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0 PROYECTO FIN DE MÁSTER PRETRATAMIENTO DE UN AGUA DE SALIDA DE EDAR QUE VA A SER REGENERADA POR UN PROCESO DE OXIDACIÓN AVANZADA Autor: Francisco de Asís Abad Ruiz Director: José María Matesanz Martín MÁSTER UNIVERSITARIO DE INICIACIÓN A LA INVESTIGACIÓN EN INGENIERÍA QUÍMICA Y MEDIO AMBIENTE Ingeniería Química y del Medio Ambiente Universidad de Zaragoza Septiembre 2010 1 Pretratamiento de un agua de salida de EDAR que va a ser regenerada por un proceso de oxidación avanzada. Resumen Hacia el 2050 la población expuesta a tensión hídrica o escasez de agua ascenderá 4.000 millones de personas (UNPF 1997; Garned-Outlaw 1997), estos datos pueden verse incluso agravados por el efecto invernadero, siendo España uno de los países europeos que más riesgo corre de incrementar sus problemas de disponibilidad de agua dulce (Ministerio de Medio Ambiente 2000). Ante esta problemática la Unión Europea, a través de la Directiva Marco Europea del Agua (2.000), propuso que siempre que sea posible se lleva a cabo la reutilización de las aguas. España ha tomado la iniciativa en la regulación de la reutilización de aguas residuales depuradas a través del RD 1620/2007 de 7 de Diciembre. En él se establece unos estándares de calidad para el agua regenerada dependiendo del uso que se le vaya a dar posteriormente. Este posible uso le otorga a este “agua usada y regenerada” un mayor valor añadido (De Bustamante et al. 2010) , por lo que invita a la comunidad investigadora a reestudiar los tratamientos que se hacían en la depuración de aguas residuales en esta nueva matriz, con el objetivo de alcanzar los niveles de calidad del agua que se han establecido en el citado Real Decreto. Este trabajo (Matesanz, J.M. 2010, anexo I) se enmarca dentro de la línea de Investigación que dirige el Prof. Doctor Ovelleiro, relativa al uso de métodos de oxidación avanzada en el tratamiento de aguas (Ormad, M.P. 1993; Ormad, M.P. 2008). En concreto este trabajo estudia la precipitación química en un agua residual sintética ya depurada como vía para: 1. Por un lado, etapa previa para un tratamiento de oxidación avanzada (eliminando sólidos en suspensión) 2. Por otro, pueda ser un tratamiento por si mismo que habilite al agua para ser empleada en otros usos. En este trabajo se han estudiado las condiciones de operación óptimas (pH y dosis) de diversos coagulantes de aluminio (convencional, comerciales: SAF056 con 8.26% Al2O3 y SAF560HC con 10.50% Al2O3), hierro (convencional) y aluminio/hierro (comercial: SAF05670 con 28.5% FeCl3 y 5.7% Al2O3) con cal como coagulantes, llegando a rendimientos de eliminación de sólidos por encima del 95%, y de DQO por encima del 80%. Los mejores resultados encaminados a que la precipitación queuímica fuera una etapa previa a la oxidación avanzada se han obtenido con el coagulante comercial SAF056 (96.4 % de eliminación de Sólidos en Suspensión y 97.5% de Turbidez).Sin embargo si se considera prioritaria la eliminación de DQO, los mejores resultados se obtuvieron con el SAF05670 (87.2 % de eliminación de DQO, 96.2 % de Turbidez y 96.5 % de Sólidos en Suspensión). Además se tanteo emplear el reactivo Fenton de una forma poco habitual intentando utilizar la gran cantidad de hierro libre antes de la coagulación, añadiendo el agua oxigenada antes de la precipitación química. Los resultados obtenidos no fueron satisfactorios. 2 Índice: 1.- Introducción ............................................................................................................................. 3 1.1.- Ciclo del agua doméstica ....................................................................................................... 3 1.1.1.- Captación y consumo ......................................................................................................... 3 1.1.2.- Características del agua residual doméstica ...................................................................... 6 1.1.3.- Agua residual doméstica depurada. Características del vertido y tratamiento. ............... 7 1.2.- Reutilización del agua ........................................................................................................... 7 1.2.1.- Legislación (RD1620/ 2007) ............................................................................................... 7 1.2.2.- Tratamiento tipo ................................................................................................................ 9 1.2.3.- Ejemplos reutilización de agua en España ....................................................................... 10 2.- Objetivos ................................................................................................................................ 11 3.- Metodología ........................................................................................................................... 12 3.1.- Agua residual sintética ........................................................................................................ 12 3.1.- Metodología analítica ......................................................................................................... 12 3.2.- Coagulación-floculación-Decantación ................................................................................. 14 3.2.1.- Reactivos .......................................................................................................................... 14 3.2.2.- Variables ........................................................................................................................... 14 3.2.3.- Manejo de la muestra ...................................................................................................... 14 3.4.- Fenton ................................................................................................................................. 16 3.4.1.- Reactivos .......................................................................................................................... 16 3.4.2.- Manejo de la muestra ...................................................................................................... 16 4.- Resultados .............................................................................................................................. 17 4.1.- Caracterización del agua de salida de la depuradora ......................................................... 17 4.2.- Precipitación química .......................................................................................................... 18 4.2.1.- Optimización pH ............................................................................................................... 18 4.2.2.- Optimización de la dosis .................................................................................................. 20 4.3.- Influencia de la carga contaminante inicial en el tratamiento por precipitación química . 23 4.4.- Fenton ................................................................................................................................. 24 5.- Resumen y conclusiones. ....................................................................................................... 25 6.- Bibliografía ............................................................................................................................. 28 ANEXO I Comunicación-Póster .................................................................................................... 30 Anexo II Ejemplos de reutilización de agua residual urbana depurada en España ..................... 37 ANEXO III Criterios de calidad para la reutilización de aguas según sus usos............................. 39 Anexo IV Tratamiento biológico .................................................................................................. 46 ANEXO V REACTIVOS ................................................................................................................... 49 Anexo VI Precipitación química ................................................................................................... 52 Anexo VII Proceso Fenton ........................................................................................................... 67 Anexo VIII Metodología analítica ................................................................................................ 69 3 1.- Introducción El agua es esencial para la vida, la gran mayoría del volumen de agua disponible en la tierra es agua salada siendo el porcentaje de agua dulce aproximadamente de un 2.5% (ver tabla I) (Gleick 1996), por lo que existe un conflicto creciente en relación a la accesibilidad de este bien indispensable Tabla I Estimación global de la distribución mundial de agua dulce (Gleick 1996) Fuente de agua Volumen de agua (km 3 ) % agua dulce % agua total Lagos, pantanos 102500 0.29% 0.008% Ríos 2120 0.006% 0.0002% Agua total fresca 35030000 100% 2.5% Agua total mundial 1386000000 --- 100% Dejando a un lado tanto la educación y concienciación de las personas para llevar a cabo un uso inteligente y minimizado del agua, y dejando también de lado las tecnologías de desalación del agua, la Directiva Marco Europea del Agua promueve el uso siempre que se pueda de Agua Regenerada. Se entiende por agua regenerada las aguas residuales depuradas que han sido sometidas a un proceso de tratamiento adicional o complementario que permite adecuar su calidad a un uso posterior (RD 1620/2007). La reutilización de las aguas es la aplicación, antes de su devolución al dominio público hidráulico y al marítimo terrestre, para un nuevo uso privativo de las aguas que, habiendo sido utilizadas por quien las derivó, se han sometido al proceso o procesos de depuración establecidos en la correspondiente autorización de vertido y a los necesarios para alcanzar la calidad requerida en función de los usos a que se van a destinar (RD 1620/2007). 1.1.- Ciclo del agua doméstica Entendemos como ciclo del agua doméstica el recorrido que hace esta desde que es captada de un medio natural (río, pozo, mar,…) hasta que es devuelta a otro medio natural. Se van a analizar brevemente las principales etapas de este ciclo. 1.1.1.- Captación y consumo Captación El agua antes de llegar al consumidor es captada, conducida hasta una Estación de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) y posteriormente es suministrada. Lo principal en la captación, es (RD 140/2003): 4 • El agua destinada a la producción de agua de consumo humano podrá proceder de cualquier origen, siempre que no entrañe un riesgo para la salud de la población abastecida. • La calidad del agua de la captación deberá ser tal que pueda ser potabilizada con los tratamientos de potabilización previstos en el abastecimiento. Consumo A nivel mundial, en lo que se refiere al consumo de agua, existe una gran problemática. Como ya se ha visto, el agua es un bien escaso y además no está repartido homogéneamente. Por otro lado, la población mundial no para de crecer. El efecto de estas situaciones puede verse con claridad en las figuras I (Brandt, L., Hoechst, A.G., Niederlassung, K. 2002) y II (Hinrichsen, D., Robey, B., Upadhyay, U.D 1998) Figura I Demanda de agua a lo largo de los años En esta figura se observa el incremento de la demanda total de agua a lo largo de los años de manera muy rápida, hasta llegar a un punto en el cual la demanda se mantiene casi constante debido a que ya se estará explotando el máximo posible de agua. 5 Figura II La población en países con escasez de agua y tensión hídrica, 1955-2050 En la figura II se observa un crecimiento progresivo y muy rápido de los países con escasez de agua o tensión hídrica y a su vez también la población. En el 2050 habrá 4.000.000.000 de personas con escasez de agua. A modo de ejemplo se puede observar en la tabla II el consumo medio de agua de los hogares en España, los consumos mayor en inferior de agua y también el de Aragón en (L/hab/día) en el año 2008,(Instituto Nacional de Estadística 2010). Tabla II Consumo de agua por comunidad autónoma (L/hab/día) CC.AA Consumo Navarra (Comunidad Foral de) 131 Aragón 150 Comunitat Valenciana 189 Consumo medio en España 154 Este consumo genera un gran volumen de agua residual. Esta agua debe ser posteriormente depurada para poder devolverla a su cauce y completar el ciclo del agua. 6 Una alternativa antes de devolver el agua depurada al medio natural, es reutilizarla. En la figura III se puede observar el volumen de agua reutilizada en 2007 según la demarcación hidrográfica terrestre (Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino 2007). Figura III Volumen de agua reutilizada en el 2007 1.1.2.- Características del agua residual doméstica En la tabla III se puede observar la composición típica de un agua residual doméstica (Metcalf 1995). Los diferentes valores de concentración de los contaminantes dependen del tejido industrial que vierta al alcantarillado municipal de esa población. Tabla III Composición típica del agua residual doméstica bruta Contaminantes Unidades Concentración Débil Media Fuerte Sólidos totales mg/L 350 720 1200 Disueltos totales mg/L 250 500 850 Sólidos en suspensión mg/L 100 220 350 Sólidos sedimentables mg/L 5 10 20 DBO 5 mg/L 110 220 400 COT mg/L 80 160 290 DQO mg/L 250 500 1000 Nitrogeno total (en forma de N) mg/L 20 40 85 Fósforo total (en forma de P) mg/L 4 8 15 Cloruros mg/L 30 50 100 7 Sulfato mg/L 20 30 50 Alcalinidad (como CaCO 3 ) mg/L 50 100 200 Grasa mg/L 50 100 150 Coliformes totales nº/100 mL 106-107 107-108 107-109 Compuestos orgánicos volátiles µg/L <100 100-400 >400 1.1.3.- Agua residual doméstica depurada. Características del vertido y tratamiento. Una agua residual doméstica después del proceso de depuración debe cumplir valores máximos admisibles en una serie de parámetros (además de unos porcentajes mínimos de reducción en el proceso de depuración), como puede mostrarse en la tabla IV (RD 509/1996; Gorriaz, D. 2010): Tabla IV Requisitos para los vertidos procedentes de instalaciones de depuración mediante tratamiento secundario Parámetro Concentración Porcentaje mínimo de reducción DBO 5 (RD 509/1996) 25 mg O 2 /L 70-90 % DQO (RD 509/1996) 125 mg O 2 /L 75 % Sólido en Suspensión Totales (RD 509/1996) 35 mg/L 90 % E-Coli (Gorriaz, D. 2010) 8.300 · 10 4 UFC/100 mL - Dejando de lado el tratamiento de los fangos generados en la depuración del agua residual doméstica el tratamiento típico de depuración es mostrado en la figura IV: Figura IV Tratamiento de un agua residual doméstica 1.2.- Reutilización del agua 1.2.1.- Legislación (RD 1620/2007) La entrada en vigor del RD 1620/2007 regula la reutilización de las aguas depuradas, entre otras cosa, establece unos estándares de calidad para el uso de agua regenerada en España dependiendo del uso que se les vaya a dar. 8 La reutilización de aguas residuales depuradas puede requerir un proceso de tratamiento adicional o complementario que permite adecuar su calidad al uso al que se destinan. Este Real Decreto distingue 5 usos diferentes (ver Anexo III): • Urbanos (calidad 1.1 y 1.2) • Agrícolas (calidad 2.1, 2.2 y 2.3) • Industriales (calidad 3.1 a, 3.1 b, 3.1 c y 3.2) • Recreativos (calidad 4.1 y 4.2) • Ambientales (calidad 5.1 y 5.2) Los cuales a su vez tienen diferentes usos posibles y diferentes calidades del agua regenerada exigidas. Todos los criterios de calidad para la reutilización de las aguas según sus usos tienen en común 4 parámetros regulados, que son turbidez, sólidos en suspensión, nematodos intestinales y Escherichia Coli. Además de otros posibles criterios, dependiendo del uso que se vaya a dar al agua regenerada, como podrían ser otros contaminantes, legionella spp, salmonella,… En la figura V están representados mediante barras los valores máximos admisibles de sólidos en suspensión y Escherichia Coli en función del uso que se les vaya a dar al agua regenerada y los valores máximos de estos en las aguas de salida de una EDAR sólidos en suspensión (RD 509/1996) y Escherichia Coli (Gorriaz 2010). El valor máximo admisible de Escherichia Coli a la salida de una EDAR no está fijado y en este caso se trata de un valor típico de salida. Figura V VMA de sólidos en suspensión y E-Coli atendiendo al uso que se vaya a hacer del agua regenerada 15 Tabla VIII Dosis y pH utilizados en la determinación del pH óptimo con cada coagulante Coagulante Dosis utilizada Rango de pH FeCl 3 100 mg/L de FeCl 3 ·6H 2 O 7-11 Al 2 (SO 4 ) 3 100 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 7-11 SAF056 100 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 6-10 SAF560HC 150 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 6-10 SAF05670 150 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 6-10 Tabla IX Dosis y pH utilizados en la determinación de la dosis óptima con cada coagulante Coagulante Dosis utilizada pH FeCl 3 50, 100, 150 y 200 mg/L de FeCl 3 ·6H 2 O 8 Al 2 (SO 4 ) 3 100, 200 y 300 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 7 SAF056 50, 100, 150 y 250 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 8.5 SAF560HC 50, 100 y 250 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 7 SAF05670 50, 100, 150 y 250 mg/L de Al 2 (SO 4 ) 3 ·18H 2 O 8 Búsqueda del pH óptimo Se añade la misma dosis del coagulante estudiado. Se incrementa el pH mediante la adición de Ca(OH)2 y posteriormente se lleva a cabo la coagulación-floculación-sedimentación siguiendo los siguientes parámetros de operación: • Coagulación: 5 min a 200 revoluciones por minuto (en el Jar test). • Floculación: 15 min a 40 revoluciones por minuto (en el Jar test). • Decantación: 30 minutos. Por último se realizan las medidas que caracterizan el agua después del proceso (ver anexo VIII, metodología analítica) Todos los experimentos se realizaron por triplicado. Búsqueda de la dosis óptima Una vez determinado el pH óptimo para llevar a cabo la precipitación química con el coagulante estudiado, se procede a realizar una serie de experimentos con objeto de determinar la dosis óptima del coagulante. Se añade una dosis distinta en cada vaso (3 dosis distintas con sus respectivas réplicas). Mediante la adición de Ca(OH)2 se lleva el pH hasta el valor del óptimo determinado anteriormente. 16 Como en el caso anterior se lleva a cabo la coagulación-floculación-sedimentación siguiendo los mismos parámetros de operación anteriores: Finalmente se realizan las medidas que caracterizan el agua después del proceso (ver anexo VIII, metodología analítica). 3.4.- Fenton 3.4.1.- Reactivos Coagulantes: SAF05670 (sal compuesta de hierro y aluminio) Floculante: Ca(OH)2 H2SO4 y H2O2. 3.4.2.- Manejo de la muestra Asegurándose de tener una muestra homogénea mediante agitación, se miden el pH y el COT (ver anexo VIII, metodología analítica). Posteriormente se realizan los experimentos con esta agua residual doméstica sintética depurada. En este apartado se distinguen tres experimentos distintos con la misma muestra y el pH y dosis óptimos determinados anteriormente. 1.- Fenton + Precipitación química. 2.- Precipitación química. 3.- Precipitación química + Fenton. En los tres casos la precipitación química se realiza del mismo modo que anteriormente. A la hora de realizar el proceso Fenton primero se reduce el pH de la muestra con H2SO4 hasta que este sea menor de 3.5 y se esperan 10 min para asegurarse de eliminar todos los carbonatos, posteriormente se añade la dosis de H2O2 (15 mg/L) y se deja reaccionar durante 30 min con agitación lenta continua. Si después de realizar el proceso Fenton se realiza la precipitación química, se incrementa el pH hasta el óptimo mediante la adición de Ca(OH)2. Después se determina el COT del agua tratada de las tres formas (ver anexo VIII, metodología analítica). Tanto la dosis utilizada de coagulante como el pH al que se llevo la precipitación química, son los obtenidos como óptimos en la parte de precipitación química (150 mg/L Al2(SO4)3 y pH 8). 17 4.- Resultados 4.1.- Caracterización del agua de salida de la depuradora En las figuras VII y VIII se muestra la variabilidad del agua de salida de la planta depuradora a lo largo de los experimentos realizados. Figura VII Variación del pH del agua de salida de la depuradora frente al tiempo Figura VIII Variación de los sólidos en suspensión del agua de salida de la depuradora frente al tiempo Las características de la muestra varían de un día para otro lo que dificulta enormemente la repetitividad de los resultados. Como ya se comentó en la metodología, tanto por lo heterogéneo de la muestra de partida, como por la baja concentración de sólidos 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 0 10 20 30 40 50 pH Experimentos 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 40 50 Sólidos en suspensión (mg/L) Experimentos 18 presentes en el agua en numerosas ocasiones, se opto por agregar sólidos del decantador para trabajar con muestras iniciales con concentración de sólidos en suspensión aproximadas de 30 mg/L, tomando como referencia el Real Decreto 509/1996. Las características medias del agua de salida de la depuradora instalada en el laboratorio después de corregir los SS son las mostradas en la tabla X. Tabla X características generales del agua residual urbana depurada después de corregir los SS pH DQO(mg O 2 /L) Turbidez (UNT) SS (mg/L) 8.5 75 26.9 17 4.2.- Precipitación química En este subapartado se muestran los resultados tendentes al elegir el mejor coagulante, y que condiciones (dosis y pH) son las óptimas para alcanzar los objetivos propuestos. 4.2.1.- Optimización pH A continuación se muestran los resultados obtenidos en la optimización del pH para el proceso de precipitación química con los diferentes coagulantes. Sales de hierro FeCl3: Los resultados obtenidos son mostrados en la tabla XI. Tabla XI Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con FeCl 3 variando el pH pH % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 7 96,6 88,7 43,8 8 97,0 89.2 41,6 9 89,9 85,2 30,2 10 68,0 71,8 29,0 11 69,8 66,7 31,8 El pH óptimo es 8, consiguiendo las máximas reducción de DQO y SS aunque la reducción de DQO es ligeramente menor que a pH 7. 19 Sales de aluminio Al2(SO4)3: En la tabla XII se pueden observar los resultados obtenidos: Tabla XII Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con sulfato de aluminio variando el pH pH % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 7 85,9 75,0 45,1 9 13,4 31,3 47,6 11 -41,2 31,3 36,6 Así pues el pH óptimo para llevar a cabo la operación es 7. A pH 11 se observa un incremento de la turbidez de casi el 50%, el Al(OH)3 a pH’s altos se puede disolver formando otro hidróxido de aluminio raro (Al(OH)2)- que es insoluble a estos pH’s, de aspecto gelatinoso y translúcido que confiere al agua depurada un incremento de la turbidez. SAF056: Se pueden observar los resultados obtenidos en la tabla XIII. Tabla XIII Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con SAF056 variando el pH pH % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 6 95,7 95,8 81,1 8 97,5 96,4 79,9 10 84,8 83,9 76,9 El pH óptimo para este caso fue 8 ya que con este se consiguió una máxima reducción de turbidez y sólidos en suspensión totales y aunque la reducción de DQO es ligeramente menor que a pH 6. Realmente cualquier rango de pH comprendido entre 6 y 8 sería adecuado, se recomendaría trabajar con el pH de salida de la depuradora, sin realizar sobre el ningún tipo de corrección, con objeto de simplificar el proceso y abaratar costos. SAF560HC: Se utilizó una dosis del coagulante comercial SAF560HC de 150 mg/L de Al2(SO4)3·18H2O Como en los dos casos anteriores se trabajo en el intervalo de pH’s 6-10 con incrementos de 2 unidades, variándolo con Ca(OH)2. 20 En la tabla XIV se muestran los resultados obtenidos. Tabla XIV Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con SAF560HC variando las dosis pH % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 6 99,0 93,3 58,3 8 90,0 92,1 61,9 10 39,0 74,5 59,0 Tanto a pH 6 como pH 8 se obtiene muy buenos resultados, como se ha comentado en los resultados obtenidos con el SAF056 cualquier rango de pH comprendido entre 6 y 8 sería adecuado, se recomendaría trabajar con el pH de salida de la depuradora, sin realizar sobre el ningún tipo de corrección, con objeto de simplificar el proceso y abaratar costos. Para el siguiente apartado en el cual se estudiará la dosis optima, se empleará un pH 7. Sales compuestas SAF05670: Los resultados obtenidos son los mostrados en la tabla XV. Tabla XV Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con SAF05670 variando el pH pH % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 6 98,6 96,6 84,7 8 96,2 96,5 84,7 10 88,1 92,5 85,4 En este caso se selecciono como pH óptimo 8 puesto que aunque la reducción de turbidez es menor que a pH 6 la diferencia no es muy grande. 4.2.2.- Optimización de la dosis A continuación se muestran los resultados obtenidos en la optimización de la dosis para el proceso de precipitación química con los diferentes coagulantes. Sales de hierro FeCl3: La tabla XVI muestra los resultados obtenidos. Tabla XVI Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con FeCl 3 variando las dosis Dosis % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 50 62,9 65,1 47,1 100 77,8 74,6 32,2 150 72,2 84,9 30,3 200 43,2 61,1 57,6 21 Consideramos como la dosis óptima 150 mg/L de FeCl3·6H2O, ya que con esta dosis se consigue una gran reducción de la turbidez y de los sólidos en suspensión. La reducción de la DQO no es tan alta como con otras dosis, pero se valora más la necesidad de eliminar los sólidos como etapa previa a la oxidación avanzada que la eliminación de DQO. Teniendo en cuenta los valores promedio de SS y Turbidez tras este tratamiento (4.53 mg/L y 13.34 UNT respectivamente), nos encontraríamos según el RD 1620/2007 (ver anexo III) ante una agua de calidades 2.2, 2.3, 3.1 c), 4.2, 5.1 y 5.3. Sin olvidar que habría que conocer el resto de parámetros (E-coli, Nematodos intestinales y otros criterios) Sales de aluminio Al2(SO4)3: Los resultados obtenidos se muestran en la tabla XVII. Tabla XVII Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con sulfato de aluminio variando las dosis Dosis % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 100 92,1 87,5 53,6 200 93,8 90,6 75,9 300 91,5 90,6 69,9 Se determinó que la dosis óptima para llevar a cabo el tratamiento es 200 mg/L Al2(SO4)3·18H2O, ya que en este caso se obtienen máximas reducciones tanto de turbidez, como de sólidos en suspensión totales como de DQO. Finalmente con un agua con 2.8 mg/L de SS y 3 UNT de turbidez, según el RD 1620/2007 (ver anexo III) que se está ante un agua valida para todos los usos menos 1.1, 3.2, 5.2 y 5.4. Sin tener en cuenta el resto de parámetros necesarios para determinar la calidad del agua según el Real Decreto en cuestión. SAF056: En la tabla XVIII se muestran los resultados obtenidos. Tabla XVIII Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con SAF056 variando las dosis Dosis % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 50 62,9 71,5 53,5 100 78,4 86,3 72,4 150 97,5 96,4 79,9 250 84,5 87,4 77,6 La dosis óptima en este caso fué 150 mg/L, se puede observar que se está ante un máximo, teniendo en este punto las mayores reducciones tanto de turbidez, como de sólidos en suspensión como DQO. 22 El agua después del tratamiento tendrá 1.1 mg/L de SS y 1.2 UNT de turbidez, por lo que según el RD 1620/2007 (ver anexo III) nos encontramos ante un agua de todas las calidades, exceptuando las 3.2 y 5.4. Exceptuando el resto de parámetros contemplados en este Real Decreto. SAF560HC: Pueden observarse los resultados obtenidos en la tabla XIX. Tabla XIX Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con SAF560HC variando las dosis Dosis % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 50 69,7 79,6 50,6 100 78,6 83,5 55,7 250 98,9 93,6 66,9 En el caso de este coagulante, casi se podría decir que al representar los puntos de la tabla anterior estamos ante una línea recta con pendiente positiva, es decir cuanto mayor sea la dosis mayor será la reducción de turbidez, sólidos en suspensión y DQO. Por supuesto dentro del rango estudiado. Por eso en este caso la dosis óptima es de 250 mg/L. Después de la precipitación se tiene un agua con 2 mg/L de SS y <1 UNT de Turbidez, así se está ante un agua de todas las calidades citadas en el RD 1620/2007 excepto la 5.4 (ver anexo III). Todo ello sin tener en cuenta el resto de parámetros citados en el Real Decreto. Sales compuestas SAF05670: La tabla XX muestra los resultados obtenidos. Tabla XX Reducciones de turbidez, SS y DQO obtenidas con SAF05670 variando las dosis Dosis % reducción turbidez % reducción SS % reducción DQO 50 90,6 89,7 67,9 100 91,9 89,5 65,4 150 96,2 96,5 87,2 250 84,6 84,5 75,6 La dosis óptima es 150 mg/L, obteniendo con esta dosis las mayores reducciones de todos los parámetros estudiados. El agua después de ser tratada tiene 1.0 mg/L de SS y 1.8 UNT de turbidez, por lo que según el RD 1620/2007 (ver anexo III) se estaría ante un agua de todas las calidades excepto la 3.2 y la 5.4. Sin olvidar que no se han tenido en cuenta otros parámetros citados en este Real Decreto. 23 4.3.- Influencia de la carga contaminante inicial en el tratamiento por precipitación química Ante la falta de repetitividad de la muestra bruta empleada, se intento investigar si hay una tendencia entre: • Por un lado la carga contaminante inicial. • Por otro lado el tratamiento de depuración. Se realizaron una serie de experimentos con el coagulante FeCl3·6H2O con distintas demandas químicas de oxigeno iniciales (DQO), a distintos pH’s y con la misma dosis del coagulante (100 mg/L). La DQOinicial varió desde 47 hasta 125 mg/L, y el pH desde 7.5 a 12. Se realizó una agrupación de valores obtenidos en un intervalo determinado de pH’s obteniéndose los resultados mostrados en la figura IX. Figura IX Variación de la reducción de DQO respecto a la DQO inicial De la siguiente gráfica se puede obtener como conclusión que cuanta menos DQOinicial tenga el agua a tratar, mayor será el rendimiento obtenido mediante el tratamiento de precipitación química. 24 4.4.- Fenton Se realizaron una serie de experimentos de tanteo para comparar un proceso fenton llevado a cabo utilizando el hierro del coagulante y ver la importancia o no de hacerlo antes de la precipitación química. Los resultados obtenidos son mostrados en la tabla XXI. Tabla XXI Resultados obtenidos en el tratamiento de precipitación con proceso Fenton Tratamiento COT % reducción COT Agua bruta 19,5 y 20,3 Fenton  Precipitación química 17,6 y 17,2 12,6 Precipitación química 14,4 y 15,7 24,4 Precipitación química  Fenton 15,1 y 15,2 23,9 Se puede observar una reducción de rendimiento muy importante al aplicar el proceso fenton antes de la precipitación. También un rendimiento muy similar al realizar la precipitación química y al realizar la precipitación química  fenton, seguramente debido a la falta de hierro disuelto en el agua después de la precipitación, siendo este fundamental para llevar a cabo el proceso fenton.