Tratamiento De Aguas

Energía, Agua y Sostenibilidad Ambiental

Tratamiento de Aguas

Sistemas Aerobios vs Anaerobios

El tratamiento de aguas para reúso, reincorporación a los cuerpos de agua superficiales o reinfiltración a los mantos freáticos no es una opción generalizada en México. Las plantas de tratamiento que existen utilizan tecnologías contaminantes, son altas en uso de energía y producen desechos tóxicos como resultado de su operación.

La mayoría de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) han optado por métodos convencionales de tratamiento, en particular por el de lodos activados que requiere de un uso intensivo de productos químicos y de energía en el proceso, genera emisiones de contaminantes al aire y tiene como residuo grandes cantidades de lodos tóxicos para los que no se tienen sitios seguros de disposición final.

Principales Procesos de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales 2012

PTAR Municipales 2012

Los Sistemas Anaeróbicos tienen la ventaja de no requerir aireación, por lo que la demanda de energía es mucho menor y no requiere de mano de obra calificada, ambos insumos son el mayor impacto en la operación de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Los Reactores Anaerobios Híbridos de Flujo Ascendente Aita consiguen 2 funciones en una sola estructura, un filtro anaeróbico y un reactor de flujo ascendente.Los Sistemas Aeróbicos requieren un gran gasto de energía para asegurar que las bacterias tengan los niveles adecuados de oxigenación a pesar de las altas cargas orgánicas. Lo anterior causa que los costos de operación de estas plantas sean muy elevados. Según el Inventario Nacional de Plantas Municipales de Potabilización y de Tratamiento de Aguas Residuales en Operación, 2012 de CONAGUA, más del 16% de las plantas construidas en México se han dejado de operar. Aunque existen opiniones de que este porcentaje puede ser de más de 60%.

Por lo anterior las Plantas de Tratamiento con Tecnología Aita tienen ventajas importantes sobre las plantas con procesos aeróbicos

  • Baja producción de lodos (10% con respecto a lodos activados)
  • Lodos estabilizados listos para usarse como mejoradores de suelo.
  • Bajo o nulo requerimiento energético
  • No se necesita adicionar nutrientes
  • Producción energética (Biogas que se puede convertir a energía eléctrica)
  • Altas cargas de trabajo que reducen el volumen de los tanques y requerimientos de espacio
  • Operación muy sencilla y económica.
  • Arranque muy rápido con previa inoculación.
  • Pulimento del efluente tratado por medio de humedales (ciénega) y/o Biofiltros para mejorar la calidad del efluente.
  • Sin Malos Olores
  • Pueden Operar por Gravedad (sin Gastar Energía Eléctrica)

Diferencias I_1

18 DIFERENCIAS II

Emisiones de Gases de Efecto Invernadero y Ahorros

Asociado al tratamiento de aguas residuales se emiten gases que participan en el efecto invernadero, responsable del calentamiento global. Entre estos gases se encuentran el Metano (CH4) y el Óxido Nitroso (N20), 21  y 300 veces más potentes, respectivamente, que el Dióxido de Carbono (CO2).

El CH4 es el principal componente del biogas, variando su producción en función de variables ambientales como temperatura ambiental y presión atmosférica. Las plantas de tratamiento Aita capturan el biogas, para ser aprovechado y generar electricidad o quemado cuando esto no es posible, evitando de esta manera su liberación al ambiente.

En las plantas Aita, se presentan procesos de desnitrificación, en los RAHFA’s, y nitrificación, en el complemento aeróbico. En ambos procesos se produce N2O, pero en ambos casos es muy bajo.

Además de los gases de efecto invernadero producidos en el proceso de tratamiento se deben de considerar la emisión de gases de invernadero asociadas con la generación de energía eléctrica que se utiliza en los equipos electromecánicas durante el proceso.

Por ello es fácil comparar la cantidad de emisiones de efecto invernadero que se evitan tratando las aguas con Tecnología Aita en lugar de con tecnología de lodos activados.

En los siguientes análisis se consideran aguas residuales municipales con 300 mgDBO5/l, tratadas a nivel del mar con una temperatura promedio del mes más frío de 17.2ºC. De igual manera que en México por cada KWH generado se liberan 0.533 Kg de equivalentes de CO2 (KgeCO2) a la atmósfera y la Tarifa 6 de CFE vigente para Junio de 2014 de $1.687/KWH. Solo se consideran los consumos de electricidad asociados al tratamiento, es decir no se toman en cuenta iluminación, equipos de desinfección y medición.

La Tabla I compara plantas de tratamiento de 5 lps, en este caso la cantidad de biogas producido en la planta Aita no es suficiente para generar electricidad.

Tabla I

Tabla II. Consumos de Energía, Planta de Tratamiento de 15 lps.

El consumo de energía de la Planta Aita es negativo, ya que la energía generada es mayor que el consumo de la planta de tratamiento. De esta manera, la Tecnología Aita evita la liberación de más de 219 Ton eCO 2, ahorrándose además más de $769,000.

Cabe señalar que en las plantas con Tecnología Aita, el consumo de energía está asociado a los equipos de bombeo que hacen llegar el agua a los RAHFA’s. Si el terreno donde se instala la planta de tratamiento tiene una pendiente de más de 2% la planta se puede operar por gravedad, con lo que las emisiones de gases con efecto invernadero que se evitan y los ahorros serán aún mayores.

Finalmente, la Tabla III compara una planta aeróbica con una planta con Tecnología Híbrida Aita. En este caso la energía generada con el biogás de los RAHFA’s se aprovecha en los tanques de aireación complementarios.

Tabla III

Tabla III. Consumos de Energía, Planta de Tratamiento de 100nlps.

En este caso se puede observar que el uso de la Tecnología Híbrida Aita evita la emisión de 1,142  Ton eCO 2, ahorrándose además más de $3, 993,000.