconseguir la moti-

vació dels nens per conèixer el cicle integral de l’aigua, alhora

que es pretén afavorir la implicació en la història d’en Guttatim,

per despertar una actitud responsable envers un recurs vital i

limitat com és l’aigua. Les tasques de monitoratge són dutes a terme per un equip d’edu-

cadors, integrants de l’empresa Aula de Natura Salines - Bassegoda, SCP.

Enguany, s’ha inclòs en el conjunt d’activitats didàctiques el joc «Els aigualits consells d’en

Guttatim», a través del qual i mitjançant la memòria visual, es vol remarcar la importància i la

necessitat d’estalviar aigua. Alhora, el joc també dóna a conèixer els diferents usos quoti-

dians d’aquest element de la natura, indispensable per a la vida.

A la part final del dossier individual, que es lliura a cadascun dels alumnes participants, es

troba l’auca «L’aigualida història d’en Guttatim», en la qual, en l’edició d’enguany, s’ha fet un

clar èmfasi en la necessitat d’estalviar aigua i fer-ne un bon ús. Els alumnes, un cop han

completat aquesta auca amb els dibuixos i els rodolins, poden participar en el concurs de

dibuix que es fa cada any com a cloenda del programa escolar.

EDUCACIÓ AMBIENTAL: PROGRAMA ESCOLAR DEL CICLE INTEGRAL DE L’AIGUA A FIGUERES

347

La sortida consta de dues visites:

Estació de tractament d’aigua potable de Figueres

L’objectiu és donar a conèixer la necessitat de pota-

bilitzar l’aigua provinent de l’embassament de

Boadella i el procés de tractament, com a pas previ

al seu consum, passant abans per l’emmagatze-

matge, un cop potabilitzada, i el funcionament de la

xarxa de distribució i evacuació. Els continguts tre-

ballats són el procés de tractament, la qualitat de

l’aigua abans i després de passar per l’ETAP, l’em-

magatzematge i el recorregut de l’aigua des de

l’ETAP fins a l’EDAR.

Estació depuradora d’aigües residuals de Figueres

L‘objectiu és conscienciar de la necessitat d’extreure de l’aigua les impureses, per eliminar

el seu poder contaminant abans de retornar-la a la natura. També es donen a conèixer les

etapes del procés de depuració. Els continguts que es treballen a l’EDAR són els següents:

Conceptes:

a. Procés de depuració de les aigües residuals per extreure’n les impureses.


348

b. Tipologia de residus contaminants.

c. Tractament i aprofitament de fangs extrets.

d. Recorregut de l’aigua des de l’EDAR fins al mar.

Procediments:

a. Observació del procés mitjançant un plafó explicatiu.

b. Compleció d’un esquema de depuració individual amb les etapes del procés.

c. Compleció d’una fitxa didàctica sobre la tipologia de residus contaminants.

d. Explicació del tractament de fangs com a adob de conreus.

e. Observació d’un vídeo sobre la necessitat de depurar l’aigua i els seus usos.

f. Concurs per aconseguir el rodolí de l’auca.

g. Observació de les etapes per les quals ha de passar l’aigua residual.

h. Joc de memòria visual, com a activitat didàctica.

Actituds, valors i normes:

a. Autoreflexió sobre la necessitat de depurar les aigües.

b. Interès pels esdeveniments científics i tecnològics que hi tenen lloc.

c. Consciència de la gran quantitat de residus que apareixen.

d. Autoreflexió sobre la influència de l’activitat humana en el medi.

e. Autoreflexió sobre la possibilitat de reciclatge d’alguns residus.

f. Capacitat de síntesi dels fets i els fenòmens del cicle integral de l’aigua.

g. Interès per conèixer el recorregut de l’aigua després de l’EDAR.

h. Esforç per mantenir un clima de diàleg en la comunicació d’observacions.

Activitats proposades en el dossier individual:

Moltes de les activitats proposades es realitzen amb l’ajut del dossier individual que

es facilita a cadascun dels alumnes, en el qual figuren diferents activitats per tal de

conèixer totes les fases del cicle integral de l’aigua.


349

Figura 1 Figura 2

Figura 1. Compleció del dibuix esquemàtic de cadascun dels fenòmens del cicle de l’aigua.

Figura 2. Fitxa didàctica de relació entre imatges i finalitats de l’embassament.

Figura 3 Figura 4

Figura 3. Secció d’un habitatge en el qual apareixen canonades de distribució i d’evacuació

d’aigua.

Figura 4. Fitxa didàctica sobre la tipologia de residus contaminants observats a l’EDAR.


350

Aquest programa es duu a terme cada any durant els mesos de març, abril i maig. Es comu-

nica per escrit a tots els centres escolars la seva realització i, alhora, se’ls convida a

participar-hi. L’empresa es fa càrrec de la despesa del transport. La temporització és d’un

matí i té una durada aproximada de quatre hores.

Proposta didàctica del cicle integral de l’aigua, adreçat a 1r i 2n ESO dels IES i CP

de Figueres

Aquestes visites es fan sempre que hagin estat sol·licitades prèviament per telèfon per part

dels centres d’ESO que hi estiguin interessats. La data i l’hora en què es farà la visita es con-

creta posteriorment. En el cas que s’hagin visitat ambdues instal·lacions, es proposa al

professor, com a avaluació final dels alumnes, i com a activitat complementària a la sortida,

el joc didàctic de preguntes i respostes sobre el cicle integral de l’aigua: IMPLUVIUM.

Visita a l’estació de tractament d’aigua potable (ETAP)

L’objectiu és donar a conèixer als alumnes d’ESO la necessitat de potabilitzar l’aigua provi-

nent de l’embassament de Boadella, el procés de tractament d’aquesta aigua, com a pas

previ al seu consum a la ciutat de Figueres, l’emmagatzematge en el dipòsit municipal i el

funcionament de la xarxa de distribució i evacuació.

Per tal de facilitar la comprensió i l’assimilació de conceptes, es treballen, amb l’ajut del dos-

sier individual, diversos continguts.


351


Figura 5 Figura 6

Figura 5. Realització d’experiències senzilles que evidenciïn els fenòmens fisicoquímics que

experimenta l’aigua durant el procés de potabilització (filtració, floculació, sedimentació,

etc.).

Figura 6. Observació del dipòsit municipal d’emmagatzematge d’aigua per al consum a la

ciutat de Figueres i experimentació del fenomen dels vasos comunicants.

Figura 7 Figura 8


352

Figura 7. Compleció d’una fitxa didàctica relacionada

amb l’observació d’un plafó explicatiu del plànol de la

xarxa de canonades de distribució i evacuació d’aigua a

la ciutat de Figueres, i exemple de mesurament de la lon-

gitud de les canonades de distribució i evacuació que

transporten l’aigua, des de l’ETAP fina a un punt deter-

minat de la ciutat, i des d’aquest punt fins a l’EDAR.

Figura 8. Distinció entre les canonades de distribució

d’aigua potable i les canonades d’evacuació d’aigües

residuals, en una fitxa didàctica on apareix el dibuix

d’un sector urbà.

Visita a l’estació depuradora d’aigües residuals (EDAR)

L’objectiu és conscienciar de la necessitat d’extreure de l’aigua les impureses per eliminar,

d’aquesta manera, el seu poder contaminant abans de retornar-la a la natura. També es

donen a conèixer les etapes del procés de depuració d’aigües residuals. Per tal de facilitar

la comprensió i l’assimilació de conceptes, es treballen, amb l’ajut del dossier individual,

diversos continguts.


Figura 9 Figura 10

Figura 9. Explicació de cadascuna de les finalitats de les diferents etapes del procés de

depuració d’aigües residuals.


353

Figura 10. Participació en el joc de «La gestió de l’aigua».

Els recursos didàctics proposats es basen en la interdisciplinarietat entre l’àrea curricular de

ciències experimentals i la de tecnologia d’educació secundària obligatòria.

CONCLUSIONS

· Ha calgut adaptar-se a les directrius pedagògiques del sistema educatiu i a les variacions

proposades pels centres.

· El contingut ha evolucionat des d’un programa unidireccional cap a una experiència inter-

activa amb forta participació dels alumnes d’una manera lúdica.

· El programa té un objectiu social, tant des del punt de vista educatiu com de convivència

envers la preservació del medi on es troba l’aigua i els serveis que hi intervenen.

· Des de l’inici del programa, aproximadament un de cada quatre habitants de la ciutat de

Figueres ha participat en aquest programa.

AGRAÏMENTS

· Equip d’educadores d’Aula de Natura Salines-Bassegoda, SCP, integrat per M. Àngels

Argelés i Bech i M. Dolors Lodeiro i Soler

· Disseny del personatge Gutattim: M. Esther Martín de Pozuelo Genís

· Anna Dalmau i Viton, coordinadora del programa escolar, Figueres de Serveis, SA

· Pere Agustí i Hontangas, cap de servei de l’ETAP i l’EDAR de Figueres, Fisersa Aigües, SA

· Joan Escudé Ollé, encarregat ETAP de Figueres, Fisersa Aigües, SA

· Personal i operaris en general de l’ETAP i l’EDAR de Figueres


354

ASPECTES DE LA IMPLANTACIÓ DELREGLAMENT DE SERVEIS PÚBLICS DE

SANEJAMENT. DECRET 130/2003

Lucas Moragas BouyatAgència Catalana de l’Aigua ([email protected])

RESUM

El Decret 130/2003, de 13 de maig, aprovà el Reglament dels serveis públics de sanejament.

Aquesta norma aporta un nou marc que permetrà regular els serveis públics de sanejament

gestionats per les entitats locals de l’aigua o altres administracions competents. Les finali-

tats d’aquest decret són fonamentalment:

· Regular l’ús i el control dels sistemes públics de sanejament per garantir el seu bon

funcionament i la integritat de les instal·lacions.

· Garantir, mitjançant tractaments previs adequats, que els abocaments compleixin les

exigències normatives i les establertes al permís d’abocament.

· Garantir que els abocaments de les estacions depuradores compleixin les exigències

de la normativa vigent.

· Garantir l’adequat tractament dels residus i les emissions provinents dels sistemes

públics de sanejament.

El Reglament disposa que les relacions entre l’Agència Catalana de l’Aigua i els ens gestors

quedaran concretades mitjançant un conveni. Aquest conveni establirà les condicions en què

es realitzarà la transmissió o la cessió de les instal·lacions, i definirà les condicions d’explotació

i l’atribució de recursos necessaris per a la prestació del servei: costos directes (operació de

les instal·lacions) i costos indirectes (gestió de les instal·lacions i gestió del sistema).

Així mateix, es defineixen uns instruments que permetran articular els requeriments del con-

veni i que són els següents:

· Registre i permís d’abocament

· Inspecció i règim sancionador

· Normes per al manteniment del sistema

· Model estandarditzat per l’atribució de recursos355

· Pla d’emergència del sistema

· Model de relacions ACA-ELAS

La implantació del Reglament representarà un treball conjunt entre l’Agència Catalana de

l’Aigua i els ens gestors en els diferents àmbits de la gestió del sanejament —autorització,

inspecció i explotació— i els dotarà amb els elements i els instruments necessaris per acon-

seguir una gestió adequada, eficaç i optimitzada dels serveis públics de sanejament.

INTRODUCCIÓ

El 13 de maig de 2003 va quedar aprovat, mitjançant el Decret 130/2003, el Reglament de

serveis públics de sanejament, amb la qual cosa es donava compliment al mandat de l’arti-

cle 19 de la Llei 6/1999, d’ordenació, gestió i tributació de l’aigua i a les previsions de les

directives europees 91/271/CE i 2000/60/CE.

El Reglament té per objecte l’ordenació i la regulació del marc relacional entre l’Agència

Catalana de l’Aigua (ACA) i les entitats locals de l’aigua (ELA) i les administracions compe-

tents, fins ara regulat per normativa diversa i indirecta. D’aquesta manera, es garantirà la

coordinació, la col·laboració i l’eficàcia en el servei de sanejament d’aigües residuals i es per-

metrà l’homogeneïtzació de la gestió i els procediments de sanejament a tot el territori.

Tanmateix, el Reglament necessitarà una important dedicació i coordinació transversal de les

àrees i les divisions de l’Agència implicades directament o indirectament en la gestió dels sis-

temes de sanejament. Aquesta coordinació transversal, donades les novetats que incorpora

la norma, serà un element fonamental a l’hora d’assegurar una implantació eficaç. Un altre

element d’importància en l’aplicació del Reglament serà l’adequada dotació en matèria de

recursos pressupostaris per poder fer front als nous requeriments que es plantegen.

Els objectius que persegueix el Reglament són els següents:

· Regular l’ús i els mitjans de control dels sistemes públics de sanejament, per tal de

garantir el bon funcionament i la integritat de les obres i els equips.

· Garantir que els abocaments al sistema i els abocaments d’aquest sistema al medi

receptor compleixen les exigències establertes per la normativa vigent i en el permís

o l’autorització d’abocament.

· Garantir el tractament adequat dels residus i de les emissions que el sistema generi

per tal d’evitar riscos i efectes nocius per a la salut de les persones i el medi ambient.


356

Per poder desenvolupar el seu contingut, el Reglament es dota amb uns instruments de ges-

tió relatius a les diferents disciplines que l’integren:

· L’explotació dels sistemes de sanejament: el Pla de manteniment, el Pla de reposi-

ció, millores i noves inversions i el Pla d’emergència del sistema.

· La intervenció administrativa dels abocaments: el permís d’abocament, la inspecció

i el nou règim sancionador.

I referent a les dues anteriors: el model estandarditzat d’atribució de recursos.

Aquestes noves eines representen un salt qualitatiu pel que fa a l’exigència mútua en la ges-

tió dels sistemes de sanejament públics, que han de permetre una millora contínua i

assegurar l’òptim funcionament de les inversions realitzades.

LES NORMES BÀSIQUES PER AL MANTENIMENT, LA REPOSICIÓ IL’EXPLOTACIÓ DE LES INSTAL·LACIONS

A grans trets, el Reglament defineix unes normes bàsiques per al manteniment, la reposició

i l’explotació de les instal·lacions, regulades a l’article 19. En resum, aquestes normes són:

· L’ens gestor ha de vetllar pel correcte funcionament i estat de conservació del

sistema de sanejament.

· L’ens gestor ha d’elaborar i acomplir un Pla de manteniment del sistema: equips,

instal·lacions electromecàniques i obra civil (ajustat al contingut de l’annex IV) com a

condició necessària per a l’atribució de fons per part de l’ACA. El Pla de manteni-

ment significa una refosa d’exigències disperses en un únic document, i es

constitueix en eina bàsica de gestió que ha d’assegurar la continuïtat del servei i la

durabilitat dels equips i les instal·lacions.

· Les línies d’aigua i fangs es gestionaran assegurant el màxim rendiment de les ins-

tal·lacions, sense causar afeccions perjudicials a l’entorn i assegurant l’evacuació

dels fangs en condicions de seguretat. La gestió eficient en termes de qualitat, segu-

retat i optimització de recursos estarà present d’una manera contínua.

· En casos d’aturada forçada, programada o imprevista, l’ens gestor ho haurà de

comunicar a les persones afectades i adoptar les mesures necessàries per minimit-

zar-ne les conseqüències.

· L’ens gestor ha d’elaborar anualment un Pla de reposicions, millores i noves

ASPECTES DE LA IMPLANTACIÓ DEL REGLAMENT DE SERVEIS PÚBLICS DE SANEJAMENT. DECRET 130/2003

357


inversions (ajustat al contingut de l’annex V) per planificar les reposicions d’equips

quan s’esgoti la seva vida útil i les ampliacions necessàries, fer front als increments

de cabal i càrrega i assolir els nivells de qualitat establerts pel medi receptor.

A continuació, i donada la seva importància en la gestió dels sistemes de sanejament, es

desenvolupen el Pla de conservació i manteniment i el Pla de reposició, millores i

noves inversions.

El Pla de conservació i manteniment es fonamenta en un índex de continguts mínims i

ha de constituir un document mestre de la gestió del manteniment de cada instal·lació.

Aquest pla es constitueix en una recopilació de requisits formalment ja existents als plecs

d’explotació, però presentats d’una manera ordenada.

La seva finalitat és detallar la metodologia de treball en termes de manteniment emprada i,

així, poder-la avaluar. Permet, així mateix, documentar el registre de manteniment, establir un

programa de manteniment preventiu, assegurar les revisions normatives i disposar d’un his-

tòric per analitzar els problemes recurrents. Apareix dins del Pla de manteniment també el

programa d’inspecció de col·lectors, que s’ha d’orientar cap a la resolució d’incidències

recurrents i d’entrades d’aigües blanques i ser un registre de les inspeccions i les operacions

realitzades.

El Pla de manteniment genera també un informe anual amb les avaries produïdes i solucio-

nades, com també les operacions de manteniment preventiu, normatiu i predictiu. Un

comunicat anual recollirà les operacions de manteniment d’obra civil i els emissaris.

El Pla de reposició, millores i noves inversions té per objectiu la realització d’una tasca

de descripció i diagnosi dels problemes a les instal·lacions i una prognosi i programació ade-

quada a cinc anys. La revisió del Pla es realitza anualment.

El Pla s’estructura en cinc capítols: un primer enfocat a la descripció actual del sistema de

sanejament, on es detallen les principals característiques tècniques i de gestió dels sistemes

de sanejament. El segon capítol haurà de recollir les principals patologies dels sistemes:

carències estructurals, avaries reincidents, importància d’aigües blanques a l’entrada, sobre-

costos d’explotació i sobrecàrregues que pateix el sistema. El capítol de reposició recollirà

les propostes de reposició amb descripció de la solució tècnica, pressupost i anualització de

la despesa per als cinc anys del Pla. El quart capítol fa referència a la proposta justificada de

les millores orientades a la millora de gestió dels processos, la reducció de costos, l’aug-

ment de la garantia, la millora del medi aquàtic i l’optimització dels recursos, detallant les358

actuacions i el pressupost. I el cinquè capítol està adreçat a recollir les propostes referents

a noves inversions que han de satisfer les necessitats generades per increments de pobla-

ció sanejada pels sistemes de sanejament i atendre els creixements urbans futurs, indicant

sempre les descripcions de les actuacions i el seu pressupost.

EL MODEL ESTANDARDITZAT DE CÀLCUL DE COSTOSD’EXPLOTACIÓ DEL SISTEMA

El Reglament incorpora una novetat en la gestió dels sistemes de sanejament referent a les

determinacions de recursos econòmics destinats a les actuacions en matèria d’explotació

de sistemes i la seva inspecció: les futures atribucions de fons per a la gestió dels sistemes

de sanejament s’efectuaran d’acord amb un model estandarditzat que té en compte varia-

bles objectives del sistema que es gestiona, de tal manera que seran independents i

objectives i premiaran la millora de la gestió.

El nou model estableix dos tipus de costos: els costos directes, atribuïbles a la despesa

derivada de la gestió directa dels sistemes de sanejament, i els costos indirectes, orientats

a satisfer la despesa corresponent a la direcció d’explotació, com ara els costos indirectes

de gestió d’instal·lacions i els costos indirectes de gestió del sistema, que són els orientats

a satisfer la despesa corresponent a la inspecció.

El model de costos directes s’obté com a resultat del tractament estadístic de les dades

de les despeses d’explotació disponibles. Es tracta d’una corba d’aplicació no numèrica que

conté un fus de desviació del 20%, de manera que només en els sistemes en els quals s’ob-

servi una desviació en menys o més del 20% es realitzarà una anàlisi i una revisió de les

despeses per a la seva justificació i, si escau, correcció.

Aquest model només és vàlid per a depuradores biològiques convencionals, està dividit en

quatre trams donada la dispersió als extrems i modelitza la despesa segons els diferents

conceptes: personal, altres fixos, variables, manteniment i biosòlids (d’aquests biosòlids,

només se’n modelitza la producció). Així mateix, s’han introduït coeficients correctors al

model per tenir en compte els efectes de l’estacionalitat i l’alta o la baixa càrrega contami-

nant. Les altres instal·lacions no considerades per aquest model continuaran tenint el

tractament que s’havia aplicat fins ara.

El model dels costos indirectes (despeses de gestió) és d’aplicació numèrica i té en comp-

te el nombre d’EDAR i col·lectors, el cens d’indústries i la càrrega industrial. Aquest model

ASPECTES DE LA IMPLANTACIÓ DEL REGLAMENT DE SERVEIS PÚBLICS DE SANEJAMENT. DECRET 130/2003

359

evita associar la despesa indirecta amb el volum total gestionat, per assegurar una correcta

dotació i evitar penalitzar actuacions de millora que optimitzin costos de gestió, com es

podia donar amb altres models d’atorgament.

EL PLA D’AUTOPROTECCIÓ

En compliment de les disposicions de la Llei de protecció civil, els ens gestors dels sistemes

de sanejament hauran de disposar del seu Pla d’autoprotecció. El contingut ha de preveure,

addicionalment als requeriments mínims, els punts següents: anàlisi del risc, establiment de

mesures preventives, manual d’actuació i programa d’implantació i de manteniment del Pla.

El Reglament estableix la necessària relació entre el titular del permís d’abocament que haurà

coordinar el Pla d’autoprotecció individual amb el Pla d’autoprotecció del sistema de sanejament.

EL MODEL DE RELACIÓ AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA – ENTI-TATS LOCALS DE L’AIGUA

Les relacions entre l’ACA i els ens gestors quedaran reflectides en un conveni regulador de

les condicions d’explotació. El conveni concretarà les obligacions d’ambdues parts i haurà

de contenir com a mínim: la identificació i les característiques de les instal·lacions, la deter-

minació del règim d’explotació, els límits de saturació del sistema i l’atribució de recursos per

a la prestació del servei.

Tanmateix, el Reglament estableix indirectament un termini per a la transmissió de la titulari-

tat de les instal·lacions, fixant les condicions en les quals s’haurà de realitzar aquesta

transmissió.

També es concreten els continguts als fluxos d’informació ACA – ELAS, detallant el que ha

de ser comunicat d’una part a l’altra i la seva periodicitat.

BIBLIOGRAFIA

«Decret 130/2003, de 13 de maig, pel qual s’aprova el Reglament de serveis públics de

sanejament». Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya, núm. 3894 (29.05.03).


360

EL TRACTAMENT D’AIGÜES RESIDUALS ACATALUNYA: ESTAT DE SITUACIÓ

I PROSPECTIVA

Antoni Freixes PerichAgència Catalana de l’Aigua ([email protected])

RESUM

En aquest treball es planteja una reflexió a partir de dos aspectes: el primer és el tractament

d’aigües residuals en un sentit estricte i, el segon, consisteix en una prospectiva basada en

la seva consolidació i significació ambiental.

El tractament d’aigües residuals presenta una enorme complexitat intrínseca, que esta rela-

cionada amb les particularitats de les infraestructures de sanejament (i amb la seva

implantació territorial, és a dir, amb la seva ubicació espacial, estretament relacionada amb

l’estructura urbana i periurbana: xarxa de sanejament urbana, xarxes de sanejament dels

polígons industrials, etc.) i els processos que la caracteritzen, que poden ser tant fisicoquí-

mics com biològics. En efecte, la infraestructura de sanejament rep influències de naturalesa

diversa, és a dir, tant de la ciutat (poblacions, en general) i les activitats que li són pròpies

com de les activitats industrials, agrícoles i ramaderes, la qual cosa fa que en moltes oca-

sions la matriu de les aigües per tractar no respongui únicament a aigües residuals urbanes,

sinó també a altres tipus d’aigües residuals.

Els abocaments industrials poden tenir una incidència molt marcada en la qualitat de l’aigua

per tractar i, òbviament, les estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR) convencionals

no poden assumir el tractament de determinades aigües residuals industrials (o agrícoles)

que necessiten tractaments específics i, en la majoria de les situacions, amb tecnologia dife-

rent de la que s’utilitza en la depuració habitual d’aigües residuals urbanes.

L’anàlisi dels processos de la infraestructura de sanejament no es pot reduir a l’estació depu-

radora d’aigües residuals estricta, tot el que passa aigua amunt de l’EDAR és també molt

important i, finalment, ha d’existir una forta exigència en la qualitat de l’efluent per evitar que

influeixi negativament en el medi receptor.

361


El tractament d’aigües residuals té unes importants implicacions en la gestió dels recursos

d’aigua, en particular i en la gestió mediambiental, en general. L’optimització del tractament

d’aigües residuals és essencial en la recuperació ecològica dels medis hidrològics i en la

perspectiva de plantejar-se noves iniciatives de gestió dels recursos d’aigua.

INTRODUCCIÓ

El Pla de sanejament ha representat un pas important en el tractament de les aigües resi-

duals de Catalunya. Les 298 estacions depuradores d’aigües residuals repartides en el

conjunt del territori (conques internes i vessant catalana de l’Ebre) asseguren el tractament

de les aigües residuals de les poblacions més importants de les diferents conques fluvials

(Garona, Nogueres i Segre, Llobregat, Ter, Fluvià, Muga, Tordera, Besòs, Gaià, Foix, Francolí,

etc.) (JUNTA DE SANEJAMENT, 1996 a, b i c, 1999).

Aquestes grans estacions de depuració són majoritàriament biològiques, encara que algu-

nes són exclusivament fisicoquímiques (Sant Adrià del Besòs, etc.). La del Baix Llobregat, de

recent construcció, és la infraestructura de sanejament de dimensions més grans d’Europa

i tindrà un paper molt important tant pel volum d’aigua tractada com per les iniciatives de

gestió ambiental de gran abast que afavorirà.

En el marc de depuració que estableixen el Pla de sanejament de Catalunya i els seus pro-

grames, cal la introducció de noves iniciatives: conèixer l’estat de la situació (gestió,

manteniment, seguretat, innovació tecnològica, gestió del coneixement, educació ambiental,

etc.), avaluar els rendiments en el conjunt d’EDAR, definir les possibilitats d’iniciatives o

estratègies ambientals a partir de les aigües residuals tractades, conèixer les característiques

funcionals del medi receptor. De fet, la mateixa realització de les I Jornades de Gestió

d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals tenia com a objectiu que es coneguessin les

experiències i els problemes més importants de la gestió de les estacions depuradores de

Catalunya i aportar conclusions i noves iniciatives per donar un nou impuls davant els reptes

que la sostenibilitat planteja (AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA, 2003 b).

En aquests moments ja s’estan definint i concretant tot un conjunt d’iniciatives amb l’objec-

tiu d’optimitzar el funcionament de les EDAR de Catalunya i, en definitiva, aconseguir millores

en la qualitat de les aigües de les conques fluvials de Catalunya i, particularment, en aque-

lles que l’activitat industrial o la sobrexplotació dels recursos han influït més negativament,

com succeeix en les conques del Llobregat, el Besòs i el Tordera. Les iniciatives són molt

diverses i van de propostes més aviat qualitatives (elaboració del Manual de bones pràcti-

362

ques de gestió d’estacions depuradores d’aigües residuals i la seva aplicació) a altres de

tipus estructural (col·lectors de salmorres i d’abocaments industrials).

L’objectiu fonamental del tractament d’aigües residuals passa per aconseguir una òptima

qualitat de les aigües de les diferents conques fluvials, és a dir, una òptima qualitat de les

aigües superficials i subterrànies i dels seus ecosistemes (índexs de qualitat: ISQA, FBILL,

QBR, BMWP, etc.) (GIBERT et al., 1994; PRAT i PRAT, 1999; PRAT, 1999; 2002; PRAT et al.,

2000, 2001¸ 2002; PRAT et al., 2002). Aquests darrers anys s’han observat millores significa-

tives en la qualitat de les aigües superficials i, en determinades situacions, quan la recàrrega

ho afavoreix, de les subterrànies. Això no obstant, la recuperació dels ecosistemes de les

conques fluvials més degradades no és senzilla si no s’aconsegueix un grau òptim en el trac-

tament de les aigües residuals i es disminueixen o s’adopten altres solucions en aquells

abocaments industrials que aporten fortes càrregues contaminants (METCALF i EDDY, 2002;

PRAT, 2000); en el cas dels rius mediterranis és del tot necessari reduir la relació aboca-

ments/cabal natural. En el cas de la contaminació de les aigües subterrànies el problema és

més greu i no té una solució fàcil: els exemples de les conques del Besòs i del Llobregat i

dels seus respectius deltes són molt il·lustratius. Tanmateix, el problema no és únicament de

qualitat, sinó que també cal introduir canvis en l’explotació del recursos hídrics. En efecte, la

sobreexplotació dels recursos hídrics en la conca fluvial (recursos hídrics superficials i/o sub-

terranis) origina problemes en la gestió de la qualitat. En el marc de la conca fluvial el

tractament d’aigües residuals també incideix i pot influir en l’existència i el manteniment de

les zones humides (aiguamolls de l’Empordà i deltes del Llobregat, el Besòs i el Tordera,

etc.). La sostenibilitat dels sistemes fluvials i del seus ecosistemes no és viable sense un trac-

tament òptim de les aigües residuals. Les infraestructures de sanejament han de tenir un

paper important, fins i tot central, en la recuperació i en el manteniment de la qualitat de les

aigües del sistemes hidrològics superficials i subterranis, així com en la conservació dels

seus respectius ecosistemes. Una vegada s’aconsegueixi una optimització i un rendiment

màxim de les infraestructures de tractament d’aigües residuals i s’hagin implantat el PSARU-

2002 i el PSARI-2003, serà possible plantejar de forma més clara la recuperació ecològica

dels sistemes fluvials més degradats (Llobregat, Besòs, Tordera, etc.) (PSARU, 2002; PSARI,

2003).

És fonamental emmarcar i valorar el paper del tractament d’aigües residuals en el cicle de

l’aigua i en la gestió dels recursos hídrics convencionals i no convencionals (MATIA et al.,

1999; AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION, 2002; METCALF i EDDY, 2000).

EL TRACTAMENT D’AIGÜES RESIDUALS A CATALUNYA: ESTAT DE SITUACIÓ I PROSPECTIVA

363

ESTAT DE SITUACIÓ

L’anàlisi de l’estat de situació del tractament d’aigües residuals a Catalunya es fa des de la

perspectiva de més de 10 anys d’experiència. Les I Jornades Tècniques de Gestió

d’Estacions Depuradores d’Aigües Residuals han permès que aflorin i conèixer els proble-

mes més importants, en els quals caldrà insistir i treballar des d’ara mateix.

Enfocament sistèmic

· Fer més explícita la concepció sistèmica del tractament d’aigües residuals, que

haurà d’incloure tots els elements que tant quantitativament com qualitativament

poden influir en els processos i en el seu resultat final: la qualitat de l’efluent

(WALLISER, 1977; BRISSAUD et al., 1990; KLINE, 1995; COMA et al., 2002). Això vol dir

considerar les aigües residuals en el seu origen (urbà, industrial, agrícola i ramader),

la xarxa de col·lectors en alta i baixa i les seves estacions de bombament, l’afluent

de l’EDAR, l’EDAR amb tota la seva complexitat i l’efluent de l’EDAR: els aboca-

ments a la xarxa fluvial i els emissaris submarins.

· En el funcionament de la infraestructura de sanejament, i particularment de l’EDAR,

la qualitat de les aigües residuals és un aspecte essencial i, així mateix, és interes-

sant que sigui considerada des d’una òptica sistèmica. Per tant, és indispensable

conèixer les característiques composicionals i la seva variabilitat en el cas dels abo-

caments urbans, industrials, agrícoles i ramaders, així com en els afluents i efluents

de les EDAR. També cal conèixer el grau d’incidència d’aigües blanques o bé de la

situació contrària, és a dir, de la presència d’una salinitat elevada d’origen industrial

o relacionada, directament o indirectament, amb aigua de mar, tan característica de

les EDAR litorals (FREIXES, 2003). Més enllà de l’EDAR, la inspecció i el control són

aspectes de suport fonamentals en l’obtenció de les dades (cabal i qualitat) del con-

junt dels fluxos que caracteritzen la infraestructura de sanejament: abocaments de

naturalesa diversa que defineixen l’afluent com a input de l’EDAR i l’abocament a

llera o al mar com a output).

· Aquesta concepció sistèmica és indispensable en l’anàlisi i gestió dels problemes

propis del tractament d’aigües residuals (EDAR) i en les iniciatives de gestió dels

recursos d’aigua que es puguin plantejar a partir de les aigües residuals tractades.

En aquest sentit, és molt il·lustratiu el treball sobre sistemes de suport a la decisió

realitzat per COMA et al. (2002).


364


Disseny i execució de les infraestructures

· Els projectes d’infraestructures de sanejament amb tots els seus elements (EDAR,

col·lectors en alta i baixa i altres equipaments) han de ser concebuts, dissenyats i

executats amb l’objectiu que assumeixin les seves funcions adequadament i sense

anomalies i problemes. És a dir, no es pot deslligar el projecte de la infraestructura

de la seva complexa funció, que és el tractament d’aigües residuals tot superant les

propostes o projectes exclusivament fonamentats en formalismes cinètics per cen-

trar-se en els tres problemes que gairebé de forma general determinen el rendiment

dels processos de fangs activats: la clarificació, l’espessiment i els problemes de

segregació de biomassa en aeració i decantació. En el disseny de les infraestructu-

res de sanejament s’hauria de considerar com un aspecte important l’optimització

de l’anàlisi del cicle de vida. Determinats problemes com el d’aigües blanques o bé

la salinització a les EDAR litorals, de forts efectes en la qualitat de les aigües resi-

duals, poden tenir solucions de tipus estructural (desdoblament de la xarxa: xarxa

de pluvials i xarxa de sanejament, aïllament d’interceptors costaners i d’estacions de

bombament de fenòmens d’intrusió marina i llevantades, etc.); en aquest sentit, és

interessant considerar el paper que tenen els dipòsits de regulació, ubicats aigua

amunt, com el del Besòs, que eviten la incidència d’aigües blanques a l’EDAR. Cal

insistir particularment en tots els problemes relacionats amb la seguretat.

· Els projectistes han de considerar i corregir els problemes de disseny observats en

les depuradores en funcionament (fitxa d’inventari dels problemes de disseny

d’EDAR en preparació per part de l’Agència Catalana de l’Aigua).

Gestió

La gestió resumeix pràcticament tot el que cal fer en l’explotació d’una infraestructura de

sanejament i, particularment, en l’EDAR, per a optimitzar-ne els processos i els resultats. La

complexitat de la gestió d’una EDAR i, en definitiva, d’una infraestructura de sanejament tal

com s’ha definit, dóna sentit i justifica l’enfocament sistèmic abans comentat. La gestió

d’una infraestructura de sanejament ha de centrar una part dels seus esforços en el control

de processos (monitoratge i telecontrol) i fer especial èmfasi en el resultat obtingut: la quali-

tat de l’efluent, però, també ha d’observar altres aspectes que són cabdals: manteniment,

energia i seguretat (emissions de gasos, espais confinats, pla de prevenció de riscos, etc.).

Els grans aspectes de la gestió són: control i monitoratge, anàlisi del procés, gestió del

coneixement i sistemes experts, manteniment, energia, seguretat, legislació i reglamentació.

365


· Control en temps real i telecontrol. El monitoratge com un aspecte bàsic i clau en el

control del funcionament i, en definitiva, en la gestió.

· Anàlisi i diagnosi del procés. Eines de diagnosi.

· Sistemes supervisors: gestió del coneixement, optimització dels processos, etc.

· Manteniment: programes de manteniment.

· Energia: replantejament de l’ús i optimització del cost.

· L’EDAR com a instal·lació industrial: equipaments mecànics i elèctrics, emmagatze-

matge de substàncies químiques, etc. Reglamentació.

· Seguretat: protocol·lització de les mesures de seguretat. Pla de prevenció de riscos.

Reglamentació.

La inspecció i el control de la qualitat dels abocaments industrials, ramaders i agrícoles i les

xarxes de control de les aigües superficials i subterrànies, independentment del seu paper

de control, aporten dades de gran interès en la gestió de les infraestructures de sanejament

(AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA, 2003 b).

La introducció d’iniciatives de gestió com a argument en la millora del funcionament de les

EDAR, tanmateix ha de passar per l’elaboració del Manual de bones pràctiques en la gestió

d’estacions depuradores d’aigües residuals i la seva aplicació a les EDAR de Catalunya. El

Manual de bones pràctiques ha d’esdevenir una eina per a introduir una gestió racional amb

una definició d’objectius molt estructurada i rigorosa (METCALF i EDDY, 2000).

El marc que defineix el Reglament de serveis públics de sanejament (RSPS, 2003) també és

una aportació important en el sentit de millorar la gestió.

Des del punt de vista de l’explotació és molt important considerar la durada dels contractes

(curta durada), ja que pot constituir un problema a l’hora de consolidar la gestió per part

dels explotadors. Així mateix, des d’un punt de vista econòmic, cal un dimensionament dels

contractes d’explotació d’acord amb les exigències actuals del tractament d’aigües resi-

duals (Reglament de serveis públics de sanejament; RSPS, 2003).

Biosòlids

Un aspecte de gestió molt important, que transcendeix pròpiament el tractament d’aigües residuals

i la gestió de les estacions depuradores d’aigües residuals, és la gestió i el tractament de fangs. En

efecte, el tractament d’aigües residuals té, com una de les conseqüències del seus processos, la366


producció d’una quantitat considerable de fangs, que necessiten un tractament i iniciatives de ges-

tió específiques (Programa de tractament de fangs de l’Agència Catalana de l’Aigua).

Les dues línies i camps de treball més importants són l’assecatge tèrmic i el compostatge

(AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA, 2003 b).

En aquests moments, s’està treballant per donar sortida a la gran quantitat de fangs que es

produeixen en les estacions depuradores de Catalunya. Els abocadors són una solució pro-

blemàtica, però no prescindible, almenys de moment, i l’assecatge de fangs que ha utilitzat

tecnologia diversa té encara una experiència limitada. El Programa de tractament de fangs

té com a finalitats: la minimització dels fangs produïts, la valorització dels fangs, reduint-ne

la quantitat destinada als abocadors, la reducció de l’impacte ambiental dels fangs i l’opti-

mització del cost econòmic i la recerca de solucions que tinguin acceptació social (AGÈNCIA

CATALANA DE L’AIGUA, 2003 b).

Coneixement, recerca i innovació tecnològica

El tractament d’aigües residuals no es pot deslligar de la recerca i la innovació tecnològica.

Aquestes activitats són indispensables en un marc de millora contínua de les infraestructu-

res de tractament d’aigües residuals i, en general, en l’optimització dels seus processos.

Calen iniciatives de planificació de la recerca des del Departament d’Universitats, Recerca i

Societat de la Informació en col·laboració amb l’Agència Catalana de l’Aigua.

· Recerca i incorporació de nova tecnologia (plantes pilot, eliminació de nutrients, sis-

temes experts i gestió del coneixement, etc.).

· Desenvolupament d’eines de gestió: bases de dades EDAR i cartografia georefe-

renciada (SIG) (en curs de desenvolupament a l’ACA).

Formació

El denominador comú de la pràctica totalitat de les intervencions en les I Jornades Tècniques

fou la constatació de certes mancances en formació. És a dir, es va fer evident, malgrat el

bon nivell general assolit, l’existència de mancances en determinades temàtiques en la for-

mació dels tècnics més directament implicats en el tractament de les aigües residuals, com

són els operadors i els caps de planta (CALIFORNIA WATER ENVIRONMENT ASSOCIATION, 1996).

Una vegada analitzada la informació existent sobre formació que en matèria de tractament

d’aigües residuals s’imparteix a Catalunya (cursos de doctorat, cursos d’especialització, cur-

sos de postgrau i màsters a les diferents universitats i institucions: Universitat de Barcelona,

Universitat Autònoma de Barcelona i Universitat Politècnica de Catalunya, així com a l’Institut367

Català de Tecnologia, l’Institut Químic de Sarrià i el Centre d’Estudis Ambientals de la

Universitat Autònoma de Barcelona), es constata que no existeix un màster que desenvolu-

pi d’una forma general, però exhaustiva i aprofundida, el contingut del tractament d’aigües

residuals, i tampoc no existeix un programa de formació més bàsica orientat als operadors

de planta. En aquest sentit, cal assenyalar la iniciativa estatal de crear una titulació en la for-

mació dels operadors (Reial decret 330/1997, de 7 de març, pel qual s’estableix el certificat

de professionalitat de l’ocupació d’operador d’estacions depuradores d’aigües residuals.

BOE núm. 73, 26 de març de 1997). Així mateix, les noves iniciatives de sanejament: el

PSARU-2002 i el PSARI-2003, exigiran la formació de nous professionals. En conseqüència,

es poden concretar dues possibles iniciatives en matèria de formació:

· Un màster o curs especialitzat per a caps de planta i coordinadors de caps de plan-

ta, de caràcter presencial amb una part teòrica i una pràctica. El contingut aniria més

enllà del tractament d’aigües residuals i introduiria el tractament de fangs, els trac-

taments terciaris i la reutilització.

· Un curs de formació bàsica, però exhaustiva, per a operadors amb la part teòrica de

caràcter no presencial mitjançant Internet i una part pràctica presencial (visites d’in-

fraestructures, laboratori, etc.).

PROSPECTIVA

La depuració de l’immediat futur

És necessari disposar d’una anàlisi aprofundida i rigorosa dels resultats aconseguits amb el

Pla de sanejament en el seu desenvolupament actual. L’anàlisi permetrà conèixer els rendi-

ments de les estacions depuradores d’aigües residuals i reconduir els problemes observats.

En aquest sentit, les iniciatives de gestió abans comentades són indispensables i determi-

nants. En aquests moments conèixer l’abast dels resultats del tractament d’aigües residuals

és fonamental per ubicar i desenvolupar millor altres objectius de la planificació del saneja-

ment com el PSARU-2002 i el PSARI-2003. Aquesta informació és indispensable per

avançar en la consolidació del sanejament a Catalunya i per poder definir objectius de ges-

tió ambiental (recuperació ecològica de les conques fluvials, reutilització planificada, etc.).

Implicacions ambientals i en la gestió de l’aigua

El tractament d’aigües residuals és un aspecte essencial en la millora de la qualitat de les


368


aigües superficials i subterrànies. De fet, la depuració de les aigües residuals pot ésser con-

cebuda com un aspecte central en la recuperació de la qualitat de l’aigua i en la recuperació

i conservació dels ecosistemes aquàtics (superficials i subterranis) i, en general, en la soste-

nibilitat de l’ecosistema fluvial. El tractament d’aigües residuals pot esdevenir una activitat

molt important en la planificació i la gestió dels recursos l’aigua.

En efecte, més enllà de les millores en la qualitat de les aigües superficials i subterrànies i de

garantir un flux permanent més o menys important (en conques d’escassa entitat com la del

Besòs), les aigües residuals tractades constitueixen o poden constituir un recurs no con-

vencional. La seva nova utilització o reutilització obre un ventall de possibilitats en la gestió

dels recursos d’aigua. Aquest conjunt de consideracions justifica la importància cabdal del

tractament d’aigües residuals. El tractament d’aigües residuals constitueix un important fac-

tor de sostenibilitat.

A Catalunya existeixen experiències molt il·lustratives, com les realitzades per Agbar (1994),

de recàrrega artificial d’aqüífers amb aigües tractades i potabilitzades. Aquesta iniciativa s’in-

sereix en una estratègia d’ús coordinat de recursos superficials i subterranis de gran interès.

En la gestió de les zones humides del país, que constitueixen espais d’elevat valor ecològic,

també s’estan utilitzant o es volen utilitzar aigües residuals tractades: aiguamolls de

l’Empordà, delta del Llobregat, el Tordera, etc. (FREIXES, 1998; SALA I SERRA, 2003; AQÜÍFER

TORDERA, 2003 ).

Conques com la del Besòs són, per la seva problemàtica ambiental, paradigmàtiques. Els

seus afluents: Ripoll, Mogent, Congost, Caldes, etc. han estat, durant molts anys, veritables

clavegueres a cel obert. La seva aportació hídrica s’originava, pràcticament, a partir dels

abocaments d’aigües residuals (o bé, més recentment, a partir d’aigües residuals tractades).

Molts abocaments industrials han influït directament en la qualitat de les seves aigües super-

ficials i subterrànies. Lamentablement, aquesta situació s’ha traduït en la degradació de la

qualitat de les aigües superficials i en la degradació, particularment greu i persistent, de les

aigües subterrànies, que, a més, és de molt difícil recuperació; aquesta degradació de l’ai-

gua ha anat acompanyada d’una degradació ecològica del medi fluvial que posa molts

problemes a les iniciatives de restauració. Això no obstant, en aquests moments, les dife-

rents infraestructures de sanejament es troben en el camí de la seva consolidació (col·lectors

dels abocaments industrials i una important xarxa d’estacions de tractament d’aigües resi-

duals ) i fan i faran possible una marcada inflexió de la situació. En aquestes conques era i

és difícil introduir el concepte de cabal ecològic, perquè els forts estiatges determinen que

els rius no aportin, pràcticament, aigua pròpia (les lleres poden restar completament seques);

369


els cabals que hi circulen es deuen a les aigües residuals. Cal tenir present que el cabal base

que aporten les capçaleres dels diferents afluents (Depressió Central i Serralada Prelitoral)

experimenta una forta disminució com a conseqüència de l’explotació o sobreexplotació de

les diverses unitats hidrogeològiques (conglomerats de Sant Llorenç del Munt, calcàries i

dolomies del Muschelkalk, gresos del Buntsandstein, etc.).

La situació descrita per a la conca del Besòs també s’ha donat, amb les especificitats de

cada cas, en les altres conques catalanes, particularment en les que desemboquen directa-

ment a la Mediterrània (Llobregat, Ter, Tordera, Fluvià, Muga, Gaià, etc.).

La depuració ha de permetre disposar d’aigües de bona qualitat a les diferents conques flu-

vials. D’aquesta manera hi haurà unes condicions òptimes perquè la recàrrega natural dels

aqüífers al·luvials i deltaics es faci amb aigües d’una qualitat acceptable. Només així s’esta-

rà en condicions de definir noves estratègies de recàrrega artificial i d’ús conjunt o coordinat

de recursos hídrics. El volum d’aigües residuals tractades –més de 900 hm3– representa una

quantitat potencial de recursos no convencionals de gran valor estratègic.

El tractament d’aigües residuals ha de considerar dos grans objectius: el retorn al medi

receptor (lleres fluvials o mar) d’aigües amb una qualitat que no origini problemes i que per-

meti plantejar, si així es considera, la reutilització, encara que sigui amb el suport de

tecnologia (osmosi inversa, electrodiàlisi, desinfecció, etc.) (METCALF i EDDY, 2000; MUJERIEGO,

1998; SALA i SERRA, 2003 a i b).

Determinats abocaments industrials necessiten d’un tractament específic, atès que les

característiques dels contaminants abocats fan inviable el tractament en estacions de depu-

ració d’aigües residuals urbanes. En aquests moments, a les conques del Llobregat i del

Besòs, hi ha iniciatives de construcció i ampliació de col·lectors de salmorres per a segregar

determinats abocaments industrials, que influeixen greument en la qualitat de les aigües.

Això no obstant, iniciatives com els col·lectors de salmorres no han de servir perquè deter-

minades indústries que fan abocaments altament contaminats (elevada salinitat, metalls

pesants, contaminants orgànics, etc.) puguin continuar amb les seves males pràctiques, sinó

que, independentment de l’existència o no de col·lectors de salmorres, han de disminuir la

càrrega de contaminants dels seus abocaments (METCALF i EDDY, 2000; FREIXES, 2003).

La recuperació ecològica de les conques fluvials catalanes només serà possible amb una

xarxa de depuradores ben consolidada (PSARU I i II) i amb les solucions adequades per a

determinats abocaments industrials (solucions estructurals i PSARI). Òbviament, cal poten-

ciar les tasques d’inspecció i control per eradicar males pràctiques com els abocaments

370


furtius (compostos nitrogenats-amoni, metalls pesants, salmorres, hidrocarburs, etc.) de

greus efectes ecològics ( PRAT, 1999). També caldrà evitar els episodis de sobreeiximent dels

col·lectors que es produeixen en cas de pluges fortes. És indispensable introduir iniciatives

de gestió a partir del desenvolupament de la Directiva marc de l’aigua (MUNNÉ et al., 2002;

PRAT, 2002).

Les depuradores han de tenir un important paper en la gestió dels recursos d’aigua, com

succeirà amb la del Baix Llobregat: recuperació d’aqüífers, control de problemes greus d’in-

trusió marina mitjançant la creació de barreres positives, suport de zones humides, cabals

ecològics, reg agrícola, etc.

El que no pot passar és que l’aportació procedent d’una EDAR, per la seva mala qualitat,

acabi degradant la qualitat de les aigües subterrànies (aqüífer al·luvial del Ridaura, etc.) i

hipotequi la seva captació i utilització com a aigua potable.

A Catalunya cal fer particular atenció al desenvolupament de l’activitat minera de la conca

potàssica (Súria, Sallent, Cardona, etc.), ja que influeix en la qualitat de les aigües de les con-

ques del Cardener i el Llobregat. En efecte, el creixement de l’activitat minera d’aquests

darrers anys està originant nous problemes ambientals per salinització progressiva de les

aigües superficials i subterrànies. La salinitat és sempre un problema quan es planteja la reu-

tilització de les aigües depurades.

CONCLUSIONS

La depuració 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 sos-

tenibilitat.

Les particularitats del cicle de l’aigua en la conca mediterrània fan que el tractament d’aigües

residuals tingui un valor estratègic. En efecte, la disponibilitat limitada dels recursos d’aigua

en funció de la irregularitat de les precipitacions, l’escassedat de recursos per l’existència de

zones semiàrides o àrides, etc.) i les particularitats de les activitats econòmiques que la

caracteritzen (turisme, agricultura de secà i regadiu, indústria, etc.), sobretot, el turisme (que

representa a la zona litoral una elevada demanda estacional de recursos i, en conseqüència,

una alta activitat en el tractament d’aigües residuals també estacional), donen a les aigües

residuals tractades i, en general, a les iniciatives de tractament d’aigües residuals, una impor-

tància estratègica, anàlogament al que succeeix amb les aigües subterrànies. Els escenaris

371


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.

Cal introduir d’una forma més explícita l’enfocament sistèmic en el tractament d’aigües resi-

duals estricte, però també en les iniciatives de gestió de l’aigua que impliquin o es basin en

les aigües depurades. El paper de la depuració d’aigües residuals en el cicle de l’aigua i en

la gestió de l’aigua es fa encara més evident amb les possibilitats que introdueix la reutilitza-

ció planificada de l’aigua. En efecte, a partir de la reutilització planificada és possible definir

interessants i diverses estratègies de gestió: suport i creació de zones humides, aigües de

reg, refrigeració, recàrrega artificial d’aqüífers, creació de barreres positives per controlar la

intrusió salina, regenerar l’aigua per fer-la potable, etc. (MUJERIEGO, 1998; FREIXES, 1998;

EWEIS et al., 1999; METCALF i EDDY, 2000; AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION, 2002; SALA i

SERRA, 2003 a i b).

És necessària una gestió integrada i coordinada de les aigües depurades amb els altres

recursos d’aigua: aigües superficials i subterrànies, i cal observar l’interès estratègic dels

aqüífers com a reservoris temporals de les aigües tractades i regenerades (interès dels dife-

rents tipus d’aqüífers per les seves possibilitats d’emmagatzematge) (FREIXES, 1993, 1998;

FREIXES et al., 1998; CROWE, 1994; EWEIS et al., 1999).

A Catalunya cal consolidar el desenvolupament actual del Pla de sanejament (i les noves ini-

ciatives: PSARU-2002 i PSARI-2003), però també cal aprofundir en les mesures necessàries

per evitar que determinats abocaments industrials influeixin en el medi. Paral·lelament, cal fer

un replantejament del usos actuals de cada conca, evitar la sobreexplotació, si origina pro-

blemes, i garantir, sobretot, els cabals ecològics o de manteniment.

Cal fer particular èmfasi en la importància i les possibilitats de la utilització de les aigües resi-

duals depurades com a aigües de reg. D’aquesta manera s’alliberarien quantitats importants

de recursos (aigües subterrànies o bé superficials) de bona o excel·lent qualitat, que podrien

ésser destinats a usos prioritaris com el subministrament d’aigua potable.

Els problemes d’ordre sanitari que significa la reutilització determinen la necessitat de definir

uns indicadors de qualitat adequats a cada tipus d’ús. Aquest és un aspecte que exigeix

esforços en recerca i en el qual cal posar molta atenció pels riscos que en poden derivar

(DIRECCIÓ GENERAL DE LA SALUT PÚBLICA, 1994; SALGOT et al., 1994; SALGOT, 2002; AGÈNCIA

CATALANA DE L’AIGUA, 2003 a).

En el terreny de la recerca i sobretot en el del desenvolupament i l’aplicació, caldria plante-

jar projectes i iniciatives en funció dels problemes concrets que el tractament d’aigües

372


residuals o el tractament de fangs plantegen actualment a Catalunya. En aquest sentit, els

instituts de recerca i les universitats catalanes haurien de disposar del suport de l’adminis-

tració de l’aigua i del Departament d’Universitats i Recerca (Programa de recerca) per poder

avançar en els temes considerats prioritaris.

El tractament de les aigües residuals a Catalunya exigeix, tant en la situació actual com en

la del futur immediat (PSARU-2002, etc.), l’impuls d’iniciatives en formació que abans ja

s’han comentat.

Les I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions Depuradores han permès constatar la

importància econòmica d’una activitat com la depuració de les aigües residuals i la consoli-

dació dels esforços d’un considerable grup d’empreses i administracions. Tanmateix, la

important participació a les jornades (més de 400 inscripcions) indica l’existència a Catalunya

d’un col·lectiu, que desenvolupa una activitat empresarial, tècnica i investigadora, que justi-

fica plenament la creació d’una associació professional. La massa crítica del col·lectiu és una

raó prou contundent per a la seva creació, però si, a més, s’analitzen les possibles activitats

que desenvoluparia l’associació, és fàcil arribar a la conclusió que la iniciativa tindria molts

aspectes positius i aportaria interessants beneficis: organització interna, comunicació, for-

mació, intercanvi d’experiències, organització de jornades, etc.

L’administració catalana de l’aigua ha d’apostar decididament en dos grans objectius estre-

tament relacionats:

· La consolidació del sanejament a Catalunya.

· La reutilització planificada de l’aigua depurada.

En definitiva, la gestió de l’aigua ha de considerar els recursos convencionals, però també

els no convencionals.

Els objectius que s’han concretat en la depuradora del Baix Llobregat es poden plantejar en

moltes de les depuradores del país: millora de la qualitat dels emissaris i, en conseqüència,

de la qualitat de les aigües litorals, suport als cabals ecològics, reg agrícola i d’espais enjar-

dinats, control de la salinitat de l’aqüífer profund del Delta amb la creació d’una barrera

positiva, suport a les zones humides, utilització en la indústria, etc.

Per acabar, cal fer esforços perquè la societat conegui el paper de la depuració en la soste-

nibilitat dels sistemes fluvials. En aquest sentit, les experiències d’educació ambiental que es

realitzen a la planta de Figueres són molt interessants. Això no obstant, cal anar més enllà,

cal que l’educació i la cultura ambiental arribin a tota la societat i, en particular, als industrials.373

De la seva actitud depèn, en bona part, la sostenibilitat dels sistemes hidrològics del país.

Per tot el que s’ha comentat és fàcil constatar que hi ha molta feina per fer. Ara només cal

que hi hagi la voluntat de fer-la.

AGRAÏMENTS

Vull agrair la lectura crítica i els suggeriments realitzats pels professors i experts Manel Poch,

Jordi Renom, Salvador Martorell, Mercè Rius, Joan Ramoneda, Antoni Munné, Josep Maria

Puigdengoles i Josep Andreu Clariana.

BIBLIOGRAFIA

AGBAR. L’aqüífer. Una infraestructura natural. Sant Boi de Llobregat: Comunitat d’usuaris

del delta del Llobregat.

ACA [AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA]. Criteris de qualitat de l’aigua regenerada segons diferents

usos. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament de Medi Ambient, 2003a.

ACA [AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA]. I Jornades Tècniques de Gestió d’Estacions

Depuradores d’Aigües Residuals, 2003 b [resums de les ponències].

AQÜÍFER TORDERA. Gestió sostenible, a escala local, de l’aqüífer al·luvial del riu Tordera, mit-

jançant la reutilització d’aigües residuals. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament

de Medi Ambient, 2003.

AWWA [AMERICAN WATER WORKS ASSOCIATION]. Calidad y tratamiento del agua (Manual de

suministros de agua comunitaria). Madrid: McGraw-Hill Profesional España, 2002.

BRISSAUD, M.; FORSÉ, M.; ZIGHED, A. La modélisation confluent des sciences. París: Centre

National de la Recherche Scientifique. Éditions du CNRS, 1990.

PRAT, N.; MUNNÉ, A.; BONADA, N.; SOLA C.; PLANS, M.; RIERAVALL, M.; CASANOVAS, R.; VILA, M. «La

qualitat ecològica del Llobregat, el Besòs, el Foix i la Tordera (informe 1999)». Estudis de la quali-

tat ecològica dels rius. [Barcelona: Diputació de Barcelona. Àrea de Medi Ambient] núm. 9 (2001).

COMA, J.; POCH, M.; RODRIGUEZ-RODA, I.; CORTÉS, U.; SANCHEZ MARRÉ, M. Onze anys d’expe-


374


riència en el disseny i implementació de sistemes de suport a la decisió en dominis ambien-

tals. Què hem après? Universitat de Girona (Lequia), Universitat Politècnica de Catalunya

(Kemlg). Servei de Publicacions de la Universitat de Girona (2002).

CROWE, A. The Application of Expert Systems to Groundwater Contamination Protection,

Assessment, and Remediation. Groundwater Contamination and Control. Estats Units:

Marcel Dekker, Inc., 1994.

CWEA [CALIFORNIA WATER ENVIRONMENT ASSOCIATION]. Collection Maintenance Study Guide.

Technical Certification Program. Oakland, California: 1996.

«Decret 130/2003, de 13 de maig, pel qual s’aprova el Reglament de serveis públics de

sanejament». Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya, núm. 3.894 (29 maig 2003).

DIRECCIÓ GENERAL DE SALUT PÚBLICA. Guia per al disseny i el control sanitari dels sistemes de

reutilització d’aigües residuals. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament de Sanitat

i Seguretat Social, 1994.

EWEIS, J. B.; ERGAS, S. J.; CHANG, D. P. Y.; SCHOEDER, E. D. Principios de biorrecuperación.

Madrid: McGraw-Hill, 1999.

FREIXES, A. El medio kárstico: de la investigación observacional y experimental a la modeliza-

ción. Hidrologia Subterránea y Migración de Contaminantes. Barcelona: Universitat de

Barcelona. Laboratori d’Estudis Geofísics Eduard Fontseré, Institut d’Estudis Catalans,

1993.

FREIXES, A. «Els recursos hídrics a Catalunya». Espais. [Barcelona: Generalitat de Catalunya.

Departament de Política Territorial i Obres Públiques] núm. 44 (1998).

FREIXES, A.; RAMONEDA, J.; MONTERDE, M.; MORIN, J. P. «Sistemes càrstics experimentals de

Catalunya. Unitats de referència per a la recerca i la gestió hidrològica». Espais. [Barcelona:

Generalitat de Catalunya. Departament de Política Territorial i Obres Públiques] núm. 44 (1998).

FREIXES, A. Salinitats elevades a les estacions depuradores d’aigües residuals de Catalunya

(I). Document de síntesi. Informe intern. Barcelona: Agència Catalana de l’Aigua. Àrea

d’Inspecció i Control, 2003.

GIBERT, J.; DANIELOPOL, D.; STANFORD, J.A. «Groundwater Ecology». Series Aquatic Biology.

375

New York: Academic Press, 1994.

JUNTA DE SANEJAMENT. Pla de sanejament de Catalunya. Barcelona: Generalitat de Catalunya.

Departament de Medi Ambient. Junta de Sanejament, 1996 a.

JUNTA DE SANEJAMENT. Programa de sanejament d’aigües residuals urbanes de Catalunya. Barcelona:

Generalitat de Catalunya. Departament de Medi Ambient. Junta de Sanejament, 1996 b.

JUNTA DE SANEJAMENT. Memòria d’activitats 1996. Barcelona: Generalitat de Catalunya.

Departament de Medi Ambient, 1996 c.

JUNTA DE SANEJAMENT. Balanç del sanejament a Catalunya 1992-1998. Barcelona: Generalitat

de Catalunya. Departament de Medi Ambient, 1999.

KLINE, S. J. Conceptual Foundations for Multi-disciplinary Thinking. Califòrnia: Stanford

University Press, 1995.

MATIA, LL.; MARTÍN, J.; VENTURA, F.; CAMPOS, C. La qualitat dels recursos no convencionals:

Recursos d’aigua. Barcelona: Fundació Agbar, 1999.

METCALF; EDDY. Ingeniería de aguas residuales. Tratamiento, vertido y reutilización. Madrid:

McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U., 2000.

MUJERIEGO, R. «La reutilització planificada de l’aigua». Espais [Barcelona: Generalitat de

Catalunya. Departament de Política Territorial i Obres Públiques] núm. 44 (1998).

MUNNÉ, A.; PRAT, N. «Cabals i qualitat biològica del riu Anoia». Estudis de la qualitat ecològi-

ca dels rius [Barcelona: Diputació de Barcelona. Àrea de Medi Ambient] núm. 5 (1999)

[Diagnosi de l’estat del riu i dels trams finals dels afluents principals].

MUNNÉ , A.; GODÉ, L. X.; PRAT, N. «Aplicació de la Directiva marc de l’aigua per a la millora

dels ecosistemes fluvials. Un repte de futur». Butlletí de la Institució Catalana d’Història

Natural. [Barcelona] núm. 70 (2002).

PRAT , N. «El sanejament a Catalunya (1996-1998)». Depana en acció. núm. 16 (1999).

PRAT , N. El futur de la gestió de l’aigua a Catalunya. El canvi ambiental i l’excursionisme.


376

Barcelona: Centre Excursionista de Catalunya. Editorial Pòrtic, 2002.

PRAT , N.; MUNNÉ, A.; RIERADEVALL, M.; SOLÀ, C.; BONADA, N. «ECOSTRIMED Protocol per

determinar l’estat ecològic dels rius mediterranis». Estudis de la qualitat ecològica dels rius.

[Barcelona: Diputació de Barcelona. Àrea de Medi Ambient] núm. 8 (2000).

PSARI-2003 [PROGRAMA DE SANEJAMENT D’AIGÜES RESIDUALS INDUSTRIALS]. Barcelona: Generalitat

de Catalunya. Departament de Medi Ambient. Agència Catalana de l’Aigua, juliol 2003.

PSARU-2002 [PROGRAMA DE SANEJAMENT D’AIGÜES RESIDUALS URBANES]. «Resolució

MAB/3053/2002, de 15 d’octubre, per la qual es fa públic l’Acord del govern de 10 de

setembre de 2002, d’aprovació del document general del Programa de sanejament d’aigües

residuals urbanes». Diari Oficial de la Generalitat de Catalunya [Barcelona: Generalitat de

Catalunya. Departament de Medi Ambient] núm. 3.751, (30 octubre 2002).

«Reial decret 330/1997, de 7 de març, pel qual s’estableix el certificat de professionalitat de l’o-

cupació d’operador d’estacions depuradores d’aigües residuals». BOE, núm. 73 (26 març 1997).

SALA, L.; SERRA, M. «Towards Sustainability in Water Recycling». Recull de la 4th IWA

International Symposium On Wastewater Reclamation, Recycling and Reuse. Mèxic DF:

2003 a.

SALA , L.; SERRA, M. El reciclatge d’aigües com a eina per a una gestió més sostenible dels

recursos. Comunicació presentada al curs: Problemàtica de l’aigua en el segle XXI. Berga:

Universitat Catalana d’Estiu de la Natura, 2003 b.

SALGOT, M. [et al.]. Prevenció del risc sanitari derivat de la reutilització d’aigües residuals

depurades com a aigües de reg. Barcelona: Generalitat de Catalunya. Departament de

Sanitat i Seguretat Social. Direcció general de la Salut Pública, 1994.

SALGOT , M. El risc relacionat amb la reutilització d’aigües residuals. Reial Acadèmia de

Farmàcia de Catalunya, 2002. [Discurs llegit en l’acte de recepció de l’acadèmic numerari

Molt Il·lustre Prof. Dr. Miquel Salgot de Marçay].

WALLISER, B. Systèmes et modèles: Introduction critique à l’analyse de systèmes. París: Édi-

tions du Seuil, 1977.


377

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

i Habitatge

VOLUM DE PONÈNCIES · Per a mi, és una satisfacció que s’hagin editat les ponències, ja que,...

Documents

Transcript of VOLUM DE PONÈNCIES · Per a mi, és una satisfacció que s’hagin editat les ponències, ja que,...