Anàlisi del Cicle de Vida del tractament de fangs d’EDAR

Abstract

El tractament de les aigües residuals i dels fangs de depuradora ha esdevingut un tema important a Catalunya des de la promulgació de la Directiva 91/271/CE sobre el tractament de les aigües residuals urbanes. L’augment de la quantitat de depuradores ha millorat la qualitat de les aigües de rius i mars, però al mateix temps ha creat la necessitat de tractar-ne el seu principal residu, els fangs. El tractament dels fangs també genera impactes negatius sobre el medi (consum d’energia, emissions de gasos, etc.). Per això cal fer-ne un estudi ambiental complert i rigorós, que tingui en compte la totalitat del cicle de vida del procés i consideri tots els possibles impactes: L’Anàlisi del Cicle de Vida (ACV). L’ACV s’estructura en quatre fases: definició de l’objectiu i abast de l’estudi, inventari, avaluació de l’impacte i interpretació, i ha estat normalitzat per la International Standards Organization (ISO). L’objectiu d’aquesta tesina és comparar l’impacte ambiental de diferents alternatives de tractament de fangs, en funció de les condicions d’operació de la digestió anaeròbia, mitjançant la metodologia d’ACV. Es considera una línia de tractament de fangs convencional que inclou els processos d’espessiment per gravetat del fang primari i per centrifugació del fang secundari, digestió anaeròbia dels fangs espessits, deshidratació dels fangs digerits i cogeneració amb el biogàs. Les condicions d’operació dels digestors són: temperatura de digestió (35ºC o 55ºC, segons es consideri digestió anaeròbia mesofílica o termofílica) i el temps de residència hidràulic (10, 15 o 20 dies), la temperatura del fang afluent varia estacionalment (10ºC a l’hivern i 20ºC a l’estiu). El sistema estudiat inclou els impactes derivats de la construcció i operació de la línia de fangs (materials de construcció, consum energètic, etc.). En canvi, no es tenen en compte els impactes derivats del manteniment de la línea de tractament, el desmantellament de la mateixa, la recol·lecció i tractament de les aigües residuals i la disposició final de les aigües i fangs tractats. Per tal de realitzar l’ACV s’utilitza el software SimaPro 7.1. La unitat funcional són 1000 m3 de barreja de fangs primaris i secundaris. Les categories d’impacte avaluades són: Esgotament de recursos abiòtics, Acidificació, Eutrofització, Escalfament global, Esgotament de l’ozó estratosfèric, Toxicitat humana, Ecotoxicitat i Formació d’oxidants fotoquímics. Els resultats mostren l’elevada influència de l’utilització de materials de construcció i fabricació de maquinària com l’acer a totes les categories d’impacte ambiental. En avaluar els impactes ambientals generats als diferents processos de tractament del fang, s’ha observat que els majors impactes es produeixen a la deshidratació i l’espessiment amb centrífuga, i els menors, al bombeig i l’espessiment per gravetat. En considerar les diferents condicions d’operació de la digestió anaeròbia, els impactes augmenten en augmentar el temps de permanència del digestor quan es considera l’execució de la línia de tractament de fangs, en canvi, si només es considera la fase d’operació, els impactes disminueixen en augmentar el temps de permanència del digestor, ja que augmenta l’energia produïda. D’aquest estudi d’ACV es conclou que l’opció de tractament mitjançant digestió anaeròbia termofílica amb temps de permanència de 20 dies és la més adient des del punt de vista ambiental i des del punt de vista de consums i producció energètica, quan només es considera la fase d’operació de la línia de tractament de fangs, en canvi, si es considera la fase d’execució, l’opció de tractament amb digestió anaeròbia termofílica amb temps de permanència de 10 dies, és la més recomanable.