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FITODEPURACIÓN
Depuración de aguas residuales
mediante humedales artificiales
Pablo Navarro Tena
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1_SANEAMIENTO EN ESPAÑA
• Tercera etapa saneamiento: protecciónambiental (1-prot. Sanitaria, 2-prot.Usos).
• Años 50-70 inicio y consolidación(>15000heq). A partir de 1986 conentrada en UE (>2000heq).
• Directiva marco 2000.• Texto refundido Ley de Aguas 2001.• Transposición Directiva Marco a Ley de
Aguas 2003.• Real decreto reutilización aguas
residuales 2007.• Ley 5/2014, de 25 de julio, de Ordenación
del Territorio, Urbanismo y Paisaje, de laComunidad Valenciana.
Fuente: Informe autorizaciones de vertido 2015
Desde indústria siderúrgica a explotaciones agropecuárias
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2_PARTICULARIDADES ESPAÑA
• Poblaciones, aglomeraciones y residencias dispersas(Alemania 223hab/km², España 91,95 hab/km²)sobre un territorio amplio, irregular y abrupto(Alemania 263 msnm, España 660 msnm).
• La mayoría de estas pequeñas aglomeraciones nodisponen de recursos económicos ni facilidad deacceso a personal cualificado.
Plan nacional de calidad de las aguas: saneamientoy depuración 2007-2015: insuficiencia de medioshumanos y materiales para la correcta explotacióny mantenimiento de las plantas depuradoras y elescaso control y seguimiento del funcionamiento delas instalaciones por parte de las autoridadescompetentes”
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3_PRESUPUESTOS MUNICIPALESGRANDES DIFERENCIAS EN INVERSIÓN
ALCANTARILLADO (4-35 €) GESTIÓN DE RESIDUOS (16-104 €)
MEDIO AMBIENTE (7-60 €)
https://presupuestos.gobierto.es/mapas/2016
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4_PROPUESTA DE VALOR
Implantación
Sencilla y rápida
Sin puesta en funcionamiento
Baja tecnificación
Tecnologías y materiales de fácil acceso
Explotación
Fiabilidad en el cumplimiento límites legales de
vertido
Costes reducidos
Independencia de condiciones ambientales
Bajo riesgo de colapso y bajo riesgo para el medio
y la salud en caso de ocurrencia
Sin necesidad de inputs energéticos (con
funcionamiento por gravedad)
Larga vida útil de materiales e instalaciones
Sin problemas de salubridad y salud (olores,
mínimo contacto con aguas residuales...)
Mantenimiento
Sencillo y económico
Baja incidencia complicaciones técnicas materiales
Medio ambiente/natural y salud
Generación de hábitats
Aumento de diversidad biológica
Ahorro de recursos energéticos
Sin emisión de GEI
Sumidero de CO2
Producción de biomasa reutilizable (compostaje)
Sin olores
Altas tasas de desinfección del agua residual
Paisaje
Aumento de la diversidad paisajística
SEGURIDAD AMBIENTAL
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5.1_HUMEDALES ARTIFICIALES
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5.2_HUMEDALES ARTIFICIALES
HUMEDAL
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5.3_HUMEDALES ARTIFICIALES
• NIVEL DE TRATAMIENTO: secundario y terciario. ¿primario?
• TIPOS DE AGUAS: residuales urbanas, asimilables a urbanas, grises, masas de agua naturales, escorrentías, lixiviados
• APLICACIONES:
Pequeños núcleos de población (hasta 2,000 habitantes)
Urbanizaciones aisladas
Viviendas unifamiliares
Industrias aisladas (industrias agroalimentarias, viveros, etc.)
Vertederos RSU
Piscinas y estanques
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6_RENDIMIENTOS
Parámetro Porcentaje de eliminación (%)Sólidos de suspensión 80 - 95
DQO 80 - 95DBO5 80 - 95
N 30 - 50P 10 - 20
Patógenos 90 - 99
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7.1_PROCESOS
PARÁMETRO MECANISMO DEPURACIÓN
Eliminación de sólidos en suspensión Sedimentación y retención en el sustrato y/o a través del entramado de raíces
Eliminación de materia orgánica Acción de microorganismos heterótrofos (principalmentebacterias)
Eliminación nitrógeno Procesos de nitrificación/desnitrificaciónAbsorción directa por las plantas
Eliminación de fósforo Absorción por las plantas
Eliminación de patógenos Acción depredadora de bacteriófagos y protozoosCondiciones ambientales limitantesAntibióticos producidos por las raíces
Detoxificación de compuestos químicos nocivos (fenoles, glicoles, sales de amonio cuaternario…)
Acción de los hongos asociados al sistema radicular de las plantas
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7.2_OTROS PROCESOS
• REDUCCIÓN DEL VOLUMEN DE LOS AFLUENTES POR EVAPOTRANSPIRACIÓN.
• Mecanismo
• Alta capacidad evapotranspirativa de la vegetación helófita
• Condiciones de cultivo sin limitaciones hídricas
• Cálculo
• Se realiza un balance hídrico en el humedal
• R.N.V = ETo * kc-P
• R.N.V., reducción neta de volumen
• ETo, evapotranspiración de referencia
• Kc, coeficiente de cultivo (1,5-4)
• P, precipitación
• Importante reducción del volumen de los efluentes del sistema
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8_VEGETACIÓN
• GENERACIÓN DE HÁBITAT• MEJORA DE CONDICIONES AMBIENTALES• EVAPOTRANSPIRACIÓN• MANTENIMIENTO DE LA POROSIDAD DEL LECHO• ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES• AIREACIÓN
• VEGETACIÓN HELÓFITA, TOLERA ENCHARCAMIENTO,ALTA PRODUCCIÓN BIOMASA, POSEEN AERÉNQUIMA
• LA VEGETACIÓN ES IMPRESCINDIBLE EN FLUJOSUPERFICIAL, ES RECOMEDABLE EN FLUJOHORIZONTAL
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9_HUMEDALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL_CANDELEDA
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10.1_DISEÑO
• ELIMINACIÓN DE DBO Y N
MODELO DE FLUJO A PISTÓN IDEALCONSTANTES CINÉTICAS DE PRIMER ORDENESTADO ESTACIONARIO
𝐶𝑡 = 𝐶0 × 𝑒−𝑘×𝑡
• CONSIDERACIONES DE DISEÑO
CARGA SUPERFICIALCONDUTIVIDAD HIDRÁULICAEFECTIVIDAD HIDRÁULICACARACTERIZACIÓN DEL AGARESIDUAL
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10.2_DISEÑO
• DEPENDENCIA DE LA PROFUNDIDAD Y EL TIPO DE FLUJO:
Ka/Kv, Hay estudios que sugieren falta de dependencia entre la profundidad y el rendimiento (h=0,4-0,8m), por tanto se recomienda constantes areales y profundidades de 50cm.
SF/HSSF, no hay diferencia entre el rendimiento de unos u otros, sin embargo, las aplicaciones de uno uotro sistema si presentan otros condicionantes como plagas, olores o salubridad.
(Q/A)
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10.3_DISEÑO
• OTROS MODELOS:
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10.4_DISEÑO_PATÓGENOS
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10.5_DISEÑO
• ESTRUCTURA
PARALELA
EN SERIE
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11_MANTENIMIENTO
• PODA• LIMPIEZA DE PRETRATAMIENTOS Y CONDUCCIONES• VACIADO DE FANGOS
• LA COLMATACIÓN
• CORTO PLAZO: debida a crecimiento radicular y desarrollo del biofilm, ocurre duranteel primer año. Entre un 15 y un 25%, reduciendo el TRH en hasta un 10%.
• LARGO PLAZO: perdida de conductividad continuada a lo largo del tiempo.Principalmente en la zona de entrada y debido al aporte de partículas sólidas
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12.1_SISTEMAS FLOTANTES FITOFILTER
DISMINUCIÓN DE SUPERFICIE NECESARIA
ELIMINACIÓN DE PROBLEMAS DE COLMATACIÓN Y TRANSPORTE DE LECHOS GRANULARES
POSIBILIDAD DE COMBINACIÓN CON AIREACIÓN
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12.2_EJEMPLO PLANTA PILOTO QUART DE POBLET (VALENCIA)
29 de abril 16 de mayo 26 de junio
8 de septiembre(primera siega)
29 de septiembre
Construcción, marzo
2014
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12.2_PLANTA PILOTO QUART DE POBLET (VALENCIA)
2015
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12.3_SISTEMA AIREACIÓN SOLAR
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13_COMPARATIVA SISTEMAS
DATOSPoblación 200heqQ/heq 200l/dDBO5 60g/d·heqNt 10g/d·heq
DBO5SUBUSPERFICIAL FLOTACIÓN FLOTACIÓN AIREADA (SOLAR)
S 1330.96m2 S 792.02m2 S 420.50m2h 0.60m h 1.00m h 1.00m
Superficie/heq 6.65m2/heqSuperficie/heq 3.96m2/heq
Superficie/heq 2.10m2/heq
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