tecnologías emergentes & no...
TRANSCRIPT
Tecnologías de Aguas- parte II:
Eficiencias, ventajas y desventajas
Introducción al reuso de aguas
Casos de Estudio
www.innovacionambiental.cl
© Denise Dourojeanni
Recomendaciones
Tecnologías de Aguas -parte I: Procesos
de tratamiento y parámetros de diseño
Tipos de tecnologías para el tratamiento de aguas residuales Cecilia Vidal Línea de Gestión Hídrica de Fundación Chile
Santa Cruz, Bolivia 28 de Agosto de 2013
¿Por qué implementar tecnologías para tratar aguas residuales?
www.innovacionambiental.cl
Normas de Emisión y Calidad
más estrictas
Escasez Hídrica
Tecnologías de Aguas
Deterioro de la Calidad
de las Aguas
Tipos de Tratamiento de Aguas Servidas
www.innovacionambiental.cl
Tratamiento Pasivos Tratamiento Activos
•Para eliminar sólidos
•Ej. Desarenador, filtros, etc
Tratamiento Primario o físico
•Degradar materia orgánica
•Lodos activados, lagunas de aireación, biofiltros, etc
Tratamiento Secundario o
biológico •Remoción de contaminantes específicos
•Intercambio iónico, técnicas de membrana, tratamiento químico, desinfección, etc
Tratamiento terciario o avanzado
Tipos de Tecnologías de Tratamiento de aguas
www.innovacionambiental.cl
Procesos Intercambio Oxidación avanzada
Coalescencia Extracción por solvente
Técnicas de Membrana
Electrodiálisis
Procesos Biológicos
Adsorción
Coagulación y Floculación Aireación; FAD
Presión Aplicada
Membrana Semipermeable
Agua Tratada
Dirección del fluido
Presión Aplicada
Membrana Semipermeable
Agua Tratada
Dirección del fluido
Filtros de microfibra
Desinfección
Reuso de aguas tratadas (desafíos, tendencias y situación de América Latina) Cecilia Vidal Línea de Gestión Hídrica de Fundación Chile
Santa Cruz, Bolivia 28 de Agosto de 2013
Principales Desafíos para el Reuso de Aguas
www.innovacionambiental.cl
1. En el último siglo la población se triplicó y el
uso de agua se multiplicó por 6.
2. Se proyecta que con el cambio climático y
el uso excesivo de agua casi una de cada
dos personas vivirán en áreas bajo estrés
hídrico para el año 2030.
3. Los hogares, la industria y la agricultura
competirán cada vez más por el agua,
dejando muy poco para mantener los
ecosistemas.
Uso de agua por sector Fuente: OECD Environmental Outlook Baseline
Uso de agua X 6
Población X 3
Estadísticas
ESCASEZ DE AGUA
CONTAMINACIÓN
EXTREMOS HIDRO METEOROLÓGICOS
CONFLICTOS POR EL AGUA
DETERIORO AMBIENTAL DE
CUENCAS Y ACUÍFEROS
PRINCIPALES RETOS
DEMOGRAFÍA
PRODUCCIÓN DE ALIMENTOS
DEMANDA DE ENERGÍA
CAMBIO CLIMÁTICO
GESTIÓN INEFICIENTE DEL
AGUA
• Crecimiento Población • Urbanización • Crecimiento económico
• Incremento de la demanda • Cambios en la dieta
• Menor precipitación • Deshielo de glaciares • Eventos extremos • Elevación del nivel del mar • Mayor demanda de agua • Contaminación • Marco legal inadecuado • Deficiencias institucionales • Falta de participación pública • Gobernanza pobre
FUERZAS MODELADORAS DEL RIESGO
• Incremento de la demanda •Biocombustibles
Retos y fuerzas que se ejercen sobre la Gestión del Agua
10
Reuso de Aguas tratadas: una gran oportunidad
Riego: de parques públicos y
centros recreativos, campos deportivos, jardines de escuelas y campos de juego
Riego de cultivos Usos comerciales: como lavado de vehículos, ventanas, agua mezcla pesticidas, herbicidas y fertilizantes.
• Reuso Industrial como aguas de refrigeración • Recarga de acuíferos
Protección contra incendios
Reuso de aguas servidas en el Mundo
www.innovacionambiental.cl
Israel 75% España 12%
Singapore 15 % con proyección 30%
próximos años
Australia 9 % con
proyección 30% al año 2015
EEUU 5-6%
México 10% (sólo
trata un 20%)
Grecia 5%
Italia 8%
Israel País con mayor Reuso de Aguas
www.innovacionambiental.cl
350 millones de metros cúbicos de aguas fueron reusados en
Israel el año 2005
75 % del total de aguas servidas tratadas
La recarga anual promedio son 11.7 millones de metros cúbicos
El sistema aprovecha la gravedad entre las fuentes de aguas y
pozos de recarga el consumo de energía son bajos
Costos de bombeo de sólo 0,02-0,03 US/m3
Israel País con Reuso de Aguas-recarga de acuíferos
1. Dentro de los objetivos de la política de recarga artificial se pueden
mencionar:
• Incrementar la disponibilidad de agua dentro del balance hídrico
• Mejorar el manejo de acuíferos
• Maximizar la capacidad de almacenamiento de los acuíferos
• Maximizar el reuso de aguas residuales tratadas
• Manejar el riesgo de inundaciones
3. Los programas de recarga artificial han mejorado la calidad de las aguas
subterráneas y han sido exitosas en lograr aumentar los niveles de aguas
subterráneas en las zonas costeras evitando la intrusión marina.
4. También, han logrado mantener el equilibrio entre las extracciones y la
recarga. El uso de los acuíferos como zonas de almacenamiento de agua
han minimizado las perdidas de agua anteriores por evaporación o
desbordamiento en el Mar de Galilea.
Israel País con Reuso de Aguas – Recarga de acuíferos
En el tratamiento terciario se bombea el agua a través de
arena hacia los acuíferos
La presión y la arena purifican el agua
Posteriormente, el agua se bomea para su transporte a
Negev
Anualmente, la cantidad de agua entregada para uso agrícola alcanza los 216 millones de
metros cúbicos
Israel País con Reuso de Aguas- recarga de acuíferos
El agua se clora dos veces: entrada y salida acuífero
La composición química se mide cada 5 segundos
Para asegurar la calidad existen programas de mantención y monitoreo
para las zonas de captación y sistemas de recarga
Se bombea un mayor volumen de agua infiltrada para evitar mezcla con napas
naturales
Existe un reglamento estricto sobre el tipo de aplicaciones permitidas de las
aguas reusadas
Situación en América del Sur: disponibilidad
En Bolivia, la oferta de agua está estimada en más de 500,000 Mm3/año y la demanda consuntiva actual estimada es tan sólo de 2,000 Mm3/año. Esto por habitante corresponde a 50,000
m3/hab./año. El problema principal es la baja cobertura de servicios de agua potable. El 30% de la población
boliviana no cuenta con agua
potable
El riego para la agricultura consume el 94% de la demanda total. La industria y la minería son los otros usuarios importantes de agua con 31.5 Mm3/año, lo que equivale a 1% de la demanda total del país.
Principales Desafíos en Chile
1. Amplias zonas de escasez y limitada infraestructura de regulación.
2. Marco regulatorio con insuficientes instrumentos de gestión integrada (nivel
cuencas)
3. Carencia de cultura de uso eficiente y conservación del agua.
4. Nuevas exigencias de los consumidores y de los mercados internacionales.
5. Creciente competencia entre distintos sectores productivos.
6. Política Integral de Recursos Hídricos: jerarquización y coordinación de acciones.
7. Nuevos instrumentos para resolver las imperfecciones del mecanismo de
mercado de asignación del agua
8. Consideración de la amplia variabilidad climática del país en las políticas y
efectos del cambio climático (eventos extremos más frecuentes)
9. Más y mejor información sobre el funcionamiento de los sistemas hídricos
superficiales y subterráneos (cantidad, calidad).
¿QUIÉN GOBIERNA A QUIÉN EN LA GESTIÓN DEL AGUA?
Ges
tió
n
amb
ien
tal
inte
grad
a
Ges
tió
n d
e re
curs
os
nat
ura
les
Gestión multisectorial
del agua
Gestión
sectorial del agua
Manejo de cuencas
Calidad y Seguridad
De acuerdo al uso o tipo de aplicación de las
aguas se requiere diferente tipo de calidad de
las aguas.
Para ello, cada país cuenta con su propia
legislación de reuso de aguas.
En Chile la norma vigente es la Norma Chilena
Oficial 1333. Of78, modificada en 1987
“Requisitos de Calidad del Agua para
Diferentes Usos”
Calidad y Seguridad
La NCh 1333 incluye:
• Estándar para agua de riego
• Estándar para agua destinada a uso recreativo
• Estándar para agua destinada a vida acuática
(aguas dulces)
La norma chilena sólo incluye estándares de
calidad.
Normas de reuso de aguas de otros países incluyen
además:
• Criterios de métodos de riego y equipamientos
• Procedimientos operacionales de riego
• Procedimientos para asegurar la protección
ambiental
• Procedimientos para el monitoreo ambiental
Requisitos para el reuso de aguas tratadas
www.innovacionambiental.cl
Criterios de Calidad y seguridad
Compuesto Parámetro que se mide
Efecto y/o limitación del reuso
Sólidos suspendidos Sólidos suspendidos (SST, SSV)
Los contaminantes orgánicos, metales pesados se adsorben sobre las partículas. La materia suspendida protege a los microorganismos de los agentes desinfectantes. Cantidades excesivas de SS taponan los sistemas de irrigación
Materia Orgánica biodegradable
DBO5, DQO, COT Problemas estéticos negativos. La materia orgánica es alimento para los microorganismos, afecta negativamente los procesos de desinfección, hace al agua inadecuada para algunos usos industriales y otro tipo de usos. Consumo oxígeno y puede causar efectos crónicos y agudos si el agua reciclada se usa para fines potables.
Nutrientes Nitrógeno, fósforo y potasio
Estos elementos son nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas y su presencia revalora el agua para irrigación. Cuando el agua contiene estos nutrientes se favorece el crecimiento indeseable de vida acuática. Cuando se aplica en exceso al suelo, el nitrógeno puede generar concentraciones elevadas como nitratos en el agua subterránea.
Requisitos para el reuso de aguas tratadas
www.innovacionambiental.cl
Criterios de Calidad y seguridad
Compuesto Parámetro que se mide Efecto y/o limitación del reuso
Orgánicos tóxicos Compuestos específicos (pesticidas, hidrocarburos clorados)
Muchos de estos compuestos son recalcitrantes o difícilmente biodegradables y tóxicos al ambiente y su presencia en aguas tratadas puede limitar el uso de éstas en riego u otros usos.
Concentración de iones hidrógeno
pH El pH del agua afecta los procesos de desinfección, coagulación, solubilidad de los metales y la alcalinidad de los suelos. El pH usual de las aguas residuales está entre 6,5 y 8,5, en aguas industriales estos valores pueden cambiar drásticamente
Metales pesados Elementos específicos (Cd, Zn, Ni, Cu, Cr, Pb y Hg)
Algunos metales pesados se acumulan en el ambiente y son tóxicos a plantas y animales.
Inorgánicos disueltos
Sólidos disueltos totales, conductividad eléctrica, elementos específicos (Na, Ca, Mg, Cl, B)
La salinidad excesiva puede dañar a las cosechas. Iones específicos como el sodio, los cloruros y el boro son tóxicos para algunos cultivos. El sodio puede afectar la permeabilidad de los suelos.
Cloro residual Cloro libre o combinado Concentraciones excesivas de cloro libre disponible (>0,05 mg/L) pueden afectar las hojas y dañar ciertos cultivos. Además puede formar compuestos halogenados orgánicos como AOX y THM