Diseño de un sistema de tratamiento de aguas residuales mediante humedales artificiales en Navarrés (Valencia)

Abstract

[ES] El objetivo principal de este trabajo, que se presenta a continuación, es el diseño de un sistema de tratamiento basado en humedales artificiales para la urbanización de Playamonte. La urbanización de Playamonte se encuentra en la zona sureste del término municipal de Navarrés, en la comarca de La Canal de Navarrés, situada en la provincia de Valencia. Se estima que su población se sitúa en torno a los 450 habitantes. Una peculiaridad de esta urbanización desde el punto de vista del diseño del sistema tratamiento de las aguas residuales, es que se trata de una zona altamente influenciada por la estacionalidad. Durante los fines de semana y sobretodo los meses de verano se encuentra completamente ocupada (465 habitantes), y durante el resto del año, la población puede reducirse a un cuarto de la anterior (117 habitantes). Esta estacionalidad provoca unas grandes variaciones del caudal de agua residual a tratar, lo que confiere cierta complejidad al dimensionamiento del sistema de tratamiento. La urbanización de Playamonte empezó a ser construida en los años 60, desarrollándose poco a poco y aumentando el volumen de viviendas en ella sin la presencia de un plan urbanístico con directrices. A lo largo del crecimiento de la urbanización se han ido ampliando algunos de los servicios como son el alumbrado o la red de alcantarillado. Una parte de la urbanización dispone de dicha red de alcantarillado, donde se ha ampliado recientemente con un colector principal y nuevas líneas de desagüe. Y por otra parte, 1/3 de las viviendas no dispone de red de alcantarillado, haciendo que el sistema de saneamiento sea a través de una fosa séptica. Al no existir un tratamiento de las aguas se tiene como consecuencia la contaminación de aguas, tanto subterráneas como superficiales. Debido a que hay una larga distancia entre la urbanización y el municipio de Navarrés, la construcción de una red que comunique y transporte las aguas residuales de la partida de Playamonte hasta la depuradora propia del municipio es complicado, haciendo que sea completamente necesaria la construcción de una estación depuradora de las aguas residuales propia. A causa de la gran diferencia de población entre los meses de invierno y los de verano, para el diseño del humedal artificial se tendrá en consideración la situación más desfavorable. Se estima como situación más desfavorable los meses de verano, ya que los caudales son más abundantes, y en consecuencia el sistema debe ser capaz de absorber la carga contaminante generada en dichos meses. Realizando el estudio de los caudales generados y los parámetros físicoquímicos contemplados en la Directiva Europea 91/271/CEE, sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas, se podrá realizar un diseño adecuado. La citada Directiva, en su artículo 7 determina que “los Estados miembros velarán por que, el 31 de diciembre del año 2005 a más tardar, las aguas residuales urbanas que entren en los sistemas colectores sean objeto de un tratamiento adecuado tal como se define en el punto 9) del artículo 2, antes de ser vertidas, en los siguientes casos: cuando procedan de aglomeraciones urbanas que representen menos de 2000 e-h y se viertan en aguas dulces y estuarios…”. Éste es el caso en el que se encuentra la urbanización de Playamonte. En el presente Trabajo Final de Máster, se tiene como objetivo principal el diseño de un sistema adecuado para la depuración de las aguas. Por otra parte, se persigue conseguir una integración paisajística de dicho sistema. Finalmente, los humedales artificiales también se caracterizan por unos bajos costes energéticos y un consumo nulo de productos químicos, produciendo en consecuencia residuos que podrían ser menos contaminantes. Existen tres tipologías diferentes de humedales artificiales, donde las más empleadas para la depuración de aguas residuales urbanas son los de flujo subsuperficial horizontal, vertical y el Sistema Francés. A lo largo de este trabajo se realizarán los cálculos de un sistema basado en humedales de flujo vertical y de Sistema Francés y se compararán las ventajas y desventajas que ofrece cada uno de ellos, además de la comparación de resultados con los cálculos del sistema de flujo horizontal contemplado en un proyecto de construcción previo. De esta manera se podrá concluir cual sería el más adecuado para la urbanización de Playamonte.

[EN] The main objective of this work, which is presented below, is the design of a treatment system based on artificial wetlands for the urbanization of Playamonte. The Playamonte urbanization is located in the southeast area of the municipality of Navarrés, in the region of La Canal de Navarrés, located in the province of Valencia. It is estimated that its population is around 450 population. A peculiarity of this urbanization from the point of view of the design of the wastewater treatment system is that it is an area highly influenced by seasonality. During the weekends and especially the summer months it is completely occupied (465 population), and during the rest of the year, the population can be reduced to a quarter (117 population). Seasonality causes large variations in the flow of wastewater to be treated, which confers some complexity to the sizing of the treatment system. The Playamonte urbanization began to be built in the 60s, developing little by little and increasing the volume of houses in it without the presence of an urban plan with guidelines. Throughout the growth of urbanization, some of the services such as lighting or the sewerage network have been expanding. A part of the urbanization has such a sewerage network, where it has recently been expanded with a main collector and new drainage lines. And on the other hand, 1/3 of the homes do not have a sewer network, making the sanitation system through a septic tank. As there is no water treatment, the consequence is the contamination of water, both underground and surface. Because there is a long distance between the urbanization and the municipality of Navarrés, the construction of a network that communicates and transports the wastewater from the Playamonte area to the municipality's own treatment plant is complicated, making it completely necessary to build a own wastewater treatment plant. Due to the large population difference between the winter and summer months, the most unfavorable situation will be taken into consideration for the design of the artificial wetland. The most unfavorable situation is the summer months, since the flows are more abundant, and consequently the system must be able to absorb the pollutant load generated in those months. Carrying out the study of the generated flows and the physicochemical parameters contemplated in the European Directive 91/271 / CEE, on the treatment of urban wastewater, it will be possible to carry out an adequate design. The aforementioned Directive, in its article 7 determines that ¿the Member States shall ensure that, by December 31, 2005 at the latest, urban wastewater entering the collection systems is subject to adequate treatment as defined in point 9) of Article 2, before being discharged, in the following cases: when they come from urban agglomerations representing less than 2000 pe and are discharged into fresh waters and estuaries¿ ¿. This is the case in which the urbanization of Playamonte is found. In this Master's Final Project, the main objective is to design an adequate system for water purification. On the other hand, the aim is to achieve a landscape integration of said system. Finally, constructed wetlands are also characterized by low energy costs and zero consumption of chemicals, consequently producing waste that could be less polluting. There are three different types of artificial wetlands, where the most used for the purification of urban wastewater are the horizontal and vertical subsurface flow and the French System. Throughout this work, the calculations of a system based on vertical flow wetlands and the French System will be made and the advantages and disadvantages offered by each of them will be compared, in addition to the comparison of results with the calculations of the flow system. horizontal contemplated in a previous construction project. In this way it will be possible to conclude which would be the most suitable for the Playamonte.

[CA] L'objectiu principal d'aquest treball, que es presenta a continuació, és el disseny d'un sistema de tractament basat en aiguamolls artificials per a la urbanització de Playamonte. La urbanització de Playamonte es troba a la zona sud-est del terme municipal de Navarrés, a la comarca de la Canal de Navarrés, situada a la província de València. S'estima que la seva població se situa al voltant dels 450 habitants. Una peculiaritat d'aquesta urbanització des del punt de vista del disseny de sistema tractament de les aigües residuals, és que es tracta d'una zona altament influenciada per l'estacionalitat. Durant els caps de setmana i sobretot els mesos d'estiu es troba completament ocupada (465 habitants), i durant la resta de l'any, la població pot reduir-se a un quart de l'anterior (117 habitants). Aquesta estacionalitat provoca unes grans variacions de cabal d'aigua residual a tractar, el que confereix certa complexitat al dimensionament del sistema de tractament. La urbanització de Playamonte va començar a ser construïda en els anys 60, desenvolupant poc a poc i augmentant el volum d'habitatges en ella sense la presència d'un pla urbanístic amb directrius. Al llarg del creixement de la urbanització s'han anat ampliant alguns dels serveis com són l'enllumenat o la xarxa de clavegueram. Una part de la urbanització disposa d'aquesta xarxa de clavegueram, on s'ha ampliat recentment amb un col·lector principal i noves línies de desguàs. I d'altra banda, 1/3 dels habitatges no disposa de xarxa de clavegueram, fent que el sistema de sanejament sigui a través d'una fossa sèptica. Al no existir un tractament de les aigües es té com a conseqüència la contaminació d'aigües, tant subterrànies com superficials. A causa que hi ha una llarga distància entre la urbanització i el municipi de Navarrés, la construcció d'una xarxa que comuniqui i transport les aigües residuals de la partida de Playamonte fins a la depuradora pròpia del municipi és complicat, fent que sigui completament necessària la construcció d'una estació depuradora de les aigües residuals pròpia. Del fet de la gran diferència de població entre els mesos d'hivern i els d'estiu, per al disseny de l'aiguamoll artificial es tindrà en consideració la situació més desfavorable. S'estima com a situació més desfavorable els mesos d'estiu, ja que els cabals són més abundants, i en conseqüència el sistema ha de ser capaç d'absorbir la càrrega contaminant generada en aquest mesos. Realitzant l'estudi dels cabals generats i els paràmetres fisicoquímics contemplats en la Directiva Europea 91/271 / CEE, sobre el tractament de les aigües residuals urbanes,es podrá realizar un diseny adecuat. Aquesta Directiva, en el seu article 7 determina que "els Estats membres han de vetllar perquè, el 31 de desembre de l'any 2005 com a molt tard, les aigües residuals urbanes que entrin en els sistemes col·lectors siguin objecte d'un tractament adequat tal com es defineix en el punt 9) de l'article 2, abans de ser abocades, en els següents casos: quan procedeixin d'aglomeracions urbanes que representin menys de 2000 eh i s'aboquin en aigües dolces i estuaris ... ". Aquest és el cas en què es troba la urbanització de Playamonte. En el present Treball Final de Màster, es té com a objectiu principal el disseny d'un sistema adequat per a la depuració de les aigües. D'altra banda, es persegueix aconseguir una integració paisatgística d'aquest sistema. Finalment, els aiguamolls artificials també es caracteritzen per uns baixos costos energètics i un consum nul de productes químics, produint en conseqüència residus que podrien ser menys contaminants. Hi ha tres tipologies diferents d'aiguamolls artificials, on les més emprades per a la depuració d'aigües residuals urbanes són els de flux subsuperficial horitzontal, vertical i el Sistema Francès. Al llarg d'aquest treball es realitzaran els càlculs d'un sistema basat en aiguamolls de flux vertical i de Sistema Francès i es compararan els avantatges i desavantatges que ofereix cada un d'ells, a més de la comparació de resultats amb els càlculs del sistema de flux horitzontal contemplat en un projecte de construcció previ. D'aquesta manera es podrà concloure quin es el més adequat per a la urbanització de Playamonte.