APLICACIONES ACTUALES DE LOS HUMEDALES ARTIFICIALES

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APLICACIONES ACTUALES DE LOS HUMEDALES ARTIFICIALES

Miguel Martín Monerris 30 Noviembre 2017

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APLICACIONES

• Aguas residuales urbanas: Primario-Secundario-Terciario. • Aguas naturales:

• Escorrentías agrícolas.

• Mejora de la calidad ambiental. • Descontaminación de acuíferos.

• Aplicaciones industriales.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

SECUNDARIO

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• EDAR de Carrícola. 200 he, 14 m3_/d P1 P2 P3 P4 P5 P6 TI-1 TI-2 HAFS-1 HAFS-2 HAFV 0 1 10 100 1000 10000 SS T (mg /L )

Entrada EDAR Entrada HA Salida EDAR

P1 P4 % 1-4 P6 % 4-6 % Global DQO 718 234 58% 50 72% 89% DBO₅ 476 121 59% 14 84% 95% SS 207 49 61% 4 89% 97% 200 m2 200 m2 200 m2

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

SECUNDARIO

.

• EDAR de Carrícola. 200 he, 14 m3_/d P1 P2 P3 P4 P5 P6 TI-1 TI-2 HAFS-1 HAFS-2 HAFV 0 1 10 100 1000 10000 SS T (mg /L )

Entrada EDAR Entrada HA Salida EDAR

P1 P4 % 1-4 P6 % 4-6 % Global DQO 718 234 58% 50 72% 89% DBO₅ 476 121 59% 14 84% 95% SS 207 49 61% 4 89% 97% 200 m2 200 m2 200 m2

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

SECUNDARIO

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• EDARs en Castilla-León (CHD). Gordoncillo (2012).

• 1500 he • 1,5 ha • 200000 euros inversión • 4000 euros/año mant. • Imhoff+fosa séptica HA flotantes HSS vertical

filtro intermitente de arena HSS horizontal.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

SECUNDARIO

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• EDAR de Orhei – Moldavia, 30000 he. 3,4 MM €. Global Wetland Technology (2012-13).

• Verticales: alimentación intermitente (sistema francés). • 4600 m3_{/d. 50000 m}2_.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

SECUNDARIO

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• Helófitas flotantes (eneas) sobre reactor aerobio:

• Medio bacteriano mixto: soporte fijo + líquido • Aumentan la biomasa bacteriana.

• Aumenta la eficiencia en la transferencia de oxígeno. • Reducen el consumo

energético por aireación. • Permiten mayores cargas

orgánicas.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

SECUNDARIO

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• Helófitas flotantes (eneas) sobre reactor aerobio: EDAR LOS MONASTERIOS – PUZOL

• Sistema de oxidación total. 175 m3_{, 44 m}2 • 100-120 m3_/d.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

PRIMARIO

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Fosas sépticas/Tanques Imhoff con cobertura de helófitas flotantes (CHD):

• Retienen sólidos

• Evitan sustancias flotantes • Evitan olores

• Facilitan la acción de bacterias

• Reducen las emisiones de metano

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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¿Qué se pretende eliminar? • Nitrógeno.

• Fósforo.

• Contaminación microbiológica. • Contaminantes emergentes.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de nitrógeno-desnitrificación:

• La eliminación de NT desde ARU en los HHAA subsuperficiales es muy baja (rendimientos 30-40%):

• Asimilación de plantas para su crecimiento: 22 – 213 g N m-2 _año-1_.

• Nitrificación-desnitrificación simultánea, pero limitada.

• Necesidad de cosechar la parte aérea (posible 2 veces al año).

• Esquemas mixtos: subsuperficial vertical (nitrificación)-superficial (desnitrificación).

• Condiciones aerobias-anóxicas. • Aporte de C desde las plantas.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de fósforo:

• La eliminación de PT desde ARU en los HHAA subsuperficiales es muy baja (rendimientos 15-25%):

• Asimilación de plantas para su crecimiento: 1,9 – 18,2 g P m-2 _año-1_. • Reducción de concentración PT entre 0,1 y 1,0 mg L-1 (50 - 100 mm d-1₎ • Necesidad de cosechar la parte aérea (posible 2 veces al año).

• Empleo de materiales adsorbentes HHAA subsuperficiales verticales:

• Materiales naturales. Óxidos de hierro y aluminio, zeolitas, caliza, apatita, dolomitas...

• Materiales artificiales:

• Productos industriales: Filtralite

• Residuos. Cenizas volantes, residuos de demolición triturado, conchas de moluscos bibalvos, fangos de ETAP.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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EDAR Villenouvelle (Global Wetland Technology), 2013:

• Esquema HA vertical (1º - 2º), filtro percolador (nitrificación), adsorción con apatita (fósforo) y HA superficial antes de vertido a cauce.

• 1500 he; 244 m3_/d.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de fósforo desde la EDAR de Pinedo - Valencia (2012)

• HA vertical: 0,9 m. prof; 2400 m2 _superf.

• Relleno de arena y óxidos de hierro (adsorbente) • 320 m3_{/d; 132 l/m}2_d

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de fósforo desde la EDAR de Pinedo - Valencia (2012)

• HA vertical: 0,9 m. prof; 2400 m2 _superf.

• Relleno de arena y óxidos de hierro (adsorbente) • 320 m3_{/d; 132 l/m}2_d

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de microorganismos patógenos: EDAR La Margarida (Alicante). Lecho bacteriano

Fuente: Caso práctico EDAR La Margarida. Eliminación de nutrientes y desinfección en humedales artificiales. Benicàssim, 2017.

María Peña García – Vte. Isidro Vidal Sanchis. Global Omnium.

Desde 2010 afino con HA:

E. Coli máx < 2500 ufc/100 ml (3,4) E. Coli med < 750 ufc/100 ml (2,9)

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de microorganismos patógenos:

Efluente de un filtro percolador

•Entrada: SST: 94 mg L-1_{; DQO: 83 mg L}-1_{; NT: 25,5 mg N L}-1_{; P-PO}

43-: 3,9 mg P L-1; E.

Coli: 5,6

•Salida: SST: 7 mg L-1_{; DQO: 26 mg L}-1_{; NT: 10.0 mg N L}-1_{; P-PO}

43-: 3,0 mg P L-1; E. Coli:

2,8

•Carga hidráulica 360 mm d-1_{; TRH: 13 horas; Dim: 3,0 x 1,5 x 0,6 m.} •Grava volcánica (10-15 mm).

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de contaminantes emergentes:

Fuente: Matamoros V, García J, Bayona JM (2008). Water Res. 42, 653-660

Humedal artificial superficial Can Cabanyes – Granollers – Rio Congost (2003) Caudal 200 m3_{/d desde EDAR Granollers; Superficie 1 ha.}

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Eliminación de contaminantes emergentes:

•Pequeñas poblaciones: 100-280 he; Gravas 4-16 mm. •16 - 37 mm d-1_{; TRH 5,4-12,9 d.}

•Eliminaciones: 74-99 % ibuprofeno; 47-91% ketoprofeno; 17-95% diclofenac; 95-100% paracetamol; 93-99% cafeína…

Rep. Checa (2009)

250 instalaciones

< 500 he

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Etapa de refino final. Humedal Artificial de Fusina, Venecia, Italia (2011): • Tipo superficial.

• Superficie: 110 ha

• Caudal: 4000 m3_{/h (máx 8000). HRT: 6-7 días. CHS 96 l/m2/d.}

• Destino efluente: vertido Adriático o reutilización industrial como agua de refrigeración.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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Etapa de refino final. Humedal Artificial de Fusina, Venecia, Italia (2011): • Tipo superficial.

• Superficie: 110 ha

• Caudal: 4000 m3_{/h (máx 8000). HRT: 6-7 días. CHS 96 l/m2/d.}

• Destino efluente: vertido Adriático o reutilización industrial como agua de refrigeración.

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AGUAS RESIDUALES URBANAS.

TERCIARIO

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4GWetlands, Tampa, Florida (CH2M Hill) • Tipo superficial.

• Restauración de una zona degradada. • Superficie: 69 ha

• Caudal: 1890 m3/día • (CHS 27,5 l/m2 d). • Recarga de acuíferos.

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AGUAS NATURALES.

MEJORA DE LA CALIDAD AMBIENTAL

EDAR Empúria-Brava – Aiguamolls de l’Empordà:

35000 he

TRH: 7- 15 días Superficie 7 ha

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AGUAS NATURALES.

MEJORA DE LA CALIDAD AMBIENTAL

Humedales artificiales del PN de l’Albufera de Valencia:

• Desde 2009, Tancat de la Pipa (CHJ).

• Desde 2012, Tancat de Milia, L’Illa (AcuaMed) • Proyecto LIFE12 ALBUFERA (2013-16).

www.lifealbufera.org

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AGUAS NATURALES.

MEJORA DE LA CALIDAD AMBIENTAL

Lagunas artificiales del Mijares (margen izqda.)

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AGUAS NATURALES.

ESCORRENTÍAS AGRÍCOLAS

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Cuenca del rio Misisipi - Nitrógeno: Olentangy River Wetland Research Park (1993-94). Estación experimental-educativa-demostrativa.

12 ha

Caudal 0,3 Hm

3

_/año

HA superficial

Profundidad 20-80 cm

1 ha

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AGUAS NATURALES.

ESCORRENTÍAS AGRÍCOLAS

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Meandros del río Segura (catálogo de zonas húmedas CV).

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AGUAS NATURALES.

ESCORRENTÍAS AGRÍCOLAS

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AGUAS NATURALES.

DESCONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS

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Refinería de pizarras bituminosas (Pumpherston, UK). Oceans-ESU Ltd, 1998.

• Contaminantes: HAP, surfactantes • Combinación sub-superficial

• Superficie 2000 m2 • TRH: 4 días

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AGUAS INDUSTRIALES.

IND. PETROQUÍMICA

• Campo Petrolífero de Heglig, Sudán (Oceans-ESU, Ltd.)

• Heglig produce 10 Hm3_{/año de aguas residuales (extracción petróleo).} • Compuestos aromáticos.

• 40000 m3_/d. • 41 Hm3_/año. • 6400 ha (2011).

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AGUAS INDUSTRIALES.

IND. PETROQUÍMICA

• Campo Petrolífero de Nimr, Omán (Bauer Env.), desde 2010-2012.

• 40 Hm3_{/año de aguas extraídas.}

• Compuestos aromáticos, sales. • 110000 m3_/d.

• 660 ha. Superficiales • Reutilización.

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AGUAS INDUSTRIALES.

IND. PETROQUÍMICA

• Campo Petrolífero de Nimr, Omán (Bauer Env.), desde 2010-2012.

• 40 Hm3_{/año de aguas extraídas.}

• Compuestos aromáticos, sales. • 110000 m3_/d.

• 660 ha. Superficiales • Reutilización.

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AGUAS INDUSTRIALES.

TRATAMIENTO TERCIARIO

• Wetland Treatment Center of Advanced Materials Changshu Industrial Park (Global Wetland Technology).

• Esquema vertical (20000 m2_{), superficial-flotantes (6700 m}2_{), horizontal} subsuperf (10062 m2_). • 4000 m3_/d. • Superficie: 6 ha. • Reutilización ind. • Centro visitas. • NT < 1 mg/l • PT < 0,05 mg/l • NH4+ < 0,5 mg/l

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ESCORRENTÍAS URBANAS.

HUMEDALES DE TORMENTA

• Beltway 8 Stormwater Wetland (Wetland Solutions Inc.).

• Escorrentía de la autopista. Houston, Texas. • Tipo superficial. Inundación intermitente. • Superficie: 99 ha.

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ESCORRENTÍAS URBANAS.

HUMEDALES DE TORMENTA

• Postdamer Platz, Berlín (1994-98). Humedales superficiales urbanos.

• Escorrentía urbana almacenada en cisternas.

• Laguna urbana naturalizada, riego, antiincendios, limpieza de aseos públicos.

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ESCORRENTÍAS URBANAS.

HUMEDALES DE TORMENTA

• Marcy Etoile - Lyon (2012-2013). Francia. SINT-EPURNATURE

• Escorrentía urbana. Tipo superficial.

• Carga hidráulica: 40 – 80 m3_/m2 _{año. Superf: 530 m}2_.

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ESCORRENTÍAS URBANAS.

HUMEDALES DE TORMENTA

• Marcy Etoile - Lyon (2012-2013). Francia. SINT-EPURNATURE

• Escorrentía urbana. Tipo superficial.

• Carga hidráulica: 40 – 80 m3_/m2 _{año. Superf: 530 m}2_.

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Miguel Martín Monerris 30 Noviembre 2017