Desarrollo de un conmutador de aguas residuales para el tratamiento selectivo de flujo parcial de aguas residuales altamente concentradas (ESTA) en plantas de tratamiento de aguas residuales municipales
La asociación de investigación ESTA es una fusión entre AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner, la Universidad Técnica (TU) de Berlín , el departamento de Gestión de Aguas Urbanas y LAR Process Analysers AG. El objetivo era el desarrollo de un conmutador inteligente de aguas residuales a la entrada de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales para la separación de las entradas muy cargadas y el aprovechamiento energético mediante el tratamiento anaeróbico. El proyecto «ESTA (FKZ 02WQ1382A-C)» fue financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación (Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF) en el marco de la iniciativa de financiación KMU-innovativ.
Como resultado, se identificaron y evaluaron las entradas máximas con una resolución temporal de 6 minutos con respecto a la altura y la frecuencia y se utilizaron para controlar el desviador de aguas residuales.
El funcionamiento satisfactorio del conmutador de aguas residuales y del reactor de prueba anaeróbico fue posible a pesar de las bajas concentraciones máximas y el bajo número de cargas de impacto en la planta de tratamiento de aguas residuales investigada en combinación con el exceso de lodo. La simulación de la planta de tratamiento de aguas residuales mostró que, a pesar de la eliminación de la fracción de aguas residuales altamente cargada y de los cambios en la relación C:N para las condiciones subyacentes (en particular, los bajos valores de entrada de amonio) , los valores de vigilancia reglamentarios pueden cumplirse. Se podría alcanzar un grado máximo de autosuficiencia eléctrica del 75%.
Un componente central del proyecto fue la construcción y operación de una planta de prueba en la planta de tratamiento de aguas residuales de Baruth (Brandenburgo), que se planificó e instaló en coordinación con los socios del proyecto TU Berlín y AKUT. El asociado del proyecto LAR se encargó principalmente de desarrollar una tecnología de análisis online. El inicio del proyecto fue el 01.10.2016, el fin del proyecto fue el 31.03.2019.
Con la ayuda de la tecnología de análisis TOC-online se controló un mecanismo que a partir de una concentración umbral ajustable, alimenta el agua de entrada a la planta de tratamiento de aguas residuales a un reactor anaeróbico. Se evaluaron tanto las concentraciones de alimentación analizadas, los flujos y cargas de volumen introducidos en el reactor como el biogás producido en el reactor.
Debido a la implementación de la tecnología de análisis TOC-online en un remolque de medición, el equipo de medición está ahora también disponible para uso móvil. Las campañas de medición en otras plantas de tratamiento de aguas residuales y en dos instalaciones industriales demuestran su capacidad operativa. La carga básica podría determinarse claramente y los picos de entrada podrían evaluarse en función de la altura y la frecuencia.
En la consideración económica podrían elaborarse indicaciones concretas a partir de las cuales tiene sentido la concentración y el volumen de una carga de impacto e iniciar nuevas medidas en relación con el concepto de un conmutador de aguas residuales, también en relación con la conversión general del proceso de la planta de tratamiento de aguas residuales para separar el tratamiento anaeróbico de los lodos.
«Aunque la planta de tratamiento de aguas residuales investigada de Baruth tiene unas cargas de impacto por debajo de los valores umbral determinados y no parece que sea apropiado realizar una investigación adicional en este caso, los resultados de los otros sitios investigados muestran ciertamente un potencial», explica el coordinador del proyecto, el Ing. Dipl. Thilo Burkard (AKUT).
Por consiguiente, los participantes en el proyecto son optimistas en cuanto a la posibilidad de aplicar el nuevo concepto a la nueva construcción y acondicionamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, se prevé una campaña de medición con el dispositivo móvil de medición para otras plantas de tratamiento de aguas residuales.
Contacto y consultas: Thilo Burkard
En el proyecto conjunto europeo AquaNES, se examinaron desde 2016 hasta 2019, varias combinaciones de sistemas seminaturales y técnicos para comprobar su idoneidad para el tratamiento de aguas residuales. Los resultados se describieron en un folleto destinado a los planificadores y operadores de estos sistemas y otros comparables. Las recomendaciones muestran el potencial y las aplicaciones razonables de estas combinaciones.
La primera parte del documento trata de los filtros verdes como parte de los sistemas combinados y describe las posibles combinaciones con pre y post tratamiento técnico. Destacan los diversos usos posibles de los humedales artificiales como tratamiento primario, secundario o terciario, así como el doble uso para los desbordamientos de aguas mixtas y como etapa de tratamiento terciario. Parámetros de diseño importantes, en particular el código de prácticas alemán DWA A-262 (2017) para el dimensionamiento, la construcción y el funcionamiento de los humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales municipales son resumidos y se combinan con los resultados de los emplazamientos de demostración y la experiencia de los autores.
En la segunda parte, se presentan los cinco emplazamientos de AquaNES en Grecia, Alemania y Gran Bretaña, sus diferentes áreas de aplicación, los datos de construcción y funcionamiento, así como los resultados del seguimiento. Los dos emplazamientos griegos, las plantas de tratamiento de aguas residuales de Antiparos y Thirasia, están situados en islas turísticas del Mar Egeo. El punto fuerte de la solución en Antiparos (AquaNES – emplazamiento 10b) se centró en la creación de un sistema de tratamiento secundario robusto y seminatural que pudiera gestionar los niveles fluctuantes de hidráulica y contaminación y a su vez cumplir con la norma griega de reutilización mediante riego limitado. En Thirasia, se integró un filtro verde en varios procesos técnicos diferentes. Esto incluyó experimentos con fotocatálisis a través de TiO2 y la filtración por membrana aguas abajo. En Rheinbach (Erftverband) se probó un filtro verde de retención para su uso combinado como cuarta etapa de tratamiento y para el tratamiento de los desbordamientos de aguas mixtas. En la planta de tratamiento de aguas residuales de Schönerlinde, la combinación consistía en una planta de ozono y un filtro verde aguas abajo. Aquí también se demostró la retención de microcontaminantes orgánicos, como residuos farmacéuticos y metabolitos, en el efluente de la planta de tratamiento de aguas residuales. Por último, en el emplazamiento de Packington (Gran Bretaña), se investigó la eficacia de los filtros verdes con material filtrante reactivo fabricado con escoria de altos hornos en funcionamiento a largo plazo.
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Un sendero circular ha sido completado para presentar las medidas de fortalecimiento en el sector de la agricultura en la región de Souss-Massa-Draâ en diciembre de 2015. Debido al cambio climático, las lluvias en los oasis son menos frecuentes y más violentas.
La agricultura tradicional se ha reducido drásticamente debido a la disponibilidad de agua, que sufre un déficit irregular y a la erosión de la superficie expuesta a las fuertes lluvias. Para la mejora de esta situación se ha desarrollado un concepto que consiste en una combinación de medidas descentralizadas a pequeña escala. Para mejorar el peligro de la erosión por ejemplo, se han construido terraplenes o pequeñas presas a lo largo del oasis Tidrheste.
A través de las medidas de retención del agua, se incrementa el rango de infiltración y el agua se dirige hacia pequeños canales. Como resultado de esta recolección de agua en Negarim el cultivo de olivos es posible sin el uso del agua subterránea gracias a cisternas descentralizadas y la recogida del agua de lluvia.
El éxito de la cooperación internacional de AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner, Schulze-Matthes Ingenieure, la Asociación Ennacer de Développement (AED) de Tidrheste y el GIZ debería continuar. Para más información sobre el proyecto, riego, protección contra la erosión y la recolección de agua de lluvia en zonas áridas puede ser obtenida de Heribert Rustige.