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Life Empore

Resultados y conclusiones

Las principales y conclusiones del proyecto son las siguientes:

1. El seguimiento del efluente secundario de la EDAR de Benidorm demostró que el tratamiento convencional no estaba preparado para eliminar todos los microcontuyentes presentes en las aguas residuales, evidenciando la necesidad de aplicar los tratamientos terciarios propuestos por el proyecto EMPORE.

2. La combinación más eficiente de tecnologías para eliminar microcontantes en la línea de permeado de la planta EMPORE fue: PRETREATMENTO (filtración convencional seguida de ultrafiltración) + ÓSMOSIS INVERSA + CARBÓN ACTIVADO.

2.1. El pretratamiento llevado a cabo en la planta de EMPORE (filtración convencional seguida de ultrafiltración) elimina apenas los microcontantes, a excepción de los clorpirifós.

Las eficiencias medias de eliminación alcanzadas por este paso fueron bajas (0 - ~ 50%) para diurón, diclofenaco, eritromicina, carbamazepina, sulfametoxazol, glifosato, ketoprofeno, fluoxetina, DEHP, isoproturón, estrona e ibuprofeno. Clorpirifós fue eliminado por completo; debido a su hidrofobicidad, este compuesto probablemente se asoció a la materia suspendida y se derivó a los concentrados de ultrafiltración (UF).

2.2. Se obtuvo un efluente de alta calidad, casi libre de microcontantes y con baja conductividad, a partir de la ósmosis inversa (OI). En los permeatos OI, sólo se detectaron rastros de glifosato, carbamazepina, diclofenaco y sulfamethoxazol en algunas muestras específicas.

Los objetivos del proyecto se cumplieron tras la combinación de tecnologías Pretratamento+Ósmosis Inversa. Las concentraciones de todas las sustancias prioritarias detectadas en el efluente secundario de la EDAR de Benidorm (clorpirifos, DEHP, diuron e isoproturón) se redujeron por debajo de la Directiva 2013/39/UMBRAL de la UE y las concentraciones medias de los compuestos farmacéuticos eritromicina, ibuprofeno, fluoxetina, estrona y ketoprofeno se redujeron en un 99% de su concentración original.

2.3. La filtración por carbón activado de la RO permea eliminó los rastros de los microcontantes antes mencionados. Por lo tanto, no se requirió ningún tratamiento adicional por procesos avanzados de oxidación (AOP).

Después de la filtración posterior por carbón activado, la concentración media de los compuestos farmacéuticos diclofenaco, carbamazepina y sulfametoxazol y el pesticida glifosato se redujeron en un 99% de su concentración original.

3. La metodología utilizada en este proyecto para eliminar microcontantes en la línea de rechazo fue ELECTROXIDACIÓN AVANZADA (EAOP).

3.1. Los rechazos o concentrados de los procesos UF y OI contenían varios microcontaminantes como diclofenaco, glifosato, fluoxetina, entre otros. Las eficiencias de eliminación del proceso electroquímico (EAOP) fueron diversas, dependiendo de la naturaleza de los compuestos: glifosato, isoproturón, estrona y ketoprofeno fueron muy eliminados (60-90%); sulfamethoxazol, diclofenaco, eritromicina, ibuprofeno y clorpirifós fueron parcialmente eliminados (35-60%); y diuron, carbamazepina y fluoxetina fueron ligeramente eliminados (< 35%).

3.2. Los objetivos del proyecto se analizaron comparando la concentración de cada microcontuyente en los concentrados de UF/RO con la concentración en los efluentes de los concentrados de línea. Las sustancias prioritarias diurón e isoproturón detectadas en los concentrados de UF y OI cumplieron generalmente con su reducción por debajo de la Directiva 2013/39/UE umbral después del tratamiento por electrooxidación. Este objetivo no se logró para los clorpirifos. Después de la electrooxidación, las concentraciones medias de los compuestos farmacéuticos diclofenaco, eritromicina, carbamazepina, ibuprofeno, fluoxetina, estrona, ketoprofeno y sulfametoxazol y el pesticida glifosato no se redujeron en un 99% de su concentración de in propias condiciones, pero, las eficiencias de eliminación fueron altas para glifosato, ketoprofeno y eseporema. La electrooxidación redujo la descarga de microcontaminantes al medio ambiente.

4. Las relaciones de consumo de energía promedio relacionadas con el agua producida por proceso fueron: EAOP (2,93 x 2,02kWh-m -3) > RO (2,77 x 0,83 kWh-3) > AOP (1,49 x 0,73 kWh -m-3) > Pre+UF (0,33 x 0,13 kWh-m-3). Las proporciones de consumo de energía del proceso de ósmosis inversa fueron ligeramente menores que las correspondientes al proceso de EAOP.

5. En general, hubo una buena correlación entre las eficiencias de eliminación alcanzadas por las unidades UF y OI de la planta piloto de EMPORE y EDAR de Benidorm (planta a gran escala), que apoya la extrapolación de la tecnología a un nivel a gran escala, como se detalló en la acción B7.

6. La metodología propuesta permite la eliminación de sustancias prioritarias y otros microcontuyentes presentes en los efluentes de la EDAR, reduciendo el impacto ambiental de la descarga de estos efluentes en el medio acuático.

6.1. Para comparar el estado ambiental antes y después de los tratamientos EMPORE en Benidorm, se aplicó el índice canadiense de calidad del agua sin dimensiones, considerando como parámetros las concentraciones de los microcontutos estudiados, índice denominado CWQI-EC. Además, como nueva contribución científica a este proyecto, se utilizó una modificación de este índice, que llamamos el índice de calidad del agua de contaminantes emergentes (WQIEC), que incluye un factor de penalización que depende de la categoría del compuesto en el cálculo del parámetro llamado excursión.. Ambos índices mejoran la interpretación de la presencia de microcontaminantes para un público en general, ya que, en lugar de considerar las concentraciones, la calidad es proporcionada por una escala sin dimensiones de 0 a 100, donde 100 es el mejor valor.

6.2. El efluente secundario de la EDAR de Benidorm (afluente de la planta EMPORE) poseía baja calidad debido a la presencia de microcontantes (WQIEC-42-53). Después de la línea de permeados de la planta EMPORE (Pretratamiento + ósmosis inversa + carbón activado), la calidad de los efluentes fue excelente (WQIEC 100). Por otro lado, la calidad de los rechazos mejoró en la línea de concentrados; los efluentes de la electrooxidación poseían una calidad similar/superior que el efluente secundario (WQIEC-43-85).

7. Durante el proyecto, los miembros de EMPORE hicieron un gran esfuerzo para sensibilizar sobre la necesidad de eliminar los microcontuyentes de los efluentes secundarios de las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales, destacando su participación en 24 congresos y 14 sesiones de networking con otros proyectos LIFE, entre otras actividades. Por otro lado, se evaluó la aceptación social del agua recuperada teniendo en cuenta la opinión de los regantes, expertos en agua e investigadores y miembros de la comunidad académica en España. El uso de los índices de calidad CWQI-EC y WQIEC contribuirá a la aceptación social del agua recuperada porque estos índices permiten una simple interpretación de la calidad del agua.

7.1. A pesar de algunas desventajas relacionadas con el uso de agua recuperada (precio, dificultad para garantizar la trazabilidad y la inocuidad de los alimentos, las infraestructuras de bombeo y almacenamiento), los regantes utilizarían más agua recuperada si los precios fueran competitivos y la calidad del recurso estuviera plenamente garantizada y adecuada para cualquier tipo de uso agrícola.

7.2. Tanto la comunidad académica como los expertos en agua son conscientes de la presencia de contaminantes emergentes en las aguas residuales y coinciden en la necesidad de combinar tecnologías para eliminarlas de manera eficiente, ya que las aguas residuales convencionales no están preparadas actualmente para ese fin. En general, consideran que la eliminación de los microcontantes podría tener un impacto positivo principalmente en la salud pública, el medio ambiente y la sostenibilidad y en la gestión integrada de los recursos hídricos.

7.3. Teniendo en cuenta la opinión de la comunidad académica, los tres factores principales que pueden dificultar la detección/eliminación de microcontaminantes en aguas son: el desarrollo de métodos analíticos y el costo de los equipos analíticos, los requisitos de la regulación actual y el alto costo de la tecnología existente para eliminar los contaminantes emergentes.

8. La falta de un marco normativo para el tratamiento de aguas residuales y la reutilización del agua en relación con los microcontantes dificulta la aplicación de tecnologías de eliminación como la propuesta por la metodología EMPORE. Las futuras reglamentaciones del marco europeo deben incluir normas de calidad para los microcontuyentes en los efluentes de las aguas residuales. En caso de reutilización, las nuevas regulaciones deben centrarse en los diferentes usos del agua recuperada y establecer estándares de calidad para los microcontantes. En este sentido, la propuesta "Propuesta COM (2018) 337 final 2018/0169(COD)" se centró en el uso de agua recuperada para el riego, fijó que cuando sea necesario y apropiado para garantizar una protección suficiente del medio ambiente y la salud humana, se tendrán en cuenta los requisitos de calidad y seguimiento del agua, como las normas de calidad ambiental para las sustancias prioritarias y algunos otros contaminantes establecidos en la Directiva 2008/105/CE.

8.1. El proyecto EMPORE propone mejorar la regulación actual del tratamiento de aguas residuales con la obligación de analizar la ocurrencia de una lista de microcontantes en todas las EDAR urbanas europeas, presentando las concentraciones y las eficiencias de eliminación alcanzadas por el tratamiento en una base de datos común. La lista inicial de compuestos que deben controlarse en las EDAR debe incluir, como mínimo, las sustancias prioritarias incluidas en la Directiva 2013/39/UE y los microcontantes incluidos en la Lista de Vigilancia propuesta por la Decisión 2018/840/UE o las directivas y decisiones posteriores. La recopilación de esta información ayudará a la Unión Europea a incluir estos contaminantes o no como compuestos prioritarios en futuras reglamentaciones.

9. El software DSS (Design Support System) desarrollado en el proyecto EMPORE ha demostrado ser una herramienta útil para analizar la transferibilidad de la metodología teniendo en cuenta las características del país y la ubicación específica analizada.

9.1. A partir del estudio de los resultados obtenidos de la aplicación de la herramienta DSS en cuatro escenarios, correspondientes a cuatro EDAR en Europa (2 en Croacia, 1 en España, 1 en Holanda), la capacidad de la instalación parece ser, junto con el coste de la producción de agua (euros/m3),los parámetros determinantes en la viabilidad de la tecnología, ya que es un fuerte indicador económico en la evaluación.

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