Reducción de la producción de fangos en exceso en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas con sistema convencional de fangos activos mediante la inserción de un tanque biológico anóxico

Résumé

En la actualidad, el tratamiento secundario de aguas residuales ¿Fango Activo Convencional-FAC-¿ es el proceso biológico de depuración de aguas residuales más aplicado a nivel mundial. El tratamiento y destino final del fango en exceso producido en este proceso supone el 50-60% de los costes de operación. Con la aplicación de la Directiva 2000/60/CE y su transposición en el Real Decreto-ley 1/2001, se ha observado un incremento en la producción de fango en exceso. La implementación de dichas normativas está provocando un aumento significativo de la producción anual de fango en exceso que se prevé, aumente durante los próximos años a más de 13 millones de toneladas hasta 2020. Por lo que, para el año 2010 y el año 2050 la Unión Europea se puso como objetivo la reducción de la disposición final del fango en exceso en un 20% y 50%, respectivamente, en comparación con la cantidad del año 2000. Los datos disponibles más recientes muestran que la aplicación directa en la tierra del fango en exceso producido, así como su incineración parecen ser los principales métodos adoptados por el conjunto de países miembros del UE-27. Según datos del Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, en el año 2009, en España se generaron 1,2 Mt de fango en exceso, expresados en materia seca, comprobando que, además esta producción va en aumento. En el caso concreto de España, la gestión del fango de exceso prioriza la aplicación al suelo, seguida de otras formas de valorización incluyendo la energética y el depósito en vertedero. Tanto el anterior Plan Nacional de Lodos de Depuradoras de Aguas Residuales (2001-2006), como el Plan Nacional Integrado de residuos 2008-2015 hacen referencia a este principio de gestión. La política europea, de acuerdo con la Directiva Marco de Residuos 2008/98/CE incluye la siguiente jerarquía de residuos, como un orden de prioridad en la gestión de residuos: (a) Prevención, (b) Preparación para la reutilización, (c) Reciclaje, (d) Recuperación y (e) Eliminación. A la luz de estos datos, se concluye que la mejor opción para la gestión del fango en exceso es la reducción de su producción. Datos recientes apuntan a las extraordinarias ventajas que presenta el sistema OSA para la reducción de la producción del fango en exceso. Sin embargo, es necesario avanzar en la comprensión global del proceso: la integración de los diferentes mecanismos que tienen lugar en la reducción de la producción del fango en exceso, la capacidad de tratamiento, la calidad del efluente, el comportamiento del sistema en continuo, la producción específica de fango, la producción de fango en exceso y el conjunto de microorganismos que se desarrolla. El presente proyecto de Tesis Doctoral se ha diseñado para obtener una visión integradora del sistema OSA que pueda contribuir a la evaluación de los parámetros de diseño, control y operación para su implantación a escala real. El proyecto se dividió en dos fases de experimentación: La primera fase del proyecto, se llevó a cabo mediante un proceso de experimentación en discontinuo; mientras que la segunda fue un proceso de experimentación en continuo, mediante dos plantas piloto a escala de laboratorio. Se analizaron el rendimiento de depuración de la carga orgánica, la producción de fango específica y en exceso, el impacto de las condiciones estudiadas en el fango activo y su fracción activa, así como la microbiología del proceso, en comparación con un control. Las principales conclusiones de este trabajo son que el sistema OSA constituye una opción adecuada para la reducción de la producción del fango en exceso en tratamientos de aguas residuales, obteniendo rendimientos de depuración similares a los obtenidos con los procesos de fangos activos convencionales y reduciendo la concentración de sólidos en suspensión en el efluente en comparación con el proceso convencional. Además, el sistema OSA mostró una gran estabilidad en la población microbiológica del proceso.