Depuración de aguas residuales en digestores anaeróbios y humedales construidos

Abstract

[Resumen] Las aguas residuales de bodegas se caracterizan por una marcada estacionalidad, aumentando su caudal y carga contaminante hasta 10 veces durante la vendimia y trabajos posteriores. El periodo de alta carga varía entre 15 días y un par de meses, dependiendo de cada bodega. El resto del año, las cargas contaminantes son mucho menores, habiendo periodos sin agua residual. Es por esto que en ocasiones, los sistemas convencionales de tratamiento de aguas no son adecuados o tienen dificultades para conseguir alcanzar los parámetros legales de vertido. En este trabajo se trata de evaluar el rendimiento de un sistema combinado de digestión anaerobia y humedales construidos (DA‐HC) en una planta real de una bodega, al tiempo que se estudia la eliminación de metales pesados y la generación de emisiones de gases de efecto invernadero en otra depuradora DA‐HC tratando aguas residuales urbanas. Globalmente, los valores de caudal y cargas orgánicas superaron a los de diseño, excediendo el 122% en caudal y 175% en DBO5 en el primer año, y el 204% en caudal y 383% en DBO5 el segundo año. Debido a esta diferencia entre los parámetros de diseño y los reales, en algunos momentos se superaron los parámetros legales de vertido. A pesar de ello, el sistema global de humedales, constituido por un humedal de flujo vertical seguido de 3 humedales de flujo horizontal en paralelo, tuvo una eficiencia de eliminación promedio del 86,8% para sólidos en suspensión totales, 73,3% para demanda química de oxígeno (DQO) y 74,2% para la demanda biológica de oxígeno (DBO5). El sistema también eliminó el 52,4% del nitrógeno total Kjeldhal (NTK), el 55,4% del amonio y el 17,4% de los fosfatos. A partir de los resultados obtenidos, se proponen una serie de modificaciones y mejoras de la planta depuradora para poder alcanzar los límites de vertido. La principal función del digestor anaerobio es la retención de sólidos en suspensión, evitando que lleguen a los humedales, y prevenir de esta forma el proceso de colmatación de los mismos. Este digestor consiguió una eliminación del 60% de los sólidos en suspensión totales, y la acumulación de sólidos en los humedales fue reducida, manteniendo una elevada conductividad hidráulica.

[Resumo] As augas residuais de adegas caracterízanse por unha marcada estacionalidade, aumentando o seu caudal e carga contaminante ata 10 veces durante a vendima e traballos posteriores. O período de alta carga varía entre 15 días e un par de meses, dependendo de cada adega. O resto do ano, as cargas contaminantes son moito menores, con períodos sen auga residual. É por isto que en ocasións, os sistemas convencionais de tratamento de augas non son axeitados ou teñen dificultades para acadar os parámetros legais de verquido. Neste traballo trátase de avaliar o rendemento dun sistema combinado de dixestión anaerobia y humidais construídos (DA‐HC) nunha planta real dunha adega, ao tempo que estúdase a eliminación de metais pesados e a xeneración de emisións de gases de efecto invernadoiro noutra depuradora DA‐HC tratando augas residuais urbanas. Globalmente, os valores de caudal e cargas orgánicas superaron aos de deseño, excedendo o 122% en caudal e 175% en DBO5 no primeiro ano, e o 204% en caudal e 383% en DBO5 o segundo ano. Debido a esta diferenza entre os parámetros de deseño e os reais, nalgúns momentos superáronse os parámetros legais de verquido. A pesar disto, o sistema global de humidais, constituído por un humidal de fluxo vertical seguido de 3 humidais de fluxo horizontal en paralelo, tivo unha eficiencia de eliminación promedio do 86,8% para sólidos en suspensión totais, 73,3% para demanda química de osíxeno (DQO) e 74,2% para a demanda biolóxica de osíxeno (DBO5). O sistema tamén eliminou o 52,4% do nitróxeno total Kjeldhal (NTK), o 55,4% do amonio e o 17,4% dos fosfatos. A partir dos resultados obtidos, proponse unha serie de modificacións e melloras da planta depuradora para poder acadar os límites de verquido. A principal función do dixestor anaerobio é a retención de sólidos en suspensión, evitando que cheguen aos humidais, e previr desta forma o proceso de colmatación dos mesmos. Este dixestor conseguiu unha eliminación do 60% dos sólidos en suspensión totais, e a acumulación de sólidos nos humidais foi reducida, mantendo unha elevada conductividade hidráulica.

[Abstract] Winery wastewaters have a great seasonality, increasing flow and organic load up to 10 times during vintage period and later works. High load period ranges between 15 days and two months, depending on the winery. Low loaded wastewater or even no wastewater generation occurs during the rest of the year. Because of that, conventional wastewater treatment systems often are not suitable or have difficulties to achieve legal discharge limits. In this study, performance of a combined anaerobic digester and constructed wetlands system (AD‐CW) in a real winery wastewater treatment plant is assessed. In addition, removal of heavy metals and greenhouse gas emissions are evaluated in other sewage AD‐CW treatment plant. Globally, flow and organic load values were higher than design’s, exceeding 122% in flow, 175% in BOD5 during first year, and 204% in flow and 383% in BOD5 during second year. Legal discharge limits sometimes were not carried out due to the difference between real and theoretical design parameters. Despite of that, the hybrid system with a vertical flow and three horizontal flow constructed wetlands in parallel had an average removal of 86,8% of total suspended solids, 73,3% of chemical oxygen demand and 74,2% of biological oxygen demand (BOD5). Hybrid system also removed 52,4% of total Kjeldhal nitrogen (TKN), 55,4% of ammonium and 17,4% of phosphates. Some modifications and improvements for the treatment plant to carry out legal discharge limits are proposed therefrom. First goal of anaerobic reactor is the reduction of total suspended solids, avoiding their arrival to the constructed wetlands and preventing clogging. The anaerobic reactor achieved a 60% removal of total suspended solids, and accumulation of solids in treatment wetlands was low, with a high hydraulic conductivity.