Cómo convertir plantas de tratamiento de aguas residuales en ecológicas

Cómo convertir plantas de tratamiento de aguas residuales en ecológicas

En España existen unas 4.700 Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales urbanas (EDAR) que gestionan un caudal aproximado de unos 4.950 hectómetros cúbicos de aguas residuales al año.

Estas aguas residuales son las que generamos en nuestros hogares, oficinas, áreas urbanas e industrias y su tratamiento en las EDAR da lugar a los fangos o lodos de depuradora.

Por tanto, estos fangos o lodos de depuradora son unos de los residuos más comunes y generados en gran cantidad.

Nada más en España, según el Registro Nacional de Lodos, se llegan a producir alrededor de 1.200.000 toneladas al año de este residuo.

Estos lodos de depuradora son una mezcla de sólido (sedimentos) y agua (95%), de composición variable según la carga de contaminación de agua residual inicial y de las características técnicas de los tratamientos llevados a cabo.

La gestión de estos lodos puede realizarse en la propia EDAR, según lo establecido en la Ley de residuos y suelos contaminados, llevando a cabo el tratamiento adecuado que permita reducir el contenido en agua, en patógenos y asegurar la estabilidad de la materia orgánica.

En este sentido, una opción para las plantas de tratamiento de aguas residuales es convertir los lodos en energía (biogás) a través de la digestión anaerobia.

Una energía que pueden utilizar para el autoconsumo, generando un ahorro neto para la instalación y un acercamiento a la neutralidad climática.

Para esto último, y resultar del todo ecológicas, además de la generación de energía, el tratamiento de estos lodos también debe contribuir a la economía circular, mediante la recuperación de otros recursos, como pueden ser los nutrientes. 

 

Características de los lodos de depuradora

La composición de los lodos de depuradora va a depender del origen de las aguas residuales (urbanas o industriales) y una de sus características es su alto contenido en líquido (80-90%).

Además, los lodos concentran muchas sustancias procedentes de las aguas residuales, como pueden ser: materia orgánica, nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio, cadmio, etc.

Una composición que resulta variable y que pueden hacer que su caracterización, gestión y tratamiento sean complejos para no perjudicar al medio ambiente.

De hecho, según sea esta composición, los lodos pueden ser clasificados como peligrosos o no peligrosos.

 

Cuáles son las dificultades en el tratamiento de los lodos

La principal dificultad en el tratamiento de lodos la encontramos en la concentración de sólidos, separando la máxima cantidad posible de agua, reduciendo su contenido orgánico.

La materia orgánica que contienen los lodos de depuradora se descompone y causa los mismos efectos indeseables de las aguas residuales sin tratar (mal olor y emisiones).

Hay que conocer el volumen de lodo que se produce en un tanque de sedimentación para cuantificar los diferentes componentes del sistema de tratamiento y disposición de lodos.

Este volumen va a depender de las características del agua residual, del grado de tratamiento previo, del tiempo de sedimentación, de la densidad de sólidos, del contenido de humedad, del tipo de equipo o método empleado para la remoción de lodos y de la frecuencia de remoción de los mismos.

Además de materia orgánica, los lodos pueden contener elementos de interés agronómico u otros con potencial contaminante. Estos últimos pueden ser metales pesados o patógenos.

Teniendo en consideración estos aspectos, los tratamientos más frecuentes a la que se someten los lodos son la digestión anaerobia, la estabilización aerobia y el compostaje. 

Tras este tratamiento y en base a su composición final, los lodos podrán destinarse como enmiendas para los suelos agrícolas (según el Real Decreto 1310/1990, de 29 de Octubre), incinerados (Real Decreto 815/2013, de 18 de octubre, por el que se aprueba el Reglamento de emisiones industriales y de desarrollo de la Ley 16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación) o depositados en vertedero (Real Decreto 1481/2001, de 27 de Diciembre).

El destino para uso agrícola ha sido, hasta ahora el más frecuente, pero los problemas con el coste de su transporte por tratarse de una sustancia húmeda y la posible acumulación en el suelo de microcontaminantes han hecho necesaria la búsqueda de alternativas sostenibles, que permitan el aprovechamiento de este recurso.

Esta alternativa es la valorización energética de los lodos mediante la digestión anaerobia, para la obtención de energía en forma de biogás, y la recuperación de nutrientes. 

 

Energía que se genera y otros recursos

El biogás que se genera tras la digestión anaerobia de los lodos de depuradora puede emplearse como energía térmica, eléctrica o biocombustible que abastezca a la propia instalación (autoconsumo).

Esto supone un beneficio climático considerable, si este tratamiento se aplicara en todas las EDAR y tenemos en cuenta que la industria del agua es responsable de alrededor del 4% del consumo total de electricidad del mundo, según la Agencia Internacional de Energía (AIE).

Ahora bien, para acercarse más a la neutralidad climática y la economía circular, las plantas deben incorporar tratamientos o procesos que permitan la recuperación de nutrientes de interés.

Uno de estos nutrientes es el fósforo, de uso como fertilizante y como materia prima en la industria química y farmacéutica. Un recurso crítico, cuyo suministro natural está disminuyendo rápidamente.

Un proceso que se está incorporando para su recuperación a partir de los lodos de depuradora es la desintegración de lodos de depuradora por ultrasonidos, previo a la digestión anaerobia.

Otro ejemplo de tecnologías que se están desarrollando (proyecto BIOFERES) para aprovechar el potencial de nutrientes de los lodos, junto a la obtención de energía, es la combinación de la digestión anaerobia en doble fase de temperatura con tecnologías de membrana, como la ultrafiltración, los contadores de membrana y reactores de fermentación en estado sólido para la obtención de productos de elevado valor para la agricultura: biofertilizantes líquidos y bioestimulantes sólidos para el crecimiento de los cultivos.

Incorporar todas estas tecnologías en las plantas de tratamiento de aguas residuales supone un cambio en la forma de entender sus funciones. Estas plantas, en realidad, pasarían a convertirse en plantas de recuperación de recursos, acordes con los principios del modelo de economía circular.

Desde Genia Bioenergy ponemos a tu disposición todo nuestro conocimiento y experiencia en la tecnología para la gestión de lodos de depuradora y el aprovechamiento de su potencial para generar energía renovable y otros recursos de interés.

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