Desenvolven tecnoloxías para reducir a demanda enerxética e os custos de operación das EDAR urbanas
O enxeñeiro químico Antón Taboada Santos acaba de desenvolver diferentes tecnoloxías que permitan diminuír a demanda enerxética, os custos de operación e a presenza de microcontaminantes orgánicos nos efluentes das Estacións de Augas Residuais Urbanas (EDARs). Estas estacións teñen sido utilizadas de maneira satisfactoria durante décadas para eliminar contaminantes presentes nas augas residuais tales como materia orgánica, sólidos suspendidos e nutrientes, evitando que importantes cantidades de estes alcancen as augas superficiais. Porén, estas EDAR están baseadas en procesos que implican unha moi alta demanda enerxética en forma de aireación. Ademais, a materia orgánica é oxidada e perdese en forma de dióxido de carbono.
“Nos últimos anos estanse a desenvolver tecnoloxías que permiten reducir notablemente a demanda enerxética das instalacións nas que a materia orgánica non se perde como dióxido de carbono, senón que se valoriza como biogás”, explica Antón Taboada. O resultado é que a enerxía que se obtén da combustión deste biogás pode ser suficiente para cubrir as necesidades da EDAR, alcanzando a autosuficiencia enerxética. De maneira paralela, o consumo de compostos orgánicos tales como produtos de coidado persoal, fármacos, hormonas ou compostos químicos industriais, entre outros, aumentou drasticamente nas ultimas décadas. “En consecuencia, estes compostos están presentes tanto nas augas residuais como nos solos agrícolas dada a utilización de lodos de EDAR como fertilizante na agricultura, e aínda que están presentes en concentracións moi baixas, son compostos recalcitrantes que tenden a bioacumularse, polo que os seus efectos sobre o medio ambiente e a saúde humana poden ser nocivos”, continúa o enxeñeiro.
Neste contexto, desenvolveuse esta investigación para, por un lado, desenvolver e comparar dende a perspectiva de consumo enerxético e custos operacionais, distintas tecnoloxías de depuración de augas baseadas en principios físicos, químicos e biolóxicos que aseguren un efluente da EDAR de calidade suficiente; e, por outro, estudar o comportamento dos lodos xerados nestas unidades e a aplicación dun pre tratamento como a hidrólise térmica para maximizar a auto produción de enerxía eléctrica na instalación e obter un lodo de alta calidade libre de patóxenos que poda ser valorizado con fins agrícolas. Por último, a través dun traballo de simulación realizado na DTU de Dinamarca, comparáronse globalmente distintos esquemas de planta para identificar aquela que permite unha maior eliminación de microcontaminantes orgánicos.
A investigación permitiu concluír que todas as alternativas de tratamento de augas residuais estudadas permiten un considerable aforro enerxético respecto ás EDAR actuais debido a dous motivos: primeiro, pola menor demanda enerxética que se necesita para levar a cabo o proceso de depuración e, segundo, polo gran aumento da autoprodución de electricidade obtida tras a dixestión anaerobio dos lodos, xa que ao minimizar a oxidación de materia orgánica acádase unha maior recuperación desta en forma de lodo, e ademais, presentan un maior potencial enerxético que os obtidos nas EDARs convencionais.
Porén, a tecnoloxía química require unhas altas doses de coagulantes que implican uns custos de operación moi superiores ás outras alternativas e incluso á EDAR convencional, ademais de que poden chegar a acidificar as augas. Nesta avaliación económica, atopouse que a hidrólise térmica ten un papel moi importante na redución dos custos operacionais xa que se obtén un lodo esterilizado de gran calidade e con menor presencia de microcontaminantes orgánicos. Por último, a comparativa levada a cabo entre as EDARs innovadoras e as convencionais a través de simulacións levada a cabo na DTU demostrou que nas EDARs innovadoras estudadas na tese se acada unha menor eliminación de microcontaminantes orgánicos das augas residuais que nas convencionais, aínda que o lodo obtido en ambos casos sería dunha calidade similar.
Tribunal e cualificación
Esta tese de doutoramento levouse a cabo no marco do proxecto europeo Pioneer_STP, financiado pola Axencia Estatal de Investigación e a Unión Europea, en colaboración con outras universidades europeas como a Universidade de Verona, DTU de Copenhague e KTH de Estocolmo, así como a empresa Aqualia. A investigación doutoral viuse reflectida en varias publicacións internacionais no ámbito da enxeñaría ambiental. Esta investigación desenvolveuse no Grupo de Biotecnoloxía Ambiental do Departamento de Enxeñaría Química, pertencente ao Instituto CRETUS, baixo a dirección do profesor emérito Juan Lema Rodicio e a profesora Marta Carballa Arcos. O tribunal encargado de avaliar esta tese de doutoramento estivo presidido polo profesor da Universidade de Valladolid Fernando Polanco, ó que acompañaron como membros do xurado a profesora Ana Soares, da Universidade de Cranfield, e Sonia Suárez, investigadora da Universidade de Santiago de Compostela. O tribunal acordou por unanimidade conceder a cualificación de sobresaínte cum laude a esta investigación de doutoramento.
