6.4. ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO

Humedales construidos Sistemas convencionales

Calidad del efluente Alta calidad sanitaria, a menudo a nivel terciario Necesita de tratamiento terciario

Resilencia Resistente a sobrecargas y estacionalidad Susceptible a choques de carga

Requerimientos de energía externa No es esencial Normalmente esencial

Requerimientos de mantenimiento Bajo Moderado a alto

Costes de operación Muy bajo (personal no cualificado) Moderado a alto (normalmente requieren personal cualificado)

Extracción e fangos Bajos: extracción cada 10 años o mas Altos: requieren extracciones regulares

Requerimientos de terreno De 5 a 10 m2/persona De 0,2 a 2,5 m2/persona

Valores añadidos Recrea un rico hábitat acuático para la fauna salvaje i representa un efecto positivo paisajístico Pobres o nulos beneficios

RENDIMIENTOS

DBO5 S.S. N2 P RENDIMIENTOS

90-95 % 90-99% 30-50% 40-60% RENDIMIENTOS

85-90% 85-90% 15-20% 15-20%

Tabla 3: . Comparativa entre humedales construidos y sistemas convencionales de tratamiento

6.4. ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO

Existen diversas técnicas válidas dentro de los llamados sistemas naturales de tratamiento de aguas residuales que pueden utilizarse aisladamente o combinadas. Según se combinen, pueden llegar a alcanzar unos rendimientos de tratamiento tan elevados como se requiera (secundario o terciario). Cada una de ellas presenta ventajas e inconvenientes en su construcción, operación y mantenimiento.

En la elaboración del presente estudio se valoran 3 tipologías de sistemas:

- Humedales de flujo subsuperficial horizontal - Humedales de flujo subsuperficial vertical - Estanques/lagunajes

HUMEDALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL

Los procesos que ocurren en estos sistemas son muy similares a los descritos para los estanques. La principal diferencia viene dada por la presencia de un sustrato granular por el que circula el agua (generalmente, gravas de yacimiento natural o de cantera). Este sustrato permite mayor población de microorganismos degradadores y mayor presencia de vegetación acuática (se establece en toda la superficie de tratamiento, a diferencia de los estanques en los que únicamente se sitúa en los márgenes), siendo así un sistema más intensivo que los estanques, es decir, que con menor superficie se alcanza la misma capacidad de depuración.

Si la principal ventaja respecto a los sistemas por estanques es la menor ocupación de espacio, son sistemas que necesitan tener en cuenta más factores en el diseño, ya que una carga excesiva o una mala distribución del fluido en el sistema pueden provocar problemas de saturación del medio filtrante y disfunciones hidráulicas, que pueden derivar en otros efectos adversos como la generación de malos olores o la aparición de mosquitos.

Dentro de los humedales de flujo subsuperficiales, se pueden diferenciar dos tipologías de sistemas según la configuración de las conducciones de entradas y salidas y de los matices filtrantes de las gravas, condicionantes que determinan los principales procesos biológicos de degradación de la materia orgánica contaminante:

a) HUMEDALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL HORIZONTAL

En este tipo de sistemas, el agua circula horizontalmente sin aflorar a la superficie a través de un medio granular dispuesto en una cubeta impermeabilizada, en la que se planta vegetación acuática emergente en toda su superficie. El nivel de agua se mantiene subterráneo, unos 10 cm por debajo de la superficie del sustrato, y la alimentación se realiza de forma continua, por lo que la cama permanece permanentemente inundada durante todo el proceso de tratamiento.

El efluente que accede a este tipo de sistemas debe someterse a una etapa previa de decantación (tratamiento primario), a fin de garantizar un buen funcionamiento a medio y largo plazo.

Figura 1. Esquema de funcionamiento de los humedales de flujo subsuperficial horizontal (Fuente: Eawag)

b) HUMEDALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL VERTICAL

El efluente que accede a este tipo de sistemas debe someterse a una etapa previa de decantación (tratamiento primario), a fin de garantizar un buen funcionamiento a medio y largo plazo. El flujo de agua en el interior del humedal circula en sentido vertical: la alimentación se efectúa por encima y se recoge en una estructura de drenaje ubicada en el fondo del sistema, por debajo del medio granular filtrante. La alimentación de este tipo de sistemas se efectúa de forma discontinua (por lotes) mediante un sistema de bombeo.

Su principio de funcionamiento se basa en la alternancia de ciclos de llenado, retención y drenaje. El humedal comienza vacío y se va llenando hasta alcanzar el nivel predeterminado de diseño. En ese momento se interrumpe la entrada de agua y la que ya está en el sistema va infiltrando lentamente. Después de un tiempo de reposo, se vuelve a iniciar el ciclo de trabajo. Durante la fase de vaciado y reposo, el oxígeno atmosférico penetra en el medio granular, donde sus colonias de bacterias y las raíces de las plantas acuáticas, se mantienen en condiciones aeróbicas. Debido a este método operativo, es necesario disponer de varias camas en paralelo (mínimo 3 unidades) para poder realizar las rotaciones, de modo que siempre haya una disponible para efectuar las alimentaciones, mientras el resto están en período de reposo.

A diferencia de los humedales de flujo subsuperficial horizontal, el efluente que accede a este tipo de tratamiento es crudo, es decir, no ha pasado por una fase previa de decantación. Con cada dosificación de agua residual cruda sobre el humedal, la fracción líquida percola a través del medio filtrante mientras los sólidos que contiene se van acumulando en superficie. En el interior del humedal y por encima del medio granular se deja un espacio de resguardo para poder acumular una buena cantidad de sólidos. Por lo general, se diseñan para operar durante períodos en torno a los 10 años, momento en el

que se retiran todos los sólidos acumulados, una vez alcanzados unos grados de mineralización elevados.

Figura 2. Esquema de funcionamiento de los humedales de flujo subsuperficial vertical (Fuente: Eawag)

A continuación se resumen en una tabla comparativa las principales características de ambas tipologías de humedales de flujo subsuperficial, las cuales se han tenido en cuenta a la hora de elegir el sistema de tratamiento de aguas residuales más adecuado que comprenda un equilibrio en los siguientes aspectos: superficie necesaria, mantenimiento y consumo de energía. tanto en superficie necesaria como en costes de mantenimiento y requerimiento, atendiendo a los criterios de diseño especificados en el capítulo anterior

Humedal de flujo subsuperficial

Horizontal Vertical

Carga orgánica máxima admisible 6 – 12 mg DBO5 / m2 40 – 50 mg DBO5 / m2

Requerimientos de terreno 5 - 7 m2 /HE 2 – 4 m2 /HE

Tratamiento primario Sí (fosa séptica o Imhoff)) No Requerimientos de energía externa Nulo. Transporte por gravedad Necesario bombeo

Requerimientos de mantenimiento Muy bajos: poda de la vegetación acuática 1 vez al año Moderados: revisión periódica del sistema de bombeo. Poda de la vegetación acuática 1 vez al año

Requerimientos de operación Muy bajos: revisión periódica de arquetas Moderados: imprescindible 3 visitas semanales a la planta para efectuar rotación de filtros y revisión de arquetas

Extracción de lodos

Generación de olores 1 vez al año en el decantador primario Cada 10 años No, siempre y cuando se respeten las cargas nominales y de funcionamiento. No, siempre y cuando se respeten las cargas nominales y/o los ciclos de bombeo no excedan la periocidad establecida

Coste de inversión Rendimiento de depuración Integración paisajística Similares > 95% Representa un efecto positivo en el paisaje

Tabla 4: . Comparativa entre humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal/vertical

Inicialmente se valora la idoneidad de los humedales de flujo subsuperficial vertical, atendiendo a las siguientes ventajas:

- La menor ocupación de superficie - La ausencia de tratamiento primario, hecho que reduce los requerimientos de gestión de fangos (extracción cada 10 años)

Los principales inconvenientes son:

- Un mayor requerimiento de operación de la planta: se trata de un sistema más intensivo entre todos los sistemas naturales. Se requiere un control exhaustivo de su funcionamiento y no desatender las rutinas de mantenimiento de la planta; estas, sencillas i ejecutables por personal sin formación técnica especializada, se han de realizar tres veces por semana. - Mayor coste de explotación, no únicamente por el personal que atiende los trabajos de operación, sino también por el mantenimiento periódico de los elementos electro mecánicos y de los costes energéticos que se derivan de la electrobomba. - Posibilidad de generar malos olores en caso de no respetarse los ciclos de bombeo definidos en los parámetros teóricos de diseño de la planta depuradora.

Aunque los humedales de flujo subsuperficial vertical son los sistemas que menos requerimiento de espacio necesitan para su implementación, las mayores tareas de explotación y el superior coste de mantenimiento comparado con el de los filtros de flujo subsuperficial horizontal, condicionan su descarte a favor de éstos últimos, según los criterios de diseño mencionados en al apartado 1.3

Si bien en este estudio se descartan los sistemas de flujo subsuperficial vertical, no se descarta su diseño e implementación en el proyecto ejecutivo, ya que es una opción que permite reducir la superficie, sobre todo en casos de poblaciones sin terreno suficiente para la implementación de otro sistema

ESTANQUES/LAGUNAJES

Son los ecosistemas acuáticos en los que gran parte de la lámina de agua queda a la vista y donde las plantas acuáticas se sitúan en los márgenes, sumergidas y en sectores determinados del mismo, dejando amplias zonas desprovistas de vegetación para permitir la incidencia de la luz solar directamente sobre la columna de agua.