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Filtralite Pure®

Desnitrificación en aguas potables. 

Filtralite Pure®

Filtralite® Pure se utiliza como medio filtrante en biofiltros de desnitrificación anóxica, diseñados para eliminar nitratos en la ETAP de Formiche Alto (España). Esta solución proporciona alto rendimiento y robustez combinados con bajos costes operativos y de inversión.

La eliminación de nitratos en el tratamiento del agua potable es un gran desafío. La contaminación de los acuíferos por nitratos, debido al exceso de fertilización en la agricultura, es un problema frecuente en todo el mundo y especialmente en regiones con un importante desarrollo agrícola, como la Europa mediterránea.

Existen diversos métodos para la eliminación de nitratos, como intercambio iónico, ósmosis inversa, electrodiálisis, destilación o reducción química. Estos logran diferentes tasas de eficiencia, pero los principales problemas son la alta inversión y los costos operativos que implican. La desnitrificación biológica ha demostrado ser uno de los procesos más factibles, avanzados, selectivos y rentables para eliminar nitrato. Este proceso está más que probado en la eliminación de nitrógeno de las aguas residuales y del agua subterránea contaminada, lográndolo gracias a la formación de un biofilm  que consigue la mayor tasa de eliminación de nitrógeno por volumen de todas las tecnologías disponibles. Su demostrado rendimiento en ETAPs es sobresaliente.

Como es sabido, la desnitrificación biológica implica la oxidación de sustratos orgánicos utilizando nitrato o nitrito como aceptor de electrones en lugar de oxígeno, por ello debe agregarse como reactivo, materia orgánica. Esto se realiza en ausencia de oxígeno disuelto o bajo concentraciones limitadas. Las reacciones de reducción de nitrato implican diferentes pasos de reducción del nitrato a nitrógeno gas. En una ETAP, la desnitrificación se lleva a cabo en un solo paso dentro de un biofiltro anóxico que contiene Filtralite® Pure, “carrier” óptimo para la generación del biofilm desnitrificador. Como se mencionó anteriormente, el proceso debe ser alimentado con materia orgánica tipo: metanol, etanol, ácido acético, glucosa... La cantidad de MO a añadir depende de la carga de nitratos a eliminar. El tamaño del biofiltro es función del tiempo de contacto. Otras variables que determinen del dimensionamiento y diseño son: la temperatura del agua y el pH. En todo caso, el sistema es simple de diseñar, muy robusto, con alto rendimiento y un bajo costo operativo.

Un buen ejemplo de esta tecnología es la ETAP concebida y construida por al compañía Ingeobras en Formiche Alto (Aragón, España) en 2017, empleando Filtralite® Pure como medio filtrante. La ETAP trata el agua subterránea prácticamente potable, de acuerdo con las regulaciones españolas (RD 140/2003), a no ser por contenido de nitratos que es de alrededor de 60 ppm (contenido variable según la temporada). La normativa española fija 50 ppm como límite para los nitratos. Como solución a este problema, se construyó un pequeño esquema de tratamiento de agua potable (5 m3 / h) en cuatro pasos: (1) Desnitrificación bio-filtro anóxico para eliminar nitratos, (2) Filtración física para eliminar sólidos suspendidos (3) Filtro aireado biológico para eliminar restos de materia orgánica (4) Desinfección con cloro que elimina cualquier bacteria o patógeno proveniente del tratamiento biológico.

 

La ETAP de Formiche Alto ha sido diseñada para operar con un rendimiento de eliminación del 60%, con el objeto de obtener un valor final de NO3 de salida por debajo de 25 ppm. Este resultado garantiza un margen de seguridad conservador en relación con la normativa española.

La cantidad de agua de contra-lavado necesaria se encuentra entre el 5-10% del total del agua filtrada producida. La calidad de las aguas de contra-lavado permiten su descarga en la red de alcantarillado o su reutilización en la agricultura. Sin embargo, en este caso, debido a la ubicación de la ETAP lejos de la red de alcantarillado, las aguas residuales generadas en la fase de lavado de filtros se almacenan en un decantador donde se recogen posteriormente.

La planta está completamente automatizada lo que reduce los costos operativos. Según la experiencia operativa de Ingeobras una ETAP diseñada para tratar NO3 (60 ppm / l) con un flujo diario de 1000 m3, tiene un coste operación es de 0,16 € / m3 con la siguiente estructura:

  • 0.08 €/m3 reactivos (principalmente materia orgánica).
  • 0.04 €/m3 coste energético.

  • 0,04 €/m3 coste de mantenimiento.

Asimismo, el medio filtrante Filtralite® Pure, que es el corazón del sistema, tiene una vida útil de más de 20 años.

Por otro lado, el CAPEX del proyecto para construir la ETAP es, en comparación con otras soluciones (ósmosis inversa, electrodiálisis, destilación o reducción química), sustancialmente menor debido a la simplicidad de la tecnología utilizada. La desnitrificación biológica en ETAPs elimina entre 70 y 95% de los nitratos. Es la más eficiente de todas las tecnologías ya que la remoción obtenida con intercambio iónico, reducción química, electrodiálisis y la ósmosis inversa son de 80–90%, 33–90%, 30–50% y 50–96%, respectivamente.

En conclusión, este diseño para desnitrificar en potables utilizando Filtralite® Pure en un filtro biológico es una excelente opción, en términos de calidad de agua y costes (CAPEX y OPEX). El proceso es muy robusto y confiable con un fuerte componente de sostenibilidad económica y ambiental.

Tanque para recoger el agua del contra-lavado.

Filtralite

Filtralite
Filtralite® es la marca registrada de todos los productos de arcilla expandida utilizados como medio filtrante fabricados por Leca Noruega en su planta de Raellingen (Noruega).

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