Evaluación de la tratabilidad de aguas residuales de industria vinícola a escala laboratorio mediante filtros intermitentes de arena

Abstract

[ES] Europa es el continente donde existe la mayor producción de vino en el mundo, ya quepresenta una mayor superficie de viñedo con respecto a los demás continentes, siendo Italia el primer productor mundial de vino en el 2015 seguido de Francia. En el 2018 España se encuentra entre los tres primeros del ranking mundial de producción en la industria vitivinícola, situándose con una producción de 44 millones de hectolitros lo que corresponde al 15% de la producción en el mundo. El sector vitivinícola supone un 1% de producto interno bruto español. En España se encuentran alrededor de 4.093 bodegas lo cual genera un sistema económico dinámico.

Durante la elaboración del vino, las bodega generan agua residual que contienen cargas contaminantes variables. Esta generación de agua residual en industrias vitivinícolas proviene de diferentes actividades desarrolladas en cada proceso. En el caso de bodegas que realicen únicamente el embotellado, la producción de agua residual es relativamente constante durante el año y se caracteriza por una alta concentración de DQO entre (10000-15000) mg/l y bajada de solidos entre (3000-5000) mg/l. En contraste, aquellas bodegas que llevan a cabo la producción de vino, tienen un pico de generación de agua residual coincidiendo con la época de producción tras la vendimia. En este caso, se trata de agua residual con una concentración de DQO y SST mucho mayor, del orden de dos a cuatro veces la generada en la fase de embotellado.

Actualmente se emplean varias técnicas para el pretratamiento y tratamiento de las aguas residuales provenientes de bodegas. Normalmente bodegas con grandes instalaciones disponen de sistemas de tratamiento de las aguas residuales basados en sistemas aerobios y anaerobios. Los tratamientos anaerobios son económicos y eficaces con respecto a los tratamientos aerobios. Sin embargo, para las instalaciones pequeñas la explotación y mantenimiento de este tipo de sistema de depuración se muestra complejo y difícil de mantener. El empleo de tecnologías naturales o biotratamientos para la depuración, como son los humedales artificiales representa una alternativa a estudiar para este tipo de instalación. Son pocos los casos de estudio, pero ya existen algunos buenos ejemplos en España.

El presente trabajo final de máster tiene como objetivo evaluar la viabilidad de un sistema basado en humedales artificiales para tratar el agua residual bruta generada en bodegas vinícolas.

Para ello se plantea operar un sistema compuesto de dos filtros de arena a escala laboratorio con agua tipo facilitada por una bodega interesada en este tipo de tecnologías, que son un paso previo para el diseño e implementación de humedales artificiales de flujo subsuperficial vertical. Se determinarán los ciclos y combinaciones necesarias para obtener unos niveles de materia orgánica aceptables, que permitan la reutilización del agua en la propia instalación, ya sea para riego o limpieza, así como las etapas necesarias para poder cumplir los requisitos de vertido, en el caso de que se produjera un excedente que fuera necesario evacuar de la instalación.

[EN] Europe is the continent where there is the largest production of wine in the world, as it has a greater area of vineyards compared to other continents, with Italy being the first world wine producer in 2015 followed by France. In 2018, Spain is among the top three in the world production ranking in the wine industry, with a production of 44 million hectoliters, which corresponds to 15% of the world's production. The wine sector accounts for 1% of Spanish gross domestic product. In Spain there are around 4,093 wineries which generates a dynamic economic system. During winemaking, wineries generate wastewater that contains variable pollutant loads. This generation of wastewater in wine industries comes from different activities developed in each process. In the case of wineries that only carry out bottling, wastewater production is relatively constant during the year and is characterized by a high Chemical Organic Demand (COD) and Total Suspended Solids (TSS) concentrations, 10000-15000 mg/l and 3000-5000 mg / l respectively. In contrast, those wineries that carry out wine production have a peak of wastewater generation coinciding with the time of production after the harvest. In this case, the wastewater has higher COD and OSH (indica que significan las siglas) concentration, in the order (no se si exactamente existe esta expresión en inglés, pero en todo caso me pega más con in) of two to four times that generated in the bottling phase. Several techniques are currently used for pretreatment and treatment of wastewater from warehouses. Normally, warehouses with large facilities have wastewater treatment systems based on aerobic and anaerobic systems. Anaerobic treatments are economical and effective in this cases. However, for small installations the operation and maintenance of this type of purification system is complex and difficult to maintain. The use of natural technologies or biotreatments for purification, such as artificial wetlands, represents an alternative to study for this type of installation. There are few studies about this alternatives, although in Spain we have some good examples yet. The purpose of this final master's project is to evaluate the viability of a system based on artificial wetlands to treat the wastewater generated in wine cellars. To this end, it is proposed to operate a system composed of two sand filters at laboratory scale with water provided by a winery interested in this type of technologies. This kind of studies are a preliminary step for the design and implementation of artificial wetlands. The cycles and combinations necessary to obtain acceptable levels of organic matter will be determined. This treated water could be reused in the cellar facilities, for irrigation or cleaning. Also in this study it was determined the number of necessary steps to meet the discharge requirements, in the case that there was a surplus that would be necessary to evacuate from the facility.