Ante el creciente uso del agua reutilizada, Xylem desarrolla tecnologías innovadoras para dar respuesta a los retos que se presentan a la hora de cumplir los parámetros de calidad del agua regenerada.
CONTAMINANTES EMERGENTES
En lenguaje anglosajón, se suele decir que “wastewater is not a waste, wastewater is a resource”. Y efectivamente, el agua residual no es un deshecho; es un recurso y cada vez más apreciado. Debido a la superpoblación del planeta por parte del ser humano y a su constante e imparable crecimiento, cada vez habrá más demanda de agua pero con las siempre presentes limitaciones de disponibilidad: es el caso de acuíferos/agua superficial (embalses, ríos...) que dependen de su recarga natural a través de las precipitaciones de lluvia. La otra fuente alternativa de agua es la proveniente del mar, prácticamente infinita, pero con dos grandes inconvenientes: el primero es la necesidad de la proximidad al mar del receptor (nadie se plantea desalar agua para alimentar una ciudad como Madrid); y el segundo es el alto coste de explotación (principalmente energético) para desalar el agua mediante ósmosis inversa.Estos factores de aumento de “demanda” pero con una limitada “oferta”, han propiciado que en las últimas décadas se haya considerado seriamente la reutilización del agua como una fuente inagotable y necesaria para poder satisfacer dicha demanda, principalmente promovida por el regadío.
Xylem, como empresa líder en soluciones tecnológicas a nivel mundial y focalizado con su lema “Let´s Solve Water” en la solución de problemas del agua, siempre ha considerado la reutilización como un mercado de presente y, sobre todo, de futuro, invirtiendo en las nuevas tecnologías y la optimización de las existentes para poder afrontar este ya no tan nuevo reto en el tratamiento del agua.
El agua residual no es un deshecho; es un recurso y cada vez más apreciadoXylem, como empresa internacional, está presente a nivel mundial en todas las regiones con mayor demanda de reutilización, a destacar: Oriente Medio, España, California, Italia… entre otras, con legislaciones/requerimientos de calidad de agua bastante diferentes. Unas regiones son más estrictas que otras, aunque básicamente cuentan con los mismos parámetros de medida: sólidos en suspensión, turbidez, huevos de nematodos y E. Coli/coliformes fecales/totales.
El principal objetivo de la reutilización siempre ha sido evitar la proliferación de organismos que puedan provocar enfermedades, entendiéndose como tales principalmente las bacterias coliformes fecales (grupo de bacterias con mayor riesgo de generación de enfermedades), así como los nématodos intestinales. Las bacterias, por su tamaño, entre 0,2 y 30 micras, difícilmente pueden ser retenidas mediante sistemas de filtración convencionales. La Eschericia coli (2 micras de longitud y 0,25-1 micra de ancho) siempre se ha usado como bacteria patrón por su facilidad de detección, así como su representatividad de la familia de bacterias patógenas. El método de desinfección más utilizado tradicionalmente ha sido el cloro, que más adelante ha sido reemplazado por la tecnología ultravioleta: un sistema de desinfección igual de eficaz que no daña el medio ambiente con subproductos clorados. Posteriormente se han ido considerando otros procesos más complejos y costosos de desinfección, como el ozono y la ultrafiltración. Estos últimos, más bien como sinergias de otros procesos y/o requerimientos más exhaustivos como la desinfección total mediante soluciones “Multi Barrier” (Multibarrera), consistente en combinar varios procesos de desinfección para asegurarla de forma total.
Trenes de membrana
El gran reto en la desinfección siempre han sido aquellos patógenos que principalmente por su tamaño y sobre todo si están presentes en forma de huevos, son prácticamente invulnerables a los métodos de desinfección convencionales: UV y cloro, e incluso al ozono salvo dosis muy elevadas. Esta clase de patógenos suelen estar representados por los nemátodos intestinales (20-40 micras ancho y 60-80 micras largo), aunque también por ciertos protozoos que presentan esta resistencia (aunque no tanta) como la Giardia lambia (10-12 Micras) y Cryptosporidium (2-5 micras), muy conocidos por su problemática en el agua potable. Así como las bacterias necesitan un mínimo de población para poder provocar enfermedades, los nematodos tienen el gran inconveniente de causar enfermedades con un solo individuo; de ahí que normalmente se exija prácticamente su ausencia total (< 1 Huevos /10 Litros).
Teóricamente, el tamaño de estos patógenos les hace susceptibles de decantar. De hecho, el método de análisis consiste en dejar las muestras decantar durante 24 horas, para posteriormente extraer del fondo muestras de menor volumen para concentrar dicho patógeno y, finalmente, ser susceptible de ser localizado mediante microscopio. Sin embargo, la decantación-sedimentación, que es un proceso intrínseco en la propia depuración del agua, no es un sistema robusto en cuanto a fiabilidad. Por tanto, actualmente los procesos contemplados para evitar estos patógenos se basan en sistemas de filtración que asegure un corte absoluto inferior a 20 micras. No obstante, se ha comprobado en instalaciones existentes de tratamiento terciarios con sistemas de filtración diferentes y mediante un análisis a través de contadores de partículas, que es prácticamente imposible asegurar dicho corte de 20 micras, salvo con membranas de ultrafiltración. Obviamente, asegurándose la integridad de las mismas. Por otro lado, la experiencia de los últimos años ha demostrado que los sistemas convencionales como filtros de arena (en todas sus variantes: lavado continuo, abiertos por gravedad o cerrados), tamices de malla de 10 micras, tamices de tela de 10 micras... son considerados como válidos para la retención de dichos patógenos. De cara a asegurar una eliminación más fiable/robusta, se podría pensar en incluir dobles barreras de filtración y/o combinadas con procesos de oxidación como el ozono, tal y como se ha analizado durante un pilotaje realizado en Tubli-Bahréin en el que actualmente existe una instalación en operación y que se está llevando a cabo la ampliación de la misma para 200 MLD.
Xylem considera la reutilización como un mercado de presente y, sobre todo, de futuroHasta ahora, siempre se ha hablado de la reutilización directa y muy poco de la reutilización indirecta, que es aquella donde se produce un vertido a un medio intermedio como ríos, embalses/lagos o acuíferos (esté ultimo sí viene legislado) para posteriormente ser reutilizado para agricultura y otros usos, como el potable. Está reutilización indirecta, al final, termina siendo una reutilización directa con ciertos factores de dilución. Hay depuradoras que vierten a ríos cuyo cauce en verano es incluso inferior al de la propia depuradora. Por ello, en algunos países se habla de reutilización para aguas superficiales, no solo las destinadas a acuíferos, llegándose a exigir cierto grado de desinfección para verter al cauce e incluso la reducción de los famosos “compuestos emergentes” o CEC (Contaminants of Emerging Concerns): compuestos farmacéuticos, disruptores endocrinos…
Estos compuestos CEC están siendo muy analizados en la actualidad, y empiezan a ser tenidos en cuenta para futuras legislaciones. Por lo general, son compuestos solubles (no pueden ser retenidos mediante filtración) y difícilmente biodegradables (para conseguirlo eficazmente se necesitarían edades de fango altísimas, haciéndolo inviable). Por tanto, las tecnologías que actualmente se consideran, están basadas principalmente en la oxidación mediante ozono solo, combinaciones de O3/UV/H2O2 en forma de oxidación avanzada, absorción con carbón activo y, la más drástica, la ósmosis inversa. Ésta tiene el inconveniente de producir un rechazo con altas concentraciones de estos compuestos, ya que ni los transforma (oxidación) ni los absorbe (carbón activo).
Xylem, como especialista en soluciones de tratamiento de agua, ha estado involucrado en muchos estudios sobre estos compuestos, como el proyecto Poseidon, Pilotox o KomOzon; así como en instalaciones, como las existentes en Regensdorf, Schwerte o Gelsenkirchen.
Reactor biológico cubierto
Desde el punto de vista técnico, se puede llegar a reducir considerablemente estos compuestos CEC. Sin embargo, la problemática actual reside en identificar exactamente qué compuestos y a que concentración deberían ser recogidos bajo legislación (la lista actual es amplísima), así como los métodos de análisis y sus frecuencias, debido a que analizar dichos compuestos requiere un coste económico muy importante.
Uno de los retos del agua a futuro será la reutilización directa para uso en agua potable, algo que en algunos países ya se está llevando a cabo. Recordemos que el “agua dulce” es un bien limitado y desalar agua de mar demasiado caro, solo viable para zonas costeras. La tecnología está disponible, solo será cuestión de tiempo que la oferta actual de agua no pueda suplir la demanda futura.
Autor: David Ambrona, Director Unidad de Tratamiento de Xylem Water Solutions Iberi
