FORO DE DEBATE SOBRE LA DEPURACION DEL AGUA EN ARAGÓN Tercer Bloque: Depuración convencional en contraste con los tratamientos extensivos o naturales Ainsa (Huesca), 27-10-2012 FITODEPURACIÓN POR HUMEDALES ARTIFICIALES Jesús Fernández UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID Grupo de Agroenergética E.T.S. de Ingenieros Agrónomos Fitodepuración DEPURACIÓN CONVENCIONAL PRETRATAMIENTO: Eliminación de elementos voluminosos, pesados y flotantes Desarenado / Desbaste / Separación de grasas e hidrocarburos TRATAMIENTO PRIMARIO: Eliminación de sólidos en suspensión Decantación / Coagulación-floculación / Centrifugación TRATAMIENTO SECUNDARIO: Eliminación de la materia orgánica disuelta Fangos activos / Lechos bacterianos (filtro percolador) /Biodiscos / /Digestión de fangos TRATAMIENTO TERCIARIO: Eliminación de nutrientes minerales y agentes patógenos Precipitación química / Desinfección Fitodepuración SISTEMAS CONVENCIONALES DE DEPURACIÓN Y SISTEMAS BLANDOS SISTEMAS CONVENCIONALES SISTEMAS BLANDOS • Construcción en base a hormigón y acero • Construido básicamente en base a elementos naturales • Utiliza energías fósiles • Utiliza energías renovables • Aireación forzada • • Adición de productos químicos Aireación por procesos naturales • Bajos costes de construcción y mantenimiento • Requiere más superficie de terreno que el convencional • • Elevados costes construcción y mantenimiento Requiere poca superficie Fitodepuración PROBLEMAS DE LAS PEQUEÑAS E.D.A.R. DE TECNOLOGÍA CONVENCIONAL • Fluctuación de caudal • Falta de personal especializado • Alto coste relativo de la instalación y del funcionamiento de la misma Fitodepuración TIPOS DE SISTEMAS “BLANDOS” Sistemas “Blandos” INTENSIVOS (Requieren poca superficie ) • SISTEMAS EN DESUSO (infiltración en el terreno) • DE SEDIMENTACIÓN-DIGESTIÓN • BIOPELÍCULAS Sistemas “Blandos” EXTENSIVOS (FITOSISTEMAS) • LAGUNAJES • VERTIDO AL TERRENO (FILTROS VERDES) • HUMEDALES Fitodepuración DEFINICIONES • Macrófita: Se dice de cualquier planta visible a simple vista. Se opone a microfita. • Helófitas: Plantas anfibias que arraigan en el suelo sumergido o encharcado y alargan su eje que asoma en el aire (v.g. en el género Typha). Definiciones tomadas del Diccionario de Botánica de Pius Font Quer, Editorial Labor 1985 • El término macrofita a solas, es muy general; es sinónomo de "planta superior", siendo las helofitas un subconjunto de éstas. • Sinónimos de helófitas podrían ser "plantas palustres", "macrofitas emergentes" o "macrofitas anfibias", pero necesita llevar el adjetivo que las califique. Fitodepuración HELOFITAS EN UN CANAL DE EFLUENTE DE DEPURADORA Fitodepuración AERÉNQUIMA DE HOJAS Y TALLO DE ENEA (Typha latifolia L.) Fitodepuración OXIGENACIÓN NATURAL DE LAS RAICES DE LAS MACROFITAS Fitodepuración ACCIÓN DEPURADORA DE LAS MACROFITAS ACUÁTICAS - Sedimentación y retención de sólidos en suspensión - Oxigenación de la rizosfera - La rizosfera actúa como soporte de microorganismos - Destrucción de patógenos - Absorción de nutrientes minerales - Absorción de metales pesados - Detoxificación de compuestos químicos nocivos (fenoles, glicoles, sales de amonio cuaternario, etc...) Fitodepuración SISTEMAS DE DEPURACIÓN CON HUMEDALES ARTIFICIALES EMERGENTES EN FLUJO SUPERFICIAL EMERGENTES EN FLUJO LIBRE Con el manto flotando en la superficie (FMF) O con el manto semisumergido (FHS) FMF EMERGENTES EN FLUJO SUBSUPERFICIAL FHS FLOTANTES EN FLUJO LIBRE Fitodepuración VENTAJAS DE LOS SISTEMAS FMF Y FHS SOBRE OTROS TIPOS DE HUMEDALES ARTIFICIALES • Economía en la construcción • Bajo coste de mantenimiento • Gran cantidad de superficie de soporte para los microorganismos • Mantenimiento en el tiempo del poder de depuración • Facilidad para la recolección de toda la biomasa Fitodepuración VENTAJAS DEL SISTEMA FHS SOBRE EL SISTEMA FMF • Facilidad en la implantación y en la formación del tapiz vegetal, que se realiza sobre el suelo del canal sin agua • Mayor aporte de oxígeno al agua que se traduce en una mayor eficiencia en la depuración • Mayor cantidad de sustrato arcilloso para eliminación de fósforo Fitodepuración Esquema general del funcionamiento del sistema de flujo en canales Agua bruta Decantador Efluente Primera Plataforma de canales Segunda Plataforma de canales Fitodepuración FORMAS DE CONSEGUIR LA FORMACIÓN DEL TAPIZ FLOTANTE DE LAS MACROFITAS SOBRE EL AGUA • Plantación directa sobre un soporte lineal flotante (Patente inicial sistema FMF) • Plantación en solera del canal con bajo nivel de agua y flotación posterior (Sistema FHS) • Plantación sobre mallas y cestillos flotantes lastrados (Sistema TTF) Fitodepuración Plantación directa sobre soporte lineal flotante (patente inicial sistema FMF) © J FERNANDEZ © J FERNANDEZ © J FERNANDEZ Dificultad de mantener las plantas erguidas debido al mayor peso de la parte aérea que las hace volcarse, debiendo echar nuevos brotes hasta lograr el equilibrio e iniciar el crecimiento. Esto supone dificultad y retraso en la implantación del tapiz flotante. Filtro de macrofitas instalado en el Aeropuerto de Madrid-Barajas 1997-2002 UPM en colaboración con AENA Fitodepuración ELEMENTOS DEL SISTEMA TTF © J FERNANDEZ Fitodepuración Fitodepuración FILTRO ESTABLECIDO MEDIANTE EL SISTEMA TTF Fitodepuración Fitodepuración Fitodepuración Superficie y fondo del canal Manto de raices semisumergido Talos emergentes de las espadañas Lamina de polietileno Sobre un geotextil O2 O2 Fitodepuración FILTRO ESTABLECIDO POR EL SISTEMA FHS Fitodepuración FILTRO DE FABARA (FHS) CON LAS PLANTAS ELEVADAS Fitodepuración FILTRO DE FABARA CANAL DE SALIDA Fitodepuración FILTRO DE FABARA SALIDA DEL EFLUENTE Fitodepuración NUEVOS DESARROLLOS EN FITODEPURACION DE AGUAS RESIDUALES Fotobiorreactor laminar para cultivo de microalgas en base a formación de biofilm desarrollado por la UPM (Patente ES 2 347 515 B2) Fitodepuración GUIA DE PROCESOS EXTENSIVOS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES ADAPTADAS A PEQUEÑAS Y MEDIAS COLECTIVIDADES Comisión Europea http://www.pedz.uni-mannheim.de/daten/edz-bn/gdu/02/waterguide_es.pdf Fitodepuración CONSTRUCTED WETLANDS TREATMENT OF MUNICIPAL WASTEWATERS Manual de la EPA (Environmental Protection Agency .USA) http://www.epa.gov/owow/wetlands/pdf/Design_Manual2000.pdf Fitodepuración Proyecto Europeo (Programa Life) MACROPHYTES. LIFE02 ENV/E/000182. MANUAL DE FITODEPURACIÓN http://www.fundacionglobalnature.org/macrophytes/Manual%20sobre%20fitodepuracion.htm Fitodepuración