La utilitat de fer autòpsies

Principals grups embrutiment
Font: Genesys International

No fa pas tant que el concepte d’autòpsia m’era completament aliè al camp del tractament d’aigües. De fet, si parlem d’avaluació sobre l’impacte de l’embrutiment en membranes d’osmosi inversa estarem dient el mateix amb més paraules.

Pels que habitualment treballeu amb mòduls de membranes d’osmosi inversa segur que a la llarga us heu trobat amb baixades de producció d’aigua osmotitzada o permeat. Aquesta disminució del rendiment (provocant un augment de la fracció rebuig del procés) a sobre no la provoca una sola causa, sinó que en pot tenir vàries:

· Formació de biofilms: provocat per l’amuntegament a la superfície de la membrana de bacteris i biopolímers que actuen de capa reduint la difusió del permeat.

· Deposició de coloides: provinents de silicats i conseqüència d’un mal pretractament abans del procés d’osmosi inversa.

· Precipitació de sals: amb formació de cristalls per saturació.

· Embrutiment orgànic: degut a la presència de diferents àcids presents a les aigües superficials.

· Acumulació de metalls: com ferro o alumini, provinents d’una dosificació en excés en el pretractament.

Principal embrutiment OI
Font: Genesys International

Doncs bé, ja veieu que hi ha diferents origens per al mateix problema final: la disminució de rendiment del procés d’osmosi inversa.

La meva petita experiència en aquest cas es limita a un embrutiment inorgànic per acumulació de sals, la solució: fer rentats àcids de forma periòdica.

Però i si no sé de forma clara la causa de l’embrutiment? Llavors ens pot ser molt útil fer una autòpsia de la membrana. Es tracta de, abans de llençar-la, aprofitar per fer-ne una dissecció i trobar d’aquesta manera les causes del seu baix rendiment.

Fallos de mebrana
Font: Genesys International

Si hi voleu aprofundir podeu llegir aquest interessant article d’on he extret alguns gràfics per il·lustrar el post:

EVALUACION DEL IMPACTO DEL ENSUCIAMIENTO EN MEMBRANAS DE OSMOSIS INVERSA (F. del Vigo, N. Peña, J. Sepúlveda. Genesys Membrane Products).

Sobre la reutilització d’aigua

Aigua Port de la Selva
Aigua regenerada per a recàrrega d’aqüífer, a Port de la Selva. Font: Blog de Lluís Sala

El tipus de climatologia al Mediterrani, caracteritzada per una baixa pluviometria combinada amb períodes de sequera ens ha de fer veure que és urgent desenvolupar línies d’actuació en tots els àmbits que ens permetin avançar en la reutilització d’aigua. Si pensem en els efectes positius d’aquesta reutilització veurem que, d’una banda la recuperació d’aigua depurada permet aumentar de forma neta aquest recurs a les zones costaneres evitant-ne l’abocament al mar, i d’altra banda pot substituir l’ús d’aigua potable a les zones d’interior.

El RD 1620/2007 sobre reutilització d’aigües depurades ha estat fins ara la base per treballar en aquesta matèria, i distingeix entre tres tipus d’aigua:

· Aigües depurades: les aigües residuals que han estat tractades per adaptar-se a la qualitat exigida per la normativa d’abocaments, tant pel què fa a llera com a col·lector.

· Aigües regenerades: aigües depurades les quals han estat sotmeses a un tractament addicional per adequar-ne la qualitat depenent de l’ús que se’n vol fer (rec jardins o cultius, aigua de procés industrial, rec de camps de golf o recàrrega d’aqüífers).

· Aigües reciclades: aigua que s’utilitza més d’una vegada en el mateix lloc abans de ser abocada al cicle hídric.

I quin tipus de tractament hi ha actualment per a poder regenerar una aigua depurada per a les finalitats abans esmentades? Alguns exemples:

TRACTAMENT FÍSICO-QUÍMIC

La més utilitzada a l’Estat, elimina matèria en suspensió i redueix la terbolesa. Consisteix en afegir coagulant i floculant per ajudar a decantar després mitjançant un decantador convencional o o lamelar. Per augmentar la velocitat de decantació se li pot afegir un llast (en forma de partícules de sorra), és el cas del sistema Actiflo:

actiflo
Procés Actiflo. Font: Michael’s Water Cooler

TRACTAMENT PER FILTRACIÓ

En aquest cas eliminarem sòlids en suspensió de fins a 0,01 mm de mida i ous de de nemàtodes paràsits. Aquesta operació es fa mitjançant filtres de sorra, tamissos, teles o membranes, depenent de quan volem afinar el procés d’adeqüació al tipus d’ús que en farem a posteriori. En aquest tractament cal fer de forma habitual contrarrentats per mantenir l’eficàcia dels filtres, de manera que si es vol operar en continu s’hauria de tenir una segona línia. Com a alternativa es poden fer servir filtres amb recirculació de sorra (es netegen a partir del mateix procés) per no haver de parar. Aquí en teniu un esquema:

DESINFECCIÓ

Aquesta es combina amb els tractaments anteriors per acabar d’afinar l’aigua a reutilitzar. Les tecnologies més usades són:

a) Ozonització: és molt eficient però té una vida curta a dins de l’aigua, uns 20 minuts.

b) Cloració: menys eficient que l’ozó però una vida més llarga, entre 2 i 3 hores.

c) Llum ultraviolada: la desinfecció per UV es basa en l’emissió de radiació per inhibir el material genètic de virus i bacteris. No produeix subproductes com en el cas del clor i se sol combinar amb aquest per reduir-ne la dosi a aplicar.

Doncs bé, mitjançant aquests tractaments actualment s’aconsegueix una aigua regenerada òptima per als diferents requeriments d’ús. Però pel què fa a la reutilització com a aigua de consum humà necessitarem d’actualitzacions reglamentàries i sobretot d’una nova consciència la qual ens permeti fer-ho realitat. Tard o d’hora ens hi haurem d’enfrontar veient la creixent escassetat hídrica del sud d’Europa.

Complementa-ho:

· Takashi Asano: “Hay algo de dimensión histórica en el crecimiento actual de la reutilización”

· Conclusiones de las Jornadas “10 años del RD 1620/2007 sobre reutilización

· Agbar apuesta por la reutilización del agua como única alternativa para garantizar el suministro

 

La necessitat d’adaptar-se als canvis

Tot canvia

Els professionals que ens dediquem a l’àmbit de la depuració o potabilització de l’aigua hem d’estar preparats permanentment per afrontar canvis en les característiques de l’aigua en poc temps. Exceptuant casos concrets on l’aigua de captació per a consum humà es manté relativament homogènia al llarg del temps, la potabilització i la depuració d’aigües residuals urbanes i industrials requereix d’un grau de flexibilitat i adaptació prou elevat com per fer-ne menció.

Per exemple, una EDAR pot quedar col·lapsada ràpidament per episodis intensos de pluja si la xarxa de sanejament no té un sistema de separació entre aigües pluvials i residuals. Tenint en compte això de mica en mica es van prenent mesures per adaptar-se a aquestes situacions puntuals d’emergència en forma de dipòsits de retenció i antitempesta previs a l’EDAR. Paral·lelament, també es poden disenyar petites instal·lacions que tractin l’excedent d’aigua que sortiria per by-pass a l’entrada de l’EDAR o implementar un sistema d’avisos de tempesta.

Si anem a l’àmbit de la depuració d’aigües industrials, la vigilància i seguiment del cap de planta esdevé fonamental, ja que moltes vegades no se sap exactament quines característiques té l’aigua d’entrada a l’EDARI i és de vital importància la comunicació permanent amb l’àrea de producció per establir criteris d’adaptació, tan pel què fa a variacions sobtades de cabal com a la composició química, sense deixar de banda problemes per infradimensionament de la mateixa planta… però això ja seria mereixedor d’un post a part!

Nou concepte d’EDAR i criteris de disseny

ingenio_xyz_cabecera
Font: Ingenio.xyz

Aquest passat dimecres vaig assistir a la masterclass online del professor Jorge Chamorro, Enginyer especialista en depuració d’aigües sobre bons criteris en el disseny d’EDARs, mitjançant la plataforma d’e-learning Ingenio.xyz.

Va ser una xerrada d’una mica més d’una hora que, tot i començar vint minuts tard per problemes tècnics va valdre molt la pena. Sobretot pel canvi de mentalitat que ens va remarcar el professor Chamorro sobre el concepte tradicional d’EDAR: de la producció d’aigua depurada a integrar les altres dues línies, la de fangs i (si és el cas) la de biogas. És més, se’ns va convidar a fer un gir copernicà intercanviant la línia de fangs amb la de l’aigua per ordre d’importància. En definitiva, l’EDAR com una fàbrica de llots més que com una d’aigua depurada.

compost
Els llots es poden destinar a compostatge. Font: infoagro.com

I això per què? Doncs perquè si la línia de fangs funciona bé la d’aigua hi anirà al darrera. A més, l’administració actualment prioritza la quantitat d’aigua depurada pagant-ne la producció per m3 sense influència de si s’aboca per sota o per sobre dels límits establerts, descuidant així la qualitat d’aquesta. De pas també s’obvia la importància de la gestió dels fangs produïts (perquè no pagar per aquesta producció també?), considerant-los com un mer residu quan es podrien valoritzar perfectament via agricultura, compostatge o valorització energètica.

Passada la introducció més general, se’ns va explicar un bon grapat de millores (aplicades principalment al pretractament) que es poden implementar a l’hora de dissenyar una planta més versàtil que pugui afrontar canvis sobtats de càrrega per abocaments o pluges, posades en marxa, etc. Perquè si d’alguna cosa pequen la majoria de depuradores al nostre país és de rigidesa operacional.

Imatge aèria EDAR
Imatge aèria EDAR. Font: blog de Jorge Chamorro

En resum, una EDAR del segle XXI s’ha de centrar més en la producció de llots, evitant males condicions d’operació i optimitzant-ne el rendiment global, així com dissenyar-la basant-se en la versatilitat per afrontar diferents condicions en funció de canvis estacionals, desequilibris tròfics o abocaments incontrolats.

Amplia-ho:

· Depuración para principiantes: Ejemplo de flexibilidad EDAR (Jorge Chamorro)

L’ozó i la indústria paperera

L’ozó forma part de la capa que ens protegeix de la llum ultraviolada però també pot ser un fort contaminant si n’augmenten les concentracions quan es troba a prop de la superfície terrestre.

Però aquest gas també el podem generar mitjançant ozonitzadors perquè ens sigui útil per a la depuració d’aigües amb una DQO de baixa biodegradabilitat o amb compostos difícils d’eliminar, concretament de les aigües de rebuig que genera la indústria paperera.

Tractament aigües paperera
L’ozonització és part del tractament de les aigües que contenen DQO de difícil eliminació. Font: Madri+d

L’esquema de la part superior representa un sistema d’ozonització i biofiltració que complementa una planta que depura aigües industrials d’una paperera, concretament la SCA Graphic Laakirchen AG, a Àustria.

L’empresa es va plantejar d’introduir aquest sistema un cop va veure que a l’afegir nous additius per millorar la brillantor del paper aquests feien que l’efluent superés els límits legals d’abocament.

Així, posteriorment al tractament fisicoquímic i biològic, l’addició d’aquest nou procés va acabar produint una sèrie de millores com la reducció significativa de DQO (també la menys biodegradable), l’eliminació de color i olors i una reducció dels costos de tractament mitjançant la combinació de l’ozó amb la biofiltració.

Fonts:

· Tratamiento del agua residual industrial de una papelera mediante ozonización (Condorchem Envitech)

· Tratamiento de aguas residuales en la industria papelera (Madri+d)

Impressions de “Barcelona i l’aigua”, de Joan Gaya (i III)

Decantador
Font: AMB

Dels últims capítols del llibre me n’han cridat l’atenció diversos moments, per exemple aquell en què es passa de la venda d’aigua a perpetuïtat segons diàmetre de canonada a pagar-la segons el consum (gràcies a l’aparició dels comptadors); el procés de reducció de competència a nivell metropolità durant les últimes dècades del segle XIX també m’ha sorprès, així com la nul·la intervenció de l’Ajuntament de Barcelona en l’aprovació de les tarifes fins a mitjans dels anys 60 del segle XX. L’assumpció de les tarifes en alta per part de la CMB, provocant un llarg conflicte amb la SGAB al llarg dels anys 80 i 90 fins que arriben els Acords Marc dels 2000 tampoc es poden obviar.

riu llobregat
Font: ATLL

En definitiva, moltes coses han passat al llarg de dos segles a Barcelona i la seva Àrea Metropolitana relacionades amb l’aigua, el seu abastiment i el posterior sanejament. Diversos actors han jugat les seves cartes, sovint més amb una visió d’interès propi que de servei al ciutadà. Això sumat al desinterès per assumir la gestió durant molts anys de l’Ajuntament i l’infrafinançament crònic ha portat a la situació actual on, segons l’autor, les administracions públiques no han assumit amb prou força la responsabilitat vers la gestió de l’aigua a casa nostra.

Finalment, però, tothom rep la seva dosi de crítica (Ajuntament, ACA, Generalitat, Estat, SGAB, CMB…) d’una manera o altra, fent evident que havent canviat de segle ja fa uns anys seguim mantenint les mateixes inèrcies d’èpoques passades. Aconseguirem trencar-les algun dia?

Les meves altres impressions:

· 1a. Part

· 2a. Part

Nous enfocaments per millorar el rendiment de les xarxes de distribució

rendiment-xarxa

Aspectes a tenir en compte a l’hora de valorar el rendiment d’una xarxa. Font: Escuela del Agua

És la substitució de les canonades l’única solució a la baixada del rendiment d’una xarxa d’aigües potables? Segons Enric Castellví, Enginyer Industrial i Director de Planificació de l’empresa Aigües de Barcelona, hi ha un ampli ventall d’actuacions abans de procedir a la renovació d’aquestes.

I en què ens basem per prendre decisions alternatives a la substitució? Doncs en aquest cas hauríem d’ampliar la nostra perspectiva i mirar-nos la xarxa com un actiu que es pot gestionar en base al seu cicle de vida.

cicle-de-vida
Cicle de vida d’un actiu. Font: Escuela del Agua

Com podeu veure en aquest gràfic, el cicle de vida d’un actiu (per exemple, la xarxa de distribució d’aigua potable) té moltes fases on poder incidir per mantenir-ne el rendiment: es pot fer un diseny ben enfocat, una compra de material adient a les característiques de l’aigua, una instal·lació pensant en la seva resiliència, així com una explotació i un manteniment afinats. Finalment, la renovació i rehabilitació es deixen com a part final d’aquest cicle de vida, unes opcions també vàlides però que en qualsevol cas es deixarien com a últim recurs per les molèsties que suposen als ciutadans en forma de talls de subministrament o obres al carrer que n’afecten la mobilitat.

En resum, l’anàlisi del cicle de vida (ACV) i la correcta Gestió d’Actius són camps interrelacionats que empreses de tot arreu ja fa temps que es plantegen de tenir en compte. És més, qui sigui capaç d’introduir-los en el seu pla de negoci afegirà valor social i ambiental al projecte i obtindrà un extra de competitivitat de cara als nous reptes que planteja el segle XXI.

I si vols aprofundir-hi et convido a llegir l’entrevista sencera feta per la Escuela del Agua a Enric Castellví AQUÍ.

El tractament de potabilització

etap-st-joan-despi
Vista aèria ETAP Sant Joan Despí. Font: Aigües de Barcelona

Quan parlem d’aigua apta per al consum humà, segons RD 140/2003, com a mínim hi ha d’haver un procés de desinfecció entre la captació d’aigua crua i el consum a la llar. D’aquest mínim fins al procés de potabilització emprat a ETAPs com les d’Abrera o Sant Joan Despí hi va una gama de grisos depenent de les necessitats de potabilització en base a l’aigua d’origen i l’adequació a la legislació vigent.

Per començar podem captar aigua superficial o subterrània. En aquest sentit hi ha força diferència entre una i altra ja que la d’origen subterrani haurà sofert un procés de filtració natural que la farà més fàcilment adaptable al consum humà. En canvi la superficial (riu, llac, pantà, etc.) pot tenir un cert grau de terbolesa que faci necessari un pas extra afegint un filtre per eliminar-la.

Però si haguéssim de parlar d’un procés convencional de potabilització seria aquest:

  1. CAPTACIÓ i DESBAST
  2. DOSIFICACIÓ DE REACTIUS
  3. DECANTACIÓ
  4. FILTRACIÓ
  5. DESINFECCIÓ FINAL

I per veure tots aquests passos m’he basat en l’ETAP de Sant Joan Despí. Comencem:

1. CAPTACIÓ I DESBAST

És el procés d’extreure l’aigua crua d’un punt concret, com hem dit abans aquest pot ser d’origen subterrani (aqüífers), superficial (rius, embassaments, llacs, etc.) o fins i tot marí, tot i que aquest últim ja formaria part d’un tractament més avançat del qual parlarem un altre dia.

El desbast és l’eliminació de sòlids gruixuts o sorres que pugui portar l’aigua. Aques pas és necessari per no baixar el rendiment global de potabilització, evitant colmatacions en filtres posteriors.

2. DOSIFICACIÓ DE REACTIUS/DESINFECCIÓ INICIAL

En aquest pas s’hi afegeixen sals d’alumini per a l’aglutinació i eliminació posterior per decantació de les partícules més petites que el desbast no ha pogut eliminar. A més, es fa una primera cloració per desinfectar i oxidar els metalls i matèria orgànica que hi pugui haver a l’aigua.

jar-test
Jar Test per fer proves de coagulants i floculants. Font: Aigües de Barcelona

3. DECANTACIÓ

Aquí es produeix la sedimentació de les partícules agregades gràcies a les sals d’alumini, deixant que l’aigua clarificada passi cap al següent procés.

decantador
Decantador. Font: Aigües de Barcelona

4. FILTRACIÓ

Amb l’objectiu d’acabar d’eliminar les restes de partícules, l’aigua sortint dels decantadors es filtra mitjançant un filtre de sorra. Un procés complementari de filtració (i que a més millora les condicions organolèptiques de l’aigua) és la dosificació d’ozó amb posterior filtre de carbó actiu per eliminar els compostos orgànics i òxids de metalls que puguin ser presents a l’aigua.

ozonitzador
Ozonitzador. Font: Aigües de Barcelona

Un altre tipus de filtració avançada, l’osmosi inversa, és una barrera total per a virus i bacteris. A més, elimina els compostos orgànics i inorgànics i redueix les sals a nivells baixíssims. En aquest cas però, la filtració per OI és més habitual en dessalinitzadores que en potabilitzadores convencionals.

5. DESINFECCIÓ FINAL

Un cop l’aigua és emmagatzemada en espera de ser abocada a la xarxa de distribució, es fa una altra cloració en el cas que estigui per sota dels nivells mínims exigits per llei.

estacio-de-bombament
Estació de bombament. Font: Aigües de Barcelona

I per resumir el procés de forma gràfica us enllaço aquest video d’Aigües de València:

Aigua i protecció de la salut

 

font
Imatge: XSIForum

La Diputació de Girona, de la mà dels seu organisme de salut pública DIPSALUT està impulsant un parell de programes que crec que valen la pena. El primer, anomenat també Pt03, és el “Programa de suport a la gestió municipal directa dels abastaments d’aigua de consum humà“. Aquest incideix sobretot en els municipis més petits de la demarcació de Girona amb l’objectiu de fer un bon assessorament en el control de la qualitat de l’aigua potable servida a les llars. És una bona iniciativa ja que a vegades les característiques intrínseques d’aquests municipis no permeten fer un seguiment òptim de l’abastament, d’aquesta manera es fa un seguiment més complet per assegurar-ne la seva qualitat.

D’altra banda, el Pt04 o “Programa d’avaluació i control de la qualitat de l’aigua a l’aixeta del consumidor” reforça el control que han de fer els municipis a les seves xarxes internes a partir del Reial Decret 140/2003 i del Pla de Vigilància i Control Sanitari de les Aigües de Consum de Catalunya. És a dir, es fa un seguiment de la qualitat de la xarxa per prevenir la presència per sobre dels límits que marca la llei de metalls com ara el plom, alumini, etc. En aquest cas es fa un especial seguiment a les escoles, llars d’infants o escoles bressol i llars de jubilats, grups de la població especialment vulnerables en aquest sentit.

dipsalut
Presa de mostra en el marc del programa Pt04. Imatge: Dipsalut

Aquests programes ja fa uns anys que funcionen, assessorant actualment una setantena de municipis per al Pt03 i avaluant-ne uns 170 per al Pt04. En definitiva, una bona eina per a la protecció de la salut i la formació en la correcta gestió d’aigües de consum humà.

Més informació:

· “Dipsalut controla la qualitat de 101 zones de subministrament d’aigua de 71 municipis gironins durant el 2015” Dipsalut. Notes de premsa.

· “L’aigua de l’aixeta als nostres pobles i ciutats“. Blog de “La ciutat amb llei”.

Les lleis comunitàries i la realitat de les seves regions

banderes-europees
Font: iAgua

Un article publicat recentment al portal iAgua per Manuel Suárez, president d’ADECAGUA, sobre una futura modificació de la Directiva Marc de l’Aigua fa reflexionar sobre les els interessos i necessitats dins de cada país de la UE.

És ben cert que a Europa hi ha una diferència important entre els països del nord i centre i els mediterranis. Relativa abundància de masses d’aigua, amb períodes de grans inundacions incloses versus escassetat hídrica amb èpoques recurrents de sequera.

De fet, en matèria ambiental i molt especialment l’aigua es barregen fronteres polítiques amb fenòmens que traspassen tota lògica d’organització humana. És per això que potser més que parlar de països del nord, centre o sud, la unitat d’acció es podria correspondre més a regions gestionades segons la varietat climàtica.

explotacio-aigua-ue
Font: El País

A l’article hi ha queixes davant de la preminència dels països amb abundància d’aigua i també la necessitat de defensar els interessos del propi país. Davant d’això:

Per què no una Directiva Marc més laxa, adaptable a les necessitats no ja de cada país sinó de cada regió de característiques climàtiques similars? Per exemple, en el cas d’Espanya, no és el mateix el litoral cantàbric que la zona atlàntica sud o la regió mediterrània. Ho adaptem des d ‘aquesta vessant? Potser estic dient una bestiesa… algú a la sala per dir-hi la seva?

Eines de reflexió:

· “Water policy in the European Union“. European Comission

· “Conceptes i principis bàsics de la Directiva Marc de l’Aigua“. Agència Catalana de l’Aigua

· “Europa estudia una nueva legislación sobre reutilización de agua para riego y recarga de acuíferos“. RETEMA.