Anexo
ANEXO I.A
Requisitos que deben cumplir las aguas residuales urbanas
depuradas para usos urbanos y agrícolas.
1. USOS URBANOS | Nematodos Intestinales | Escherichia Coli | Sólidos en Suspensión | Turbidez | |||
Calidad 1.1: RESIDENCIAL a) Riego de jardines privados b) Descarga de aparatos sanitarios. | 1 huevo/10 L | 0 UFC/100 ml | 10 mg/L | 2 UNT | |||
Calidad 1.2: SERVICIOS a) Riego de zonas verdes urbanas (parques, campos deportivos y similares. b) Baldeo de calles. c) Sistemas contra incendios d) Lavado industrial de vehículos. | 1 huevo/10 L | 200 UFC/100 ml | 20 mg/L | 10 UNT | |||
2. USOS AGRÍCOLAS | Nematodos Intestinales | Escherichia Coli | Sólidos en Suspensión | Turbidez | |||
Calidad 2.1 a) Riego de cultivos con sistema de aplicación del agua que permita el contacto directo del agua regenerada con las partes comestibles para alimentación humana en fresco. | 1 huevo/10 L | 100 UFC/100 ml | 20 mg/L | 10 UNT | |||
Calidad 2.2 a) Riego de productos para consumo humano con sistema de aplicación de agua que no evita el contacto directo del agua regenerada con las partes comestibles, pero el consumo no es en fresco sino con un tratamiento industrial posterior. b) Riego de pastos para consumo de animales productores de leche o carne. c) Acuicultura. | 1 huevo/10 L | 1.000 UFC/100 ml | 35 mg/L | No se fija límite | |||
Calidad 2.3 a) Riego localizado de cultivos leñosos que impida el contacto del agua regenerada con los frutos consumidos en la alimentación humana. b) Riego de cultivos de flores ornamentales, viveros, invernaderos sin contacto directo del agua regenerada con las producciones. c) Riego de cultivos industriales no alimentarios, viveros, forrajes ensilados, cereales y semillas oleaginosas. | 1 huevo/10 L | 10.000 UFC/100 ml | 35 mg/L | No se fija límite | |||
3. USOS INDUSTRIALES | Nematodos Intestinales | Escherichia Coli | Sólidos en Suspensión | Turbidez | |||
Calidad 3.1 a) Agua de proceso y limpieza excepto en la industria alimentaria. b) Otros usos industriales. c) Agua de proceso y limpieza para uso en la industria alimentaria. | No se fija límite 1 huevo/10 L | 10.000 UFC/100 ml 1.000 UFC/100 ml | 35 mg/L 35 mg/L | 15 UNT No se fija límite | |||
Calidad 3.2 a) Torres de refrigeración y condensadores evaporativos. | 1 huevo/10 L | Ausencia UFC/100 ml | 5 mg/L | 1 UNT | |||
4. USOS RECREATIVOS | Nematodos Intestinales | Escherichia Coli | Sólidos en Suspensión | Turbidez | |||
Calidad 4.1 a) Riego de campos de golf. | 1 huevo/10 L | 200 UFC/100 ml | 20 mg/L | 10 UNT | |||
Calidad 4.2 a) Estanques, masas de agua y caudales circulantes ornamentales, en los que está impedido el acceso del público al agua. | No se fija límite | No se fija límite | 35 mg/L | No se fija límite | |||
5. USOS AMBIENTALES | Nematodos Intestinales | Escherichia Coli | Sólidos en Suspensión | Turbidez | ||||
Calidad 5.1 a) Recarga de acuíferos por precolación localizada a través del terreno. | No se fija límite | 1.000 UFC/100 ml | 35 mg/L | No se fija límite | ||||
Calidad 5.2 a) Recarga de acuíferos por inyección directa. | 1 huevo/10 L | 0 UFC/100 ml | 10 mg/L | 2 UNT | ||||
Calidad 5.3 a) Riego de bosques, zonas verdes y de otro tipo no accesibles al público. b) Sivicultura. | No se fija límite | No se fija límite | 35 mg/L | No se fija límite | ||||
Calidad 5.4 a) Otros usos ambientales (mantenimiento de humedales, caudales mínimos y similares). | La calidad requerida se estudiará caso por caso | |||||||
Resultados de las aguas del efluente de la EDAR de Pinedo al ser sometidas a Radiación con Láser de CO2, previa filtración.
Tipo de Agua | Demanda Química de Oxígeno mg/l | Sólidos suspendidos mg/l | Coliformes Totales ufc/100 ml | Escherichia Coli ufc/100 ml | Potencia de Radiación | Tiempo de Exposición segundos | |
Agua Sin Tratar ARF | 30 | <5 | 7,8×105 | 1,7×105 | – | – | |
Agua Tratada ARF T1 | 27 | <5 | 8000 | 300 | 50 | 4 | |
Agua Tratada ARF T2 | 22 | <5 | 4000 | 200 | 100 | 4 | |
Agua Tratada ARF T3 | 21 | <5 | 11000 | 100 | 150 | 3 | |
Agua Tratada ARF T4 | 21 | <5 | 9000 | 100 | 200 | 3 | |
Agua Tratada ARF T5 | 23 | <5 | 8000 | 200 | 250 | 2 | |
Agua Tratada ARF T6 | 25 | <5 | 2000 | 100 | 50 | 3 | |
Los resultados de la reducción de Coliformes Totales y Escherichia Coli han sido totalmente satisfactorios, aplicando Potencias de Radiación y Tiempos de Exposición mínimos, siendo la muestra ARF T6 sometida a una Potencia de radiación de 50 vatios durante un tiempo de 3 segundos, la que mejor expresa los resultados obtenidos.
Dado que la potencia P en vatios de la radiación permanece constante durante el tratamiento, la energía E de la luz infrarroja IR, será el valor de la potencia multiplicada por el tiempo que dure la radiación.
E = P.t (w.s) = 50×3 = 150 (J)
El parámetro de Sólidos suspendidos no es necesario considerarlo, puesto que al haber filtrado previamente las aguas, cumple lo establecido en el RD 1620/2007.
Las muestras procedentes de la EDAR presentaban un alto contenido de Coliformes Totales y Escherichia Coli (7,8×105 y 1,7×105 ufc/100 ml), parámetros que con la Radiación Infrarroja IR fueron sustancialmente rebajados a 2000 y 100 ufc/100 ml respectivamente.
La reducción de estos parámetros se refleja en la bajada de la Demanda Química de Oxígeno de 30 a 21 mg/l, puesto que el consumo de oxígeno está directamente relacionado con el contenido bacteriológico.
Con la Optimización del Sistema, empleando una lente divergente adecuada adaptada al cabezal terminal de un generador láser, y utilizando una arqueta (cámara) de Aluminio anodizado u otro material similar, cilíndrica y de forma semiesférica en la parte superior e inferior, aumentará por reflexión y aislamiento el efecto germinicida de la Radiación Infrarroja.
Si comparamos los resultados obtenidos, con los de Desinfección de Agua residual por Luz Ultravioleta de la EDAR PINEDO de Valencia se tiene:
COMPARATIVO DESINFECCIÓN DE AGUA RESIDUAL DE LA EDAR PINEDO DE VALENCIA, CON LUZ ULTRAVIOLETA Y RADIACION POR LASER IR
1.- DESINFECCIÓN DE AGUA RESIDUAL POR LUZ ULTRAVIOLETA UV.
La EDAR está provista de 1500 lámparas UV de 260 W/lámpara, para el Tratamiento de Desinfección de 350.000 m3 de agua/día para riego y la Albufera.
El consumo de energía eléctrica de cada lámpara es de 260 W/h, resultando por consiguiente:
Consumo Total de Energía = 1500(0,26 kW/h ( 24 = 9.360 kW/día
2.- DESINFECCIÓN DE AGUA RESIDUAL POR LUZ INFRARROJA IR.
Dimensiones de la cámara de Aluminio anodizado o similar con capacidad para tratar una lámina de agua residual de 30 (20+10) cm de espesor en 3 segundos.
Conclusión
Para desinfectar el mismo volumen de agua de 350.000 m3/día, con láser infrarrojo de 100 vatios de potencia sin considerar el efecto de reflexión, se necesitaría:
Número de láseres = 350.000/3.784 = 92
Consumo de energía
Láser de CO2 = 48(92 = 4.416 kW/día
Láser de Nd:YAG = 24(92 = 2.208 Kw/día
El ahorro energético con láseres de Nd:YAG, considerando una lámina de agua de 30 cm de espesor, sería de 7.152 kW/día.
El sector eléctrico es uno de los más afectados por la puesta en marcha de los mecanismos establecidos por el Protocolo de Kioto, que en la Unión Europea se ha concretado en la Directiva del Mercado de los Derechos de Emisión Directiva 2003/87/CE.
El Real Decreto 436/2004, de 12 de marzo, tiene como principal objetivo la protección del medio ambiente, y la garantía de un suministro eléctrico de calidad para todos los consumidores a nivel estatal.
La aplicación de esta nueva tecnología de Láser, en el Tratamiento de aguas residuales para su reutilización, en sustitución de las lámparas ultravioleta UV, significa un ahorro de energía eléctrica del orden del 50% al 75%, según el modelo de láser utilizado, colaborando con ello al cumplimiento de los objetivos del Protocolo de Kioto y al proyecto de directiva de la Unión Europea, y contribuyendo a la protección del medio ambiente mediante la reducción de emisión de CO2.
APLICACIÓN A PISCINAS.
Actualmente se está aplicando en las Piscinas el sistema UVAZONE, que combina la generación de ozono y la radiación UV, en una unidad compacta. Se trata del sistema de depuración de agua de piscinas más avanzado que existe.
El UVAZONE combina la generación de ozono y la radiación UV en un único sistema que mejora la producción de radicales hidroxilos, lo que aumenta al máximo la destrucción de materia orgánica, incluyendo las cloraminas. A diferencia de otros métodos de tratamiento, los procesos de oxidación son completos y no existe el riesgo de acumulación de subproductos de la reacción. El proceso UVAZONE también contribuye a mejorar la floculación, lo que supone contar con un agua de claridad superior. El uso de la radiación UV también desozoniza el agua tratada antes de que salga del sistema; de este modo, no se necesita un filtro de carbón activo para la eliminación del ozono. El cloro es eficaz contra la mayoría de las bacterias, pero con virus, nematodos y amebas reacciona lentamente. Con el Proceso Avanzado de Oxidación se garantiza un excelente control de todos los micro-organismos. Cada módulo UVAZONE está formado por:
Generador de ozono de descarga en corona
Concentrador de oxígeno
Cámara de reacción
Sistema de purga de ozono no disuelto
Destructor térmico del gas de purga
Lámpara UV de baja presión y alta potencia
Reactancias y lámparas UV
Inyector, bomba aceleradora y caudalímetro de aire
Caudalímetro de agua
Indicadores y controles eléctricos
UVAZONE 1500.
Volumen de la piscina. 1500 m3
Caudal de derivación. 62,5 m3/h x 24 = 1500
Producción de ozono. 62,5 g/h
Caudal de gas de alimentación. 25,0 l/m
Potencia. 8,0 kw
Alimentación eléctrica. 400v/3ph/50hz
Peso (vacío). 1200 kg.
Peso (lleno). 1950 kg.
Lo supera un Láser de 50 W que desinfecta > 2500 m3/día
El sistema resultaría mucho más económico, sustituyendo la unidad UVAZONE 1500 por un Láser entre 30 y 50 W de potencia, tal y como se puede constatar en el correspondiente comparativo, realizado con un Láser de 50 W.
COMPARATIVO SISTEMAS UV – LASER
DEPURACION DE AGUA EN PISCINA DE 1.500 m3
1. MEDIANTE SISTEMA UVAZONE 1500
Volumen de la piscina…………………………………………. 1500 m3
Caudal de derivación………………………………..……… 62,5 m3/h
Producción de ozono……………………………………………. 62,5 g/h
Caudal de gas de alimentación……………………………. 25,0 l/m
Potencia…………………………………………………………………. 8,0 KW
2. MEDIANTE RADIACION LASER
CON LASER de CO2 de 50 W. Peso 20 kilogramos
DATOS:Potencia máxima de salida del Láser…………………………………………50 W
Caudal máximo a desinfectar…………………………………………………1.500 m3/día
Caudal de derivación………………………………………………………………..62,5 m3/hLámina media de agua ………………………………………………………… 20-50 cm
Tiempo de retención ………………………………………………………………… 2-6 s Reposición 1 tubo gas/10.000 h………………………………………………1.200 €
Vida máquina……………………………………………………………………………..indefinida Periodo de amortización previsto………………………………………… 10 años/láser
Consumo eléctrico…………………………………………………..0,8-1,2 KW/h2.1. COSTE EUROS M3 CON UN EQUIPO LASERCoste Láser CO2………………………..………………………………………………14.000
Cabezal y Óptica ………………………………………………………………………….3.500
Coste instalación………………………………………………………………………….2.400
Coste mantenimiento………..10×3.000……………………………….. 30.000
Consumo……………………..10x365x24x1,2KWx0,10……………..……..10.512
Reposición tubo gas….…10x365x24x1.200/10.000…………………..10.512
COSTE TOTAL……………………………………………………………………. 70.924
M3 POTABILIZADOS…10 x365x1.500…….5.475.000 €/M3=70.924/5.475.000 = 0,013 Euros.
Facturación DELAIR…………0,003 Euros=================================
TOTAL COSTE M3 …………………………. 0,016 Euros
2.2. COSTE EUROS M3 CON DOS EQUIPOS LASER
Coste Equipo 2 Láseres CO2………………………..……………………………28.000
Cabezales y Ópticas ……………2×3.500………………………………………….7.000
Coste instalación………………………………………………………………………….4.000
Coste mantenimiento………..20×3.000……………………………….. 60.000
Consumo……………………..20x365x24x1,2KWx0,10……………..………21.024
Reposición tubo gas….…20x365x24x1.200/10.000…………………..21.024
COSTE TOTAL……………………………………………………………………. 141.048
M3 POTABILIZADOS…20 x365x1.500…….10.950.000 €/M3 = 141.048/10.950.000 = 0,013 Euros.
Facturación DELAIR……………..0,003 Euros=================================
TOTAL COSTE M3 …………………………. 0,016 Euros
COSTE M3 DESINFECCION DE AGUAS RESIDUALES
PARA SU UTILIZACIÓN EN REGADIO
CON LASER IR de Nd:YAG de 100 W bombeado con Diodos. Sin considerar efecto de reflexión
DATOS:Potencia de salida del Láser IR………………………………………………..….100 W
Caudal máximo a desinfectar………………………………………………… ….7.500 m3/día
DETALLES DEL DEPÓSITODiámetro………… 90 cm
Lámina media de agua … 30-60 cm
Tiempo de retención 3-5 s
Vida máquina………………………………………………………………………….. indefinida
Periodo de amortización previsto…………………………………… 5 años/láser
Consumo …………………………………………………………… 1 KW/h
COSTE EUROS/M3Coste Equipo completo 2 láseres……………………………………………..140.000
Ópticas de ZnSe i/soporte……2×3.500…………….……………………….….7.000
Coste instalación…………………………………………………………………………12.000
Coste mantenimiento………..10×6.000………………………………..60.000
Consumo……………………..10x365x24x1KWx0,10……………..……..…..…8.760
Reposición diodos…10x365x24x3.000/10.000……………………..….…26.280
COSTE TOTAL……………………………………………………………………. 254.040
M3 POTABILIZADOS…10x365x7.500……. 27.375.000
EUROS/M3=254.040/27.375.000 = 0,009 Euros
Facturación DELAIR…………………. 0,003 Euros =================================
TOTAL COSTE M3 …………………………. 0,012 Euros
COSTE M3 DESINFECCION DE AGUAS
CON LASER IR de Nd:YAG de 150 W bombeado con lámpara de flash. Sin considerar efecto de reflexión
DATOS:Potencia de salida del Láser IR………………………………………………..……150 W
Caudal máximo a desinfectar………………………………………………… ….8.640 m3/día
DETALLES DEL DEPÓSITODiámetro………… 90 cmLámina media de agua … 30-60 cm
Tiempo de retención 3-5 sReposición 1 lámpara/1.000 H……………………………….. 900 €
Vida máquina………………………………………………………………………… indefinida
Periodo de amortización previsto…………………………………… 5 años/láser
Consumo ……………………………………………………………10 KW/h
COSTE EUROS/M3Coste Equipo completo 2 láseres……………………………………………….98.000
Ópticas de ZnSe i/soporte……2×3.500…………….……………………….….7.000
Coste instalación…………………………………………………………………………12.000
Coste mantenimiento………..10×6.000………………………………..60.000
Consumo……………………..10x365x24x10KWx0,10……………..……..….87.600
Reposición lámpara……..10x365x24x900/1.000………………………….78.840
COSTE TOTAL……………………………………………………………………. 343.440
M3 POTABILIZADOS…10x365x8.640……. 31.536.000 EUROS/M3=343.440/31.536.000 = 0,011 Euros
Facturación DELAIR…………………. 0,003 Euros =================================
TOTAL COSTE M3 …………………………. 0,014 Euros
Tiene un coste final similar al del cloro, 4 veces inferior al Ozono y al menos 40 veces inferior al ultravioleta UV.
COSTE M3 DESINFECCION DE AGUAS
CON LASER IR de CO2 sellado de 50 W. Sin considerar efecto de reflexión
DATOS:Potencia de salida del Láser IR………………………………………………..………50 W
Caudal máximo a desinfectar…………………………………………………….…2.500 m3/día
DETALLES DEL DEPÓSITODiámetro………… 90 cm
Lámina media de agua … 30-50 cm
Tiempo de retención 3-5 sReposición 1 tubo gas/10.000 H…………………………………1.500 €
Vida máquina………………………………………………………………………… indefinida
Periodo de amortización previsto…………………………………… 5 años/láser
Consumo …………………………………………………………..1 KW/h
COSTE EUROS/M3Coste Equipo completo 2 láseres……………………………………..…………32.000
Ópticas de ZnSe i/soporte……2×3.500…………….…………………….….….7.000
Coste instalación…………………………………………………………………….….…6.000
Coste mantenimiento………..10×3.000………………………………..30.000
Consumo……………………..10x365x24x1 KWx0,10……………..…….…….8.760
Reposición tubo gas…….10x365x24x1.500/10.000……………………..13.140
COSTE TOTAL……………………………………………………………………. 96.900
M3 POTABILIZADOS…10x365x2.500……. 9.125.000 EUROS/M3=96.900/9.125.200 = 0,011 Euros
Facturación DELAIR……………….0,003 Euros=================================
TOTAL COSTE M3 ………………………….……. 0,014 Euros
COSTE M3 DESINFECCION DE AGUAS
CON LASER IR de CO2 sellado de 100 W. Sin considerar efecto de reflexión
DATOS:Potencia de salida del Láser IR………………………………………………..……100 W
Caudal máximo a desinfectar…………………………………………………….…5.200 m3/día
DETALLES DEL DEPÓSITODiámetro………… 90 cm
Lámina media de agua … 30-50 cm
Tiempo de retención 3-5 sReposición 1 tubo gas/10.000 H…………………………………3.000 €
Vida máquina………………………………………………………………………… indefinida
Periodo de amortización previsto…………………………………… 5 años/láser
Consumo ……………………………………………………………2,5 KW/h
COSTE EUROS/M3Coste Equipo completo 2 láseres………………………………………..………54.000
Ópticas de ZnSe i/soporte……2×3.500…………….…………………….….….7.000
Coste instalación…………………………………………………………………….…..10.000
Coste mantenimiento………..10×5.000………………………………..50.000
Consumo……………………..10x365x24x2,5KWx0,10……………..……….21.900
Reposición tubo gas…….10x365x24x3.000/10.000…………………….26.280
COSTE TOTAL……………………………………………………………………. 169.180
M3 POTABILIZADOS…10x365x4.800……. 17.520.000 EUROS/M3=158.180/37.843.200 = 0,010 Euros
Facturación DELAIR…………………. 0,003 Euros =================================
TOTAL COSTE M3 ………………………….……. 0,013 Euros
Autor:
Julio Luis García García
DEPURACION POR LASER. DELAIR S.L.
Recondo, 2-5ºG
47007 VALLADOLID
Tf. 983 220150
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