Estudio de alternativas para la eliminación de nutrientes en la EDAR del Valle de la Orotava (Tenerife, Canarias)

Abstract

[ES] La creciente preocupación por la prevención de la eutrofización de sistemas de aguas receptores de efluentes en EDAR, ha hecho que la eliminación de nutrientes haya adquirido una enorme relevancia a nivel mundial, desarrollándose procedimientos específicos para la evaluación y toma de decisiones. Este aumento de concentración de nutrientes (nitrógeno y fósforo), afecta aún más en las aguas superficiales consideradas como zonas sensibles, cuyos ecosistemas se ven afectados en consecuencia de los bajos niveles de oxígenos disuelto. Es por ello que muchas EDAR requieren una remodelación y/o ampliación de sus tecnologías para afrontar estos retos, permitiendo así superar los límites establecidos.

Si bien es cierto, cada una de estas tecnologías tiene sus ventajas e inconvenientes, por lo que cada EDAR precisa de un estudio en particular, donde se evalúa técnica y económicamente diferentes alternativas.

La Directiva 98/15/CE de la Comisión, de 27 de febrero de 1998, modificó la Directiva 91/271/CEE del Consejo de 21 de mayo de 1991, en relación a los requisitos de vertidos en zonas sensibles o propensas a serlo, estableciendo:

-Fósforo total. 2 mg/l, siendo 1 mg/l para EDARs de más de 100.000 h-e.

-Nitrógeno total. 15 mg/l, siendo 10 mg/l para EDARs de más de 100.000 h-e.

En este proyecto, se propone la eliminación de nutrientes tratando la zona de afección como zona sensible o propensa de serlo en un futuro próximo.

Por otro lado, esta propuesta se apoya en el Plan Hidrológico Insular de Tenerife (PHIT), ya que para una EDAR con emisario submarino se requiere un valor máximo de amonio de 15 mg/l, y un valor máximo de fósforo de 10 mg/l. Las analíticas de agua observadas en el efluente de la EDAR muestran que en cuanto al valor de amonio, éste supera los 15 mg/l, y en cuanto al fósforo, este valor es muy próximo a 10 mg/l (9.24 mg/l), lo cual indica que se necesita mejorar la instalación actual para cumplir límites de vertido, tanto por lo indicado en el PHIT como por tratar la zona como sensible o propensa a serlo. Además, el Ministerio de Transición Ecológica y Reto Demográfico, indica zona de espacio marino protegido a la playa "El Roque", playa próxima a la EDAR, por lo que también justifica el rediseño de la planta actual para desarrollar un tratamiento más riguroso y de esta manera, reducir la concentración de nutrientes en el efluente.

La EDAR actual cuenta con un sistema de pretratamiento, tratamiento con biofiltros, decantación lamelar, espesador y deshidratación de fangos.

El objetivo de este Trabajo Fin de Máster consiste, por una parte, en analizar distintas alternativas para conseguir la eliminación de nitrógeno y fósforo en la EDAR del Valle de la Orotava, y por otra, en seleccionar la alternativa más adecuada desde un punto de vista técnico y económico. Cabe destacar que estas alternativas se centran en modificaciones del tratamiento biológico.

Las alternativas de las modificaciones de la EDAR se han llevado a cabo mediante el programa de simulación DESASS (Design and Simulation of Activated Sluge Systems). Con este programa se han obtenido los parámetros que permiten conseguir un adecuado rendimiento del proceso, así como un correcto funcionamiento de los mismos.

[EN] The growing concern for the prevention of eutrophication of effluent receiving water systems in WWTP, has made the elimination of nutrients have acquired enormous relevance worldwide, developing specific procedures for evaluation and decision-making. This increase in the concentration of nutrients (nitrogen and phosphorus), affects even more in surface waters considered as sensitive areas, whose ecosystems are affected as a result of the low levels of dissolved oxygen. That is why many WWTPs require a remodeling and / or expansion of their technologies to face these challenges, thus allowing to overcome the established limits. Although it is true, each of these technologies has its advantages and disadvantages, so each WWTP requires a particular study, where different alternatives are evaluated technically and economically. Commission Directive 98/15 / EC, of ​​February 27, 1998, amended Council Directive 91/271 / EEC of May 21, 1991, in relation to the discharge requirements in sensitive or prone areas, establishing: -Total phosphorus. 2 mg / l, being 1 mg / l for WWTPs of more than 100,000 h-e. -Total nitrogen. 15 mg / l, being 10 mg / l for WWTPs of more than 100,000 h-e. In this project, the elimination of nutrients is proposed treating the affected area as a sensitive or prone area in the near future. On the other hand, this proposal is based on the Tenerife Island Hydrological Plan (PHIT), since for a WWTP with a submarine outlet, a maximum value of ammonia of 15 mg / l is required, and a maximum value of phosphorus of 10 mg / l. The water analyzes observed in the WWTP effluent show that in terms of ammonium value, it exceeds 15 mg / l, and in terms of phosphorus, this value is very close to 10 mg / l (9.24 mg / l) , which indicates that the current installation needs to be improved to meet discharge limits, both for what is indicated in the PHIT and for treating the area as sensitive or prone to being so. In addition, the Ministry of Ecological Transition and Demographic Challenge, indicates a protected marine space area to the "El Roque" beach, a beach close to the WWTP, which is why it also justifies the redesign of the current plant to develop a more rigorous and efficient treatment. This way, reduce the concentration of nutrients in the effluent. The current WWTP has a pre-treatment system, treatment with biofilters, lamellar settling, thickener and sludge dewatering. The objective of this Master's Thesis consists, on the one hand, in analyzing different alternatives to achieve the elimination of nitrogen and phosphorus in the WWTP of Valle de la Orotava, and on the other, in selecting the most appropriate alternative from a point of view technical and economical. It should be noted that these alternatives focus on modifications of the biological treatment. The alternatives to the modifications of the WWTP have been carried out using the simulation program DESASS (Design and Simulation of Activated Sluge Systems). With this program, the parameters that allow to achieve an adequate performance of the process, as well as a correct operation of the same have been obtained.