Un estudio realizado por la investigadora del grupo CALAGUA durante su etapa doctoral, Patricia Moñino, demuestra que el tratamiento conjunto de ARU (Agua Residual Urbana) y FORSU (Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos) mediante un proceso anaerobio, puede aumentar la producción de metano hasta un 200%, lo que permitiría a la EDAR generar su propia fuente de energía para autoabastecerse.
Esta investigación es uno de los principales resultados obtenidos en su tesis doctoral “Estudio de viabilidad de la incorporación de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU) al tratamiento de aguas residuales mediante la tecnología de bioreactor de membranas anaerobias (AnMBR)" que ha sido dirigida por los miembros del grupo CALAGUA (formado por personal del IIAMA-UPV y del Departamento de Ingeniería Química de la Universitat de València), Ramón Barat Baviera y Daniel Aguado García.
El proyecto tiene su origen en una de las principales líneas de investigación de CALAGUA, que concibe la EDAR como una planta de recuperación de recursos en lugar de una planta de eliminación de residuos. De hecho, este estudio ha aprovechado que anteriormente se había efectuado una investigación sobre el tratamiento de ARU mediante AnMBR, para evaluar la viabilidad de esta técnica cuando se añade al tratamiento la FORSU.
El proyecto concibe la EDAR como una planta de recuperación de recursos en lugar de una planta de eliminación de residuos
De este modo, al realizar el tratamiento de la materia orgánica presente en el agua residual mediante un proceso anaerobio, se obtiene metano, como producto. Este proceso se contrapone al método convencional en el que se utiliza oxígeno para degradar la materia orgánica, con el correspondiente elevado coste energético, tal y como explica la autora de la investigación.
“En la experimentación efectuada en la planta piloto, he comprobado que al añadir los residuos al tratamiento, se incrementa la concentración de materia orgánica, la cual se transforma en metano, aumentando la producción hasta un 200% más que con el modelo anterior, por lo que puedo calificar como muy positiva la investigación. En este sentido, creo que es necesario cambiar la filosofía en el tratamiento de aguas apostando por métodos más sostenibles, ya que con esta tecnología el consumo energético es menor frente a los métodos más convencionales, reduciendo también la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera y, por tanto, disminuyendo los costes económicos en la EDAR”, indica la Dra. Moñino.
Fases del proyecto
El proyecto de investigación se ha estructurado en cuatro fases de trabajo. En primer lugar, se ha efectuado una caracterización de la fracción orgánica de los residuos de forma que “proporcionara la suficiente información para conocer qué ocurriría cuando se introdujeran la FORSU en la planta piloto”.
La siguiente etapa comprende la experiencia en la propia planta piloto -que duró 536 días-, y donde se observó con distintos parámetros de operación “cómo interaccionaban la FORSU con el agua residual y los efectos que tenían”, explica la investigadora valenciana. Este período se articuló en torno a seis fases en que se trataron distintos tiempos de retención y cantidades de residuos.
La experiencia en la planta piloto duró 536 días y se observó con distintos parámetros de operación “cómo interaccionaban la FORSU con el agua residual y los efectos que tenían"
Posteriormente, una vez obtenidos los resultados se insertaron en el programa de simulación “DESASS” para comprobar si el modelo era capaz de reproducir los resultados que se habían obtenido en planta. En último lugar, se realizó el estudio de viabilidad económica, donde se evaluó la rentabilidad del sistema.
La importancia de la valorización de residuos
La valorización es una opción cada vez más necesaria dado que proporciona un valor económico a los residuos, al considerarlos “un recurso que debe aprovecharse a través de la recuperación de materiales y de energía”. Esta nueva corriente permite disminuir el volumen de residuos acumulados, susceptibles de contaminar el entorno y provocar enfermedades a la población, alcanzando un mayor grado de sostenibilidad.
Actualmente, los residuos de la FORSU se tratan y gestionan como compost, el cual no es suficientemente competitivo frente a otros procedentes de granjas. Por ello, la investigación recoge como alternativa transformar los residuos en metano, “disminuyendo los costes de transporte a las plantas de tratamiento, al vertedero y por consiguiente, el descenso en el uso de combustibles fósiles”, sostiene Patricia.
Para ello, el estudio contempla la implantación en las casas de nueva construcción, de unas trituradoras de residuos de comida que, conectadas con el sistema de alcantarillado, los enviaría directamente a la planta de tratamiento donde se convertirían en metano.
El estudio contempla la implantación de unas trituradoras de residuos de comida en las casas de nueva construcción, que los enviaría a la planta de tratamiento donde se convertirían en metano
Aumento de la capacidad hidrolítica
En el tratamiento anaerobio el proceso más limitante es la hidrólisis (descomposición de sustancias orgánicas complejas por la acción de diferentes enzimas generadas por bacterias anaerobias). Sin embargo la investigación observa que al añadir los residuos “las bacterias que realizan la hidrolisis aumentan, aumentando la capacidad hidrolítica del sistema, de forma que incrementa la biodegradabilidad del proceso”.
Para la investigadora Patricia Moñino esta mejora supone un avance importante en el estudio, ya que consigue que el tratamiento sea más viable porque “a mayor producción de biogás menor coste económico y por tanto, se recupera más rápidamente la inversión”.
Asimismo, indica que al realizar el proceso anaerobio con la hidrolisis “se solubilizan nutrientes de forma que el efluente de salida no dispone de materia orgánica pero si es rico en nitrógeno y fósforo, que podría ser utilizada para agua de riego”.
Por todo ello, afirma que su tesis doctoral ha demostrado “la viabilidad técnico-económica del tratamiento conjunto de aguas residuales y FORSU con la tecnología AnMBR”, por lo que considera este tratamiento “como una opción de futuro” dentro del concepto actual de transformar “las estaciones de tratamiento de aguas residuales en estaciones de recuperación de recursos”.
