Visita a la EDAR Murcia-Este

La Estación Depuradora de Aguas Residuales Murcia-Este lleva a cabo el tratamiento de las aguas residuales de la ciudad de Murcia. Está ubicada en el margen izquierdo del río Segura a su paso por la ciudad de Murcia, a unos 500m de la confluencia con el Guadalentín.

Canalizadas por una red de tuberías, las aguas residuales procedentes de hogares, instituciones e industrias llegan a la planta depuradora, donde son sometidos a los siguientes procesos:

1.Tratamiento primario

1.1. Pretratamiento y desbaste

El agua es succionada mediante dos bombas de distinta cota, y pasa a través de cuatro rejas denominadas “Rejas de Muy Gruesos”con vigas de acero en posición vertical y una separación de 20 mm, que impiden la entrada de bolsas, troncos u otros materiales demasiado grandes que puedan poner en riesgo el tratamiento de las aguas, en una subfase conocida como desbaste de sólidos gruesos. A continuación entra en dos grandes pozos, que reciben el nombre de “Pozos de Muy Gruesos” muy inclinados y en forma de tronco piramidal invertido, con el objetivo de concentrar los sólidos y arenas sedimentadas para poder separarlos con mayor facilidad, que posteriormente son extraídos mediante unas cucharas bivalvas hidráulicas. Acto seguido, se vuelve a filtrar el agua en un segundo desbaste de finos en este caso, retirando con ello pequeños sólidos a través de tamices con una luz de 3 mm. Los residuos sólidos son recogidos por un tornillo transportador, que los vierte a un compactador encargado de descargarlos en un contenedor para ser retirados como Residuos Sólidos Urbanos.

El último tratamiento dentro de esta etapa consiste en el desengrasado y desarenado, cuyo objetivo es la separación de elementos sólidos en suspensión (arenas, arcillas y limos mayoritariamente), que en caso de no ser retirados pueden provocar posteriormente sobrecargas de fangos, obstruyendo tuberías y conductos. Para ello, a lo largo del desarenado se reduce la velocidad del agua y se deja que estas partículas sedimenten en unas fosas conocidas como desarenadores, de flujo horizontal en este caso, inducida tras un aumento de sección. Así mismo, a través de la aireación se emulsionan las grasas introduciendo aire desde unas tuberías situadas en la base del depósito.

Para la evacuación de las arenas depositadas en el fondo se emplean unas bombas que las conducen al desarenados, donde son separadas del agua y depositadas en un contenedor como Residuo No Peligroso. Además de la separación natural por decantación, cabe mencionar que las arenas también pueden aislarse de forma dinámica, por medio de inyecciones de aire o a través de movimientos centrífugos, requiriendo en ambos casos un flujo continuo en el paso del agua.

En el pretratamiento también se ajusta el pH del agua, el cual contiene soluciones ácidas procedentes de la producción de jugos con un pH comprendido entre 2 y 5, presente en las sustancias empleadas para la limpieza (sosa cáustica). Para ello existen dos alternativas: controladores automáticos o el uso de equipos portátiles, en función de la acidez del agua presente. En la EDAR Murcia-Este, a la salida de los decantadores lamelares la planta presenta dos cámaras de ajuste de pH, integrado por dos depósitos de almacenaje de hidróxido sódico (con un pH 13, muy elevado) y ácido sulfúrico (con pH 1, muy bajo) que cuentan con sus dosificadores automáticos respectivos, encargados de aumentar o disminuir la acidez del agua según corresponda. No obstante, cabe destacar que el agua que llega a la planta suele presentar un pH neutro (7), por lo que el ajuste es despreciable.

1.2. Decantación primaria

Consiste, al igual que ocurre en la potabilización, en la precipitación de sólidos sedimentables y compuestos flotantes debido al peso de la gravedad, en el fondo de un decantador (lamelar, circular o estático). Sin embargo, las partículas coloidales permanecen inalteradas al no haberse empleado todavía ningún tipo de coagulante que acelere su sedimentación a través de la formación de coágulos.

En la ETAP Murcia-Este se emplean cuatro decantadores lamelares de 37,4m de longitud y 5 de anchura, compuestos cada uno de ellos por cuatro filas de lamelas. Como resultado, se obtienen fangos que han de ser retirados, ya que de otra forma causarían una elevada demanda de oxígeno que disminuiría la eficacia del resto de etapas.

2. Tratamiento secundario

2.1.Tratamiento biológico

Consiste en el tratamiento final del agua, previo a su desinfección y reincorporación al ecosistema. En la EDAR Murcia-Este, al igual que en la mayoría de plantas depuradoras de España, el procedimiento empleado es el de “fangos activados”, denominado A₂O.

A través de este mecanismo, tras haber pasado por el decantador primario y el sistema de aireación, que han eliminado entre el 40 y el 60% de los sólidos; el agua llega a un tanque de tratamiento secundario o reactor biológico en el que se llevan a cabo una serie de procesos de carácter biológico para eliminar la materia orgánica biodegradable (coloidal y disuelta), así como compuestos que contienen determinados nutrientes (nitrógeno y fósforo mayoritariamente).

Para alcanzar este objetivo, se aprovechan diversos microorganismos (protozoos, rotíferos y bacterias), siendo estas últimas las más destacadas, que están presentes de forma natural en el agua. Los nutrientes del agua aceleran el crecimiento de estos unicelulares, que encuentran en la materia orgánica su principal fuente de energía y la oxidan en biomasa, dióxido de carbono y agua. La función de las bacterias en esta descomposición es transformar la materia orgánica, mientras que los protozoos se ocupan del mantenimiento de la población microbiana y de aumentar la densidad de la biomasa. Podemos clasificar los microorganismos en tres grupos: aeróbicos (necesitan oxígeno para realizar sus funciones vitales), anaerobios (no precisan de oxígeno), o facultativos (en caso de que puedan crecer en ambas condiciones), siendo los primeros los más abundantes e importantes en este proceso al generar un rendimiento mayor.

El mecanismo más común para estimular el crecimiento de las bacterias en las EDAR se basa en la multiplicación del número de células gracias al uso de la energía contenida en los polifosfatos previamente almacenados, que les permiten transportar y almacenar DBO, asegurando con ello su proliferación a través de la formación de biopelículas⁴, que se adhieren al reactor. Por tanto, se produce un proceso de selección natural en el que únicamente los microorganismos capaces de almacenar fósforo logran sobrevivir. Para regular este proceso, se analiza la concentración de microorganismos en el agua de forma periódica haciendo uso de biorreactores.

Al entrar al tanque biológico, el agua pasa por una zona anaerobia compartimentada y dotada de agitadores que aseguran el contacto entre la biomasa de recirculación y el influente, y a continuación por otro sector anóxico también compartimentado y con agitadores de mezcla en la que se asegura el contacto entre el influente y la recirculación interna, con un elevado contenido de nitratos que se eliminan en forma de gas. En el tanque de aireación, se suministra de forma continua oxígeno para asegurar la descomposición de materia orgánica. El reactor consta de dos elementos principales:

-Un difusor (ubicado en la base del mismo, que introduce aire comprimido en el depósito con el objetivo de facilitar que durante su ascensión se mezcle con los microorganismos y la materia orgánica).

-Un aireador superficial mecánico (que también introduce aire, en este caso al agitar el líquido).

Además, en función de su vía metabólica, podemos clasificar estos microorganismos dependiendo de la forma de agruparse en el reactor que presenta la población microbiana, distinguiendo tres clases de cultivos: libres, fijos e híbridos.

Por último, los fangos pueden seguir dos vías distintas:

-Regresar al reactor biológico (en caso de que contengan una concentración elevada de microorganismos que favorezcan la degradación de materia orgánica).

-Entrar en la línea de fangos para ser comprimidos y trasladados a otro destino.

2.2. Decantación secundaria

Consiste en una segunda decantación del agua en un decantador circular con el objetivo de separar el agua tratada del fango generado en el proceso biológico. Para ello, se deja sedimentar la materia orgánica en el fondo del decantador y posteriormente se traslada a través de una serie de conductos a la línea de tratamiento de fangos.

2.3. Cloración

El agua tratada pasa a través de un depósito en el que se le suministra hipoclorito de sodio. Tras esta última fase, es incorporada de nuevo al río.

3. Línea de fangos

La materia orgánica recogida en cada una de las fases es sometida al siguiente tratamiento:

1. Espesamiento de fangos primario. En esta fase, el fango primario procedente de los decantadores lamelares es tamizado y posteriormente concentrado en dos espesadores por gravedad, mientras que el fango originado durante el proceso biológico lo hace por flotación. A continuación, los fangos espesados se mezclan y pasan a la etapa de digestión.

2.Digestión anaeróbica. Consiste en una serie de reacciones de descomposición bacteriana de la materia orgánica en ausencia de oxígeno, dando lugar a biogas y a un residuo sólido conocido como digestato. Para ello, los compuestos carbonados de cadena larga como proteínas o aminoácidos son degradados a ácidos volátiles, que a su vez se transforman en metano. Estos procesos bioquímicos tienen lugar gracias a la presencia de bacterias anaerobias capaces de desarrollar su ciclo biológico a temperaturas de 37°C, y el biogás obtenido como subproducto se recicla como combustible.

3. Deshidratación de fangos. Los fangos digeridos pasan a través de cuatro centrifugadores en los que se les extrae entre el 20-25% de la humedad, y finalmente son retirados con el objetivo de reutilizarlos en la agricultura.