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Referencia
Avaluació de sistemes de depuració d’aigües residuals alternatius per a tractar cases aïllades. Urban River Lab. Technical Reports, vol.6. Maig-setembre 2023
Ficha elaborada por
Sacos de café y restos de poda: una alternativa sostenible para depurar aguas residuales
2023
Objetivos
Las aguas residuales de pequeños núcleos de población a menudo no están vinculadas a ningún sistema de saneamiento y se vierten sin tratar en riachuelos y arroyos. Estas aportaciones suponen un pequeño porcentaje del total, pero toman especial relevancia en episodios de sequía cuando prácticamente el 100% del agua que baja por los ríos urbanos es agua residual. Los sistemas de depuración natural más eficientes basados en las denominadas "Nature Based Solutions" (NBS) se basan en filtros de gravas, pero éstos tienen un alto coste económico y generan una huella de carbono muy importante.
En este estudio se quiere evaluar la capacidad de retención de nutrientes (nitrógeno y fosfato) utilizando materiales de km0 de origen vegetal, así como residuos de procesos industriales para mejorar la calidad de estas aguas, antes de ser vertidas al medio natural.
Métodos básicos
Zona de estudio: Vallès Oriental (Catalunya)
El experimento se realizó en el Urban River Lab, un laboratorio al aire libre con 12 canales de hormigón, alimentados de agua residual tratada del efluente de la depuradora de Montornès del Vallès, donde se tomaron los primeros 3 metros para realizar el estudio. Los canales se dividieron en cuatro tratamientos distintos (tres canales por tratamiento). Los tratamientos fueron: sacos de café de yute/coco, sacos de café de yute/coco plantados con 3 especies de helófitos, troncos de castaño y sacos de café de yute/coco con hojas de platanero.
Se fijó el caudal de agua a 2 L/min y se testaron en dos condiciones: a) con agua residual tratada procedente del efluente de la EDAR (condiciones basales) y b) con agua residual sin tratar para aumentar la concentración de nutrientes (condiciones enriquecidas). Para las condiciones enriquecidas, se añadió agua del decantador primario en bidones de 1000 l y se inyectó durante 48 horas en un flujo constante.
Para medir la retención de amonio y fosfato en cada tratamiento, se realizaron cuatro muestreos: mayo (Basal 1), julio (Basal 2 y Enriquecido) y septiembre (Basal 3) de 2023. Las muestras de agua se tomaron al principio y al final de cada canal (3m aguas abajo del inicio de los canales) para calcular la retención neta de nutrientes. Los resultados se obtuvieron comparando las concentraciones iniciales y finales de amonio y fosfato donde valores positivos indicaban retención y negativa liberación de nutrientes.
Resultados principales
Estos son los resultados:
- En el muestreo Basal 1, todos los tratamientos mostraron liberación de amonio. Los sacos y sacos con plantas liberaban más amonio que los sacos con hojas y troncos (-18,5% y -3,7%, respectivamente).
- En el muestreo Basal 2, la liberación de amonio disminuyó en los sacos (-25,1%) y se observó una retención neta en otros tratamientos, donde los troncos mostraron la mayor retención (37,7%), seguidos por los sacos con hojas (33,6%) y los sacos con plantas (12%).
- En el muestreo Basal 3, los tratamientos volvieron a liberar amonio, con la salvedad de los sacos que mantuvieron una retención neta.
- Durante la adición de agua residual no tratada (Enriquecido), se observó retención neta de amonio en todos los tratamientos, con los sacos y sacos con plantas mostrando los valores más altos (38,3% y 32,3%, respectivamente), mientras que los sacos con hojas (10,4%) y los troncos (5,9%) mostraron valores más bajos.
- En el caso del fosfato, los resultados fueron erráticos. En el Basal 1, hubo retención neta en sacos, sacos con plantas y en troncos, pero liberación en sacos con hojas (-10,4%). En el Basal 2, la retención aumentó en todos los casos salvo en los sacos con plantas, donde disminuyó (5,4%). En el Basal 3, hubo considerable liberación de fosfato en sacos con hojas (-45,4%), mientras que los troncos y sacos con planta también mostraron liberación pero en menor medida (19% y 6%, respectivamente).
- En el caso de los sacos, existe un porcentaje muy alto de retención de fosfato (80.8%). Durante la adición de agua residual no tratada (enriquecido), se observó una liberación de fosfato en todos los tratamientos, siendo los troncos los que mostraron la liberación más elevada (-15%). Esta respuesta podría deberse a la redisolución de P retenido favorecida por un incremento de actividad metabólica asociado a un incremento de materia orgánica durante la adición.
Conclusiones
El uso de materiales naturales como sacos de café y restos de poda de castaño en sistemas de depuración de aguas residuales ofrece una solución sostenible, especialmente para pequeños núcleos urbanos y casas aisladas.
Estos sistemas maximizan la retención de amonio en condiciones ambientales óptimas como verano, pero pueden perder eficiencia con el tiempo, ya que los procesos de mineralización de la materia orgánica de la malla del saco o de los troncos se vuelven más relevantes que el proceso de asimilación de nutrientes.
Combinando diferentes tratamientos, como sacos con macrófitos emergentes y sacos con hojas, se puede mejorar la retención de nutrientes y la calidad del agua.
Sin embargo, es necesario seguir investigando para optimizar la retención de fósforo y garantizar una gestión efectiva en pequeñas comunidades, mejorando la eficiencia y sostenibilidad del sistema de depuración.
