Detección y cuantificación de patógenos en nuevos sistemas de tratamiento de aguas residuales. Reutilización de aguas y fangos

Abstract

[ES] El aumento de población en los últimos tiempos ha ocasionado un mayor consumo del agua. Además, a este hecho se le añade la contaminación y cambio climático asociados a dicho crecimiento, los cuales han generado una disminución de la disponibilidad del recurso hídrico así como de la calidad del mismo. No obstante, el creciente interés por el consumo sostenible del agua así como de otros recursos como nitrógeno, fósforo, etc. ha suscitado la investigación de nuevas técnicas de tratamiento como son el tratamiento de agua mediante digestión anaerobia con membranas o la utilización de microalgas. A diferencia de las técnicas de tratamiento convencionales, el tratamiento de agua mediante digestión anaerobia con membranas o el tratamiento de agua con microalgas, permiten la recuperación y revalorización de los residuos generados en los propios tratamientos y la reutilización del recurso hídrico para usos urbanos, agrícolas, industriales, recreativos y ambientales. Sin embargo, la reutilización del agua residual urbana presenta algunos riegos potenciales como son los patógenos asociados a la naturaleza del agua residual que pueden generar importantes problemas sanitarios. La Escherichia coli es el organismo indicador de contaminación fecal. A partir de su identificación y recuento se podrá conocer el estado de la calidad del agua para poder reutilizarla según el RD 1620/2007. Otro de los patógenos limitantes para la reutilización del recurso, según la legislación, son los huevos de helmintos. Los helmintos son gusanos que, también por su naturaleza de origen fecal, se encuentran en las aguas residuales, aunque el agente infectante y a identificar son sus huevos. En este trabajo se conocieron las posibilidades de reutilización del agua de los efluentes (según RD 1620/2007, Orden AAA/1072/2013) de un conjunto de plantas piloto situadas en la estación depuradora de aguas residuales de la Cuenca del Carraixet (Valencia). Dichas plantas están compuestas por un tratamiento de agua residual anaerobio con membrana (AnMBR, del inglés Anaerobic Membrane BioReactor), un tratamiento del agua residual con fotobiorreactores de microalgas con membrana (MPBR, del inglés Membrane Photo BioReactor) y un tratamiento del fango producido en la purga de las plantas piloto anteriores, junto la purga de la decantación primaria de la estación de depuración de aguas residuales del Carraixet. Ésta última también incluye la posibilidad de reutilización del fango digerido. Para ello se pusieron a punto los distintos métodos utilizados para la identificación y recuento de E.coli y helmintos, según el RD 1620/2007 adaptados al conjunto de plantas piloto. Además, se analizó la evolución de los organismos patógenos anteriormente citados a lo largo del período de estudio para conocer los rendimientos de eliminación de cada una de las plantas piloto. De este modo, se comprobó así la efectividad del sistema de membranas de las plantas piloto.

[CA] L'augment de població en els últims temps ha ocasionat un major consum de l'aigua. A més, a aquest fet se li afegeix la contaminació i canvi climàtic associats a aquest creixement, els quals han generat una disminució de la disponibilitat del recurs hídric així com de la qualitat del mateix. No obstant això, el creixent interès pel consum sostenible de l'aigua així com altres recursos com nitrogen, fòsfor, etc. ha suscitat la investigació de noves tècniques de tractament com són el tractament d'aigua mitjançant digestió anaeròbia amb membranes o la utilització de microalgues. A diferència de les tècniques de tractament convencionals, el tractament d'aigua mitjançant digestió anaeròbia amb membranes o el tractament d'aigua amb microalgues, permeten la recuperació i revalorització dels residus generats en els propis tractaments i la reutilització del recurs hídric per a usos urbans, agrícoles , industrials, recreatius i ambientals. No obstant, la reutilització de l'aigua residual urbana presenta alguns riscos potencials com són els patògens associats a la naturalesa de l'aigua residual que poden generar importants problemes sanitaris. L'Escherichia coli és l'organisme indicador de contaminació fecal. A partir de la seva identificació i recompte es pot conèixer la qualitat de l'aigua per poder reutilitzar-la segons el Real Decret 1620/2007. Un altre dels patògens limitants per a la reutilització del recurs, segons la legislació, són els ous d’helmints. Els helmints són cucs que, també per la seva naturalesa d'origen fecal, es troben en les aigües residuals, encara que l'agent infectant i als identificar són els seus ous. En aquest treball es van conèixer les possibilitats de reutilització de l'aigua dels efluents (segons RD 1620/2007, Ordre AAA / 1072/2013) d'un conjunt de plantes pilot situades a l'estació depuradora d'aigües residuals de la Conca del Carraixet (València) . Aquestes plantes estan compostes per un tractament d'aigua residual anaerobi amb membrana (AnMBR, de l'anglès Anaerobic Membrane Bioreactor), un tractament d’aigua residual amb fotobioreactors de microalgues amb membrana (MPBR, de l'anglès Membrane Photo bioreactor) i un tractament del fang produït per la purga de les plantes pilot anteriors, juntament la purga de la decantació primària de l'estació de depuració d'aigües residuals del Carraixet. Aquesta última també inclou la possibilitat de reutilització del fang digerit. Per aquest motiu, es van posar a punt els diferents mètodes utilitzats per a la identificació i recompte de E.coli i helmints, segons el RD 1620/2007 adaptats al conjunt de plantes pilot. A més, es va analitzar l'evolució dels organismes patògens anteriorment citats al llarg del període d'estudi per conèixer els rendiments d'eliminació de cadascuna de les plantes pilot. D'aquesta manera, es va comprovar així l'efectivitat del sistema de membranes de les plantes pilot.

[EN] The increase in population in the last years has caused a rise in water consumption. Moreover, pollution and climate change linked to this increase must be considered, as they have caused a decrease in the availability of said resource as well as its quality. Nevertheless, research about new treatment techniques has come up due to the growing interest in sustainable water consumption, as well as other resources such as nitrogen, phosphorus, etc. Some of these innovative techniques are water treatment through anaerobic digestion with membranes or the use of micro-algae. As opposed to traditional treatment techniques, water treatment through anaerobic digestion with membranes or using micro-algae, they both allow the reuse and revaluation of residue produced in the treatment and reuse of water for different purposes, such as public, agricultural, industrial, leisure and environmental. However, the reuse of urban waste water might imply some potential risks, such as pathogens linked to waste water's own nature, which could create important sanitary and health problems. Escherichia coli is the organism which shows whether water is polluted with faeces. Based on its identification and count, the quality of water could be known, so as to reuse it, according to RD 1620/2007. Another restricting pathogen for the reuse of water, according to legislation, are helminths eggs. Helminths are worms which, by their faecal origin, are found in sewage even though the agent which infects the water, and therefore should be identified, are its eggs. In this paper, it was shown the different possibilities of the reuse of effluent water (according to 1620/2007, Orden AAA/1072/2013) of a group of pilot plants located in the waster-water treatment plant in Cuenca del Carraixet (Valencia). Said plants are made up of an Anaerobic Membrane BioReactor (AnMBR), a Membrane Photo BioReactor (MPBR) and a treatment of the mud produced in the clearance of the pilot plants mentioned before, as well as the clearance of the principal decantation of Carraixet's waste-water treatment plant. The last one also includes the possibility of the reuse of digested mud. In order to do this, the different methods used for the identification and count of E.coli and helminths were developed and set up, according to RD 160/2007 adapted to the pilot plants as a whole. Finally, the evolution of the previously mentioned pathogenic organisms were analysed throughout the research in order to know the performance of the removal of each of the pilot plants. In this way, the efficacy of the membrane system could be examined.