Soluciones circulares en la gestión de las aguas residuales en España como alternativa de futuro

Para hacer frente a los retos de futuro en la gestión de aguas residuales en España, tanto urbanas como industriales, las soluciones pasan por aplicar los principios de la economía circular e incorporar innovación tecnológica.

Parece adecuado insistir en este planteamiento estos días, cuando el Tribunal de Justicia de la Unión Europea ha condenado a España a pagar una suma de 12 millones de euros por incumplir las normas europeas sobre tratamiento de aguas residuales urbanas.

“En una economía lineal, el agua se usa ineficientemente y las aguas residuales generadas en las actividades económicas se depuran, en el mejor de los casos, para evitar la contaminación del medio, y sanciones de la administración. En una economía circular, el término “aguas residuales” desaparece ya que tanto el agua como el resto de compuestos presentes son considerados “recursos” a recuperar y aprovechar. Para ello, existe una creciente oferta de nuevas tecnologías facilitadoras de las soluciones circulares” apunta Andrés Pascual jefe del Departamento de Medio ambiente, Bioenergía e Higiene de AINIA Centro Tecnológico

En concreto, AINIA está trabajando en la introducción de la circularidad en la gestión del agua y hacerlo a través de la innovación tanto para empresas explotadoras de depuradoras urbanas como industrias.

Transformación de las depuradoras urbanas convencionales

En el caso de las depuradoras urbanas, Andrés Pascual jefe del Departamento de Medio ambiente, Bioenergía e Higiene de AINIA Centro Tecnológico comenta “estamos trabajamos en transformar las depuradoras convencionales en biorrefinerías cuya materia prima sea las propias aguas residuales junto con otras corrientes a valorizar”.

En este sentido, un ejemplo es el proyecto LIFE LO2X liderado por ainia y desarrollado en colaboración con IVEM, SCFI, IMECAL y URBASER, en el que se ha demostrado la viabilidad de un novedoso proceso de alta presión y temperaruta que consigue la recuperación de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo en lodos de depuradora de baja calidad no aptos para agricultura o usos convencionales, y además, co-tratar otros residuos complejos (plaguicidas, lixividados, purines, alpechín, etc.) en el mismo proceso eliminando el 100% de los contaminantes emergentes presentes en la mezcla tratada. El proyecto contribuye al desarrollo de las estrategias sobre eficacia en el uso de los recursos en el marco de los modelos de producción bajo Economía Circular.

Además, el efluente generado en el proceso oxidativo permite la recuperación de nitrógeno y fósforo como materia prima para la fabricación de fertilizantes, cerrando el ciclo de los minerales y contribuyendo al desarrollo de las estrategias sobre eficacia en el uso de los recursos en el marco de los modelos de producción bajo Economía Circular.

Pero, ¿qué es la tecnología de co-oxidación en agua supercrítica?

El agua en condiciones supercríticas (por encima de 374ºC de temperatura y 221 bar de presión) presenta unas propiedades distintas a las que tiene el agua líquida a temperatura ambiente: cambia su densidad y viscosidad, su capacidad de disolver compuestos orgánicos que de otra manera no son solubles y su miscibilidad con gases como el oxígeno. En estas condiciones, se obtiene un medio de reacción con propiedades intermedias entre las de los líquidos y los gases, en el que al añadir un oxidante, puede eliminar completamente cualquier contaminante orgánico hasta descomponerlo en dióxido de carbono y agua.

Así, los lodos de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) junto con otros residuos con sustancias tóxicas y peligrosas se tratan en condiciones supercríticas con oxígeno como agente oxidante, lo que permite que los contaminantes emergentes sean mineralizados, obteniendo principalmente dióxido de carbono, agua y sales. Es decir, la tecnología de co-oxidación en agua supercrítica es capaz de eliminar los contaminantes orgánicos de los lodos de EDAR recuperando el agua que se encuentra en los mismos.

Bioenergía y biofertilizantes proveniente del tratamiento conjunto de lodos y purines en depuradoras urbanas en el ámbito rural

Otro ejemplo de novedosos tratamientos en las EDAR es el proyecto europeo LIFE STO3RE, el cual encara su fase final. La iniciativa impulsada por el consorcio liderado por FACSA y del que también forman parte AINIA, IPROMA, CEBAS-CSIC y ESAMUR persigue impulsar un modelo de economía circular en la gestión de fangos y purines de granja convirtiendo estos residuos en recursos.

La iniciativa, que se puso en marcha en septiembre de 2015, ya se está validando en escala piloto en la EDAR de Totana (Murcia). Pascual apunta “Mediante la combinación de diferentes tecnologías que integran procesos físicos, químicos y biológicos, se persigue eliminar de forma eficaz los patógenos y microcontaminantes orgánicos presentes en lodos y purines y, al mismo tiempo, obtener biogás agroindustrial reutilizable como fuente de energía, así como nitrógeno, potasio y fósforo para su uso en las explotaciones agrarias de la zona”.

En cifras, la aplicación de esta tecnología a escala industrial posibilitaría la generación de un biofertilizante en cantidad suficiente como para cubrir las necesidades de 1.700 hectáreas de cultivos al año, además de reutilizar 50.000 m3 de agua y reciclar cerca de 300 toneladas de nitrógeno, 80 de potasio y 70 de fósforo.

El adecuado tratamiento de aguas y aguas residuales en esencial en la industria. Antes de que llegue a las EDAR

En la industria, “estamos desarrollando soluciones que permiten ahorrar agua y generar menos aguas residuales a través de proyectos como ECODHYBAT, ECO3CIP o ECO3WASH, reciclar corrientes internas, o reutilizar aguas depuradas y regeneradas”, apunta Pascual.

Reducción del uso del agua en plantas de procesado de alimentos

La realización de operaciones de limpieza y desinfección en superficies industriales supone un impacto medioambiental en cuanto al consumo de agua, energía y productos químicos, así como generación de aguas residuales. Este impacto es especialmente importante en sectores como el alimentario, el cual requiere de unos elevados parámetros de higiene.

Por ello, es necesario el uso de tecnologías avanzadas de higienización tan eficientes como las tradicionales, pero más sostenibles como es la solución tecnológica de ECO3CIP. Esta tecnología ecoeficiente de higienización consigue, por medio del proceso de ozonización, reducir el consumo de agua un 20%, generando un agua residual con un menor impacto ambiental.

Por otro lado, un adecuado diseño de los equipos y las instalaciones puede ser una alternativa para las empresas con grandes ventajas de reducción de costes y de impacto medioambiental. La incorporación del eco-diseño higiénico puede llegar a reducir entre un 40 y un 50% del uso del agua en instalaciones industriales. Este hecho ha sido demostrado en las plantas industriales de Calidad Pascual (Aranda de Duero, Burgos) o Pescanova (Porriño, Pontevedra) donde se ha desarrollado el proyecto ECODHYBAT. La ejecución de este proyecto ha permitido obtener las evidencias necesarias para que el diseño higiénico esté incluido como MTD en el borrador del último BREF.

Alternativas sostenibles para el reciclado del agua en cooperativas y centrales hortofrutícolas

ECO3WASH es una solución tecnológica para el reciclaje del agua de lavado de productos hortofrutícolas en las operaciones de postcosecha. El prototipo está constituido por una combinación de tecnologías que incorpora procesos de tratamiento de aguas sinérgicos.

Primeramente, los procesos de decantación-filtración consiguen mediante la eliminación de las partículas en suspensión generar un excelente afluente para la aplicación del posterior proceso de oxidación avanzada. El proceso de oxidación avanzada, basado en la combinación de ozono y radiación ultravioleta, consigue degradar los contaminantes emergentes y eliminar los microorganismos, regenerando in situ el agua de lavado con una calidad óptima para su reciclaje en los procesos postcosecha. De hecho, está previsto que se consiga reducir el consumo de agua en un porcentaje superior al 70%, lo que permite la optimización del recurso hídrico.