12. PRODUCCIÓN Y CONSUMO RESPONSABLES

Los beneficios del tratamiento anaeróbico en aguas residuales

Los beneficios del tratamiento anaeróbico en aguas residuales
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Los beneficios del tratamiento anaeróbico en aguas residuales  Interempresas

Los beneficios del tratamiento anaeróbico en aguas residualesTratamiento de aguas residuales: aeróbico vs anaeróbico

Tratamiento de aguas residuales: aeróbico vs anaeróbico

El tratamiento convencional de aguas residuales consta de tres fases: primaria, secundaria y terciaria. El tratamiento primario implica la eliminación mecánica de sólidos por sedimentación o flotación y es seguido por un tratamiento secundario que elimina la materia orgánica mediante descomposición microbiana. También puede ser necesario un tratamiento final adicional, o terciario, dependiendo del destino final de las aguas residuales, como su reingreso a la red de suministro de agua.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

  • ODS 6: Agua limpia y saneamiento.
  • ODS 7: Energía asequible y no contaminante.
  • ODS 12: Producción y consumo responsables.
  • ODS 13: Acción por el clima.
  • ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres.

La elección del tratamiento secundario depende de una serie de factores que incluyen la demanda química y biológica de oxígeno (COD & BOD) de las aguas residuales, los costes operativos y de mantenimiento, la producción de lodos, la calidad deseada del efluente y la concentración microbiana. Generalmente se puede elegir entre tratamiento aeróbico o anaeróbico, aunque también se puede utilizar una combinación de ambos métodos.

En los últimos años hemos visto un aumento constante en el uso de técnicas de tratamiento de digestión anaeróbica para el tratamiento de aguas residuales (y otras corrientes de efluentes), pero antes de analizar qué está impulsando esto, es importante comprender las diferencias entre tratamientos aeróbicos y anaeróbicos, así como los pros y contras de cada uno.

Tratamiento aeróbico frente al anaeróbico

Los sistemas anaeróbicos y aeróbicos son formas de tratamiento biológico que utilizan microorganismos para descomponer y eliminar materiales orgánicos de las aguas residuales. La diferencia fundamental entre ambos tratamientos es la presencia de oxígeno. El aeróbico generalmente se aplica para tratar eficientemente aguas residuales de baja concentración (con valores de BOD/COD relativamente bajos) cuando el tratamiento requiere la presencia de oxígeno. Por el contrario, el tratamiento anaeróbico se suele aplicar para tratar aguas residuales con mayor carga orgánica.

En el tratamiento aeróbico, se utiliza oxígeno (aire) para hacer circular el material, proporcionando las condiciones adecuadas para que las bacterias aeróbicas se reproduzcan. Estas bacterias asimilan y luego descomponen la materia orgánica y otros contaminantes como el nitrógeno y el fósforo en dióxido de carbono, agua y biomasa (lodos). Como su nombre sugiere, la digestión anaeróbica utiliza bacterias que no necesitan oxígeno. Descomponen la materia orgánica de las aguas residuales en metano, dióxido de carbono y biomasa (digestato).

Algunos de los factores a favor del tratamiento aeróbico incluyen el hecho de que genera menos olores (ya que no se producen sulfuro de hidrógeno ni metano) y la eliminación de nutrientes de las aguas residuales al lodo puede ser más eficiente, lo que el agua tratada normalmente puede ser vertida directamente al medio ambiente. Sin embargo, la oxigenación de las aguas residuales puede requerir grandes cantidades de energía (o una gran superficie para la laguna de tratamiento) y los biosólidos no tratados pueden sedimentarse en el proceso, lo que demanda más tratamiento o eliminación. La inversión de capital (y espacio) necesaria para el tratamiento aeróbico suele ser mayor que la necesaria para las instalaciones anaeróbicas.

Si bien ambos enfoques presentan ventajas e inconvenientes, la digestión anaeróbica (AD) tiene una serie de ventajas que incluyen:

  • AD es mejor para tratar lodos con mayor contenido de sólidos.
  • AD produce gas biometano que puede capturarse y utilizarse como fuente de energía renovable (incluido el suministro de energía para hacer funcionar la propia planta de AD).
  • AD produce menos lodo (digestato) para un volumen determinado de aguas residuales.
  • El digestato estable producido por AD se convierte fácilmente en un valioso biofertilizante.
  • Las plantas de AD generalmente ocupan menos espacio que el tratamiento aeróbico.

Si bien la elección final del tratamiento de aguas residuales aeróbico o anaeróbico dependerá de la situación de cada planta de tratamiento, las ventajas descritas anteriormente, junto con una mayor utilización y adopción de tecnologías de AD, incluidos digestores cerrados y sistemas de manto de lodos anaeróbicos de flujo ascendente (UASB), hacen que el uso de la digestión anaeróbica esté aumentando rápidamente en el sector de las aguas residuales, ya sea como tratamiento secundario principal o para procesar aún más los biosólidos producidos por procesos aeróbicos.

Mejora de la eficiencia de la digestión anaeróbica

Como muestran los puntos anteriores, uno de los principales beneficios del tratamiento anaeróbico es su mayor eficiencia energética y el menor volumen de sólidos residuales producidos como digestato. Sin embargo, al diseñar o actualizar una planta AD, existen numerosas formas de maximizar la eficiencia operativa, mejorando tanto el rendimiento económico como el rendimiento medioambiental.

El calentamiento externo del digestor (por ejemplo, mediante intercambiadores de calor de la Serie HRS DTI) ofrece una serie de ventajas sobre los sistemas de calentamiento ubicados en el digestor. La calefacción externa se puede revisar, limpiar o reparar en cualquier momento sin necesidad de vaciar el digestor. Otros beneficios incluyen el hecho de que se pueden diseñar sistemas externos para que un conjunto de intercambiadores de calor caliente más de un digestor, y el rendimiento térmico mejorado reduce los requisitos de calor y mejora la eficiencia energética general de la planta AD. La vida útil suele ser considerablemente mayor en comparación con las unidades de calentamiento internas y su mantenimiento rutinario es más sencillo.

Enfriar y recuperar el calor de los gases de escape aumentan la eficiencia de las plantas de cogeneración (CHP) utilizadas para generar electricidad a partir de biogás. El uso de intercambiadores de calor de la Serie HRS G en los gases de escape recupera energía que se puede utilizar en otras partes de la planta, incluido el calentamiento de la materia prima y del digestor, la pasteurización y la concentración del digestato.

El HRS DCS (Sistema de Concentración de Digestato) reduce los costes de almacenamiento, transporte y aplicación del digestato. El HRS DPS (Sistema de Pasteurización de Digestato) está diseñado para pasteurizar de manera eficaz y eficiente digestato, materias primas, lodos y productos similares, lo que permite a los operadores maximizar la eficiencia de su proceso general al tiempo que cumple con los requisitos reglamentarios y aumenta los mercados potenciales para el digestato como biofertilizante. Las unidades de pasteurización tradicionales de un solo tanque simplemente eliminan este calor, por lo que son derrochadoras e ineficientes. Por el contrario, el DPS recupera este calor y lo utiliza de nuevo, lo que lo hace hasta un 70% más eficiente que los sistemas tradicionales de pasteurización del tipo “camisa térmica” de un solo tanque.

Tras la digestión y la producción de biogás, el digestato se separa mecánicamente en fases sólida y líquida. El HRS DCS utiliza un proceso de evaporación para concentrar el digestato, lo que disminuye el volumen, reduciendo los costes de almacenamiento, transporte y aplicación. Utilizando un proceso de evaporación de múltiples etapas, el volumen de digestato líquido se puede reducir hasta en un 80%. A diferencia de otras tecnologías, el HRS DCS aumenta el contenido de nutrientes de los cultivos mientras recupera energía para usarla en las fases de concentración posteriores, aumenta la eficiencia energética y reutiliza el condensado en otras partes de la planta AD, evitando vertidos adicionales al medio ambiente.

Para más información sobre los beneficios del tratamiento anaeróbico para lodos y corrientes de aguas residuales, así como optimizar la eficiencia del proceso AD, contacte con HRS Heat Exchangers.

Empresas o entidades relacionadas

Hrs Heat Exchangers, S.L.U.

1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con los temas destacados en el artículo:

  • Objetivo 6: Agua limpia y saneamiento
  • Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
  • Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
  • Objetivo 12: Producción y consumo responsables
  • Objetivo 13: Acción por el clima

2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:

  • Meta 6.3: Mejorar la calidad del agua reduciendo la contaminación, eliminando el vertimiento y minimizando la liberación de productos químicos y materiales peligrosos.
  • Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global.
  • Meta 9.4: Mejorar la infraestructura y reacondicionar las industrias para que sean sostenibles, con mayor eficiencia en el uso de los recursos y mayor adopción de tecnologías limpias y ambientalmente racionales.
  • Meta 12.4: Lograr la gestión ambientalmente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales acordados, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo para minimizar sus impactos negativos en la salud humana y el medio ambiente.
  • Meta 13.3: Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional sobre mitigación del cambio climático, adaptación, reducción de impacto y alerta temprana.

3. Indicadores de los ODS mencionados o implícitos en el artículo:

  • Indicador 6.3.2: Porcentaje de aguas residuales tratadas antes de ser vertidas, desglosado por sector económico.
  • Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final de energía.
  • Indicador 9.4.1: Valor agregado bruto y empleo generado por las industrias sostenibles.
  • Indicador 12.4.1: Número de informes nacionales sobre la gestión ambientalmente racional de productos químicos y desechos.
  • Indicador 13.3.1: Número de países que han integrado medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en sus estrategias, políticas y planes nacionales.

4. Tabla ‘ODS, metas e indicadores’:

ODS Metas Indicadores
Objetivo 6: Agua limpia y saneamiento Meta 6.3: Mejorar la calidad del agua reduciendo la contaminación, eliminando el vertimiento y minimizando la liberación de productos químicos y materiales peligrosos. Indicador 6.3.2: Porcentaje de aguas residuales tratadas antes de ser vertidas, desglosado por sector económico.
Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global. Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final de energía.
Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura Meta 9.4: Mejorar la infraestructura y reacondicionar las industrias para que sean sostenibles, con mayor eficiencia en el uso de los recursos y mayor adopción de tecnologías limpias y ambientalmente racionales. Indicador 9.4.1: Valor agregado bruto y empleo generado por las industrias sostenibles.
Objetivo 12: Producción y consumo responsables Meta 12.4: Lograr la gestión ambientalmente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales acordados, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo para minimizar sus impactos negativos en la salud humana y el medio ambiente. Indicador 12.4.1: Número de informes nacionales sobre la gestión ambientalmente racional de productos químicos y desechos.
Objetivo 13: Acción por el clima Meta 13.3: Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional sobre mitigación del cambio climático, adaptación, reducción de impacto y alerta temprana. Indicador 13.3.1: Número de países que han integrado medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en sus estrategias, políticas y planes nacionales.

Derechos de Autor: Explora este artículo cuidadosamente elaborado por SDG Investors Inc. Nuestra avanzada tecnología de IA se sumerge en un mar de información para resaltar nuestro camino conjunto hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Somos dueños de los derechos de este contenido, pero te animamos a compartirlo para extender el conocimiento y promover acciones sobre los ODS.

Fuente: interempresas.net

 

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