Filtrage de cartes d'attributs par la méthode du Krigeage Factoriel. Contraintes géophysiques et dynamiques appliquees a des simulations de variables continues (umusadege)

Capítol 5 RESULTATS I DISCUSSIÓ En aquesta tesina s’ha elaborat una base de dades que recull les dades de qualitat més significatives dels projectes de reutlització d’aigües residuals de la Costa Brava, en el marc d’un projecte que té per objectiu definir els “criteris de qualitat microbiològica per la reutilització d’aigües i biosòlids”. Aquest estudi el realitzen en col·laboració la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), la Universitat de Barcelona (UB) i el Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC). La base de dades s’ha elaborat amb el programa Access de Microsoft i serveix per sistematitzar qualsevol projecte de reutilització d’aigües. Encara que l’aplicació s’ha realitzat en els casos concrets de la Costa Brava i de la planta de regeneració de Mataró, és extensible a qualsevol altre projecte d’aquest tipus. L’estudi que ha motivat l’elaboració de la base de dades té l’objectiu de definir els criteris de qualitat microbiològica necessaris per a la gestió de la reutlització de l’aigua. Una de les seves finalitats és igualment l’elaboració d’eines d’optimització de la gestió dels recursos, que han de servir tant per les empreses de sanejament com per l’administració responsable de la gestió integrada dels recursos hídrics. Concretament, un dels objectius de l’estudi és obtenir una base de dades que contingui valors de patògens i d’indicadors i que permeti quantificar els riscos lligats a l’ús de l’aigua generada. Seguint aquestes indicacions, així com tots els objectius esmentats al primer capítol de la tesina, s’ha dut a terme l’elaboració de la base de dades detallada a continuació. 5.1 Descripció de la Base de Dades La base de dades (BDD) sobre la regeneració i la reutilització d’aigua està estructurada en diverses taules relacionades entre elles on s’emmagatzema la informació. S’han elaborat uns formularis d’entrada de dades i uns altres de consulta de resultats, de cara a la utilització de la BDD per part dels usuaris (tant gestors com operadors). Igualment, la BDD permet l’edició d’informes que poden ser impresos, així com la selecció de la informació desitjada, mitjançant la utilització de filtres i consultes. 5.1.1 Taules Les diferents taules que composen la BDD estan relacionades entre elles en funció del tipus d’informació que contenen. La taula principal és la de Projectes; està 38 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals connectada a tota la resta de taules, tant de manera directa com indirecta, a través d’una altra taula. Les taules on s’ha d’emmagatzemar la informació dels projectes són les següents (el nom de la taula a la BDD apareix entre parèntesi): 1. Projectes. 2. Projecte – Processos (Proj_Processos). 3. Projecte – Usos de l’aigua regenerada (Proj_Us). 4. Punts de Control (Punts_Control). 5. Cabals. 6. Anàlisis. 7. Valors obtinguts als anàlisis per paràmetres (Params_Valors). La taula de Projectes (1) conté les dades permanents de cada un dels projectes, dependents segons una relació “1:1” amb el propi projecte, tots els camps que la composen tenen informació única per a un projecte donat (figura 5.1). En canvi, les taules de Processos (2), d’Usos (3) i de Punts de Control (4) contenen la informació de cada un dels projectes que és múltiple per a un projecte donat; la relació existent entre aquestes taules i la de Projectes és del tipus “1:n”. Aquestes quatre primeres taules emmagatzemen la informació “estàtica” dels projectes, que no varia en funció del temps i no depèn de les campanyes de mostreig. Les taules de Cabals (5), d’Anàlisis (6) i de Valors (7) contenen la informació que es monitoritza; cada una d’elles està composada per un camp data que identifica els valors dels registres. La taula de Cabal (5) depèn directament de la taula Projectes segons una relació “1:n”, és a dir, diversos registres de la taula Cabal depenen d’un únic registre de la taula Projectes. La taula d’Anàlisis (6) depèn de la de Punts de Control (4) segons el mateix tipus de relació i la de Valors (7) està igualment relacionada amb la de Punts de Control (4) (veure la figura 5.7). Per altra banda, la BDD conté les taules de definició, que estableixen les opcions a triar en determinats camps de les altres taules; la informació és fixa i no depèn de cap projecte en concret. Aquestes taules poden augmentar el seus registres donant d’alta els nous valors, per tal de que s’incorporin a les opcions a triar dels camps corresponents. La llista de les taules de definició és la següent: 1. Municipis. 2. Empreses. 3. Tipus de procés de tractament (Tipus_Proces). 4. Tipus d’ús de l’efluent (Tipus_Us). 5. Paràmetres. 6. Tipus de reglamentació seguida (Tipus_Regl). 7. Analistes possibles (Tipus_Analistes). La taula de Municipis omple la dada “municipi” de la taula Projectes (1); la d’Empreses correspon a les dades dels camps ”operador”, “empresa constructora” i “proveïdors” d’aquesta mateixa taula. Les taules Tipus de Procés, Tipus d’Ús i Analistes, omplen camps de les taules Projecte–Processos (2), Projecte–Ús (3) i Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 39 Anàlisis (6) respectivament. El Tipus de Reglamentació correspon a la dada “reglamentació” de la taula Projectes–Us (3). Finalment, la taula de paràmetres completa la informació de la taula Valors (7) junt amb la taula d’Anàlisis (6) (veure la figura 5.8). Les taules de Projecte–Processos (2), de Projecte–Ús (3) i d’Anàlisis (6) es poden considerar taules pont entre la taula de Projectes i les taules de definició corresponents. Els apartats presentats a continuació detallen el tipus d’informació emmagatzemada a cada taula i les relacions existents entre elles. 5.1.2 Atributs Totes les taules emmagatzemen informació dels projectes de reutilització que es pot dividir entre dades fixes o generals i dades de monitoreig: analítiques i de cabals. Dades generals dels projectes La informació està estructurada per projectes, de manera que, a través d’un camp identificatiu (ID_Projecte) es pot accedir a totes les dades relacionades amb un projecte concret (veure la figura 5.1). El llistat de les dades genèriques que caracteritzen el projecte es presenta a continuació: 1. Identificatiu del projecte. 2. Nom del projecte. 3. Entitat responsable. 4. Municipi. 5. Any d’instal·lació. 6. Capacitat (m3/d). 7. Superfície ocupada (m2). 8. Esquema del tractament. Els cinc primers atributs identifiquen i ubiquen el projecte. A continuació, la capacitat serveix per valorar si el projecte encara podria produir un cabal d’aigua regenerada, o si es troba al límit de les seves possibilitats. La superfície estimada és útil per ponderar el cost afegit d’ocupar un cert terreny, ja que aquest pot arribar a tenir un valor econòmic i ecològic molt considerable. L’esquema de tractament és un croquis en forma d’imatge que es pot veure des de la pròpia BDD. De la mateixa manera s’emmagatzema la informació suplementària per estimar-ne el rendiment i els beneficis obtinguts pel projecte: 1. Motivacions que van portar a la reutilització. 2. Empresa explotadora. 3. Empresa constructora. 4. Cost d’inversió (Euros). 5. Cost d’operació (Euros/m3). 6. Consum energètic (KWh/ m3). 7. Producció de fangs (Kg/ m3). 40 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 8. Beneficis obtinguts. 9. Altres dades d’interès. Les motivacions del projecte serveixen per orientar a altres institucions que es poguessin trobar amb situacions similars. El consum energètic i la producció de fangs són factors que repercuteixen en el cost global del projecte; l’alt consum energètic podria retardar un projecte si no hi hagués fonts d’energia prou eficients o si potabilitzar l’aigua costés molt menys. De la mateixa manera, una gran producció de fangs incorpora al projecte el cost ambiental del tractament del residu en si mateix. El camp de beneficis obtinguts pretén reflectir totes aquelles millores socials, ambientals i fins i tot econòmiques que no són quantificables o determinables directament. Figura 5.1. Taula general de Projectes, en vista de “Disseny”, amb el conjunt de camps que la composen. A més d’aquestes dades, també s’emmagatzema el tipus de tractament que rep l’aigua residual i l’ús que se’n fa. Aquesta informació s’emmagatzema en taules diferents que es relacionen amb la taula de Projectes mitjançant el camp comú ID_Projecte. Cada una de les “subtaules” té els camps que s’indiquen a continuació: Taula de Processos de Tractament (figura 5.2): 1. Identificatiu del projecte. 2. Procés. 3. Característiques del procés. 4. Capacitat (m3/h). 5. Proveïdor. Taula d’Usos de l’Aigua (figura 5.3): 1. Identificatiu del projecte. 2. Ús. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 41 3. Normativa seguida. 4. Destí de l’efluent. Figura 5.2. Taula de processos de tractament en vista de “Disseny”. La caracterització dels processos de tractament és necessària per analitzar l’eficiència que presenten i per poder-los comparar entre diferents plantes. Les conclusions que se’n poden extreure aniran vinculades a l’adequació de cada un dels processos al nivell de tractament necessari per donar a l’afluent una qualitat suficient. Figura 5.3. Taula d’usos de l’aigua regenerada en vista de “Disseny”. La taula del Tipus d’ús de l’aigua permet extreure resums i conclusions sobre el conjunt de les aplicacions de l’aigua regenerada que es donen a la zona. És interessant ponderar si a una planta concreta es poden afegir altres usos, així com també si els projectes propers podrien atendre aplicacions semblants. Dades de monitoreig Els valors dels paràmetres de qualitat i dels cabals mesurats a cada planta s’emmagatzemen a la BDD per tal de portar un control de la qualitat de l’aigua regenerada subministrada per cada projecte. La relació entre la taula de Projectes i la de Punts de Control permet, per cada un dels projectes de la BDD, definir diversos punts de control, on es prenen les mostres que posteriorment són analitzades. Aquests punts van codificats amb tres lletres corresponents al projecte i un número correlatiu; cada punt es caracteritza pel procés de tractament previ, segons el flux de l’aigua (veure figura 5.4). La figura 5.5 mostra la taula de Punts_Control (a la figura 5.4 en vista “Disseny”) amb les dades que s’hi emmagatzemen. La taula conté el camp identificador del punt de control i el camp identificador del projecte al qual pertany; aquest camp 42 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals serveix per establir la relació amb la taula principal. El camp del procés conté el tractament anterior al punt de presa de mostres, definint així la ubicació exacta del punt de control. Figura 5.4. Taula de punts de control en vista de “Disseny”. Punts_Control ID_PC ID_Projecte ID_proces Obs CPA1 001CPA Tractament Secundari CPA2 001CPA Filtre de sorra CPA3 001CPA Desinfecció UV CPA4 001CPA Desinfecció Clor CPA5 001CPA Desinfecció Clor Efluent secundari clorat directament EPB1 007EMB Tractament Secundari EPB2 007EMB Sistema d'Aiguamolls Construïts Llacuna Sedimentació EPB3 007EMB Sistema d'Aiguamolls Construïts Llacuna Afinament EPB4 007EMB Sistema d'Aiguamolls Construïts Dipòsit EPB5 007EMB Sistema d'Aiguamolls Construïts Estany LLO1 002LLM Tractament Secundari LLO2 002LLM Desinfecció Clor MAT1 013MAT Tractament Secundari MAT2 013MAT Filtració multicapa MAT3 013MAT Desinfecció UV MAT4 013MAT Desinfecció UV+Hipoclorit MAT5 013MAT Desinfecció Clor Sense UV Figura 5.5. Taula de punts de control en la vista de “Full de dades”. L’objectiu d’emmagatzemar paràmetres similars, però en diferents punts de la planta, és poder fer una valoració dels rendiments de cada un dels processos que composen el tractament. D’aquesta manera es pot determinar tant la millora global de qualitat del tractament terciari com la millora parcial de cada un dels processos per separat. Les dades de qualitat s’emmagatzemen a la taula de Valors, relacionada amb la taula d’Anàlisis i la de Paràmetres, en forma de resultats numèrics. A la taula Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 43 d’Anàlisi es recullen les característiques de les campanyes de mostres: els punts on s’han pres les mostres, la data i el nom de l’analista. A la taula de Paràmetres queden enregistrats cada un dels paràmetres de qualitat que s’han mesurat amb els seus noms i les unitats corresponents. Per altra banda la taula de Cabals (figura 5.6) permet emmagatzemar els cabals registrats en diferents dates, tant d’entrada com de sortida de la planta. La taula mostra les variacions estacionals i el cabal d’aigua que pot aportar la planta als diferents destins. És igualment una mesura de l’eficiència hidràulica. Aquestes dades són molt útils a l’hora de planificar els recursos hídrics, ja que permet conèixer si una planta està treballant sota de la seva capacitat o bé funciona al límit de les seves possibilitats. Figura 5.6. Taula de cabals en vista de “Disseny”. 5.1.3 Relacions entre taules Les relacions entre les taules defineixen la lògica de la BDD i faciliten els processos de consulta de dades i els d’elaboració de formularis i d’informes. L’apartat dedicat a definir les taules que conformen la BDD descriu quin tipus de relacions hi ha entre les diferents taules existents. Aquest apartat detalla la manera com es relacionen aquestes taules entre si, mitjançant els gràfics explicatius que proporciona l’Access. Cada entrada de la taula principal de Projectes és un dels projectes de reutilització d’aigua i s’identifica amb un codi únic: ID_Projecte. Les taules de Processos de tractament, de Cabals, de Punts de control i d’Usos estan relacionades amb aquesta taula principal a partir del codi de projecte. Aquestes taules relacionades contenen un camp que correspon al codi del projecte, de manera que cada un dels registres d’aquestes taules queda unívocament relacionat amb un dels projectes. La figura 5.7 mostra les relacions existents entre aquestes quatre taules i la taula principal. Són relacions del tipus “1:n”, en que a cada projecte li corresponen diversos registres de les taules relacionades. A més d’aquestes quatre relacions amb la taula principal de Projectes, la BDD també està conformada a partir de les relacions amb les taules de definició de camps. En aquest cas, la relació és del tipus “n:1”, ja que molts projectes corresponen a un únic registre d’aquestes taules. La relació s’estableix igualment a través d’un camp comú a les dues taules; és el cas de l’identificatiu corresponent a cada una de les taules de definició. La figura 5.8 mostra aquestes relacions, tant pel cas de la taula principal de 44 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals Projectes com per les altres taules que contenen també camps dependents de les taules de definició. Figura 5.7. Esquema de les relacions “1:n” de la taula de Projectes. Figura 5.8. Esquema de les relacions “n:1” entre les taules origen i les de definició. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 45 Per completar l’esquema de les relacions existents a la base de dades, cal esmentar les relacions existents entre les diferents taules d’emmagatzematge de les dades analítiques. La relació entre els valors analítics i els projectes comença amb la relació entre la taula Projectes i la de Punts de Control. Aquesta darrera taula està connectada amb la taula d’Anàlisis segons una relació de tipus “1:n”, ja que en un punt de control es fan diversos anàlisis (figura 5.9). Per una altra banda, la taula de Paràmetres es relaciona amb la d’Anàlisis a partir de la taula pont “Params_Valors”, on s’emmagatzemen els resultats numèrics. Aquesta taula pont queda definida per dues claus principals, de manera que cada registre queda unívocament definit amb una combinació sempre diferent entre els dos camps identificadors, el de l’anàlisi i el del paràmetre. Figura 5.9. Relacions existents per a l’emmagatzematge de dades analítiques. Les dades analítiques sovint són tractades posteriorment de manera estadística i en forma de gràfiques. Per a fer aquest tractament és necessari exportar les dades a altres programes, de manera ordenada i seleccionant la informació que es precisa en cada cas. Gràcies a aquesta relació, la selecció d’un punt de control (ID_PC) i d’un paràmetre determinat (ID_Parametre) permet obtenir els valors emmagatzemats a la taula pont. Aquests valors es poden exportar en forma de taules per a fer-ne la valoració que convingui. 5.1.4 Formularis, informes i consultes L’inici de la base de dades és un formulari de benvinguda (figura 5.10) en el que s’hi troba el títol del projecte i les institucions participants. L’accés al següent formulari es facilita a partir del botó d’Entrada. El formulari que s’obre a continuació permet escollir entre les diferents opcions dissenyades per facilitar als usuaris l’accés a les eines que ofereix la BDD. El formulari d’opcions (figura 5.11) mostra els diferents botons disponibles per conduir a l’usuari allà on desitja. Les dues grans opcions són la introducció de dades i la consulta de la informació existent. La configuració d’aquests comandaments permet seleccionar un projecte concret per a treballar-hi directament, o veure les dades de tot el conjunt de projectes emmagatzemats. El formulari ofereix igualment la opció d’accedir a les vistes prèvies dels informes. En darrer lloc, a la part dreta, es mostren els botons que donen d’alta els registres de les taules de definició. Aquests botons serveixen per incorporar noves opcions als camps desplegables. 52 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals Per exemple, el projecte de regeneració a Castell Platja d’Aro és el primer introduït a la BDD i està inscrit amb el codi: 001CPA. La informació del formulari general està distribuïda en forma de pestanyes agrupada per temàtiques, i en forma de subformularis per les dades corresponents a les taules relacionades (figura 5.20). Aquesta organització permet introduir i visualitzar totes les dades en un sol formulari, simplificant el tractament de la informació. Figura 5.20. Formulari General per CPA: introducció de Punts de Control. Tant en aquest formulari com a la resta, el cursor serveix per entrar a cada una de les caselles per tal d’escriure o de modificar la informació. El tabulador del teclat permet igualment recórrer els camps del formulari. Les caselles que tenen una fletxeta cap avall a la part dreta corresponen als camps de múltiples opcions (són els quadres combinats); en aquestes caselles s’hi entren dades predeterminades. Els botons de la capçalera del formulari permeten passar d’un registre a l’altre seguint l’ordre predeterminat dels projectes. El botó dels prismàtics permet buscar un registre concret situant el cursor damunt del camp amb el que es vulgui identificar el registre. Per exemple, situant el cursor damunt del nom i pitjant aquest botó s’obre un quadre de diàleg (figura 5.21) on es demana que s’escrigui el nom a buscar. Si el cursor se situa en el camp “Any d’instal·lació” el quadre de diàleg demanarà un any concret. Amb aquest comandament es filtren els registres del formulari seguint el criteri especificat. Seguint l’exemple de la figura 5.21, el formulari filtrat reapareixeria amb tots els projectes que haguessin estat instal·lats l’any 1998. Les dades analítiques s’introdueixen en formularis destinats a aquest fi; tot i això, en un projecte nou cal definir prèviament quins són els punts de control on es prenen les mostres, introduint-los en el formulari General a la pestanya de Control de Qualitat. Aquesta secció del formulari conté igualment un botó amb el que s’accedeix Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 53 al formulari de consulta dels resultats analítics del projecte en el que s’estigui treballant. Figura 5.21. Quadre de diàleg per buscar registres. A més de les caselles de text, de les caselles d’opcions i dels subformularis, el formulari General conté també el camp d’Esquema de la Planta, que es tracta d’un camp d’imatge (figura 5.30). Per a introduir un nou croquis, s’ha d’entrar a la casella corresponent i pitjar el botó dret del ratolí, després triar la opció “Insertar objeto...” i seleccionar l’arxiu on estigui l’esquema; després d’això la imatge queda inserida a la BDD. En general, tota la informació referent al projecte, que no correspongui a dades de monitoreig, s’introdueix en aquest formulari General. Serveix igualment per a consultar i actualitzar la informació dels projectes ja introduïts. 5.2.2 Introduir dades analítiques El procediment a seguir per introduir resultats analítics consisteix en definir l’anàlisi realitzat al formulari Anàlisis de Qualitat (figura 5.22), que s’obre amb un botó del formulari d’Opcions. Un anàlisi està caracteritzat pels paràmetres següents: el punt de control, la data del mostreig i l’analista. Cada campanya de mostres requereix introduir tants anàlisis com combinacions d’aquests tres paràmetres existeixin. És a dir, la introducció dels resultats corresponents a un anàlisi amb un d’aquests atributs diferents requereix un nou registre a la taula (figures 5.23, 5.24 i 5.25). Les figures reflexen com el canvi d’un dels factors que defineixen l’anàlisi equival a un nou registre en el formulari. A la part inferior d’aquest es troba el comptador de registres que indica quina posició ocupa el registre que es mostra en pantalla i quants n’hi ha en total. Les fletxetes permeten passar de registre en registre i veure com canvien els paràmetres de definició dels anàlisis. En cas que l’analista sigui nou, caldrà donar-lo d’alta prèviament a la pantalla inicial d’opcions. Si cal introduir dades analítiques per a un nou punt de control, no analitzat 54 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals fins llavors, s’ha d’entrar prèviament a la pantalla de punts de control del formulari general (figura 5.20). Figura 5.22. Formulari d’introducció de Figura 5.23. Canvi d’analista. resultats Analítics. Figura 5.24. Canvi de Punt de Control. Figura 5.25. Canvi de data. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 55 Un cop introduït la definició de l’anàlisi es procedeix a escriure els resultats numèrics dels anàlisis realitzats. En primer lloc, cal escollir cada un dels paràmetres que s’han analitzat i a continuació escriure el seu valor obtingut experimentalment. Els paràmetres vindran determinats per la campanya d’anàlisis i sobretot per l’analista, ja que sovint un analista determinat s’especialitza en uns paràmetres en concret. Per exemple, la mostra corresponent a un mateix punt de control d’un dia en concret té dos anàlisis diferents: el de la UPC i el de la UB, els primers analitzen tots els indicadors fecals i els segons estimen la presència de virus (veure figures 5.22 i 5.23) . La introducció dels valors d’un paràmetre no analitzat fins llavors, que no consta per tant entre les opcions del camp, necessita prèviament donar d’alta el paràmetre amb el botó corresponent del formulari d’Opcions. Les dades numèriques no tenen dificultats d’introducció, però cal tenir en compte la unitat especificada a la base de dades per cada paràmetre concret. S’han d’introduir sempre amb la mateixa unitat per mantenir la coherència de les dades i poder-les estudiar després. Els casos concrets en que el resultat de l’anàlisi dóna un valor per sota dels límits de detecció demanen una consideració especial. En un full de càlcul, per introduir aquestes dades s’escriuria algun caràcter amb significat propi, per exemple “n.d.” o bé “<1”. Per contra, el camp “valor” de la base de dades només permet l’entrada de dades numèriques i per tant aquestes expressions no es podrien guardar. A més, resultats com aquests no permeten un anàlisi estadístic a posteriori, ja que no són valors numèrics amb els que es pugui operar. Per totes aquestes raons, és necessari utilitzar una altra tècnica per emmagatzemar un valor que signifiqui “no detectable” i que després es pugui traduir per un altre valor numèric que permeti el càlcul. Aquesta tècnica consisteix en introduir el valor del límit de detecció però en negatiu, de manera que la dada no es pot confondre amb un resultat analític (sempre positiu) i el número representa el valor màxim que pot donar la mostra per aquest paràmetre concret. Al mateix temps, aquesta tècnica permet realitzar els càlculs posteriors que es desitgin, tan sols prenent valors absoluts. 5.2.3 Consultar la informació Una altra prestació de la BDD és la de consulta de la informació emmagatzemada. El formulari d’Opcions inicial conté botons de consulta tant pel conjunt de projectes i pels seus resultats analítics, com per un projecte en concret escollit en una casella de control. El formulari per a consultar la informació General dels projectes és el mateix que el d’introducció de dades, amb la particularitat que les dades no es poden editar. D’aquesta manera, totes les caselles d’informació introduïda poden ser consultables. Per realitzar recerques es disposa del comandament en forma d’un botó amb prismàtics. Per altra banda, les dades es poden consultar i imprimir en els informes dissenyats amb aquest objectiu. Per exemple, l’informe de la fitxa resum per cada un dels projectes detalla la informació més rellevant del formulari general. 56 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 5.2.4 Extreure resultats Una vegada recopilada i consultada la informació de la qualitat de l’aigua convé ferne un anàlisi comparatiu més profund. Amb aquest objectiu, s’han de triar les dades que han de ser estudiades amb detall a partir del formulari on es consulta la informació. L’anàlisi de les dades es fa per paràmetres i per plantes de tractament en concret, i per tant els llistats s’han de simplificar fins a obtenir la informació precisa que es vulgui representar gràficament. Els llistats produïts per la BDD tenen com a atributs: l’identificador de l’anàlisi, el punt de control on es va prendre la mostra, la data en que es va realitzar, el nom del paràmetre analitzat i el valor numèric obtingut. Els estudis gràfics es poden fer a partir de la distribució estadística de les dades obtingudes per cada un dels punts de control; es pot igualment estimar l’evolució d’aquestes dades pels diferents processos del tractament. Interessa veure, per a una planta donada, l’evolució d’un determinat paràmetre des de que entra l’afluent fins que surt l’efluent d’aigua regenerada. El procés de l’anàlisi gràfic i estadístic a partir de les dades analítiques de la BDD comença per escollir el projecte objecte d’estudi, els paràmetres a avaluar i les campanyes representatives. S’han de destriar les dades que interessin per a un projecte concret; així doncs, s’exportarà una única taula per cada punt de control i per cada paràmetre a estudiar. L’anàlisi gràfic de les dades es realitza amb un gràfic de probabilitat on es representen els valors obtinguts segons els diferents dies del mostreig. La bondat de l’ajust de la recta als punts experimentals determina la semblança de la freqüència acumulada dels valors a una distribució Normal o Lognormal. La representació dels valors obtinguts a tots els punts de control de la planta en els mateixos eixos, ajustant una recta per cada punt, permet observar l’evolució del paràmetre a través dels diferents processos de tractament. L’apartat 5.4 mostra un exemple d’un anàlisi gràfic de les dades recopilades. Els filtres disponibles al formulari de resultats analítics permeten efectuar les seleccions necessàries d’entre el conjunt de totes les dades del projecte. El filtre s’ha de realitzar seleccionant el punt de control, les dates que comprenen les campanyes realitzades i el paràmetre analític a estudiar. Per exemple, per estudiar l’evolució de l’indicador “Escherichia coli” a la planta de tractament d’Empuriabrava per la campanya realitzada a l’abril de 2003, en primer lloc s’obre el formulari de Resultats Analítics. Després s’apliquen els filtres per a cada punt de control, especificant la data i el paràmetre adequats. La manera d’aplicar els filtres està explicada a les instruccions (figura 5.18) inserides a la BDD. La figura 5.26 correspon al formulari de dades analítiques recopilades pel projecte d’Empuriabrava. Per seleccionar la informació desitjada s’aplica un filtre per formulari (figura 5.27) amb la dada “EMB1” pel Punt de Control, les dates “Entre #22/04/03# y #28/04/03#” que són les corresponents a la campanya de l’abril, i el paràmetre “Escherichia coli”. La figura 5.28 mostra el resultat obtingut després de realitzar aquest filtre; el formulari és el mateix, però ara només hi ha les cinc dades desitjades. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 57 Figura 5.26. Conjunt dels resultats analítics Figura 5.27. Filtre per formulari. per Empuriabrava. Figura 5.28. Resultat del filtrat. Arribat a aquest punt en el procés de triar les dades necessàries, només s’ha de prémer el botó d’exportar a l’Excel, i les dades queden tal i com es mostren a la taula de la figura 5.29. Figura 5.29. Resultat de l’exportació a l’Excel, seguint l’exemple exposat, dels resultats experimentals de la BDD. Per realitzar l’anàlisi complert de les dades del paràmetre “Escherichia coli” s’ha de procedir de la mateixa manera canviant el punt de control (després de l’EMB1, els punts EMB2, EMB3 i EMB4). Així, l’estudi gràfic podria incloure el conjunt de dades ID_Projecte ID_Analisi ID_PC Data ID_Parametre Valor Empuriabrava 18 EPB1 22/04/2003 Escherichia Coli 21000 Empuriabrava 23 EPB1 23/04/2003 Escherichia Coli 15000 Empuriabrava 28 EPB1 24/04/2003 Escherichia Coli 22000 Empuriabrava 33 EPB1 25/04/2003 Escherichia Coli 9000 Empuriabrava 13 EPB1 28/04/2003 Escherichia Coli 55000 58 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals obtingudes pels diferents punts on s’han pres mostres, permetent així avaluar com evoluciona el paràmetre durant el tractament de l’aigua i quina qualitat s’obté, entre altres conclusions. 5.3 Continguts de la Base de Dades 5.3.1 Dades recopilades L’aplicació concreta de la base de dades s’ha realitzat amb els projectes de reutilització d’aigües residuals que s’exploten actualment a la Costa Brava. El llistat d’aquests projectes es presenta a la taula 5.1. La informació s’ha recopilat a partir dels anuaris existents i gràcies a les comunicacions del Consorci de la Costa Brava, entitat responsable de la gestió d’aquest conjunt de projectes. Taula 5.1: Llistat dels projectes emmagatzemats a la BDD de reutilització d’aigües. Codi Nom 001CPA Castell platja d'Aro 002LLM Lloret de Mar 003BEG Begur 004PAL Pals 005TOM Tossa de Mar 006BLA Blanes 007EMB Empuriabrava 008ROS Roses 009POR Portbou 010COL Colera 011PSE Port de la Selva 012CAD Cadaqués 013MAT Mataró Les plantes de tractament terciari de la Costa Brava inclouen múltiples processos de tractaments d’aigües. Els nous projectes de la zona Nord de la Costa Brava -Roses, Portbou, Colera, Port de la Selva i Cadaquéstenen tots el mateix tipus de tractament: coagulació-floculació, filtració multicapa i desinfecció UV més postcloració amb hipoclorit. Aquest és el sistema de tractament més comú a les plantes de regeneració a la Costa Brava. La coagulació-floculació també forma part del terciari de Blanes i del de Mataró. La filtració multicapa completa el tractament de Blanes, mentre que a Castell - Platja d’Aro i a Tossa de Mar la filtració es realitza amb un filtre monocapa de sorra. La desinfecció per llum UV és un procés comú en el conjunt de projectes, està present en 8 dels 12 terciaris existents (incloent la planta de Mataró). En general, tant si l’afluent és tractat amb llum UV com si no, l’aigua es desinfecta amb clor abans de sortir de la planta. Per altra banda, el sistema de tractament natural aplicat a l’efluent secundari de l’EDAR d’Empuribrava per abastar l’estany del Cortalet del Parc Natural dels Aiguamolls de l’Empordà (PNAE), consisteix en un sistema d’aiguamolls construïts Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 59 (SAC) i és un terciari exemplar, tant com a tractament natural com per la de millora ambiental que representa a la zones fluvial i costera properes. Les quantitats més importants d’aigua regenerada produïda a la regió s’utilitzen en aplicacions per la millora de la qualitat ambiental i per al reg agrícola i de camps de golf. Aquests últims anys, amb la implantació dels terciaris de la zona nord, s’han desenvolupat igualment els usos urbans no potables, per a la neteja de carrers, de cotxes o de contenidors, entre altres, i per ús dels bombers municipals. A part d’aquestes informacions generals dels projectes de la Costa Brava, a la BDD s’han inclòs dades més detallades dels projectes inclosos a l’ ”Estudi de qualitat microbiològica per a la reutilització d’aigües i biosòlids” en el qual s’emmarca la creació de la BDD. Aquests projectes són el de Castell Platja d’Aro, el d’Empuriabrava, el de Lloret de Mar i el de Mataró, que no està gestionat pel CCB, però és una planta pilot que també s’ha monitoritzat per l’estudi. L’annex 2 presenta un resum de la informació recopilada pels projectes en forma de formulari extret de la BDD. 5.3.2 Millores en la gestió La base de dades elaborada presenta l’estructura necessària per a emmagatzemar tant les dades de control dels projectes com les dades de qualitat obtingudes durant el seu seguiment. A partir d’un monitoreig acurat de les plantes de tractament que contingui la base de dades es podran extreure respostes ràpides sobre la qualitat de l’aigua, en formats digitals i també en formats paper. Així doncs, la gestió dels projectes de regeneració i de reutilització mitjançant una base de dades presenta avantatges en quant a la disponibilitat de la informació i la rapidesa de la resposta. Concretament, es podrà disposar de la informació de les plantes de la Costa Brava de manera molt més fàcil que actualment, ja que ara les dades generals dels projectes estan disperses en fitxers personals o s’han d’anar a buscar a les pròpies plantes de tractament. Tenint en compte la quantitat d’actors que treballen en aquestes plantes de regeneració, gestors, operador i investigadors científics i tècnics, la BDD ofereix la facilitat de compartir la informació i permet optimitzar aquest sistema de gestió. Els projectes de regeneració de la Costa Brava sovint són fonts d’informació per a la investigació científica i la innovació tècnica relacionada amb la reutilització d’aigües. Els processos de recopilació d’informació i de divulgació de les novetats tècniques podran ser optimitzats amb la utilització de la BDD. El seguiment dels processos per assegurar un subministrament amb aigua de qualitat es pot realitzar de manera òptima tenint totes les dades emmagatzemades al mateix lloc. Fins ara, el traspàs d’informació fa més difícil el coneixement detallat dels processos de tractament, degut a que les dades estan distribuïdes a diferents llocs i les metodologies són poc uniformes. La base de dades s’haurà de conectar a Internet o a una Intranet per a que tots els operadors que l’hagin d’utilitzar la puguin obrir des de qualsevol ordinador. 60 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals D’aquesta manera el seguiment de la planta i els estudis que se’n vulguin realitzar es podran fer de manera remota amb dades actualitzades. Igualment, la compatibilitat de la BDD amb els Sistemes d’Informació Geogràfica (GIS) fa recomanable un desenvolupament del sistema de gestió de projectes que incorpori aquesta nova tècnica. La gestió i planificació dels recursos hídrics en general pot millorar molt si, a més de gestionar la informació amb una BDD, es fa amb un sistema que incorpori elements de referència en l’espai, com els que ofereix un GIS. 5.4 Exemple d’un Anàlisi Gràfic 5.4.1 Introducció al projecte Aquest apartat mostra un estudi gràfic dels paràmetres analitzats i emmagatzemats a la BDD. L’objectiu de l’estudi és comprovar el funcionament de l’extracció de resultats i alhora fer un primer anàlisis de les dades recollides. El projecte triat és el de Castell Platja d’Aro, l’efluent del qual s’utilitza per regar el Golf d’Aro, el Golf Costa Brava i les zones ajardinades del centre d’esbarjo Hapimag. La construcció d’aquest sistema terciari data del 1998 i va ser el primer projecte de regeneració d’aigua de la Costa Brava. La seva capacitat de tractament és de 600 m 3/dia actualment. Les instal·lacions estan composades per un filtre de sorra monocapa de llit polsat, una desinfecció per llum UV, amb un equip de mitja pressió amb 8 làmpades, i una desinfecció amb hipoclorit. Figura 5.30. Esquema del tractament terciari de Castell Platja d’Aro. A l’esquema de la figura 5.30 s’observen els quatre punts de control establerts a la planta, on es prenen les mostres de l’aigua per analitzar. El primer correspon a l’efluent secundari, el segon està situat després del filtre de sorra i els dos últims a la sortida de la desinfecció, després de la llum UV i de la cloració respectivament. FILTRES DE SORRA DESINFECCIÓ MITJANÇANT LLUM ULTRAVIOLETA DESINFECCIÓN MITJANÇANT CLORACIÓ SORTIDA D’AIGUA REGENERADA EDAR de Castell –Platja d’Aro EFLUENT DECANTACIÓ SECUNDÀRIA CPA1 CPA2 CPA3 CPA4 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 61 5.4.2 Campanyes de mostres Les dades analitzades corresponen a tres campanyes de mostreig sistemàtic realitzades l’any 2003: la primera del 30 de març al 4 d’abril, la segona del 16 al 20 de juny, i la tercera del 4 al 8 de novembre. Als gràfics s’han representat els següents paràmetres analítics: 1) coliformes totals, coliformes fecals, Escherichia coli i estreptococos fecals, com a indicadors bacterians, 2) colifags somàtics, com a indicadors vírics, i 3) terbolesa. Les bactèries coliformes són actualment les més utilitzades com a indicadors de contaminació fecal. Els coliformes totals estan formats per bactèries d’origen fecal, però també per altres tipus de bactèries, i per aquest motiu no són una prova definitiva de contaminació fecal. A més, els coliformes totals són capaços de multiplicar-se a l’aigua i això no els fa ser uns bons indicadors. Els coliformes fecals denominen aquells coliformes que són d’origen fecal; tenen una capacitat molt més petita de multiplicar-se a l’aigua. L’Escherichia coli, és el grup més nombrós i representatiu dels coliformes fecals. A més, és l’únic grup de microorganismes indicadors que pot contenir varietats patògens. També és un bon indicador per la seva durada en un medi aquàtic. Els estreptococs fecals són un grup de bactèries que es determinen per complementar els coliformes, normalment es presenten en menor quantitat que aquests. Els estreptococs es troben majoritàriament a les excretes animals, mentre que els humans excreten de manera més abundant els coliformes fecals. Així doncs, se sol utilitzar la relació entre estreptococos fecals i coliformes fecals per deduir la font de contaminació d’un aigua (Salcedo, 2003). La qualitat requerida per l’ús de l’aigua regenerada està definida per la normativa de l’ACA per a la reutilització d’efluents tractats (Annex 1). Els criteris de qualitat establerts en aquesta normativa estan estipulats per diverses categories d’aigua segons l’aplicació que tingui. En el cas de Castell-Platja d’Aro, l’efluent és de “tipus B”, corresponent al reg de camps de golf i de zones verdes, entre d’altres. Els paràmetres de qualitat limintants són els següents: - Ous Nemàtodes < 1 ou/l - Escherichia coli < 200 ufc/100 ml - Sòlids Suspensió < 20 mg/l - Terbolesa < 5 NTU - 6 < pH < 9 - Conductivitat Elèctrica < 3.000 µS/cm En el cas concret d’usos o serveis pel reg de caps de golf i zones verdes s’inclouen altres paràmetres específics, relacionats amb els elements traça. 68 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals Figura 5.32b. Freqüència acumulada de la presència de Coliformes Fecals, campanya del juny 2003. (Els punts damunt de l’eix F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) Figura 5.32c. Freqüència acumulada de la presència de Coliformes Fecals, campanya del novembre 2003. (Els punts damunt de l’eix F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 69 Figura 5.32d. Freqüència acumulada de la presència de Coliformes Fecals, conjunt de les tres campanyes. (Els punts damunt de l’eix F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml). Els ajusts de les rectes als punts experimentals per aquest altre paràmetre són més bons per les dues darreres campanyes que per la primera. El resultat de la desinfecció amb clor de la primera campanya presenta la major dispersió. A la segona i a la tercera campanya, l’ajust després de la desinfecció amb llum UV és bo i la recta té un pendent bastant horitzontal. Aquesta característica denota que la desinfecció amb llum UV és un procés que ofereix un resultat estable en condicions de funcionament constants. L’anàlisi conjunt de les tres campanyes mostra una gran dispersió de dades després de les desinfeccions, especialment després de la cloració. Es constata que l’anàlisi a partir d’una sola campanya de mostres no dóna uns resultats imilars, i que la desinfecció amb clor ha d’augmentar la seva fiabilitat. 5.4.6 Escherichia coli El comportament de l’indicador bacterià Escherichia coli (figures 5.33) és molt similar al comportament dels coliformes fecals. Totes les observacions realitzades per aquest segon indicador poden ser aplicables a l’Escherichia coli. En aquest cas, les concentracions de sortida de la llum UV són lleugerament inferiors a les concentracions de coliformes fecals per totes les campanyes, encara que la diferència és pràcticament imperceptible. 70 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals Figura 5.33a. Freqüència acumulada de la presència d’Escherichia Coli, campanya de l’abril 2003. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) Figura 5.33b. Freqüència acumulada de la presència d’Escherichia Coli, campanya del juny 2003. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 71 Figura 5.33c. Freqüència acumulada de la presència d’Escherichia Coli, campanya del novembre 2003. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) Figura 5.33d. Freqüència acumulada de la presència d’Escherichia Coli, conjunt de les tres campanyes. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) 72 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals La normativa aplicable a aquesta aigua regenerada indica que no s’han de superar els 200 ufc/100 ml de l’Escherichia coli (2,3 ulog/100 ml). Els resultats obtinguts a l’efluent de la desinfecció amb llum UV compleixen la normativa a dues de les tres campanyes; tots els valors obtinguts a la segona són encara massa elevats (entre 1400 i 4700 ufc/100ml). La desinfecció amb clor corregeix aquesta situació inactivant les bactèries Escherichia coli per sota dels límits detectables. L’aigua regenerada efluent té uns valors per sota del nivell detectable, tant a la segona com a la tercera campanya. La gràfica conjunta per a les tres campanyes mostra com tots els valors després de la cloració i el percentil 65% després de la desinfecció amb llum UV està per sota dels 200 ufc/100 ml. Les concentracions obtingudes per als diferents indicadors bacterians mostren algunes diferències. Els nivells de sortida pels coliformes fecals i pels Escherichia coli arriben a situar-se per sota del límit detectable. En canvi, el grup dels coliformes totals, que engloba als altres dos, no arriba a nivells de concentració tan baixos, mantenint-se quasi sempre per sobre de 1 ufc/100 ml amb valors que superen les 2 ulog/100 ml a les dues primeres campanyes en un 50% i no arriben a 1 ulog/100 ml a la tercera. El grup dels coliformes totals esta format per bactèries que no són exclusivament d’origen fecal; aquests altres coliformes farien augmentar la concentració dels totals a la sortida del tractament, sense que realment hi hagi presència de contaminació fecal perceptible. Els valors de les concentracions obtinguts per als indicadors coliformes fecals i Escherichia coli són suficientment semblants com perquè no s’apreciï diferència entre ells en aquest tractament. La gràfica de la figura 5.34 mostra la correlació entre els valors obtinguts per aquests dos indicadors. La recta ajustada està lleugerament per sota de l’equivalència, denotant que els valors d’EC es situen just per sota dels CF. Aquesta diferència no arriba a les 0,2 ulog/100 ml. Als resultats numèrics ja s’observa com els valors de l’Escherichia coli són inferiors als coliformes fecals, especialment a la sortida de la planta, encara que la diferència és poc perceptible. Aquest fet concorda amb la definició dels Escherichia coli com a grup majoritari de coliformes indicadors de contaminació fecal Els valors situats a la part dreta i superior de la gràfica corresponen a l’afluent de la regeneració, els resultats són superiors a les 4 ulog/100 ml per als dos indicadors. S’observa clarament com la desinfecció fa disminuir aquests valors per sota de les 2 ulog/100 ml encara que trobem resultats de la desinfecció amb llum UV entre 3 i 4 ulog/100 ml. La correlació és lleugerament més acurada pels resultats d’abans de la desinfecció que pels de després. El pendent de la recta ajustada és pràcticament de 45º indicant que el comportament dels dos indicadors és perfectament assimilable, i són inactivats amb la mateixa proporció en els diferents processos als que se sotmeten. L’ajust de les rectes als resultats obtinguts per les diferents mostres presenta, en general, les mateixes característiques que pels coliformes fecals. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 73 Figura 5.34. Valors obtinguts de la concentració dels indicadors bacterians: coliformes fecals i Escherichia coli, proporció entre ells. 5.4.7 Estreptococs fecals Els estreptococs fecals, representats a les figures 5.35, es comporten de manera molt similar als anteriors bacteris. La concentració d’entrada és inferior a la dels altres bacteris i presenta valors molt similars a les tres campanyes de mostreig, amb percentil 50% valors de 3,5, 4,2 i 3,8 ulog/100 ml per cada una de les campanyes respectivament. Igual que pels altres paràmetres, la reducció durant la filtració és molt petita (segons el gràfic conjunt és d’unes 0,2 ulog/100 ml). Es pot observar també el menor rendiment de la desinfecció amb llum UV a la segona campanya amb una inactivació de 1,6 ulog/100 ml, mentre que a les altres dues és de 2,5 ulog/100 ml. La desinfecció amb clor porta la concentració de l’indicador per sota del límit de detecció tant a la segona com a la tercera campanya; mentre que la cloració no té cap efecte inactivador de la concentració d’aquest indicador a la primera campanya. En general, l’ajust de les rectes per l’indicador estreptococs fecals és més acurat i amb un pendent més horitzontal abans de la desinfecció. Per la primera campanya, la recta amb pendent més petit es dóna després de la filtració, on trobem que els resultats s’homogeneïtzen des de l’entrada al terciari. A la segona campanya l’ajust de després de la desinfecció amb llum UV presenta un pendent molt horitzontal. En aquest cas, tot i que el rendiment és inferior a les altres dues campanyes, la constància del tractament és més gran. El gràfic corresponent a les tres campanyes conjuntament mostra unes rectes ben ajustades abans i després de la filtració, però 74 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals amb pendents significatius, amb uns valors que oscil·len entre 3 i 4,5 ulog/100 ml. Els ajustos després de la desinfecció no són gaire acurats i els pendents poc acceptables. Els resultats de l’efluent de la desinfecció amb llum UV es situen entre les 0 i 3,6 ulog/100 ml, en aquest cas la fiabilitat és poc adequada i es corrobora la necessitat de diverses campanyes de mostreig per a obtenir resultats representatius Figura 5.35a. Freqüència acumulada de la presència d’Estreptococos Fecals, campanya de l’abril 2003. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) La figura 5.36 mostra el resultat de la comparació entre aquest indicador i els coliformes fecals (CF). La línia de tendència es situa per sota de la identitat indicant, com s’observa als resultats, que la concentració d’estreptococos fecals (EF) és inferior. En general, la correlació és més acurada a l’inici del tractament de regeneració, aquest tram correspon als valors més alts. L’ajust existent per sota de les 2,5 ulog/100 ml no és gaire adequat, els valors tendeixen a ser encara més grans, en proporció, pels CF que pels EF, encara que la recta sembla que redueixi les diferències amb la recta identitat. El pendent de la recta de la proporció entre log(EF) i log(CF) és d’un 85%, indicant que en general els CF disminuirien més ràpid que els EF. Per altra banda, la relació CF/EF>4 indica una evidència de que l’origen de la contaminació microbiològica de l’aigua residual és més humà que animal. En aquest cas, a l’entrada del terciari la diferència entre el log(CF) i el log(EF) és de 1,1 ulog/100 ml. Es dedueix que l’aigua residual tractada és sobretot d’origen humà. Aquesta dada concorda amb el fet que l’aigua que alimenta el tractament de regeneració prové d’una EDAR que rep aigües d’una zona eminentment residencial. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 75 Figura 5.35b. Freqüència acumulada de la presència d’Estreptococos Fecals, campanya del juny 2003. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) Figura 5.35c. Freqüència acumulada de la presència d’Estreptococos Fecals, campanya del novembre 2003. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) 76 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals Figura 5.35d. Freqüència acumulada de la presència d’Estreptococos Fecals, conjunt de les tres campanyes. (Els punts damunt de l’eix de la F(x) corresponen a resultats no detectables pel mètode emprat, < 1ufc/100 ml.) . Figura 5.36. Valors obtinguts de la concentració dels indicadors bacterians: coliformes fecals i estreptococs fecals, proporció entre ells. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 77 Els valors d’entrada dels estreptococos fecals són inferiors als valors dels indicadors coliformes fecals i Escherichia coli, la diferència no arriba a 1 ulog/100 ml. Tot i això, la proporció entre els valors obtinguts a cada un dels punts de control és molt semblant pels tres indicadors. El tractament redueix de la mateixa manera els bacteris indicadors en cada un dels processos. 5.4.8 Colifags somàtics Les dades recollides pels colifags somàtics corresponen només a les campanyes de l’abril i del juny del 2003 (figures 5.37). En primer lloc, s’observa com la filtració té un efecte molt lleu sobre l’indicador víric, amb una disminució de la concentració encara més petita que en el cas dels indicadors bacterians (<0,2 ulog/100 ml). La gràfica de les dues campanyes conjuntes mostra com els valors després de la filtració estan per sota dels de l’afluent, però amb una diferència imperceptible. Igualment, el pendent de la recta després de la filtració és més pronunciat que abans, indicant que els resultats són menys fiables. Figura 5.37a. Freqüència acumulada de Colifagos Somàtics, campanya de l’abril 2003. Per altra banda, la desinfecció amb llum UV fa disminuir considerablement la concentració de colifags somàtics. La reducció de la concentració és de 3 ulog/100 ml a la primera campanya i de 2,5 ulog/100 ml a la segona. Aquests valors són superiors als obtinguts amb els coliformes i estreptococos, on rarament es superava la reducció de 2,5 ulog/100 ml en cap d’ells durant la desinfecció amb llum UV. El rendiment en aquest procés del tractament també és inferior a la segona campanya, quan la qualitat de l’aigua d’entrada és més dolenta i la concentració inicial de 84 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals Les gràfiques mostren aquests resultats per cada un dels indicadors, CS i EC, i per cada un dels processos de desinfecció (la figura 5.40a correspon a la desinfecció amb llum UV entre el CPA2 i el CPA3, i la figura 5.40b correspon a la posterior desinfecció amb clor, entre el CPA3 i el CPA4). Figura 5.40a. Inactivació dels colifags somàtics (CS) i dels Escherichia coli (EC) durant la desinfecció amb llum UV en funció de la terbolesa present a la mostra abans del procés. Figura 5.40b. Inactivació dels colifags somàtics (CS) i dels Escherichia coli (EC) durant la desinfecció amb clor en funció de la terbolesa present a la mostra abans del procés. Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 85 En el cas de la desinfecció amb llum UV, la gràfica mostra com la inactivació dels colifags somàtics està sempre per sobre de la inactivació de l’Escherichia coli, aquesta propietat és independent de la terbolesa. Les rectes ajustades tenen una tendència decreixent, tal i com es podia esperar; quan els valors de terbolesa són més grans les inactivacions són més petites. Tot i això els ajustos observats no són prou adequats, perquè els punts estan molt dispersos. En el cas de la desinfecció amb clor (figura 5.40b), l’ajust de la recta és inacceptable, del que es dedueix que la terbolesa no tindria efectes sobre la inactivació produïda per la desinfecció amb clor. Aquest darrer gràfic mostra també que els valors d’inactivació per l’Escherichia coli són més elevats que els valors pels colifags somàtics. Per altra banda, la normativa aplicable a l’aigua de tipus B requereix no superar els 5 UNT. Tots els resultats obtinguts estan per sota d’aquest límit després de la filtració i, per pràcticament totes les mostres, són també inferiors abans d’aquest procés de tractament. El valor límit de la terbolesa aplicable a l’aigua “tipus A” és de 2 UNT (els usos associats són la recàrrega d’aqüífers per injecció i per percolació); els resultats obtinguts després de que l’aigua passés pel filtre de sorra també compleixen aquesta limitació, a excepció dels resultats corresponents a la segona campanya després de la cloració, que ja s’ha comentat que podrien ser erronis. 5.4.10 Conclusions de l’anàlisi gràfic El comportament dels diferents indicadors bacterians durant el tractament terciari de Castell Platja d’Aro presenta certes similituds. En primer lloc, les concentracions a l’aigua afluent són bastant constants durant els dies de mostreig; a la segona campanya les concentracions són una mica superiors a les altres dues, amb unes diferències d’entre 0,5 i 1,5 ulog/100 ml. Un cop passada la filtració, la concentració d’indicadors fecals disminueix una mica, amb una inactivació sempre inferior a les 0,5 ulog/100 ml. Tot i això, és clarament perceptible que una part d’aquests microorganismes queda retingut al filtre de sorra, segurament adherits a les partícules de la matèria en suspensió. La desinfecció amb llum UV té un bon funcionament durant les campanyes 1 i 3, on presenta una inactivació entorn de les 2,5 ulog/100 ml, que no és tan elevat com s’esperaria d’un procés com aquest (3-4 ulog/100 ml), però dóna una qualitat prou bona a l’afluent. En canvi, la inactivació observada durant la segona campanya és més petita, amb valors entre 1,5 i 1,8 ulog/100 ml. La disminució del rendiment de la desinfecció amb llum UV durant la campanya del juny es podia explicar a partir de les dades de transmitància mesurades. La filtració monocapa amb sorra té una escassa influència sobre la transmitància, la màxima variació és d’ 1%. Per altra banda, hi ha altres factors que afecten a l’eficiència de la llum UV, com poden ser l’augment de cabal d’entrada i un increment de microorganismes a l’efluent. Aquestes condicions també es donen majoritàriament a la segona campanya, quan ha començat la temporada de calor i la població estacional de la zona es comença a incrementar, creixent així els nivells de contaminació orgànica de les aigües residuals. La inactivació dels diferents indicadors bacterians per la desinfecció amb clor és igualment similar. Les inactivacions observades durant la segona i la tercera 86 Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals campanya es situen entorn les 2,5-3,5 ulog/100 ml, mentre que durant la primera campanya les concentracions d’aquests microorganismes a l’afluent pràcticament no varien. Els nivells de qualitat assolits per la desinfecció amb llum UV durant la campanya d’abril eren ja bastant bons com per ser els de l’efluent final del terciari, en general no se superaven les 2 ulog/100 ml (2,5 ulog/100 ml pels coliformes totals). La tesina realitzada durant l’estiu del 2002 en aquesta mateixa planta (Vicen, 2002) destacava la necessitat d’utilitzar la cloració com a complement a la llum UV per assolir els nivells de qualitat requerits. En aquell cas, la desinfecció amb llum UV no arribava tota sola a complir la normativa. Els mostreigs realitzats durant el 2003 i analitzats en aquest estudi mostren que aquesta situació només es dóna a la segona campanya, la del mes de juny, on tampoc s’assolirien els nivells de qualitat microbiològica requerits si no es clorés l’afluent de la desinfecció amb llum UV. Contràriament, els resultats obtinguts a les altres dues campanyes són satisfactoris ja que els nivells assolits després de la desinfecció amb llum UV ja compleixen la normativa (<2 ulog/100 ml). En aquest cas, tal com s’ha previst, la cloració passa a tenir un paper de manteniment d’un residual perquè els microorganismes no es desenvolupin durant l’emmagatzematge i distribució de l’aigua regenerada. L’indicador víric analitzat presenta una resposta diferent a la dels indicadors bacterians davant dels processos de desinfecció. La primera diferència observada és l’efecte insignificant de la filtració sobre la concentració d’aquests microorganismes. Encara que les gràfiques mostren una certa disminució, aquesta és tant petita que no permet afirmar que hi hagi realment una reducció significativa de l’indicador víric. La desinfecció amb llum UV presenta un menor rendiment durant la segona campanya, tal i com s’ha detectat pels indicadors bacterians. En aquest cas la inactivació observada arriba a les 2 ulog/100 ml, més gran que pels altres indicadors, però bastant més petita que la inactivació a la primera campanya que és de 3,5 ulog/100 ml. La desinfecció amb clor té un efecte poc significatiu sobre l’indicador víric: la inactivació produïda no es pot apreciar a la primera campanya perquè l’efluent no devia ser clorat i a la segona campanya la inactivació és només de 0,5 ulog. Per tant, els resultats obtinguts permeten concloure que la desinfecció amb llum UV és més eficient en front als microorganismes vírics que la desinfecció amb clor. La desinfecció amb llum UV, a més de no generar subproductes perillosos per la salut pública, presenta encara aquesta altra avantatja sobre la cloració. Els resultats obtinguts per als diferents microorganismes varien en funció de les campanyes de mostreig. Els gràfics corresponents a les dades de les tres campanyes conjuntament mostren unes variacions que poden arribar a oscil·lar 3,5 ulog/100 ml després de les desinfeccions. Tot i això, convé realitzar l’estudi conjunt per a determinar com són les tendències d’inactivació pels diferents microorganismes indicadors en general, siguin quines siguin les condicions d’explotació. La taula 5.3 recull els rendiments mitjans obtinguts per al conjunt de mostres analitzades durant les tres campanyes de mostreig. Els rendiments d’inactivació durant la filtració són molt petits per als quatre indicadors; com es coneixia, l’efecte d’aquest procés sobre la contaminació microbiològica és molt Base de dades per a projectes de reutilització d’aigües residuals 87 limitat. Els rendiments d’inactivació més elevats són els de la desinfecció amb clor dels indicadors bacterians. Entre aquests, el menor rendiment enregistrat és el corresponent als coliformes totals; els resultats indiquen que els bacteris que no corresponen al grup dels fecals serien més resistents a la desinfecció amb clor. Taula 5.3. Resum dels rendiments mitjans obtinguts (en %) per cada un dels paràmetres estudiats a cada procés del tractament, i en el conjunt del tractament de regeneració. El resum dels rendiments mostra igualment com la desinfecció amb clor té un efecte molt lleu per l’indicador víric, mentre que la desinfecció amb llum UV realitza la major part de la inactivació d’aquest indicador, amb un 55% de rendiment quant el total és de 64%. En general, durant tot el procés de regeneració, els colifags somàtics són més resistents que els indicadors bacterians, ja que el rendiment total arriba al 64% mentre que pels altres es situa entre 77 i 94%. Els estreptococs fecals presenten el major rendiment d’inactivació, es destaca que la desinfecció amb llum UV és més eficient per aquest indicador bacterià que per la resta. La terbolesa no es pot analitzar conjuntament ja que els valors obtinguts a la primera campanya estan tots per sota dels valors de les altres, la variabilitat és massa gran. Els resultats de la taula 5.3 mostren que només la filtració té un efecte directe sobre aquest paràmetre. L’anàlisi detallat dels rendiments de la filtració no es pot realitzar per falta de resultats comparables de la concentració de MES. La reducció detectada a la transmitància és tant petita que no justificaria per si sola la filtració de l’efluent. En canvi, la reducció observada per la terbolesa és la necessària per fer assolir a l’aigua regenerada uns nivells més baixos dels que requereix l’afluent més exigent, el de “tipus A” amb un límit de 2 UNT. En general, els valors de terbolesa obtinguts presenten una gran variabilitat, els ajustos no són gaire acurats i hi ha molta dependència de l’efluent secundari. Encara que l’efluent amb una gran terbolesa presenta més dificultats per ser desinfectat amb llum UV, no es pot determinar una relació directa entre la terbolesa i la desinfecció amb llum UV. Paràmetres Filtració Desinfecció UV Desinfecció clor Total 7 35 35 77 6 45 37 88 5 49 36 90 4 60 30 94 6 55 3 64 Terbolesa 39 2,4 <0 41 Colifags Somàtics Coliformes Totals Estreptococs Fecals Coliformes Fecals Escherichia Coli