DESARROLLOS TECNOLÓGICOS HACIA EL CICLO URBANO DEL AGUA AUTOSOSTENIBLE
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A2. Reutilización
2E NUEVOS SISTEMAS DE ELIMINACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA DISUELTA EN AGUAS RESIDUALES DEPURADAS
EMPRESAS Y OPIS
OBJETIVOS

El objetivo es obtener la caracterización de las fracciones de materia orgánica disuelta para evaluar la eficiencia de los pretratamientos convencionales y emergentes para, finalmente conociendo la composición de la materia orgánica que llega a la membrana de osmosis inversa, establecer soluciones innovadoras que eliminen el biofouling en ella y por tanto, aumenten su eficiencia.


•  Caracterizar la matriz orgánica presente en aguas residuales.


•  Identificar y cuantificar la eficiencia de las líneas de tratamiento convencional y emergente para eliminar las diferentes fracciones de materia orgánica disuelta.


•  Desarrollar soluciones innovadoras para eliminar la materia orgánica presente en diferentes etapas de tratamiento de agua.

RESULTADOS

CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA DISUELTA

Fraccionamiento de Materia Orgánica

Se ha determinado la composición general de la matriz orgánica del agua resultante del tratamiento secundario, resultando que la materia orgánica se compone en un 50% de compuestos del tipo fúlvico y el resto son metabolitos de tensoactivos domésticos e industriales, plastificantes y biomarcadores, como la cafeína, y algunas hormonas humanas. La mayoría (67%) de esta materia orgánica esta disuelta debido a su naturaleza hidrofílica.

Distribución de la materia orgánica disuelta (COD) a la salida del tratamiento por Microfiltración mediante detección por LC-OCD. LMW = bajo peso molecular.

Aplicando las distintas técnicas de caracterización de la materia orgánica a la salida de un tratamiento terciario (microfiltración) se obtiene una visión característica del agua residual en esa etapa de tratamiento, según el peso molecular, la polaridad o los microcontaminantes resistentes. En éste último caso se ha inducido la formación de subproductos de cloración para analizar su evolución en diversos pretratamientos.

Distribución de la materia orgánica disuelta (COD) a la salida del tratamiento por Microfiltración mediante fraccionamiento XAD. HPI, HPO y TPI son compuestos hidrofílicos, hidrofóbicos y transfílicos, respectivamente.

Distribución a la salida de microfiltración del número de sustancias identificadas por familias de compuestos (microcontaminantes emergentes y prioritarios) por LC/MS y GC/MS.


Herramienta de diagnóstico de la materia orgánica alternativa al SDI

El estudio sobre una herramienta alternativa al SDI ha demostrado que los valores de SDI no han podido ser correlacionados con el resto de parámetros de planta. El SDI como índice de ensuciamiento solo incorpora uno de los tres principios de colmatación de la membrana y es claramente insuficiente para determinar el potencial de ensuciamiento sobre las membranas de ósmosis inversa. Los primeros resultados con MFI 0,45 y MFI 0,05 permiten evaluar mejor el ensuciamiento. El MFI 0,05 es un índice prometedor para correlacionar el ensuciamiento de las membranas y los parámetros de calidad del agua de entrada a los tratamientos terciarios. Permite incorporar el impacto que el material de menor tamaño produce en la colmatación de la membrana durante el experimento.

 


EFICACIA DE LOS PRETRATAMIENTOS CONVENCIONALES Y EMERGENTES

El estudio sobre la planta experimental en una EDAR ha permitido:

- Evaluar las capacidades de tratamiento de la ultrafiltración (UF) en comparación a la línea de terciario existente en la EDAR, que incluye filtración por arena y una unidad de microfiltración (MF).

- Evaluar la eficiencia de operación de la unidad de ultrafiltración en función de la calidad del agua de alimentación.

Calidad del agua a la salida del secundario

Calidad de los permeados de la UF y  la MF en tratamiento terciario.


La ultrafiltración permite asegurar un eliminación eficiente de contaminantes particulados llegando a una turbidez mas baja que la microfiltración. Sin embargo, la eliminación de los contaminantes disueltos es baja y equivalente en los dos tratamientos. En condiciones de buenas calidades de entrada, la UF permite altos flujos de operación, manteniendo una permeabilidad de su membrana estable con una limpieza química diaria.

Operación de la UF a alto flujo y calidad de entrada constante (Lp = permeabilidad, TMP = incremento de presión transmembrana).

 


IDENTIFICACIÓN DE NUEVOS TRATAMIENTOS PARA LA MATERIA ORGÁNICA

Se ha determinado que la inertización mediante ozono, depende fuertemente de la dosis aplicada, eliminación de la DQO del 50-70%. Procesos de adsorción aplicados demuestran que son muy efectivos en cuanto a la eliminación de materia orgánica disuelta. En condiciones óptimas se obtienen el 90, 80 y 90% de eliminación del COD, de la DQO y de la UV-254 nm respectivamente.

 
Instalación de laboratorio de ozonización de 2L de capacidad.


Reducción de DQO y COD mediante oxidación por ozono y ozono/peróxido del agua residual del tratamiento biológico de una EDAR.



Instalación piloto para ensayos de adsorción en carbón activado.


Reducción de DQO y COD mediante filtración  por carbón activado del agua residual del tratamiento biológico de una EDAR.

Se ha comparado la eficiencia de diferentes tratamientos en la eliminación de microcontaminantes emergentes y prioritarios obteniéndose eliminaciones de más del 70% en la  mayoría de las sustancias detectadas. Asimismo la adsorción por carbón activado presenta la mejor eliminación global con el 76% de las sustancias eliminadas en más del 70%.

Eliminación de microcontaminantes a la salida de microfiltración por diferentes tecnologías.

DATOS SIGNIFICATIVOSNÚMERO
Artículos en revistas científicas1
Ponencias orales en congresos9
Pósters en congresos3
Tesis doctorales asociadas2
Investigadores11
Plantas experimentales1
Instalaciones muestreadas5
INSTALACIONESDIFUSIÓN
Para más información contactar con: Alexis De Kerchove (DEGREMONT) - alexis.de.kerchove@degremont.com