Producció de metà en aiguamolls construïts pel tractament de fangs de depuradora

Abstract

La gestió dels fangs de depuradora ha esdevingut un factor clau en el tractament d’aigües residuals, ja que representa un 20-60% dels costs operacionals de les plantes convencionals pel tractament d’aigües residuals. Els aiguamolls construïts per la deshidratació i estabilització de fangs, degut al seu baix cost d’explotació i manteniment, simplicitat de disseny i bons resultats que s’obtenen, s’han convertit des de finals dels 1980 en una alternativa atractiva per petits nuclis de població. No obstant, el fet de que aquests sistemes contribueixin a l’emissió de gasos d’efecte hivernacle (CH4, N2O i CO2) juntament amb l’inexistència d’un mètode per determinar aquesta emissió, fa necessari el desenvolupament d’un nou mètode que permeti mostrejar i analitzar els gasos resultants d’aquests sistemes. La present tesina es centra en el desenvolupament d’un mètode de recollida i anàlisis de les emissions de metà en aiguamolls construïts pel tractament de fangs. Primerament, s’ha ideat un mètode de recollida de gas que permet extreure mostres periòdicament i analitzar-ne la seva composició. Un cop establert el mostrejador i sistematitzat el mètode, s’ha procedit a la realització de cinc campanyes de mostreig en l’aiguamoll construït per la depuració d’aigua residual de la planta pilot del Departament d’Enginyeria Hidràulica, Marítima i Ambiental (DEHMA) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) per tal de validar el mètode. Llavors s’ha procedit a l’aplicació del mètode a escala real en un aiguamoll construït per al tractament de fangs en l’Estació Depuradora d’Aigües Residuals (EDAR) de Hadsten (Dinamarca). L’aiguamoll pel tractament de fangs estudiat, de 635 m2 per 2000 HE, amb una càrrega de 85 kg ST/m2·any es va alimentar a dia 31 d’Agost del 2010 amb aproximadament 25 m3 de fang secundari i durant els quatre dies següents es van mesurar les emissions de metà. L’objectiu de l’estudi ha estat determinar la variabilitat espacial i temporal del metà, conegut gas d’efecte hivernacle, i definir el seu potencial d’escalfament global. Dels resultats obtinguts s’extreu que el mètode ideat per determinar la concentració de gasos és vàlid, ja que en la fase de desenvolupament del mètode els coeficients de correlació lineal han estat elevats (R2>0,96), tot i que els fluxos de metà obtinguts han estat molt baixos (5,32 x 10-3 – 5,737 x 10-4 mgCH4/m2·d). Un cop aplicat el mètode als aiguamolls construïts pel tractament de fangs a escala real, el flux de metà resultant dels mostreigs ha oscil·lat entre 211,53 – 30.407,46 mgCH4/m2·d. Pel que fa a la variació temporal, el flux ha mostrat un increment entre les 24 i les 72 hores després de l’alimentació del llit (de 4.670,78 mgCH4/m2·d a 10.507,77 mgCH4/m2·d) i ha disminuït entre les 72 i les 96 hores després de l’addició dels fangs (de 10.507,77 a 7.815,68 mgCH4/m2·d). Pel que fa a la distribució espacial, només s’ha mostrat observat un mateix comportament en l’emissió de metà en el temps en 3 de les 6 estacions (la 1, 3 i 5), les altres estacions no han mostrat relació entre sí. Finalment, considerant opcions de gestió alternatives s’ha observat que els aiguamolls construïts presenten un potencial d’escalfament global (0,61-89,54 kgCO2eq/HE·any) que comprèn el de les centrífugues (32 kgCO2eq/HE·any) i és clarament inferior al del transport dels fangs (162 kgCO2eq/HE·any).