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[1] [i] ESTUDIO DE LAS ALTERNATIVAS DE REUTILIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES DE ZARAGOZA RESUMEN En este trabajo se ha realizado el estudio para la implantación de un sistema de regeneración y reutilización de las aguas residuales depuradas de la ciudad de Zaragoza. El punto de partida se ha establecido teniendo en cuenta los antecedentes en materia de abastecimiento y saneamiento del municipio, con el fin de aproximarse dentro de lo posible a un escenario real. De esta forma, se ha llevado a cabo el diseño del sistema de manera análoga a como se haría en una situación práctica. El proyecto se divide en: - optimización de la línea de tratamiento propuesta para la regeneración de las aguas residuales depuradas de Zaragoza - dimensionamiento de la planta de regeneración - planteamiento del sistema de reutilización de las aguas regeneradas La línea de regeneración propuesta consiste en un tratamiento de coagulaciónfloculación, seguido de decantación, filtración en arena y desinfección por cloración. Se han seleccionado las condiciones óptimas para el tratamiento de coagulaciónfloculación-decantación (tipo y dosis de coagulante, pH de tratamiento y conveniencia del uso de polielectrolitos). A continuación, se ha llevado a cabo la filtración de los efluentes del proceso anterior, constatando la reducción de los principales parámetros indicadores de la eficacia del proceso (COT, SS y DQO). Por último, se ha sometido a las muestras filtradas a una cloración que asegure la desinfección del agua tratada. Tras la optimización del tratamiento se ha realizado el dimensionamiento, a escala real, de las instalaciones de regeneración de las aguas residuales depuradas. Finalmente, se ha plantado el sistema de distribución de las aguas regeneradas para su reutilización en riego de zonas verdes y para el baldeo y limpieza de calles y contenedores. [ii] Agradecimientos A mi padre, porque por fin lo he logrado. A mi madre, porque siempre creyó en mí. A mi tía Consue, por ser más madre que tía. A mis “tatos”, Consuelito y Javi, que han cuidado tanto de su hermana pequeña. A Mónica y el “peque”, Álvaro, que llegaron después, pero que son también parte indispensable. A José, Mertxe y su gran familia, en la que me han acogido con tanto cariño. A los “pequeñajos” Iraia, Oier, Maddi, Arnau, Amets, Isotz y Denis, por hacerme reír tanto. A Peña y Luis, por su apoyo y comprensión, y por prestarme siempre cuanta ayuda estaba en su mano. A Gau, mi peludita, que tanta compañía me proporciona. A Xabier, por su cariño, por haberme apoyado y acompañado, compartiendo tantas cosas durante todo este tiempo. A Iane [iii] Índice ÍNDICE DE LA MEMORIA 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 1 2. LA REUTILIZACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS 3 2.1. Introducción 3 2.2. Directrices y normativas sanitarias a nivel mundial 4 2.3. Depuración y reutilización de las aguas residuales en España 5 2.3.1. Marco legislativo: punto de partida normativo 5 2.3.2. RD 1620/2007 6 2.3.3. Principales actuaciones de reutilización en España 8 2.3.4. Situación actual y perspectivas futuras de reutilización en España 8 2.4. Tratamiento para la reutilización de agua 10 2.4.1. Línea de tratamiento de una EDAR 10 2.4.2. Procesos de regeneración del agua 12 3. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 17 3.1. Toma y caracterización de las muestras 17 3.2. Tratamiento de coagulación-floculación-decantación (ensayo de Jar Test) 18 3.2.1. Reactivos empleados 18 3.2.2. Parámetros indicadores de la eficiencia del proceso 19 3.2.3. Resultados de los ensayos 20 3.2.4. Interpretación de los resultados del tratamiento físico-químico 23 3.3. Filtración en arena del efluente del ensayo de coagulación-floculación 25 3.3.1. Parámetros indicadores de la eficiencia del proceso 26 3.3.2. Resultados de los ensayos 26 3.3.3. Interpretación de los resultados del tratamiento de filtración 27 3.4. Cloración del efluente filtrado 29 3.4.1. Parámetros evaluados 30 3.4.2. Procedimiento experimental 30 3.4.3. Resultados e interpretación del tratamiento de cloración 30 3.5. Resumen de los resultados del tratamiento de regeneración 31 4. APLICACIÓN A LA CIUDAD DE ZARAGOZA 32 [iv] 4.1. Situación actual de Zaragoza 32 4.1.1. Abastecimiento 32 4.1.2. Saneamiento 34 4.2. Aplicación del sistema de reutilización a Zaragoza 35 4.2.1. Planta de tratamiento de regeneración 36 4.2.2. Redes de distribución de agua regenerada 39 5. CONCLUSIONES 42 6. BIBLIOGRAFÍA 45 ÍNDICE DE ANEXOS ANEXO A. NORMATIVA 50 • A.1. Criterios de calidad microbiológica recomendados por la OMS para la reutilización de las aguas residuales 51 • A.2. Directrices propuestas por la USEPA para la reutilización del agua 52 • A.3. Normativa del Estado de California 53 • A.4. Real Decreto 1620/2007, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas 54 • A.5. Concentración de cloro residual indicada para distintos usos del agua 56 • A.6. Ordenanza Municipal para la Ecoeficiencia y la Calidad de la Gestión Integral del Agua 57 ANEXO B. PRINCIPALES ACCIONES DE REUTILIZACIÓN A NIVEL NACIONAL 61 ANEXO C. PRINCIPALES CONTAMINANTES DE LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS Y PROBLEMAS DERIVADOS DE SU PRESENCIA EN EL AGUA 63 ANEXO D. PARTE EXPERIMENTAL 65 • D.1. Ensayo de Jar Test. Descripción de la instalación 66 • D.2. Reactivos empleados en el tratamiento de coagulación-floculación 67 • D.3. Parámetros indicadores de la eficiencia del tratamiento de coagulaciónfloculación 70 • D.4. Resultados de los ensayos de Jar Test para la optimización de la dosis de coagulante 72 • D.5. Resultados de los ensayos de Jar Test para la optimización del pH 75 [v] • D.6. Resultados de los ensayos de Jar Test para estudiar la influencia del uso de polielectrolitos 78 • D.7. Filtración en arena del efluente de coagulación-floculación-decantación. Descripción de la instalación 81 • D.8. Parámetros indicadores de la eficiencia del proceso de filtración 83 • D.9. Resultados de los ensayos de filtración 87 • D.10. Métodos analíticos del ensayo de cloración 90 • D.11. Resultados del ensayo de cloración 93 ANEXO E. INFRAESTRUCTURAS DEL AGUA EN LA CIUDAD DE ZARAGOZA 97 • E.1. Planta potabilizadora de Casablanca y red distribución de aguas potables 98 • E.2. Estación depuradora de aguas residuales de La Almozara 101 • E.3. Estación depuradora de aguas residuales de La Cartuja 102 ANEXO F. PARQUES, JARDINES Y ZONAS VERDES DE LA CIUDAD DE ZARAGOZA 103 ANEXO G. CÁLCULO DE LAS INFRAESTRUCTURAS DE REGENERACIÓN Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS 106 • G.1. Cálculo de las infraestructuras de regeneración 107 • G.2. Red de aguas regeneradas. Infraestructuras de reutilización 112 ANEXO H. ELEMENTOS DE CONTROL Y SEÑALIZACIÓN DEL SISTEMA DE REUTILIZACIÓN 113 [1] Capítulo1. Introducción y objetivos El rápido aumento de la población mundial, con tendencia creciente a concentrarse en grandes centro urbanos, trae consigo un notable aumento en la demanda de agua para usos agrícolas, urbanos e industriales. Unido a ello, el desarrollo económico de las comunidades lleva consigo un incremento en la demanda individual de agua. Por otra parte, el cambio climático conduce a una mayor aridez y a una disminución de la disponibilidad hídrica en muchas regiones. A todo esto hay que sumar el impacto negativo que la escasez y la contaminación del agua generan sobre el medio ambiente. Para solucionar este problema es necesaria una gestión eficiente del agua que permita paliar la insuficiencia de recursos. Teniendo siempre en cuenta la importancia del ahorro de agua y el uso efectivo de los recursos, otra alternativa interesante es la reutilización de aguas residuales urbanas. El objetivo del presente trabajo es el estudio de las distintas posibilidades técnicas de reutilización de las aguas residuales de la ciudad de Zaragoza para su aprovechamiento en usos beneficiosos, examinando las distintas opciones aplicables a la ciudad y sus alrededores. Se plantea, por tanto, la reutilización directa o planificada mediante el aprovechamiento de los efluentes tratados (en mayor o menor grado, según la calidad requerida) en usos beneficiosos (riego, usos urbanos, usos industriales, recarga de acuíferos, etc.) Los estudios se han realizado partiendo de muestras de agua de la depuradora de La Almozara, una de las depuradoras municipales de Zaragoza, a partir de las cuales se han llevado a cabo los análisis oportunos para la evaluación de los posibles usos finales del agua recuperada. De forma más específica, los objetivos concretos que contempla este proyecto son los siguientes:  proponer un sistema adecuado para la reutilización de las aguas de salida de las depuradoras del municipio [2]  emplear las aguas regeneradas como fuente alternativa de abastecimiento en usos que no requieran calidad potable, liberando así una cantidad importante de recursos hídricos para ser aprovechados en usos potables, ya que el uso de aguas regeneradas para este propósito está expresamente prohibido en la legislación española, salvo situaciones de emergencia transitorias  reducción del consumo de agua y disminución de los vertidos de aguas residuales del municipio, al ser empleados parte de ellos en usos beneficiosos  protección y conservación de las aguas subterráneas empleadas actualmente para el riego de parques y jardines públicos [3] Capítulo2. La reutilización de las aguas residuales urbanas 2.1. INTRODUCCIÓN La demanda de agua ha ido en aumento debido al incremento de la población mundial y al desarrollo económico. Esto ha provocado que los efluentes de las plantas depuradoras supongan una fuente extra de recursos hídricos nada desdeñable, principalmente en áreas donde el agua es un bien escaso, o en aquéllos otros donde la contaminación de las fuentes de agua empieza a ser un grave problema. La reutilización permite mejorar la calidad de los recursos de aguas continentales, al permitir la utilización de un agua de calidad adecuada al uso, liberando aguas de calidad superior para otros usos más estrictos y preservando asimismo los recursos naturales. De hecho, el agua regenerada sólo puede ser considerada y contabilizada como un recurso alternativo cuando se resta de los caudales naturales que se vierten al medio. A la hora de definir un proyecto de reutilización de aguas, hay que partir de dos premisas básicas:  definir el nivel de calidad adecuado según el uso al que se destine el agua  establecer la línea de tratamiento a aplicar Para que la reutilización sea posible como fuente alternativa de abastecimiento y ofrezca seguridad desde el punto de vista sanitario y ambiental, es imprescindible que el agua residual se depure hasta que reúna las características de calidad apropiadas a su nuevo uso. A pesar de sus evidentes ventajas, la reutilización va ligada al coste y disponibilidad del agua. Existe la tecnología necesaria para acondicionar la calidad del agua según el uso que se requiera, pero también hay considerar aspectos económicos, sociales, medioambientales, sanitarios y legales. Sobre todo en el ámbito económico, el uso de aguas recuperadas debe suponer un ahorro monetario, bien sea derivado del ahorro de recursos o de una menor necesidad de tratamiento de los vertidos finales, al verse reducida la carga contaminante de éstos. No obstante, en el presente proyecto se deja en un segundo plano la cuestión económica, para resaltar los beneficios sociales y medioambientales que puede proporcionar la reutilización de aguas. [10] 2.4. TRATAMIENTO PARA LA REUTILIZACIÓN DE AGUA 2.4.1. Línea de tratamiento en una EDAR En todo sistema de reutilización se deben satisfacer los requisitos de los usuarios en cuanto a la calidad y cantidad de agua, pero es igualmente importante asegurar la protección del medio ambiente y de la salud pública, que no han de verse afectadas de manera negativa por el uso de estas aguas. El grado de tratamiento proporcionado al agua residual para su reutilización debe ser mayor cuanto más alta sea la probabilidad de exposición del público al agua recuperada. La presencia de tóxicos químicos y microorganismos patógenos en las aguas residuales crudas supone un riesgo sanitario donde exista contacto, inhalación o ingestión de estos constituyentes. Para el control de estos efectos, se trata el agua residual de forma que el producto no contenga estas sustancias o su concentración sea mucho menor. Además, siempre que sea posible, es conveniente prevenir el contacto directo o indirecto con estas aguas. Para la mayor parte de los usos, un tratamiento convencional es capaz de reducir la concentración de estos componentes a unos niveles aceptables, en muchos casos eliminándolos casi en su totalidad. Ciertos usos, como el uso indirecto para abastecimiento de agua potable, requieren un nivel de tratamiento avanzado, que afine lo conseguido con el tratamiento convencional. La depuración convencional de las aguas residuales urbanas comprende una serie de procesos en los cuales se eliminan los contaminantes incorporados al agua durante su uso. La figura 2 muestra la línea de tratamiento más usual que se sigue en una estación depuradora de aguas residuales urbanas (EDAR). [11] Desbaste Aforo Neutralización Homogeneización Desarenado y desengrasado Coagulación y floculación Sedimentación primaria Tratamiento biológico Sedimentación secundaria Tratamiento terciario Línea de aguas Línea de tratamiento de subproductos de origen biológico Espesamiento Digestión anaerobia Centrifugación Incineración Secado Gas Producción de energía Residuo sólido Cenizas R3, R4: fangos generados en la sedimentación primaria y secundaria, respectivamente R1 R2 R4 R3 Vertido R3 + R4 Figura 2. Esquema de la línea de tratamiento en una EDAR convencional La clasificación más común divide los procesos de tratamiento en cuatro grandes grupos:  pretratamiento o tratamiento previo  tratamiento primario  tratamiento secundario - procesos biológicos de alta carga: fangos activados, filtros percoladores, soportes biológicos rotativos (biodiscos o biocilindros), MBR o biorreactores de membrana - procesos biológicos de baja carga: lagunas aireadas, lagunas de estabilización  tratamiento terciario o avanzado En las aguas residuales urbanas pueden aparecer gran cantidad de sustancias que es preciso eliminar antes de su disposición final, bien sea pensando en un aprovechamiento posterior o, simplemente, para realizar el vertido a un curso natural de agua. Si se quiere reutilizar un agua residual ya tratada, generalmente hasta nivel primario o secundario, se [12] han de eliminar una serie de contaminantes, para lo cual se aplica un tratamiento terciario adecuado al uso posterior que se vaya a hacer de las aguas. Existen tecnologías muy diversas que permiten adaptar el sistema de depuración a las instalaciones ya existentes, la cantidad de terreno disponible, el caudal de las aguas residuales y el grado de tratamiento deseado. Así, el tratamiento avanzado del agua residual tiene como objetivo la eliminación de los sólidos suspendidos y de las sustancias disueltas que permanecen en el agua tras el tratamiento secundario. Los principales procesos aplicados en el tratamiento avanzado para reutilización de agua son:  filtración  nitrificación  desnitrificación  eliminación de fósforo  coagulación-sedimentación  adsorción sobre carbón activo  procesos de membrana (ósmosis inversa (OI), nanofiltración (NF), ultrafiltración (UF), microfiltración (MF), electrodiálisis (ED), biorreactores de membrana (MBR))  desinfección (hipoclorito, rayos UV, ozonización, membranas, tratamientos extensivos (lagunaje, infiltración percolación, …))  otros procesos de tratamiento avanzado para la eliminación de ciertos constituyentes (stripping de amoniaco, cloración al breakpoint, intercambio iónico selectivo para la eliminación de nitrógeno, etc.) En el anexo C se presenta un resumen de los principales contaminantes presentes en el agua residual, así como de los posibles tratamientos de eliminación. 2.4.2. Procesos de regeneración del agua La fase de regeneración del agua consiste fundamentalmente en la eliminación de la materia en suspensión del afluente secundario, generalmente seguida por una desinfección. Se va a escoger la línea de tratamiento más adecuada para conseguir un efluente de la calidad deseada. Los procesos incluidos en dicha línea pueden ser distintas combinaciones de varias de las operaciones unitarias indicadas anteriormente, desde métodos convencionales muy tecnificados hasta tecnologías de tratamiento natural [13] sobre el terreno. No obstante, la línea a seguir depende esencialmente del contenido en sales del agua a tratar:  si sólo es necesaria la desinfección, se implementa un tratamiento biológico (extensivo o intensivo en función del tamaño de la planta) seguido de la técnica de desinfección pertinente (cloro, UV, ozono, tratamientos extensivos, etc.)  si es necesaria una desalación de las aguas, será preciso aplicar un tratamiento de membranas, asociadas o no a tratamiento biológico (situado tras el tratamiento secundario o formando parte del mismo (biorreactor de membranas-MBR)) y seguidas, si se considera conveniente, por un tratamiento de desinfección En la tabla 3 se refleja la combinación de operaciones unitarias a implementar en función de la salinidad del agua de partida. Tabla 3. Líneas de tratamiento a aplicar DESINFECCIÓN DESALACIÓN Plantas de tamaño pequeño (menos de 2000 m 3 /día) Plantas de tamaño relevante (más de 2000 m 3 /día) - laminación de caudal - coagulación-floculación - decantación - filtración lenta - microfiltración (MF) o ultrafiltración (UF) - nanofiltración (NF), electrodiálisis reversible (EDR) u ósmosis inversa (OI) - desinfección con cloro - almacenamiento previo a distribución - laminación de caudal - infiltraciónpercolación - desinfección UV y/o cloro - almacenam. previo a distribución - laminación de caudal - coagulaciónfloculación - decantación -filtración lenta - desinfección UV y/o cloro - almacenam. previo a distribución Fuente: adaptado de Rougé (2005), Yartu (2008), Batanero (2008) y Hassani (2010) En la mayor parte de las acciones de reutilización de las aguas residuales se emplean, por tanto, cuatro líneas básicas:  línea físico-química tradicional: consiste en un tratamiento intensivo de coagulación, floculación y decantación y/o filtración, seguido por la desinfección del efluente. En el caso de aguas sin toxicidad y con salinidad bajas, el tratamiento puede reducirse simplemente a un filtrado seguido de desinfección. Para plantas de tratamiento terciario de pequeño tamaño (menos de 2000 m 3 /día) suele ser más conveniente sustituir [14] el tratamiento físico-químico por un tratamiento extensivo, generalmente de infiltraciónpercolación  línea físico-química + OI/EDR: es indispensable implementar un tratamiento previo que asegure permanentemente la calidad del agua que entra al módulo de membranas. La EDR elimina sales disueltas, pero no microorganismos (es necesaria una desinfección previa y posterior); no obstante, esta técnica admite un tratamiento físicoquímico convencional. Por el contrario, para la OI el pretratamiento aconsejado es una MF/UF previa  línea MF/UF + OI/EDR/NF: la MF o la UF actúan como pretratamiento de la OI o la EDR, reduciendo la concentración de compuestos de alto peso molecular, el COT y la turbidez. De esta forma se alarga la vida de las membranas y se contribuye a la economía de la planta, además de obtenerse un efluente de calidad superior  línea de reactores biológicos de membrana: constituyen una modificación de los procesos convencionales de tratamiento biológico, mediante la sustitución de los depósitos de sedimentación secundaria por unidades de membranas. En ellos se integra la degradación biológica aerobia con la filtración por membranas. Entre otras ventajas, el uso de membranas permite una mayor concentración de biomasa en el reactor y puede eliminar la necesidad de un proceso de desinfección posterior, dejándolo como simple precaución. Por otra parte, esa mayor concentración de biomasa permite un menor volumen en el reactor, menor producción de fangos, mejor calidad del agua de salida y elimina los problemas asociados a la decantabilidad del fango, ya que la clarificación se realiza por filtración, sin necesidad de que exista un decantador secundario En el momento de realizar un proyecto de reutilización, los aspectos principales son:  la calidad del agua de partida y su origen (urbana, industrial, mixta)  la calidad del agua tratada y especialmente sus condiciones sanitarias su composición química y régimen de producción  las garantías de suministro, almacenamiento y distribución  las modalidades de aplicación y utilización del agua regenerada La línea más extendida es el tratamiento recomendado por el Título 22 del Código Administrativo de California, que propone un tratamiento biológico convencional de las aguas residuales seguido por un tratamiento terciario, filtración y desinfección por cloración (State of california, 2000). Esta es la línea propuesta en el presente proyecto, [15] si bien en las nuevas actuaciones de reutilización es más frecuente usar la radiación UV como método de desinfección e, incluso, una combinación de cloración y rayos UV. Con este tratamiento se consiguen efluentes de gran calidad, como se desprende de los valores reflejados en la tabla 4. Tabla 4. Calidad del efluente tras el tratamiento indicado en Título 22 del código Administrativo de California SS (mg/) Turbidez (NTU) E. Coli (UFC/100ml) Nemátodos (nº huevos/10L) Costes de explotación (€/m 3 ) < 10 < 5 < 10 Ausencia 0,10-0,20 Fuente: Ortega e Iglesias (2008) En las zonas de Levante se utilizan mucho las líneas que incluyen filtración con membranas para la eliminación de sales. Las más extendidas son:  filtración por membranas (UF ó MF) + Ósmosis Inversa (OI)  físico-químico con decantación lamelar y filtración + Electrodiálisis Reversible (EDR) Los valores normales asociados a los tratamientos con membranas son los que aparecen en la tabla 5. Tabla 5. Valores normales de los efluentes desalados SS (mg/) Turbidez (NTU) E. Coli (UFC/100ml) Nemátodos (nº huevos/10L) Reducción de salinidad (%) UF + OI < 0,5 < 0,3 Ausencia Ausencia 80-90 FQ + EDR < 5 < 2 < 10 Ausencia 70-80 Fuente: Ortega e Iglesias (2008) Las tecnologías extensivas no son muy utilizadas en España. Las más difundidas son: lagunaje, infiltración-percolación y humedales artificiales. Se usan principalmente con fines medioambientales, para riego de cultivos leñosos y como tratamiento de afino de efluentes secundarios. Su inconveniente principal es la gran extensión necesaria para su implantación. Además, la normativa es cada vez más estricta en cuanto a los límites de patógenos, lo que inhabilita a estos tratamientos como procesos destinados a la regeneración de aguas (salvo en ciertos usos menos exigentes) si no es en combinación con otros métodos que permitan al efluente alcanzar la calidad adecuada. Como comparación con las tablas anteriores, se exponen en la tabla 6 los valores característicos del tratamiento de infiltración-percolación. [16] Tabla 6. Rendimientos de la infiltración-percolación SS (mg/) Turbidez (NTU) E. Coli (UFC/100ml) Nemátodos (nº huevos/10L) < 10 < 5 > 1000 Ausencia Fuente: Ortega e Iglesias (2008) [17] Capítulo 3. Metodología experimental. Resultados y discusión La secuencia de tratamiento escogida debe ensayarse previamente a escala de laboratorio, de forma que puedan determinarse las condiciones óptimas y los reactivos necesarios para que las aguas así tratadas cumplan con los requisitos exigidos. En este capítulo se lleva a cabo la descripción y el análisis de los ensayos realizados en el laboratorio:  ensayos de Jar Test (tratamiento de coagulación-floculación-decantación) - optimización del tipo y dosis de coagulante - optimización del pH - uso de polielectrolitos  filtración en arena del efluente del ensayo de coagulación-floculación- decantación  cálculo de la demanda de cloro de las aguas tratadas  cloración 3.1. TOMA Y CARACTERIZACIÓN DE LAS MUESTRAS El objetivo de la toma de muestras es la obtención de un volumen de efluente que pueda ser trasladado y manipulado en el laboratorio con facilidad, sin que por ello deje de representar con exactitud al efluente del que procede. Para la preparación de las muestras utilizadas, se toma agua del canal de salida de la depuradora de La Almozara, en Zaragoza. Este efluente secundario se caracteriza por su color ligeramente grisáceo-amarillento, y la presencia de partículas en suspensión de tamaño medio. En cuanto a sus características físicas y químicas, se recogen las más relevantes en la tabla 7. [18] Tabla 7. Características del agua de salida de la depuradora de La Almozara Parámetro Valor medio obtenido en el laboratorio pH 8,29 Dureza 244 ppm CaCO 3 Conductividad 1324 µS/cm Sólidos suspendidos (SS) 34 mg/l Sólidos suspendidos volátiles (SSV) 7 mg/l Demanda bioquímica de oxígeno (DBO 5 ) 30 mg/l** Demanda química de oxígeno (DQO) 102 mg/l Carbono orgánico total (COT ) 7,7 mg/l ** Valor proporcionado por la depuradora Fuente: elaboración propia según los resultados de los ensayos analíticos realizados siguiendo los métodos descritos en los anexos D.3 y D.8 Todos estos parámetros han sido evaluados en el laboratorio con el agua de salida de la depuradora que se ha recogido como muestra para realizar los ensayos de este estudio. 3.2. TRATAMIENTO DE COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN-DECANTACIÓN (ENSAYO DE JAR-TEST) En primer lugar, se lleva a cabo el estudio y optimización del tipo de coagulante, dosis, pH de tratamiento y conveniencia del uso de floculantes químicos. Este análisis se va a realizar mediante ensayos de Jar Test, tal y como se describe en el anexo D.1. Una vez obtenidas las condiciones óptimas para cada coagulante, se mide la cantidad de sólidos suspendidos y sólidos suspendidos volátiles, así como la humedad de los lodos. Por otra parte, también se miden las características del líquido clarificado, comparándolas con las de la muestra inicial para obtener el rendimiento de depuración. 3.2.1. Reactivos empleados En estos ensayos se utilizan diversos coagulantes y floculantes disponibles en el laboratorio, suministrados por distintas empresas de tratamiento de aguas. Para ajustar el pH en los casos requeridos se utiliza NaOH, cuando se precisa un aumento, y HCl en caso de que sea necesaria su reducción. En la tabla 8 se muestra una lista de los agentes químicos empleados y las correspondientes empresas suministradoras. Una descripción más extensa de las características de cada reactivo puede consultarse en el anexo D.2. [19] Tabla 8. Reactivos químicos empleados EMPRESA COAGULANTE ACIDEKA, S. A. Lantarón (Vitoria) dKfloc RI-105 (base hierro) dKfloc RI-125 (base hierro) dKfloc RI-605 (base aluminio) dKfloc RI-615(base aluminio) WAC (base aluminio) SAMO-64 (base aluminio) KEMIRA IBÉRICA, S. A. (Tarragona) Pax 18 (base aluminio) FeCl 3 (base hierro) Ferriclar (base hierro) SAL 8.2 (base aluminio) IDAGUA, S. A. (Barcelona) IDT-680 (base aluminio) FLOCULANTE Comercial RIBA, S. A. Cornellà de Llobregat (Barcelona) Magnafloc 1017 (aniónico) Magnafloc 155 (aniónico) Magnafloc 7027 (no-iónico) Zetag 50 (catiónico) Zetag 47 (catiónico) 3.2.2. Parámetros indicadores de la eficiencia del proceso Los parámetros analizados se exponen a continuación. Los métodos utilizados en este trabajo se describen en el anexo D.3. En la mayoría de los casos se han seguido métodos estándar (APHA, 2005):  velocidad de sedimentación (v s , cm/min)  volumen de lodos (cm 3 /l de muestra)  sólidos suspendidos totales (SST, mg/l)  sólidos suspendidos volátiles (contenido orgánico de los lodos) (SSV, mg/l): nulos tras los ensayos de coagulación-floculación-sedimentación  carbono orgánico total (COT, mg/l) y porcentaje de eliminación de carbono orgánico total con respecto al agua de salida de la EDAR Los factores considerados en la optimización del tratamiento son los siguientes:  transparencia del agua tras el ensayo: el agua tratada debe quedar transparente. Se rechazan los coagulantes que dejan el agua turbia  velocidad de sedimentación: la velocidad de decantación debe ser lo más elevada posible [26] La descripción de la instalación y el procedimiento de ensayo se describen en el anexo D.7. 3.3.1. Parámetros indicadores de la eficiencia del proceso Los métodos analíticos utilizados en este trabajo se describen en el anexo D.8. Los parámetros analizados se señalan a continuación:  dureza (ppm de CaCO 3 )  DQO (mg O 2 /l)  Sólidos suspendidos totales, SST (mg/l) Para el filtrado correspondiente a cada una de las disoluciones ensayadas se miden, el pH, la conductividad y la dureza. Por otra parte, también se miden la DQO y el COT del líquido clarificado, valores que se comparan con los correspondientes a la muestra inicial para obtener el rendimiento de depuración. 3.3.2. Resultados de los ensayos Tras filtrar los efluentes obtenidos en las condiciones óptimas correspondientes a los coagulantes seleccionados se miden en el líquido clarificado los parámetros recogidos en la tabla 17. Los cálculos detallados de los parámetros indicadores se recogen en el anexo D.9. [27] Tabla 17. Parámetros de caracterización de los efluentes filtrados Óptimo del tratamiento físico-químico, seguido por filtración en arena pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg C/l) % eliminación de COT con respecto al agua de salida de la depuradora Dureza Total (ppm CaCO 3 ) DQO (mg O 2 /l) SST (mg/l) Muestra de agua de salida de la EDAR 8,29 1324 7,7 244 102 34 FeCl 3 , 300 ppm, pH=6, Magnafloc 155 aniónico 7,05 1622 Transparente 4,0 48,05 160 77 11 Ferriclar, 600 ppm, pH=6, sin polielectrolito 7,23 1574 Transparente 3,1 59,74 164 85 13 WAC, 400 ppm, pH=6, sin polielectrolito 7,18 1618 Transparente 3,6 53,25 184 45 7 IDT-680, 400 ppm, pH=6, sin polielectrolito 7,11 1598 Transparente 3,8 50,65 200 31 5 En todos los casos, el efluente filtrado es una disolución transparente y carente de partículas en suspensión apreciables a simple vista. 3.3.3. Interpretación de los resultados del tratamiento de filtración Se analizan en este apartado los resultados obtenidos tras la filtración en arena de las muestras tratadas con cada uno de los coagulantes seleccionados en las condiciones óptimas establecidas en el ensayo de coagulación-floculación. Dicho análisis proporciona datos adicionales para la selección del coagulante óptimo, así como para conocer la calidad del agua tras el tratamiento, permitiendo precisar los usos potenciales del efluente. En todos los casos, el líquido clarificado es transparente (a simple vista no se aprecian partículas en suspensión), con un pH aproximado de 7 y una conductividad en torno a 1500 µS/cm. El valor de COT es bajo en todos los casos, ya que oscila entre 3 y 4, lo que supone unos porcentajes de eliminación elevados (de más del 50% en la mayoría de los casos) con respecto al agua de salida de la depuradora. [28] Figura 4. Gráficas comparativas de los resultados del tratamiento de filtración en arena De la tabla 17 y de las gráficas (figura 4) se desprende:  en todos los casos se da una eliminación adicional de COT tras la operación de filtración (en comparación con la obtenida aplicando únicamente un tratamiento físico químico de coagulación-floculación-decantación). El mayor porcentaje de eliminación corresponde al uso de ferriclar, mientras que el menor rendimiento se da en el caso de usar FeCl 3 . Para los coagulantes basados en el aluminio, el porcentaje de eliminación de COT es superior en el caso de usar IDT-680 antes de la filtración, pero pasa a ser más alto para el caso del WAC tras hacer pasar la muestra a través del filtro de arena  la conductividad de las disoluciones finales, si bien es elevada, se encuentra dentro del límite de tolerancia de la mayor parte de los cultivos, aunque quizá habría que considerar condiciones de drenaje que minimizasen la posibilidad de salinización de los suelos regados con esta agua. No obstante, podría pensarse en un tratamiento con membranas que permita disminuir el valor de este parámetro. Sin embargo, los ensayos se realizaron cuando el agua de abastecimiento se tomaba del Canal Imperial de Aragón y del Ebro. Hay que tener en cuenta que con el nuevo suministro de agua a Zaragoza, procedente de Yesa, se han [29] rebajado la salinidad y la dureza del agua, por lo que sería necesario realizar nuevos ensayos para poder evaluar los cambios  el tratamiento al que ha sido sometida el agua durante los ensayos rebaja en cierto grado la dureza, disminuyendo su capacidad para producir incrustaciones y obturación en las conducciones. También la dureza de las aguas de abastecimiento se ha visto reducida con la traída de aguas del Pirineo, por lo que cabe esperar una reducción de este parámetro al tratar las aguas de la EDAR con la línea aquí propuesta, ya que las aguas de partida son más blandas  en todos los casos se produce una reducción de la DQO con respecto al agua sin tratar. Dicha reducción es bastante discreta cuando se utilizan coagulantes férricos; por el contrario, con los coagulantes basados en el aluminio se observan porcentajes de reducción elevados, siendo el mayor de ellos el correspondiente al tratamiento con IDT-680  tras la filtración de las muestras se observa una importante reducción en la cantidad de sólidos suspendidos, que sitúa a las muestras tratadas dentro de los niveles permitidos para muchas de las aplicaciones de reutilización. Como puede apreciarse, tras la filtración, todas las muestras tienen un nivel de SST totales inferior a 20 mg/l. En el caso de los coagulantes con base de aluminio, el nivel es aún menor, situándose por debajo de los 10 mg/l 3.4. CLORACIÓN DEL EFLUENTE FILTRADO Para el ensayo de cloración se parte de los efluentes obtenidos tras la filtración en lecho de arena. Para cada uno de los coagulantes utilizados, en sus condiciones óptimas, se tiene una disolución tratada y filtrada, a la que se adiciona la cantidad exacta de reactivo de cloración que se considere conveniente para asegurar la desinfección del agua durante su distribución por la red. De esta forma se garantiza el mantenimiento de cierta concentración de cloro residual. La medida del cloro residual se lleva a cabo por el método del DPD (dietil-p-fenilen diamina) para la valoración del cloro residual libre presente en las muestras filtradas. Una explicación detallada se recoge en el anexo D.10. 3 .4.1. Parámetros evaluados En los ensayos de cloración se va a determinar:  la demanda de cloro de la muestra depuradora  el cloro residual de las muestras tras el tratamiento Los métodos analíticos empleados se describen en el anexo D.10. 3 .4.2. Procedimiento experimental La demanda de cloro del agua de Por otra parte, tras clorar la muestra (sometida a tratamiento físico distintos coagulantes y filtración) con una dosis de cloro correspondiente a su demanda (7 mg/l), se calcula la conc gráfica 4. Los cálculos detallados se recogen en el anexo D.11. 3.4.3. Resultados e i nterpretación del tratamiento de cloración Todos los efluentes deben tener una concentraci calidad microbiológica del agua. Las concentraciones de cloro residual recomendadas varían ligeramente según el uso que se vaya a dar al efluente. obtiene una concentración de cloro residual dentro del rango recomendado para aguas de riego (0,5- 1 mg/l) y para la prevención y control de la legionelosis (0,2 tanto, una dosis de cloro igual a la demanda de cloro de FeCl3 0,81 Cloro residual (mg Cl [30] .4.1. Parámetros evaluados En los ensayos de cloración se va a determinar: la demanda de cloro de la muestra bruta, es decir, del agua de salida de la el cloro residual de las muestras tras el tratamiento de cloración Los métodos analíticos empleados se describen en el anexo D.10. .4.2. Procedimiento experimental La demanda de cloro del agua de salida de la depuradora tiene un valor de 7 tras clorar la muestra (sometida a tratamiento físico - químico con los distintos coagulantes y filtración) con una dosis de cloro correspondiente a su demanda (7 mg/l), se calcula la conc entración de cloro residual. Los resultados se presentan en la gráfica 4. Los cálculos detallados se recogen en el anexo D.11. nterpretación del tratamiento de cloración Todos los efluentes deben tener una concentraci ón de cloro residual que asegure calidad microbiológica del agua. Gráfica 4. Cloro residual presente en los efluentes Las concentraciones de cloro residual recomendadas varían ligeramente según el uso que se vaya a dar al efluente. Como puede verse en la gráfica 4, en todos los casos se obtiene una concentración de cloro residual dentro del rango recomendado para aguas 1 mg/l) y para la prevención y control de la legionelosis (0,2 tanto, una dosis de cloro igual a la demanda de cloro de l agua de salida de la depuradora FeCl3 Ferriclar WAC IDT-680 0,81 0,77 1,038 0,823 Cloro residual (mg Cl 2/l) bruta, es decir, del agua de salida de la depuradora tiene un valor de 7 mg Cl 2 /l. químico con los distintos coagulantes y filtración) con una dosis de cloro correspondiente a su demanda Los resultados se presentan en la residual que asegure la Las concentraciones de cloro residual recomendadas varían ligeramente según el uso 4, en todos los casos se obtiene una concentración de cloro residual dentro del rango recomendado para aguas 1 mg/l) y para la prevención y control de la legionelosis (0,2 -1 mg/l). Por l agua de salida de la depuradora [31] (7 mg/l) permite una desinfección total y mantiene una dosis de cloro residual que evita el recrecimiento bacteriano. No obstante, sólo en caso de emplear WAC como coagulante, se alcanza una dosis de cloro residual de 1 mg/l, recomendada para el caso de aguas potables (ver anexo A.5). 3.5. RESUMEN DE LOS RESULTADOS DEL TRATAMIENTO DE REGENERACIÓN La aplicación de la línea de tratamiento propuesta (coagulación-floculación- decantación, filtración y cloración) al agua de salida de la EDAR con cada uno de los coagulantes seleccionados en condiciones óptimas proporciona unos resultados que se resumen en la tabla 18. Tabla 18. Resultado del tratamiento Coagulante COT (mg/l) % elimin. COT v sedimentación (cm/min) (F-Q)** V lodos (cm 3 /min) (F-Q)** DQO (mg O 2 /l) % elimin. DQO SST (mg/l) % elimin. SST FeCl 3 , 300 ppm, pH=6, Magnafloc 155 aniónico 4,0 48,05 4,23 118 (72,24 % de humedad) 77 24,51 11 67,64 Ferriclar, 600 ppm, pH=6, sin polielectr. 3,1 59,74 2,71 189 (74,89 % de humedad) 85 16,67 13 62,76 WAC, 400 ppm, pH=6, sin polielectr. 3,6 53,25 2,98 71 (79,81 % de humedad) 45 55,88 7 79,41 IDT-680, 400 ppm, pH=6, sin polielectr. 3,8 50,65 3,19 165 (80,22 % de humedad) 31 69,61 5 85,29 ** (F-Q): indica que estos datos se han tomado a partir del tratamiento de coagulación-floculación-decantación, es decir, del tratamiento físico-químico previo a la filtración [32] Capítulo 4. Aplicación a la ciudad de Zaragoza 4.1. SITUACIÓN ACTUAL EN ZARAGOZA El término municipal de Zaragoza tiene una superficie de 105.895 ha (Ayto. Zaragoza. Observatorio Municipal de Estadística, 2008) y un censo de población de 675.121 habitantes (BOE, 2010). El clima de la ciudad es de tipo continental, con altas temperaturas en verano y medias-bajas en invierno, escasa pluviometría, con un promedio anual de 315 mm que se concentran en primavera, y un régimen de vientos muy continuo que, canalizados por la Depresión del Ebro, proceden generalmente del noroeste. En la figura 5 se muestra un mapa de Zaragoza con los principales distritos de la ciudad. Figura5. Mapa de distritos de Zaragoza 4.1.1. ABASTECIMIENTO Zaragoza recibe agua del Pirineo desde junio de 2009 a través del sistema Yesa- Bardenas (1m 3 /s), mezclada al 50 % con agua del Canal Imperial de Aragón (desde donde se venía tomando hasta esa fecha). No obstante, a partir del 1 de julio de 2010 el abastecimiento a Zaragoza se realiza al 100% con agua procedente del embalse de Yesa, [33] que aporta un caudal de 2 m 3 /s. Un esquema general del abastecimiento puede verse en la figura 6. Figura 6. Abastecimiento de agua a Zaragoza La recepción de aguas del Pirineo junto con la mejora de las infraestructuras de abastecimiento y saneamiento, ha hecho posible que el agua potable que se suministra en la actualidad tenga unos parámetros de calidad muy superiores, al reducirse la dureza de las aguas abastecidas y el contenido en cloro del agua en la red. Por otra parte, se han llevado a cabo programas de ahorro y concienciación ciudadana que, en conjunto con la rehabilitación de redes y depósitos para reducir las fugas, han llevado a un importante descenso en el consumo de agua de la ciudad, que se situó en 59,9 Hm 3 en 2009 (Ayuntamiento de Zaragoza. Agencia Local 21, 2009). No hay que olvidar que para que un sistema de reutilización de aguas tenga sentido, debe circunscribirse en una gestión eficiente, donde también se potencien el ahorro y el uso eficiente de los recursos. El agua es potabilizada en la planta de Casablanca. Una vez tratada y apta para el consumo se almacena en los depósitos de la misma potabilizadora (180.000 m 3 ) y en una serie de depósitos intermedios: Valdespartera, Los Leones, Academia y Las Canteras, que facilitan la distribución. En los distritos rurales de Garrapinillos, Alfocea, Peñaflor y Montañana, así como en Villamayor, hay también depósitos de menor tamaño para atender a las necesidades de abastecimiento. Una relación de los depósitos existentes en la red de abastecimiento puede consultarse en el anexo E.1. En la actualidad, 18 estaciones de cloración intermedias aseguran la cantidad adecuada de cloro en la red sin necesidad de una hipercloración en cabecera. Éstas se sitúan en la carretera de Logroño, el puente del Gállego y en el de las Fuentes, así como en distintos depósitos de la re d de abastecimiento. Recientemente, se ha iniciado la construcción de otras dos nuevas estaciones de cloración, una en el Parque Oliver y otra en el puente de La Almozara. La ciudad cuenta con una red de 1.230 Km de tuberías de abastecimiento. En la figura 7 se presenta el esquema de la red municipal de distribución de agua potable. Asimismo, en el potabilización de agua que se lleva a cabo en la planta de Casablanca. Figura 7. Red de distribución de 4.1.2. SANEAMIENTO Las aguas residuales del municipio se tratan en las depuradoras de La Almozara Cartuja, reduciendo la contaminación de los vertidos antes de devolverlos al río Ebro. Se recogen prácticamente la totalidad de las aguas consumidas en la ciudad, incluyendo los colectores de los ríos Huerva y Gállego y el polígono de Malpica. La estación de tratamiento de aguas residuales (EDAR) de La Almozara, en funcionamiento desde 1989, tiene una capacidad de tratamiento de 100.000 habitantes equivalentes y recoge las aguas residuales del oeste de la ciudad (de los barrios Oliver, [34] cloro en la red sin necesidad de una hipercloración en cabecera. Éstas se sitúan en la carretera de Logroño, el puente del Gállego y en el de las Fuentes, así como en distintos d de abastecimiento. Recientemente, se ha iniciado la construcción de otras dos nuevas estaciones de cloración, una en el Parque Oliver y otra en el puente de La Almozara. La ciudad cuenta con una red de 1.230 Km de tuberías de abastecimiento. 7 se presenta el esquema de la red municipal de distribución de agua potable. Asimismo, en el anexo E .1 se expone de forma detallada el proceso de potabilización de agua que se lleva a cabo en la planta de Casablanca. Figura 7. Red de distribución de agua potable (Ayuntamiento de Zaragoza) Las aguas residuales del municipio se tratan en las depuradoras de La Almozara Cartuja, reduciendo la contaminación de los vertidos antes de devolverlos al río Ebro. Se recogen prácticamente la totalidad de las aguas consumidas en la ciudad, incluyendo los colectores de los ríos Huerva y Gállego y el polígono de Malpica. estación de tratamiento de aguas residuales (EDAR) de La Almozara, en funcionamiento desde 1989, tiene una capacidad de tratamiento de 100.000 habitantes equivalentes y recoge las aguas residuales del oeste de la ciudad (de los barrios Oliver, cloro en la red sin necesidad de una hipercloración en cabecera. Éstas se sitúan en la carretera de Logroño, el puente del Gállego y en el de las Fuentes, así como en distintos d de abastecimiento. Recientemente, se ha iniciado la construcción de otras dos nuevas estaciones de cloración, una en el Parque Oliver y otra en el puente de La Almozara. La ciudad cuenta con una red de 1.230 Km de tuberías de abastecimiento. 7 se presenta el esquema de la red municipal de distribución de agua .1 se expone de forma detallada el proceso de Las aguas residuales del municipio se tratan en las depuradoras de La Almozara y de La Cartuja, reduciendo la contaminación de los vertidos antes de devolverlos al río Ebro. Se recogen prácticamente la totalidad de las aguas consumidas en la ciudad, incluyendo estación de tratamiento de aguas residuales (EDAR) de La Almozara, en funcionamiento desde 1989, tiene una capacidad de tratamiento de 100.000 habitantes equivalentes y recoge las aguas residuales del oeste de la ciudad (de los barrios Oliver, [35] Valdefierro, Montecanal, Miralbueno, parte de las Delicias y el entorno de la carretera de Logroño). La capacidad teórica de tratamiento de la planta es de 34.560 m 3 /día (400 l/s), y en promedio el caudal tratado es de 32760 m 3 /día (Ayuntamiento de Zaragoza. Agenda Local 21, 2009). El destino final del agua depurada es el río Ebro. La planta está dotada de un sistema de producción de energía eléctrica a partir del biogás generado en la digestión anaerobia que supone un aprovechamiento de aproximadamente el 60% del consumo de electricidad de la planta. La EDAR de La Cartuja entró en funcionamiento en 1993 con una capacidad de tratamiento de 1.200.000 habitantes. La totalidad de los procesos a los que se someten las aguas y los fangos tiene lugar en el interior de instalaciones cerradas, lo que elimina molestias por malos olores o ruidos. Tiene una capacidad teórica de tratamiento de 259.200 m 3 /día (3 m 3 /s) y el caudal promedio tratado es de 156.250 m 3 /día (Ayuntamiento de Zaragoza. Agenda Local 21, 2009). Las aguas depuradas se vierten al Ebro. Dispone de un sistema de incineración de fangos con recuperación de energía y lavado de humos. En ambas EDAR se depuran las aguas hasta nivel secundario, contando además en la Cartuja con un proceso adicional de eliminación de fósforo. En el anexo E (E.2 y E.3) se da una explicación más extensa acerca del funcionamiento de ambas depuradoras. 4.2. APLICACIÓN DEL SISTEMA DE REUTILIZACIÓN A ZARAGOZA La reutilización de las aguas residuales de la ciudad de Zaragoza está prevista para su aplicación como aguas de riego en zonas verdes y para el baldeo y limpieza de calles y contenedores. El riego de parques y jardines públicos en Zaragoza se realiza mediante agua de pozo (96%) y de red (4%) (García, 2006). Utilizando aguas regeneradas para riego pueden sustituirse estos consumos, lo que contribuye a la protección del acuífero y a un ahorro de agua de la red de abastecimiento. Se enlaza así con programas de ahorro de agua y aprovechamiento de recursos no convencionales, como el Proyecto Optimizagua (CONAMA (2006), Romero (2006) y Tribuna del Agua (2008)). Por otra parte, la Ordenanza Municipal para la Ecoeficiencia y la Calidad de la Gestión Integral del Agua, aprobada definitivamente en enero de 2011 (Ordenanza Municipal, BOP, 2011), trae consigo una serie de cambios entre los que se incluye la obligación de impulsar el aprovechamiento de recursos hídricos alternativos para riego de zonas [42] Capítulo 5. Conclusiones En este capítulo se resumen las principales conclusiones obtenidas tras la realización de este proyecto, tanto en lo que respecta al tratamiento de regeneración aplicado como en lo referente a su aplicación concreta en la reutilización del agua residual en la ciudad de Zaragoza. Conclusiones relativas al análisis de las aguas de salida de la EDAR y al tratamiento de regeneración ensayado:  el agua de salida de la EDAR contiene una concentración elevada de sólidos en suspensión, DQO y COT, por lo que no es apta para muchos de los usos de reutilización establecidos en el RD 1620/2007 sin la aplicación de un tratamiento previo  la línea de regeneración propuesta en este proyecto consiste en la aplicación, tras la depuración de las aguas residuales hasta nivel secundario, de un tratamiento de coagulación-floculación, seguido de decantación, filtración en arena y desinfección mediante cloración  en relación a los sólidos en suspensión, los coagulantes basados en el aluminio (WAC e IDT-680) conducen a unos porcentajes de eliminación sensiblemente mayores que los coagulantes férricos  en líneas generales, los coagulantes con los que se obtienen mejores resultados de clarificación del agua son los basados en el aluminio (altos grados de eliminación de COT, DQO y SST, simultáneamente)  los coagulantes férricos pueden dar lugar a una cierta coloración del agua, empeorando sus características organolépticas; en consecuencia, y por todos los motivos enumerados anteriormente, no se recomienda su uso en regeneración de aguas residuales de salida de depuradora  si se comparan los resultados para el uso de WAC e IDT-680 se observa que: - el WAC consigue una mayor eliminación de COT y un menor volumen de fangos, así como unos niveles elevados de eliminación de sólidos suspendidos y DQO [43] - en el caso del IDT-680, se da una eliminación de COT ligeramente inferior, pero la eliminación de DQO es mayor que para el WAC. Además, la eliminación de sólidos suspendidos también es elevada A la vista de lo expuesto anteriormente y de las características del agua a la salida del tratamiento completo de regeneración, se considera que el coagulante que da mejores resultados globales es el WAC. Por tanto, se concluye que utilizando WAC como coagulante a pH 6 y con una dosis de 400 mg/l, la línea de tratamiento propuesta para la planta de regeneración (coagulaciónfloculación-decantación, filtración y cloración), da lugar a un producto apto para la mayor parte de las aplicaciones de reutilización según el RD 1620/2007. Conclusiones relativas a las aplicaciones de reutilización de las aguas regeneradas en la ciudad de Zaragoza:  tras la aplicación, a escala de laboratorio, de un tratamiento de regeneración del agua de salida de la EDAR de La Almozara, se ha comprobado que es viable su aplicación en usos municipales (limpieza viaria, de contenedores y riego urbano en sustitución de aguas potables que requieren mayor tratamiento  dado que el agua de salida de las depuradoras municipales de La Almozara y La Cartuja presenta unas características similares, se asume que el tratamiento es aplicable con idéntico resultado, a las aguas depuradas del municipio, con independencia de si las aguas que se pretenden regenerar se toman de una u otra depuradora  se estima que se reutilizaría un volumen anual de 6902880 m 3 /año en riego de zonas verdes y de 330400 m 3 /año para baldeo y limpieza, cubriendo la totalidad de la demanda de agua que se utiliza en la ciudad para usos municipales  el riego de parques y jardines públicos en Zaragoza se realiza mediante agua de pozo (96%) y de red (4%). Utilizando aguas regeneradas para riego urbano pueden sustituirse estos consumos, lo que contribuye a la protección del acuífero y a un ahorro de agua de la red de abastecimiento [44]  el sobredimensionamiento del 20% sobre el caudal anual aplicado en riego urbano adquiere sentido en previsión de atender nuevas demandas futuras para las aguas regeneradas, en una ciudad en plena expansión y desarrollo urbanístico  el uso de las aguas regeneradas a nivel local soslaya la necesidad de disponer de nuevas fuentes de abastecimiento o retirar un caudal mayor de las ya disponibles, especialmente en el caso de Zaragoza, cuya fuente de recursos hídricos se encuentra lejos del lugar de consumo (abastecimiento desde el embalse de Yesa). Por tanto, la reutilización del agua residual depurada del municipio ofrece perspectivas de ahorro monetario. Asimismo, al no ser necesario un aumento del suministro, se produce un ahorro en inversiones de abastecimiento y necesidades de energía (nuevas conducciones y bombeos y necesidad de ampliación de las instalaciones de potabilización) De acuerdo con los resultados obtenidos en el desarrollo del proyecto, queda demostrado que el agua residual de salida de las depuradoras de Zaragoza pueden ser empleadas, tras el tratamiento de regeneración propuesto, para su reutilización en riego de riego en zonas verdes y para el baldeo y limpieza de calles y contenedores Por último, subrayar que se ha dejado en segundo plano el aspecto económico, centrando el proyecto en el diseño y dimensionamiento de las estructuras de regeneración y reutilización. Por tanto, este trabajo puede tomarse como base tanto para un análisis profundo en materia de costes como para la implementación de modificaciones en el diseño que conduzcan a nuevas aplicaciones beneficiosas de las aguas residuales depuradas, como el riego agrícola o los usos industriales. [45] Capítulo 6. Bibliografía  APHA, AWWA and WEF (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21th edition. Washington D.C.  Ayuntamiento de Zaragoza (2009) Agenda Local 21. Indicadores de sostenibilidad locales. Concejalía del Medio Ambiente. Disponible en: http://www.zaragoza.es/ciudad/medioambiente/agenda21/observatorio/indicadoreslo cales.htm  Ayuntamiento de Zaragoza (2009) Atlas de la Ciudad. Parte F: Zaragoza verde. Disponible en: http://www.zaragoza.es/contenidos/Atlas_Zaragoza_2009/Atlas_A.pdf  Ayuntamiento de Zaragoza (2008). Observatorio Municipal de Estadística, 2008. 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Zaragoza [49]  Water Environment Federation (1998) Design of Municipal Watewater Treatment Plants. WEF-ASCE. 4 th Edition  Yartu, M. (2008) Agua nueva: retos y oportunidades. Innovación y medio ambiente. Oportunidades y Realidades. Organizada por Acciona (SD-ACC), 2 de diciembre de 2008 [50] ANEXO A NORMATIVA [51] A.1. Criterios de calidad microbiológica recomendados por la OMS para la reutilización de las aguas residuales En la tabla A.1 se presentan las directrices de calidad propuestas por la OMS para el riego agrícola con aguas recicladas. Tabla A.1. Recomendaciones revisadas de calidad microbiológica de aguas recicladas para riego agrícola a (OMS, 2000) Fuente: Bulletin of the World Health Organization (2000) [58] Reducir los consumos Se pone énfasis en potenciar medidas de ahorro. Estas normas serán de obligado cumplimiento en viviendas de nueva creación y en las que se sometan a una rehabilitación integral. Como aspectos más destacables cabe señalar: - aprovechamiento de los recursos hídricos alternativos para el riego, la descarga de cisternas, el baldeo de calles u otros usos similares, que están sujetos a unas condiciones de calidad adaptadas para el uso, pero menos exigentes que las que rigen para el agua de boca. Este tipo de depósitos deberán ser independientes de la red y nunca dedicarse al consumo humano - adopción de mecanismos ahorradores de acuerdo a las nuevas tecnologías disponibles, que permitan economizar agua (temporizadores de cierre y limitaciones de descarga en grifos de uso público, inodoros con doble descarga o con volumen máximo de 6 litros, limitaciones en los procesos de lavado de vehículos) - sistema de reutilización del agua de nuevas piscinas públicas o privadas con capacidad superior a 200 m 3 , evitando que se pierda en los colectores municipales y posibilitando su uso como recurso alternativo - evitar el uso de agua potable en el baldeo de calles, recurriendo al uso de aguas pluviales o a la reutilización de aguas residuales - ahorro del recurso en los parques, limitando la superficie de césped en favor de especies de menor consumo de agua, aumentando las zonas de árboles o plantas tapizantes e incorporando recubrimientos al suelo que impidan la evaporación, así como la implantación de sistemas de riego más eficientes y el control de la humedad del suelo y la frecuencia y horarios de riego - obligación de renovar anualmente un porcentaje suficiente de las infraestructuras y de avisar a los afectados de los cortes del servicio con 24 horas de antelación como mínimo y dando difusión al aviso [59] Derechos y deberes Se especifican en el texto los derechos y deberes tanto de la administración como de los beneficiarios del servicio. Tarifas Se deben cumplir criterios de suficiencia (que los ingresos recuperen los costes del servicio) y equidad (el coste debe ser proporcional al beneficio). Además, se asegura el acceso universal a un servicio de agua básico a precios asequibles y se aplica la máxima de que “quien contamina, paga”, tanto por exceso de consumo como por carga contaminante. Vertidos Se establecen los tipos y concentraciones admisibles de contaminantes, las actuaciones de emergencia y la concesión de autorizaciones de vertido tanto para aguas residuales domésticas como industriales. Todo ello, con el fin de garantizar el buen funcionamiento de las depuradoras y la mejora de la calidad de las aguas del río Ebro. Prevención de inundaciones y cambio climático Aporta recomendaciones para los edificios de nueva construcción con el fin de prevenir inundaciones en los puntos bajos. El Ayuntamiento de Zaragoza se compromete a desarrollar medidas de protección frente a las avenidas de los ríos, así como acciones en los aliviaderos de la red de alcantarillado para evitar la entrada del agua del río en la red. Derecho a la información La información sobre la gestión del agua debe estar disponible en la página web municipal, disponiendo también los abonados de información clara y sencilla acerca de la facturación. Además, deben promoverse campañas educativas y de sensibilización orientadas al uso racional del agua y se debe informar a los ciudadanos de los mecanismos de ahorro en las viviendas. Criterios técnicos Se especifican las condiciones técnicas que deben regir en los bombeos de agua, almacenamiento, cloración, tanques de tormentas, requisitos de las instalaciones, contadores, características de los mecanismos ahorradores y pormenorizan los datos para tramitar solicitudes de alta y baja del servicio, tipologías de usos, consumos medios en función del calibre y uso de las conducciones, limitaciones de vertido, etc. Igualmente debe destacarse que los sistemas recogidos en la Ordenanza suponen una importante evolución para lograr que la gestión se lleve a cabo en condiciones de máxima eficiencia energética. [60] Los aspectos técnicos más destacables son los siguientes: - obligación de prever en las nuevas urbanizaciones redes de distribución con calidades de agua diferenciadas en función del uso a que se destina el agua contenida en ellas - redes separativas de alcantarillado en las nuevas urbanizaciones, para evitar la contaminación del medio natural por vertido de aguas residuales que se produce en redes unitarias en momentos de lluvias intensas. Esto permite un funcionamiento más estable de las depuradoras - medición individualizada por vivienda del consumo de agua potable - batería doble de contadores - criterios para el diseño de depósitos de regulación e instalaciones de bombeo y refuerzo de la cloración - criterios de diseño para tanques de tormenta y depósitos de laminación que constituyen elementos que cada vez van a ser más utilizados para evitar vertidos contaminantes al medio natural y para evitar inundaciones en momentos de lluvia intensa - contadores de tipo electrónico, con telelectura desde la fachada del edificio en el que están instalados Sanciones - Hasta 750 euros por infracciones leves: emplear el agua en otros usos de los consignados en la póliza (por ejemplo, el agua de boca para riego) o ceder el uso a favor de un tercero - De 750 a 1.500 euros por infracciones graves: vertidos que carezcan de autorización, obstaculizar las inspecciones de los técnico municipales negándoles el acceso a la vivienda y la reincidencia en dos infracciones leves - De 1.500 a 3.000 euros: contadores digitales que avisan de fugas y exceso de consumo [61] ANEXO B PRINCIPALES ACTUACIONES DE REUTILIZACIÓN A NIVEL NACIONAL [62] En la tabla B de este anexo se recogen algunas de las actuaciones de mayor importancia a nivel nacional en cuanto a reutilización de las aguas residuales. Tabla B. Principales actuaciones de reutilización en España Situación Volumen anual (hm 3 ) Tratamiento Aplicación Alicante 3 2,8 EDAR El Rincón del León EDAR Monte de Orgegia Riego y campos de golf Baleares (total) 25,85 (32% ARU) Varios Varios Bajo Llobregat 66 Desinfección Varios (proyecto) Campo Dalias (Almería) 9 MF + OI Riego Canarias (total) 20,18 (38% ARU) Varios Varios Cartagena 6,5 Lagunaje profundo Chiclana (Cádiz) 2,2 FQ + Cloración Campos de golf y usos municipales Costa del Sol 5,5 __ Campos de golf Gran Canaria (total) 8,4 __ Riego Lanzarote (total) 3,8 __ Zonas verdes y riego Madrid 8 FQ + UV Zonas verdes Matalascañas 3,5 FQ + UV Ambiental Murcia 11,1 __ Riego Pulpí (Almería) 1,5 FQ + MF + OI Riego Valencia 25 EDAR Pinedo Riego Valencia 14,6 UV Riego Valle San Lorenzo (Tenerife) 8,7 Filtro + EDR + Cloración Riego Vilaseca-Salou 6,1 FQ + Cloración Zonas verdes Vitoria-Gasteiz 2,5 FQ Riego Vitoria-Gasteiz (2ª fase) 25,5 __ Riego y ambiental Fuente: Uche et al. (2002) [63] ANEXO C PRINCIPALES CONTAMINANTES DE LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS Y PROBLEMAS DERIVADOS DE SU PRESENCIA EN EL AGUA [64] En este anexo se presenta la tabla C como resumen de los principales contaminantes presentes en el agua residual, así como de los posibles tratamientos de eliminación. Tabla C. Principales contaminantes de las ARU tratadas y problemas derivados de su presencia en las aguas Fuente: Adaptado de Metcalf & Eddy, INC. (1995). Ingeniería de Aguas residuales. Tratamiento, vertido y reutilización. McGraw- Hill. Tercera edición Estos tratamientos se aplican suponiendo que se parte de un efluente secundario, sometido a tratamiento biológico y sedimentación posterior, es decir, de un efluente procedente de una depuradora convencional. [65] ANEXO D PARTE EXPERIMENTAL [66] D.1. Ensayo de Jar Test. Descripción de la instalación El equipo utilizado en este ensayo (figura D.1) consta de una serie de recipientes de vidrio colocados sobre una base translúcida iluminada desde abajo. Cada recipiente incorpora un agitador de paleta accionado por un motor de velocidad variable, para permitir tanto la coagulación (agitación rápida), como la floculación (agitación lenta). Los agitadores pueden extraerse fácilmente para poder retirar y limpiar los recipientes de ensayo. Figura D.1. Equipo de Jar Test En todos los casos se procede de la forma descrita a continuación. 1. En cada uno de los vasos de precipitados de 1 l, se añaden 300 ml de muestra y los reactivos necesarios en cada caso:  adición de la dosis correspondiente de coagulante  adición de ácido o base para ajustar el pH  adición de polielectrolito 2. Se colocan los vasos en el aparato de jarras. Para el ensayo de coagulaciónfloculación en el Jar-Test, se procede de la siguiente forma:  Mezcla rápida (coagulación): agitar a 200 rpm durante 3 minutos  Mezcla lenta (floculación): agitar a 40 rpm durante 15 minutos  Sacar los agitadores y dejar en reposo (sedimentación) durante 10 minutos, midiendo la velocidad de decantación si es posible. Una vez transcurrido ese tiempo, medir el volumen de fangos generado. 3. Medir el pH, conductividad y COT del líquido clarificado en cada caso. 4. Determinar el parámetro óptimo de operación objetivo de cada serie de ensayos. [67] D.2. Reactivos empleados en el tratamiento de coagulaciónfloculación Coagulantes Se trata de electrolitos, generalmente sales de hierro y aluminio, que sufren un proceso de hidrólisis al añadirlos al agua, liberando iones positivos capaces de atraer a las partículas coloidales y neutralizar su carga, o dando lugar a la formación de productos de baja solubilidad que precipitan arrastrando los coloides. Las características de los coagulantes empleados en el análisis (figura D.2.1) se exponen a continuación:  dKfloc RI-105: compuesto de hierro poco prepolimerizado, densidad ≅ 1,2 g/ml  dKfloc RI-125: compuesto de hierro bastante prepolimerizado, densidad ≅ 1,2 g/ml  dKfloc RI-605: compuesto de aluminio poco prepolimerizado, densidad ≅ 1,2 g/ml  dKfloc RI-625: compuesto de aluminio algo prepolimerizado, densidad ≅ 1,2 g/ml  WAC: policlorosulfato básico de aluminio, densidad ≅ 1,2 g/ml  SAMO-64: polisulfato de aluminio, densidad ≅ 1,33 g/ml, Al 2 O 3 = 8,6 %, basicidad = 0,68 %  PAX-18: policloruro de aluminio, densidad ≅ 1,3 g/ml, Al 2 O 3 = 16,8 %, basicidad relativa = 0,68 %  FeCl 3 : cloruro de hierro (III), densidad ≅ 1,40 g/ml, Fe +3 = 14,7 %  Ferriclar: análogo al FeCl 3 , densidad ≅ 1,56 g/ml, Fe +3 = 13 %  Sal 8.2: sulfato de aluminio, densidad ≅ 1,32 g/ml, Al 2 O 3 = 8,2 %  IDT-680: policlorosulfato básico de aluminio, densidad ≅ 1,2 g/ml, Al 2 O 3 = 10 % [74] volumen de lodos generados es mayor. Así, entre las dos posibilidades restantes, se escoge la dosis de 400 ppm debido al mayor porcentaje de eliminación de COT, siendo el resto de los parámetros indicadores iguales en ambos casos (volumen de lodos y velocidad de sedimentación). Ensayos para IDT-680 Tabla D.4.4. Resultados de IDT-680 a pH = 6 Concentración (ppm) Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT 600 2,49 189 Blanco 7,49 1334 Agua transparente 4,3 44,16 400 3,19 165 Blanco 7,87 1325 Agua transparente 4,2 45,45 300 2,56 95 Blanco 7,26 1337 Agua transparente 4,6 40,26 200 2,30 95 Blanco 7,12 1385 Agua amarillenta 5,2 32,47 100 2,09 71 Blanco 6,87 1557 Agua amarillenta 7,3 5,19 En este caso, la dosis óptima se corresponde con los 400 ppm de coagulante. Para esta concentración, si bien el volumen de lodos generado no es de los más bajos, sí que se tiene la mayor velocidad de sedimentación, además de una mayor eliminación de COT. En la tabla D.4.5, se muestran las dosis óptimas seleccionadas para los coagulantes ensayados. Tabla D.4.5. Dosis óptima de los coagulantes Coagulante Dosis (ppm) FeCl 3 300 Ferriclar 600 WAC 400 IDT-680 400 [75] D.5. Resultados de los ensayos de Jar Test para la optimización del pH En las tablas D.5.1 a D.5.4 se presentan los resultados de los ensayos con los coagulantes seleccionados en su dosis óptima correspondiente y a diferentes valores de pH. Ensayos con FeCl 3 Tabla D.5.1. Resultados de FeCl 3 a 300 ppm pH Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT 5 1,87 213 Naranja 6,89 1601 Agua transparente 4,6 40,26 6 3,02 165 Naranja 6,93 1676 Agua transparente 5,7 25,97 7 1,76 260 Naranja 8,29 1638 Agua transparente 5,9 23,34 9 1,33 236 Naranja 8,81 1592 Agua amarillenta 6,2 19,48 11 1,62 118 Naranja 10,67 1511 Agua ligeramente turbia 7,1 7,79 El agua queda transparente en los tres primeros casos, de forma que es preciso analizar el resto de los parámetros de ensayo. La velocidad de sedimentación es bastante mayor a pH 6; esto, unido a un volumen de lodos generado menor y una eliminación de COT (si bien no es la mayor) alta, nos lleva a considerarlo como el pH óptimo de tratamiento para este coagulante. Además, es preciso añadir una cantidad menor de reactivos para ajustar el pH, lo que se traduce en menores costes. [76] Ensayos con Ferriclar Tabla D.5.2. Resultados de Ferriclar a 600 ppm pH Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT 5 1,86 165 Naranja 6,51 1546 Agua transparente 4,2 45,45 6 2,71 189 Naranja 7,18 1247 Agua transparente 3,9 49,35 7 1,16 189 Naranja 7,78 1591 Agua transparente 4,9 36,36 9 0,72 213 Naranja 8,79 1687 Agua amarillenta 5,8 24,66 11 1,39 189 Naranja 10,52 1770 Agua ligeramente turbia 5,7 25,97 Para el caso del Ferriclar a 600 ppm también se ha escogido un pH óptimo de 6. La velocidad de sedimentación y la eliminación de COT son las más altas, y la generación de lodos relativamente baja. Por otra parte, se necesitan menos reactivos para ajustar el pH de trabajo. Ensayos con WAC Tabla D.5.3. Resultados de WAC a 400 ppm pH Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT 5 1,30 118 Blanco 7,48 1563 Agua transparente 5,6 27,27 6 2,98 71 Blanco 7,02 1376 Agua transparente 5,1 33,77 7 1,11 177 Blanco 8,16 1424 Agua amarillenta 6,1 20,78 9 0,97 142 Blanco 8,76 1475 Agua ligeramente turbia 6,9 10,39 11 0,91 95 Blanco 10,50 1476 Agua turbia 6,9 10,39 Con el coagulante WAC a 400 ppm sólo se obtiene agua transparente a pH 5 y 6. Teniendo en cuenta la alta velocidad de sedimentación, el bajo volumen de lodos generado, y una mayor eliminación de COT, se escoge un pH de 6 como valor óptimo. Además, es necesario añadir menos cantidad de ácido para ajustar el pH, con lo que el coste de los reactivos es menor. [77] Ensayos con IDT-680 Tabla D.5.4. Resultados de IDT-680 a 400 ppm pH Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT 5 2,10 142 Blanco 8,07 1646 Agua transparente 5,5 28,57 6 3,19 165 Blanco 7,87 1325 Agua transparente 4,2 45,45 7 1,19 213 Blanco 7,88 1449 Agua amarillenta 6,0 22,08 9 1,15 154 Blanco 8,83 1528 Agua ligeramente turbia 6,8 11,69 11 0,86 95 Blanco 10,62 1451 Agua turbia 7,3 5,19 También en este caso hay que decidir entre pH = 5 o pH = 6. Como en el caso anterior, la velocidad de sedimentación y la eliminación de COT son más altas a pH 6, si bien la generación de lodos es ligeramente mayor. Analizando estos parámetros y teniendo en cuenta el ahorro de reactivos para ajustar el pH, también se escoge un pH 6 para el último coagulante testado. En la tabla D.5.5 se resumen las condiciones óptimas (dosis y pH) para cada uno de los coagulantes. Tabla D.5.5. Dosis y pH óptimos de los coagulantes de ensayo Coagulante Dosis (ppm) pH FeCl 3 300 6 Ferriclar 600 6 WAC 400 6 IDT-680 400 6 En estas condiciones se mide la humedad de los lodos generados. Los valores obtenidos se muestran en la tabla D.5.6. Tabla D.5.6. Humedad de los lodos en condiciones óptimas Coagulante Humedad de los lodos (%) FeCl 3 81,03 Ferriclar 74,89 WAC 79,81 IDT-680 80,22 [78] D.6. Resultados de los ensayos de Jar Test para estudiar la influencia del uso de polielectrolitos En esta serie de ensayos, cuyos resultados se exponen en las tablas D.6.1 a D.6.4, se trabaja en las condiciones óptimas de dosis y pH para cada uno de los coagulantes. El objetivo de este tren de experimentos es probar si la presencia de polielectrolitos mejoras el proceso de coagulación-floculación. Ensayos con FeCl 3 Tabla D.6.1. Ensayos con FeCl 3 a 300 ppm y pH = 6 Polielectrolito Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT Magnafloc 1017 3,27 130 Naranja 6,99 1750 Agua transparente 5,3 31,17 Magnafloc 155 4,23 118 Naranja 6,96 1750 Agua transparente 5,4 29,87 Magnafloc 7027 1,82 130 Naranja 6,82 1714 Agua transparente 5,1 33,77 Zetag 50 4,14 83 Naranja 7,16 1724 Agua transparente 4,9 36,36 Zetag 47 3,64 83 Naranja 6,84 1716 Agua transparente 5,4 29,87 En todos los casos obtenemos un agua transparente, con pocos lodos, y una alta eliminación de COT. Por tanto, hay que considerar cuál de los polielectrolitos proporciona una velocidad de sedimentación mayor. En consecuencia, se escoge el Magnafloc 155 como el más adecuado. [79] Ensayos con Ferriclar Tabla D.6.2. Ensayos con Ferriclar a 600 ppm y pH = 6 Polielectrolito Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT Magnafloc 1017 1,55 142 Naranja 7,87 1401 Agua transparente 5,3 31,17 Magnafloc 155 2,22 95 Naranja 7,76 1418 Agua transparente 5,3 31,17 Magnafloc 7027 1,74 83 Naranja 7,21 1434 Agua transparente 5,2 32,47 Zetag 50 2,29 83 Naranja 7,00 1465 Agua transparente 5,8 24,68 Zetag 47 2,39 83 Naranja 7,24 1521 Agua transparente 6,0 22,08 El primer floculante presenta una generación de lodos más alta que el resto, y la velocidad de sedimentación es la menor; por ello, se desestima su uso. En los otros casos, el volumen de lodos es bajo, por lo que se tienen en cuenta las velocidades de sedimentación y la eliminación de COT. El que presenta las mejores condiciones (valor elevado de ambos parámetros) simultáneamente, es el Magnafloc 155. Por tanto, también en este caso se considera el floculante idóneo. Ensayos con WAC Tabla D.6.3. Ensayos con WAC a 400 ppm y pH = 6 Polielectrolito Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT Magnafloc 1017 0,66 95 Blanco 6,94 1455 Agua amarillenta 6,3 18,18 Magnafloc 155 2,94 95 Blanco 7,54 1510 Agua amarillenta 7,0 9,09 Magnafloc 7027 0,95 83 Blanco 7,47 1414 Agua transparente 6,8 11,69 Zetag 50 1,77 71 Blanco 6,87 1431 Agua transparente 6,5 15,58 Zetag 47 0,97 47 Blanco 6,76 1439 Agua transparente 6,7 12,99 En los dos primeros casos, el agua queda amarillenta, por lo que no se considera adecuado trabajar con estos polielectrolitos. De los restantes, el que presenta las mejores condiciones es el Zetag 50 (alta velocidad de sedimentación, poca generación de lodos y [80] eliminación de COT elevada). Por consiguiente, se escoge dicho polielectrolito como el más adecuado para trabajar con el coagulante WAC. Ensayos con IDT-680 Tabla D.6.4. Ensayos con IDT-680 a 400 ppm y pH = 6 Polielectrolito Velocidad de sedimentación (cm/min) V lodos (cm 3 /l de muestra) Color de los lodos pH final Conductividad final (µS/cm) Clarificación del agua COT final (mg/l) % eliminación de COT Magnafloc 1017 2,11 118 Blanco 7,34 1361 Agua transparente 5,3 31,17 Magnafloc 155 2,28 47 Blanco 8,26 1412 Agua transparente 5,6 27,27 Magnafloc 7027 1,80 106 Blanco 6,97 1366 Agua transparente 5,0 35,06 Zetag 50 1,87 165 Blanco 7,28 1257 Agua transparente 5,1 33,77 Zetag 47 0,88 189 Blanco 7,99 1399 Agua transparente 5,0 35,06 El que presenta mejores condiciones en cuanto a velocidad de sedimentación elevada y baja generación de lodos, es el Magnafloc 155. Si bien la eliminación de COT es algo menor que el resto, se escoge este polielectrolito como el más satisfactorio. La tabla D.6.5 recoge, a modo de resumen, los polielectrolitos más adecuados para cada uno de los coagulantes. Tabla D.6.5. Polielectrolitos escogidos para los coagulantes propuestos Coagulante Polielectrolito FeCl 3 Magnafloc 155 Ferriclar MAgnafloc 155 WAC Zetag 50 IDT-680 Magnafloc 155 En estas condiciones se mide la humedad de los lodos generados. Los valores obtenidos se muestran en la tabla D.6.6. Tabla D.6.6. Humedad de los lodos en condiciones óptimas Coagulante Humedad de los lodos (%) FeCl 3 72,24 Ferriclar 75,64 WAC 76,89 IDT-680 65,29 [81] D.7. Filtración en arena del efluente de coagulaciónfloculación-decantación. Descripción de la instalación La instalación utilizada para llevar a cabo los ensayos de filtración se presenta en la imagen D.7. Figura D.7. Equipo de filtración Se trata de un lecho de arena en el que el agua a tratar se introduce por la parte superior y es recogida por la parte inferior después de pasar a través del lecho, donde quedan retenidas las partículas. Tras la recogida del filtrado se procede al lavado de la columna haciendo pasar agua y aire a contracorriente. De esta forma se expande el lecho, permitiendo que el material acumulado salga por la parte superior junto con el agua de lavado. Se someten a filtración los efluentes obtenidos en el proceso de coagulación-floculación en las condiciones óptimas establecidas para cada coagulante en la serie de ensayos descrita anteriormente. El filtrado se recoge a fin de determinar la eficacia del proceso. En todos los casos se procede de la forma descrita a continuación: 1. La muestra ya sometida a coagulación-floculación se hace pasar a través del lecho de arena, recogiendo el filtrado que sale por la parte inferior de la columna. 2. Se lava el filtro haciendo pasar agua y aire a contracorriente antes de proceder al filtrado de una nueva muestra. [82] Para el filtrado correspondiente a cada una de las disoluciones ensayadas se miden, el pH, la conductividad y la dureza. Por otra parte, también se miden la DQO y el COT del líquido clarificado, valores que se comparan con los correspondientes a la muestra inicial para obtener el rendimiento de depuración. [83] D.8. Parámetros indicadores de la eficiencia del proceso de filtración 1. Dureza La dureza de un agua viene dada por su contenido en carbonatos, bicarbonatos, cloruros, sulfatos y, ocasionalmente, nitratos de calcio y magnesio. Las aguas duras producen incrustaciones y disminuyen la eficacia de los detergentes. El método escogido para el análisis de la dureza total de las muestras es volumétrico y está basado en la cuantificación de los iones Ca 2+ y Mg 2+ por titulación con EDTA y su posterior conversión a dureza total expresada como CaCO 3 . El procedimiento del análisis se describe a continuación: i. Estandarización del EDTA (cálculo de la normalidad de la solución de EDTA utilizada en el análisis de dureza): se añaden 25 ml de CaCl 2 en un erlenmeyer. Se añaden 5 gotas de buffer pH 10 y 3 gotas de indicador Eriocromo Negro T. La disolución púrpura (debido a la presencia de iones Ca 2+ y Mg 2+ ) se titula con la solución de EDTA cuya normalidad se desea conocer, hasta la aparición de un color azul. N EDTA = EDTA CaClCaCl V NV 22 × V CaCl2 : ml de disolución de CaCl 2 N CaCl2 : normalidad de la disolución de CaCl 2 V EDTA : ml de EDTA consumidos en la titulación N EDTA : normalidad del EDTA ii. Se colocan 25 ml de la muestra de agua en un erlenmeyer, se añaden 5 gotas de buffer pH 10 y 3 gotas de indicador Eriocromo Negro T. La disolución púrpura se titula con EDTA hasta viraje a azul. meq/l (Ca 2+ y Mg 2+ ) = mlmuestra NV 1000 × × V: ml gastados de EDTA en la valoración N: normalidad del EDTA La dureza total expresada como ppm de CaCO 3 se calcula como: mg/l de Dureza Total = [meq/l (Ca 2+ y Mg 2+ )] × 50 [90] D.10. Métodos analíticos del ensayo de cloración 1. Cálculo de la demanda de cloro de la muestra bruta El cálculo de la demanda de cloro de la muestra bruta se realiza mediante un método volumétrico de determinación de cloro, normalizado para concentraciones superiores a 5 mg/l. La demanda de cloro se calcula adicionando un exceso de cloro (D 0 ) al agua que va a ser tratada (en este caso, el agua de salida de la depuradora) y calculando el cloro residual (R) no consumido después de un mínimo de 4 horas. La diferencia D 0 – R es la demanda de cloro (CD), expresada en mg Cl 2 /l. Como ya se ha indicado, para la determinación de la demanda de cloro del efluente de la depuradora se utiliza el método volumétrico de determinación de cloro, normalizado para concentraciones superiores a 5 mg Cl 2 /l. El reactivo de cloración empleado en la desinfección de la muestra es hipoclorito sódico diluido (NaOCl). La lejía comercial de la que se parte proporciona los datos siguientes: NaOCl al 5% p/v químicamente puro P M = 74,44 g/mol ρ = 1,12 Kg/l Para preparar el reactivo de cloración se diluye la lejía al 2%. En un frasco de vidrio de 325 ml con tapón de teflón se añaden 5 ml de reactivo de cloración, 5 ml de tampón fosfato I y se llena hasta rebose con la muestra bruta (agua de salida de la depuradora). Este preparado se almacena al menos 4 horas a 25 ºC en ausencia de luz. Exceso de cloro en el agua bruta y contenido de cloro de la lejía comercial Para calcular el exceso de cloro (D 0 ) añadido a la muestra se añaden 5 ml de reactivo de cloración en otro frasco de 325 ml con tapón de teflón y se llena hasta rebose con agua destilada. A continuación, se añaden en un erlenmeyer 100 ml del contenido del frasco, 5 ml de ácido acético (CH 3 COOH), 1g de IK (punta de espátula) y 2 ml de almidón (que actúa como indicador) y se valora con tiosulfato sódico (Na 2 S 2 O 3 ) 0,025 N hasta la desaparición total del color. La dosis de cloro suministrada al agua problema se calcula a partir de la siguiente ecuación: [91] D 0 (mg Cl 2 /l ) = m v V NV 10005,35 × × × V v : volumen de agente valorante (Na 2 S 2 O 3 ) consumido en la valoración N: normalidad del tiosulfato V m : volumen de muestra valorada (100 ml) Cálculo del cloro residual no consumido Se valoran 100 ml del contenido del frasco con el agua residual clorada que se había almacenado previamente para calcular la cantidad de cloro presente transcurridas las 4 horas. Para la valoración se añaden en un erlenmeyer 100 ml del contenido del frasco, 5 ml de ácido acético (CH 3 COOH), 1g de IK (punta de espátula) y 2 ml de almidón (que actúa como indicador) y se valora con tiosulfato sódico (Na 2 S 2 O 3 ) 0,025 N hasta la desaparición total del color. El cloro residual no consumido se calcula según la expresión expuesta a continuación: R (mg Cl 2 /l) = m v V NV 10005,35 × × × V v : volumen de agente valorante (Na 2 S 2 O 3 ) consumido en la valoración N: normalidad del tiosulfato V m : volumen de muestra valorada (100 ml) Cálculo de la demanda de cloro La demanda de cloro (CD) del agua de salida de la depuradora se calcula como: CD = D 0 – R (mg Cl 2 /l) 2. Cálculo del cloro residual de las muestras filtradas Para cada uno de los coagulantes utilizados, se tiene una disolución tratada y filtrada a la que se adiciona la cantidad exacta de reactivo de cloración que se considere conveniente para mantener en el agua una concentración de cloro residual de 1 mg/l. Esta concentración de cloro residual es la indicada para las aguas potables, más estricta que la indicada para la prevención de la legionella (ver anexo A.5). El cálculo del cloro residual se realiza, por el método DPD de determinación colorimétrica, para la valoración del cloro residual libre presente en las muestras filtradas. Se escoge este método porque es el más adecuado cuando las concentraciones [92] de cloro residual son inferiores a 5 mg/l. No obstante, para el cálculo de la demanda de cloro de la muestra bruta se utiliza un método volumétrico de determinación de cloro, normalizado para concentraciones superiores a 5 mg/l. En el caso del agua de salida de la depuradora, no se establece diferenciación entre cloro residual libre y combinado, ya que en las aguas residuales no se alcanza habitualmente el nivel suficiente para producir cloro libre. Desarrollo de color en los patrones. Recta de calibrado Se preparan 4 patrones de cloro de concentración comprendida dentro del rango 0,5-5 mg/l. Para ello se utiliza el reactivo de cloración, una vez conocida su concentración en cloro. Para cada uno de los patrones de cloro se añaden (en este orden) en un vaso 1 ml de tampón fosfato II, 1 ml de reactivo DPD y 20 ml de patrón de cloro. Se mezcla y se mide la absorbancia a 515 nm. Con estos datos de absorbancia se construye la recta de calibrado. Desarrollo de color en las muestras. Cálculo del cloro residual En un vaso se añaden (en este orden) 1 ml de tampón fosfato II, 1 ml de reactivo DPD y 20 ml de muestra. Se mezcla y se lee la absorbancia a 515 nm. Con ayuda de la recta de calibrado elaborada, se obtiene la concentración de cloro residual. [93] D.11. Resultados del ensayo de cloración 1. Cálculo de la demanda de cloro de la muestra bruta Exceso de cloro en el agua bruta y contenido de cloro de la lejía comercial En primer lugar se calcula el exceso de cloro (D 0 ) añadido a la muestra, valorando de la forma ya indicada la mezcla de agua destilada y reactivo de cloración. El volumen de tiosulfato consumido en la valoración es de 1,9 ml. Por tanto, la dosis de cloro suministrada al agua problema se calcula a partir de la siguiente ecuación: D 0 = m v V NV 10005,35 × × × = 843,16 100 10005,35025,09,1 ≅ × × × mg Cl 2 /l V v : volumen de agente valorante (Na 2 S 2 O 3 ) consumido en la valoración N: normalidad del tiosulfato V m : volumen de muestra valorada (100 ml) 16,843 mg Cl 2 /l × 0,325 l ≅ 5,474 mg Cl 2 ≅× l ml n decloració mlreactivo 1 1000 5 Cl2 mg474,5 1094,8 mg Cl 2 /l Contenido “exacto” de cloro en la lejía comercial (que se había diluído al 2%): ≅× 8,1094 02,0 1 54740 mg Cl 2 /l Cálculo del cloro residual no consumido La valoración del frasco que contiene el agua residual clorada, transcurridas las cuatro horas establecidas da lugar a un consumo de 1,1 ml de agente valorante (tiosulfato). El cloro residual no consumido se calcula a partir de la ecuación siguiente: R = m v V NV 10005,35 × × × = ≅ × × × 100 10005,35025,01,1 9,751 mg Cl 2 /l V v : volumen de agente valorante (Na 2 S 2 O 3 ) consumido en la valoración N: normalidad del tiosulfato V m : volumen de muestra valorada (100 ml) [94] Cálculo de la demanda de cloro A partir de los parámetros D 0 y R es posible calcular la demanda de cloro (CD) del agua de salida de la depuradora: CD = D 0 – R = 16,843 – 9,751 = 7,092 mg Cl 2 /l ≅ 7 mg Cl 2 /l 2. Cálculo del cloro residual de las muestras filtradas Desarrollo de color en los patrones. Recta de calibrado Se va a construir la recta de calibrado para el cálculo del cloro residual de las muestras. Para ello, se preparan los patrones partiendo del reactivo de cloración. El volumen de reactivo añadido para preparar cada disolución patrón se calcula de la siguiente forma: A (mg Cl 2 /l) = )(V)(V /l)Cl 1094,8(mg(l)V cloración de reactivoH 2cloración de reactivo 2 ll O + × A: concentración de cloro de la disolución patrón (mg Cl 2 /l) Si se preparan 100 ml de disolución patrón, el volumen de agua destilada puede sustituirse en la ecuación por la expresión: V H2O (l) = 0,1 – V reactivo de cloración De forma que, a partir de la ecuación anterior se calcula el V reactivo de cloración según se refleja a continuación: V reactivo de cloración (l) = 10948 A /l)Cl 1094,8(mg (l) 0,1/l)Cl (mgA 2 2= × Cada uno de los patrones se prepara en un matraz aforado de 100 ml, añadiendo la cantidad de reactivo de cloración necesaria y completando con agua destilada. Los datos correspondientes se recogen en la tabla D.11.1. Tabla D.11.1. Patrones de cloro Concentración en cloro de la disolución patrón (mg Cl 2 /l) V reactivo de cloración (µl) 0,5 46 1 91 2 183 5 457 Una vez preparados los patrones de cloro se procede a la elaboración de la recta de calibrado. Para cada uno de ellos se lee la absorbancia a 515 nm, tras mezclar 1 ml de [95] tampón fosfato II, 1 ml de reactivo DPD y 20 ml de disolución patrón. Estos valores se presentan en la tabla D.11.2. Tabla D.11.2. Absorbancia de las disoluciones patrón Concentración en cloro de la disolución patrón (mg Cl 2 /l) Absorbancia a 515 nm 0,5 0,059 1 0,091 2 0,166 5 0,392 Con estos datos se procede a realizar la recta de calibrado (gráfica D.1). Gráfica D.11. Recta de calibrado Se tiene una recta de regresión lineal con R 2 muy próximo a 1. Desarrollo de color en las muestras. Cálculo del cloro residual En primer lugar, se adiciona a las muestras filtradas la cantidad teórica de reactivo de cloración necesaria para mantener una concentración residual de 1 mg Cl 2 /l. El volumen de reactivo de cloración añadido a las muestras filtradas se obtiene a partir de la expresión que se expone a continuación: (V muestra + V reactivo de cloración ) × 1 mg Cl 2 /l = V reactivo de cloración × 1094,8 mg Cl 2 /l V reactivo de cloración = ( ) /lCl mg18,1094 /lCl mg1 2 2 − × muestra V RECTA DE CALIBRADO y = 13,419x - 0,2501 R 2 = 0,9997 0 1 2 3 4 5 6 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Absorbancia mg Cl2/l [96] Por tanto, si se toman 50 ml de cada muestra para preparar el ensayo de coagulación, el volumen de reactivo de cloración será de 46 µl. De las muestras cloradas se tomarán 20 ml (de cada una) para realizar el ensayo y calcular la cantidad de cloro residual. A partir de la ecuación correspondiente a la recta de calibrado y una vez medidas las absorbancias de las disoluciones coaguladas y filtradas, se obtiene el valor cloro residual presente en cada una de ellas. Para cada una de estas disoluciones se lee la absorbancia a 515 nm, tras mezclar 1 ml de tampón fosfato II, 1 ml de reactivo DPD y 20 ml de la disolución correspondiente. La concentración de cloro residual se va a calcular según la ecuación: R (mg Cl 2 /l) = 13,419 × Absorbancia – 0,2501 Las absorbancias correspondientes a cada una de las muestras filtradas y cloradas se reflejan en la tabla D.11.3: Tabla D.11.3. Absorbancias y cloro residual para el tratamiento con los distintos coagulantes Óptimo del tratamiento de coagulación-floculación-decantación, seguido por filtración en arena Absorbancia a 515 nm Cloro residual, R (mg Cl 2 /l) FeCl 3 , 300 ppm, pH=6, Magnafloc 155 aniónico 0,079 0,810 Ferriclar, 600 ppm, pH=6, sin polielectrolito 0,076 0,770 WAC, 400 ppm, pH=6, sin polielectrolito 0,096 1,038 IDT-680, 400 ppm, pH=6, sin polielectrolito 0,080 0,823 [97] ANEXO E INFRAESTRUCTURAS DEL AGUA EN LA CIUDAD DE ZARAGOZA E.1. Planta potabilizadora de Casablanca y red de distribución de aguas potables Potabilizadora de Casablanca ABASTECIMIENTO • Aguas procedentes del tramo superior del río Aragón reguladas desde el embalse de Acequia de Sora • Tubería principal desde la Acequia de Sora hasta Zaragoza, pasando por el embalse de La almacenamiento • 5 ramales secundarios (Ebro aguas arriba, Ebro aguas abajo, Jalón, Huerva y Gállego) LÍNEA DE TRATAMIENTO •Preoxidación y desinfección con hipoclorito sódico (aguas del Canal o elevación del Río Ebro). No necesaria para agua de Yesa •Desbaste automático • Tratamiento con carbón activo en polvo •Coagulación-Floculación- Decantación •Filtración con arena silícea • Filtración con carbón activo granular (en fase de implantación) •Bombeo a depósitos • Desinfección final con hipoclorito sódico • Mantenimiento de la calidad en la red. Estaciones de refuerzo de cloro MEJORAS • Renovación y cubrimiento de los depósitos de Casablanca •Parque fotovoltaico de 2 Mw planta) • Instalación de tratamiento de fangos y recuperación de agua de purgas de decantación y lavado de filtros (recuperación de 5 hm 3 /año) • Sustitución de los filtros de arena por carbón activado [98] Planta potabilizadora de Casablanca y red de distribución de aguas potables Potabilizadora de Casablanca Aguas procedentes del tramo superior del río Aragón reguladas desde el embalse de Yesa y el Canal de las Tubería principal desde la Acequia de Sora hasta Zaragoza, pasando por el embalse de La Loteta 5 ramales secundarios (Ebro aguas arriba, Ebro aguas abajo, Jalón, Huerva y Gállego) •Abastecimiento a 60 municipios (825.000 habitantes) y desinfección con hipoclorito sódico (aguas del Canal o elevación del Río Ebro). No necesaria para agua de Tratamiento con carbón activo en polvo Decantación Filtración con carbón activo granular (en fase de implantación) Desinfección final con hipoclorito sódico Mantenimiento de la calidad en la red. Estaciones de refuerzo de cloro Renovación y cubrimiento de los depósitos de Casablanca Mw de potencia sobre la cubierta de los depósitos (cubre los requisitos de electricidad de la Instalación de tratamiento de fangos y recuperación de agua de purgas de decantación y lavado de filtros (recuperación de Sustitución de los filtros de arena por carbón activado Planta potabilizadora de Casablanca y red de y el Canal de las Bardenas y la Loteta (97 hm 3 ), que sirve como y desinfección con hipoclorito sódico (aguas del Canal o elevación del Río Ebro). No necesaria para agua de de potencia sobre la cubierta de los depósitos (cubre los requisitos de electricidad de la Instalación de tratamiento de fangos y recuperación de agua de purgas de decantación y lavado de filtros (recuperación de RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUAS POTABLES Red de distribución de aguas potables. Ayuntamiento de Zaragoza (Anexo 7 del Plan General de Ordenación Urbana) [99] Esquema del tratamiento de potabilización RED DE DISTRIBUCIÓN DE AGUAS POTABLES Red de distribución de aguas potables. Ayuntamiento de Zaragoza (Anexo 7 del Plan General de Ordenación Urbana) Red de distribución de aguas potables. Ayuntamiento de Zaragoza (Anexo 7 del Plan General de Ordenación Urbana) [106] ANEXO G CÁLCULO DE LAS INFRAESTRUCTURAS DE REGENERACIÓN Y REUTILIZACIÓN DE AGUAS [107] G.1. Cálculo de las infraestructuras de regeneración La planta de tratamiento terciario dispone de dos líneas paralelas de 495 m 3 /h (137,5 l/s), lo que da lugar a una capacidad total de 990 m 3 /h (275 l/s). 1. Captación y bombeo de aguas Las instalaciones disponen de un sistema de captación y bombeo del efluente secundario, que proviene del tratamiento biológico de la EDAR, y que lo conduce a un tratamiento físico-químico de coagulación-floculación-decantación, cuyos fangos se incorporan a la línea de fangos de la EDAR. Se realiza el bombeo de 23760m 3 /día (275l/s) del efluente secundario al tratamiento terciario mediante 3 bombas centrífugas sumergibles en paralelo (dos de ellas en funcionamiento y una de reserva). 2. Tratamiento físico-químico (cámaras de coagulación y decantadores) Cálculo de la cámara de coagulación Se diseña cada una de las dos unidades de coagulación (mezcla perfecta y agitación rápida) para un caudal de 137,5 l/s. Se establece a modo de balsa rectangular de 2,5 m de altura, con un tiempo de residencia de 3 minutos, según los parámetros de diseño recomendados para estas unidades (Metcalf & Eddy, 1995 y WEF-ASCE, 1998). Con ello se procede a calcular el área superficial: Q × t r = V = H × S = H × L × w Se asume una anchura de 3 m. Con estos datos se calcula la longitud de la cámara: Q × t r = V = H × L × w → L = w H t r × × Q= m s m 3,3 3m × m 2,5 min s 60 ×min 3 ×1375,0 3 = Una vez obtenida la longitud de la cámara de coagulación, se calcula el volumen unitario: V = H × L × w = 2,5 m × 3,3 m × 3 m = 24,75 m 3 Q: caudal de entrada a la cámara de coagulación t r : tiempo de residencia V: volumen de la cámara S: área superficial H: altura de la cámara [108] L: longitud de la cámara w: anchura de la cámara Cálculo de la cámara de floculación Las unidades de floculación se calculan de forma análoga a las de coagulación (Metcalf & Eddy, 1995 y WEF-ASCE, 1998). En este caso se va a tener agitación lenta y un tiempo de residencia de 15 minutos. Como en el caso anterior, se toman como valores de altura y anchura 2,5 m y 3 m, respectivamente. Con estos datos se calcula la longitud de la cámara: Q × t r = V = H × L × w → L = w H tr × × Q= m s m 5,16 3m × m 2,5 min s 60 ×min 15 ×1375,0 3 = Una vez obtenida la longitud del floculador, se calcula el volumen unitario: V = H × L × w = 2,5 m × 16,5 m × 3 m = 123,75 m 3 Q: caudal de entrada a la cámara de floculación t r : tiempo de residencia V: volumen de la cámara H: altura de la cámara L: longitud de la cámara w: anchura de la cámara Cálculo del decantador Cada uno de los decantadores circulares se diseña para lograr un tiempo de residencia de 2 horas, con una altura de 3 m (Metcalf & Eddy, 1995 y WEF-ASCE, 1998). Con ello se procede al cálculo de área superficial y a partir de ahí, se calcula su volumen unitario: Q × t r = V = π × r 2 × H → r = m m h s hm H tQ r25,10 3 360021375,0 3 = × ×× = × × ππ V = π × r 2 × H = 990 m 3 Q: caudal de entrada al decantador t r : tiempo de residencia V: volumen del decantador H: altura del decantador r: radio del decantador [109] 3. Filtros de arena Tras el tratamiento físico-químico se filtra el efluente antes de someterlo a cloración. De cada uno de los decantadores, se lleva el efluente correspondiente a dos filtros de arena, es decir, se tienen en total cuatro unidades de filtración, dos por cada una de las líneas. Se realiza, por tanto, el diseño de cuatro filtros de arena gravitacionales de alta tasa, con una velocidad de filtración de 200 l/m 2 ×min. Conocida la tasa de filtración y el caudal de diseño, se procede al cálculo de área filtrante total que, dividida por cuatro unidades, da el área filtrante de cada uno de los filtros: A f = 2 2 5,82 min 200 min/60/275 m m l ssl R Q= × × = S = A f /N = 82,5 m 2 /4 = 20,625 m 2 A f : área filtrante total Q: caudal de diseño (275 l/s) R: tasa de filtración (200 l/m 2 ×min) N: número de unidades de filtración (4) S: superficie de cada filtro 4. Desinfección con hipoclorito. Cámara de cloración Para el dimensionado del laberinto de cloración se toma un tiempo de contacto que asegure un alto grado de desinfección. En este caso, se ha escogido un tiempo de 90 minutos. Con este tiempo de retención, el volumen del canal será: V = t r × Q = 3 3 1485 min 1 60 275,0min90 m s s m=×× V: volumen del laberinto de cloración tr: tiempo de retención Q: caudal La superficie necesaria es: S = V/H S: superficie H: calado o altura de la lámina de agua [110] Se adopta un calado de canal de 2,30 m. Dado que el lado mayor L, debe ser 18 o más veces mayor que el pequeño l, se calculan el resto de las dimensiones de la cámara: V = L × l × H = (18 × l) × l × H = 18 × l2× H m m m H V l6 30,218 1485 18 3 ≅ × = × = L = 18 × l ≅ 108 m L: longitud del canal l: anchura del canal 5. Balsa de regulación El agua regenerada es almacenada en un depósito regulador con una capacidad de 23.760 m3, correspondiente a la producción total diaria de aguas regeneradas desde el cual se bombea a los depósitos de cabecera situados en el Parque Metropolitano del Agua y en el Parque Oliver o del Oeste. Desde ambos depósitos se abastecen todos los puntos de entrega mediante nuevos bombeos, a la demanda. El Parque Lineal Plaza dispone de bombeo independiente de las dos arterias anteriores, tomando directamente del depósito de origen situado en la EDAR de La Almozara. Un esquema de las instalaciones de regeneración de aguas se puede ver en la figura G.1. [111] Figura G.1. Esquema de la planta de regeneración de aguas y bombeo a los parques urbanos [112] G.2. Red de aguas regeneradas. Infraestructuras de reutilización En la figura G.2 se muestra el esquema propuesto para la red de abastecimiento de aguas regeneradas a los parques y jardines del casco urbano de la ciudad de Zaragoza: Figura G.2. Red de abastecimiento de aguas regeneradas [113] ANEXO H ELEMENTOS DE CONTROL Y SEÑALIZACIÓN DEL SISTEMA DE REUTILIZACIÓN [114] La red de distribución debe garantizar la seguridad del servicio y la protección de la salud de la población. En todo sistema de distribución de aguas regeneradas debe partirse de tres premisas básicas:  asegurar que la calidad del agua servida se ajusta a la que requiere el uso concreto  evitar posibles conexiones accidentales con la red de agua potable  evitar cualquier uso incorrecto del agua regenerada (no potable) En el anexo II del RD 1620/2007, que recoge el modelo normalizado de solicitud para la concesión o autorización de reutilización de aguas, en el apartado dedicado a las infraestructuras de almacenamiento y distribución, se pide expresamente una descripción de los elementos de control y señalización de dichas infraestructuras. No se establecen en el Real Decreto cuáles deben ser las características de dichos elementos, aunque el organismo de cuenca responsable de la concesión estudiará si el proyecto presentado es adecuado. En el Plan de Reutilización de Aguas de Madrid, así como en la “Guía de la Ordenanza de Gestión y Uso Eficiente del Agua en la ciudad de Madrid”, elaborada por el Ayuntamiento y la Agenda Local 21, se recogen las especificaciones de las instalaciones de distribución de las aguas regeneradas y de su aplicación en el riego de parques y jardines y en el baldeo de calles. Estas normas están basadas en las recomendaciones que hace la USEPA. Algunas de estas medidas son:  independencia entre las redes de agua potable y reutilizada  las conducciones de agua potable deberán estar lo suficientemente separadas  las tuberías y accesorios serán de color violeta (PANTONE 2577U o RAL 4001), al igual que los aspersores (también las tapaderas de los hidrantes para recargar los camiones cisterna que baldean las calles)  señalización mediante carteles bien visibles que indiquen el tipo de agua utilizada en válvulas, grifos y aspersores. Además, las tuberías y tapas de las arquetas tendrán una leyenda fácilmente legible: “AGUA REGENERADA NO POTABLE”  se deberán utilizar aspersores de tipo emergente  las fuentes de agua potable deberán estar protegidas de los aerosoles de agua reutilizada [115]  cualquier zona frecuentada por el público deberá disponer de un número adecuado de fuentes de agua potable  todos los elementos de las instalaciones de agua regenerada deberán ser inspeccionados regularmente, a fin de cumplir las exigencias del RD 865/03 sobre criterios higiénico-sanitarios para la prevención y control de la legionelosis  se utilizarán aspersores de corto alcance o baja presión  el riego por aspersión debe hacerse preferentemente de noche o cuando las instalaciones estén cerradas al público. Además, deberá programarse de modo que las plantas dispongan de tiempo suficiente para secarse antes de que los usuarios tengan acceso a la zona regada  el riego deberá controlarse de modo que se minimice el encharcamiento y se asegure que la escorrentía superficial queda confinada en el propio terreno  los empleados que puedan entrar en contacto con el agua regenerada deberán ser instruidos en el adecuado manejo de este recurso, debiendo hacerse hincapié en las condiciones higiénicas a guardar tanto durante la realización del servicio como a la finalización del mismo (cambiarse las ropas de trabajo y lavarse detenidamente antes de abandonar la zona de utilización)