Reutilització Planificada d’Aigües Residuals Urbanes

1. Reutilització Planificada d’Aigües Residuals Urbanes Joan Garcíai Serrano Dept. d’Enginyeria Hidràulica, Marítma i Ambiental ETS d’Enginyers de Camins, Canals i Ports Universitat Politècnica de Catalunya

2. La Reutilització • La reutilització de les aigües depurades és una alternativa que permet alliberar parcial o totalment els recursos hídrics i per tant pot contribuir a assolir o si més no, a aproximar-se al tant desitjat desenvolupament sostenible. • La reutilització d’efluents urbans depurats consisteix en l’aprofitament d’aigües que ja han estat usades. • Tipus de reutilització • Indirecta • Directa

3. Reutilització Indirecta

4. Reutilització Directa (Planificada)

5. Reutilització per a usos potables i no potables • En la reutilització per a usos no potables l’aigua té una qualitat inferior a la de la potable. S’utilitza per exemple per a reg agrícola, per a l’indústria i per a la neteja. • La reutilització per a usos potables és la utilització directa de l’aigua com a potable deprés de tractaments terciaris molt avançats, o indirectament després d’haver-se barrejat i diluit amb aigües corrents. • La reutilització per a usos no potables és la més habitual i té una gran acceptació pública. La reutilització directa per a usos potables s’efectúa a molts pocs llocs en el món. La reutilització tant per a usos potables com no potables encara té problemes d’acceptació pública a regions on no hi ha tanta tradició, com es el cas de Catalunya i l’Estat Espanyol.

6. Desenvolupament de la Reutilització • Ampliar els abastaments: • La població i les dotacions segueixen augmentant i les fonts d’aigua tradicionals són insuficients. • Les distàncies entre noves fonts i els grans nuclis urbans cada vegada són més grans. • Limitacions de tipus ambiental per a construir embassaments. • Sequeres recurrents que provoquen una reducció de la quantitat d’aigua disponible. • Exigències sanitàries i ambientals sobre el medi receptor i els nivells de tractament cada vegada són més estrictes i per tant tendeixen a limitar els abocaments d’aigües depurades

7. La Reutilització i la Regeneració • La regeneració és el procés de tractament necessari per a que un aigua residual depurada pugui ser reutilitzada. Té com a objectiu retornar a l’aigua el nivell de qualitat que tenia abans de ser usada total o parcialment. • Requisits d’un projecte de regeneració: • Definir els nivells de qualitat adequats per a cada ús • Establir els processos de tractament per a regenerar l’aigua de manera per assolir els nivells de qualitat establerts. • L’elaboració i aprovació d’aquests dos punts constitueixen una de les parts més conflictives en qualsevol programa de reutilització.

8. Beneficis de la Reutilització • Benefici general: una gestió més adequada i completa dels recursos hidràulics. • Beneficis específics: • Es millor respecte l’abocament directe de l’aigua al medi ambient quan les exigències de qualitat de la reutilització són menys restrictives. • Permet reduir els aports de contaminants al medi ambient receptor • Promou que les instal.lacions de potabilització siguin més senzilles quant a processos, de manera que el preu de producció de l’aigua potable pot arribar a reduir-se. • La reutilització agrícola i de jardineria permet que s’aprofitin els nutrients continguts a l’aigua regenerada. • El cabal disponible d’aigua regenerada és molt fiable i regular, fins i tot més que moltes aigües corrents de la la conca mediterrània

9. Usos de l’Aigua Regenerada • Reutilització urbana (jardinería, incendis, rentat de carrers i de cotxes), Reutilizació industrial (refrigeració), Reutilització agrícola i forestal, Reutilització ornamental i recreativa, Reutilització per a la millora i preservació del medi ambient i Reutilizació per a la recàrrega d’aqüífers.

10. Característiques Físiques i Químiques de l’Aigua Regenerada • La qualitat física i química que ha de tenir l’aigua regenerada depen de l’ús que s’en faci. • La qualitat de l’aigua regenerada depen: de la qualitat de l’aigua d’abastament, de la contaminació afegida i del tractament rebut per l’aigua residual.

11. Determinacions Analítiques per Avaluar la Qualitat • Gran importància de la salinitat i la Taxa d’adsorció de sodi

12. Salinitat • Es mesura mitjançant la conductivitat elèctrica. Les aigües de reg que tenen una conductivitat elèctrica superior a 3-4 dS/m poden ocasionar problemes als cultius. • Valors elevats limiten la reutilització de l’aigua per a reg agrícola i de jardineria sense necessitar tractaments costosos de desmineralització • Cal evitar l’entrada a les xarxes de sanejament d’aquestes infiltracions i abocaments mitjançant reparacions dels col.lectors i programes rigorosos de control d’abocaments.

13. Taxa d’adsorció de sodi (TAS) • Relaciona les concentracions de sodi, calci i magnesi, expressades en termes de meq/L: • TAS= 2Na+/ (Ca+2 + Mg+2)1/2 • És de vital importància per avaluar l’acumulació de sodi en el sòl. La interpretació es realitza en relació a la conductivitat

14. Avaluació de la Qualitat de l’Aigua • Les restriccions són més aviat arbitraries, els canvis són graduals. • Atenció al Clor residual. Es recomana concentracions inferiors a 1 mg Cl2/L. Si la concentració és superior a 5 mg Cl2/L el reg s’ha d’aturar

15. Nutrients i el seu aport • Les aigües residuals regenerades per a ús agrícola i de jardineria és que contenen concentracions elevades de macronutrients: nitrogen , fòsfor i potassi. • La reutilització en aquest sentit és interessant atès que pot permetre un estalvi en fertilitzants, i a més permet el reciclatge d’elements que podrien ser problemàtics per al medi receptor.

16. Aspectes Sanitaris de l’Aigua Regenerada • La reutilització presenta riscos sanitaris per a la salud pública. • Els microorganismes patògens entèrics són els contaminants més importants en els programes de reutilització. • Els contaminants químics no solen tenir tanta importància ja que es tracta d’aigües d’origen urbà. En els últims temps hi ha una gran susceptibilitat per als compostos orgànics sintètics. S’ha d’assegurar que a la planta de regeneració no arriben contaminants imprevistos que puguin perjudicar el programa de reutilització. • És necessari disposar d’ordenances d’abocament i de programes d’educació ciutadana per a evitar la incorporació a la xarxa de sanejamant de compostos indesitjables.

17. Aspectes Sanitaris de l’Aigua Regenerada • Els microorganismes entèrics patògens que més han preocupat tradicionalment són els bacteris. Els bacteris es solen quantificar indirectament a través dels microorganismes indicadors de contaminació fecal: Coliforms Totals (CT), Coliforms Fecals (CF), Estreptococs Fecals (EF) i últimament també Escherichia coli. • En els darrers temps ha sorgit un interés especial pels virus patògens entèrics i el protozous paràsits, ja que s’ha demostrat en repetides ocasions que l’aigua regenerada lliure de bacteris indicadors de la contaminació fecal no té perquè estar-ho de virus i protozous. • Uns altres microorganismes d’interés en els programes de reutilització són els helmints paràsits. El problema dels helmints no sol ser massa important en els països del Nord

18. Eliminació de Microorganismes a EDAR • L’eliminació no és suficient. Es requereix de tractaments addicionals (terciaris o de regeneració).

19. Elimin. de Microorg. EDAR amb Terciari • Es pot assolir una eliminació completa de tots els microorganismes. • Terciaris convencionals: coagulació, floculació, sedimentació, filtració, desinfecció.

20. Desinfecció • Tradicionalment mitjançant cloració, és a dir, amb l’aplicació de clor o els seus derivats. L’eliminació de virus és variable. Els virus són més resistents que els bacteris als efectes del clor. • La desinfecció amb ozó no es sol utilitzar en els programes de reutilització d’aigües: s’ha de produir in situ i sol resultar econòmicament inviable. A més, és difícil desinfectar amb ozó i mantenir les normes de qualitat microbiològiques. • La desinfecció amb radiació UV és un procés de gran actualitat i molt utilitzat últimament. És degut a que la desinfecció amb clor de les aigües residuals tractades presenta el problema dels productes derivats de la desinfecció. Tanmateix, l’efectivat de la desinfecció amb radiació UV es molt depenent de la qualitat de l’aigua regenerada en termes de transmitància.

21. Desinfecció amb radiació UV • El nivell de desinfecció es relaciona amb la transmitància de l’aigua, que en definitiva determina les dosis de radiació UV. • Tractaments terciaris avançats. Membranes

22. Aspectes Normatius • El marc sanitari de la reutilització és un dels aspectes de major controversia. S’ha de distingir dues grans tendències mundials quant als aspectes sanitaris de la reutilització • (1) el països del Nord amb un nivell econòmic alt i que disposen de tecnologia analítica que permet realitzar seguiments acurats de la qualitat de les aigües. La seva preocupació actual es centra sobre virus i protozous paràsits. • (2) els països del Sud que no disposen de medis tècnics per a realitzar un bon seguiment sobre el control de la qualitat sanitària de les aigües. La seva preocupació actual es centra fonamentalment sobre el control de bacteris i helmints paràsits. • Entre aquestes dues grans tendències es troben zones com Catalunya, que són tecnològicament avançades però que no disposen de massa experienca en projectes de reutilització.

23. Aspectes Normatius • La posada en marxa de normes de reutilització a nivell internacional és molt important dins d’un constext mundial de globalització econòmica. Tanmateix, les dificultats per aconseguir això són enormes: es tracta de definir normes aplicables a la vegada en els països del Nord i del Sud. • Al 1973 la OMS emetre les seves primeres recomanacions. No obstant, avui en dia no hi ha normes internacionals veritables. • Alguns països han decidit posar en marxa reglamentacions pròpies com és el cas d’Australia o Àfrica del Sud. • Els paràmetres sobre els quals fan referència habiltualment les normes són de tipus microbiològic (bacteris i helmints) i fisics i químics (terbolesa i MES). • Els dos textos de referència utilitzats són: (1) les directrius de qualitat propostes per la OMS (1989) per a reg agrícola (s’està fent una nova revisió) i (2) les normes de qualitat de Califòrnia recollides en un document anomenat Títol 22 de 1977.

24. Titol 22 de Califòrnia (1978) • L’objectiu bàsic és assegurar la salud pública sense impedir i desanimar la regeneració d’aigües. Fa referència a normes de qualitat de l’aigua, programes de pressa de mostres, analítiques, normes d’explotació i manteniment dels sistemes de regeneració i aspectes de fiabilitat de les instal.lacions.

25. Directius OMS (1989) • L’objectiu bàsic és aportar criteris pràctics i de fàcil compliment en relació a la reutilització a països del Sud.

26. Esborrany Dir. Gen. Qual. Aigües • Representa un esforç per a la redacció d’una futura normativa sobre la reutilització.

27. Tipus de Tract. Terciaris • (a) complet • (b) filtració per contacte • (c) filtració directa

28. Eliminació de Microorg a Tract. Terciaris • Es poden obtenir efluents lliures de microorganismes

29. Conclusions • La reutilització de l’aigua forma part del cicle integral de l’aigua i pot contribuir a una millor gestió dels recursos hídrics en zones com Catalunya. • Els criteris i normes són variats. Tanmateix, A Catalunya es disposa de coneixements suficients per ampliar les experiències sobre reutilització. • A l’espera d’una reglamentació definitiva, es recomana seguir directrius similars a la del Títol 22 per quedar del costat de la seguretat i no desprestigiar la reutilització en el cas de que hagués algun incident. • És necessari resoldre el marc financer de la reutilització. En aquest sentit sembla lògic potenciar la reutilització industrial.