Avaluació de l’ús de graves de demolició com a substrat en aiguamoll artificial. Seguiment dels fluxos hídrics en el sistema a escala de planta pilot.

Abstract

The industrial revolution of the 19th century, the low cost of fossil energies, and the exponential increase of the world population has resulted in a greater and greater consumption of non-renewable raw materials; also due to deforestation, depletion of natural resources, pollution of air and water, landscape impacts and environmental imbalance with remarkable proportions. All this, has involved that administrations and organizations responsible of the public health and environmental protection, develop decrees, laws or directives to solve, mitigate or avoid the mentioned problems as is the framework directive of water 200/60/EC. By another hand, many countries opt for strategies and plans to reduce the environmental impacts generated by economic activities with a final residue hard to use, reuse, or treat. In Catalonia, for example, it's in force the program of prevention and management of waste and resources 2013-2020 (PRECAT20). Using the CLEANLEACH® system where it is harnessed the leachate to the fertirrigation of the crop itself where they come from, with a closed-system recirculation and in which some of these leachate is treated with a constructed wetland, this work aims to study the efficiency of the reuse of a waste as it is the gravels rubble from an economic activity with a useful limited life as a building or any another construction; harnessing their physical-chemical characteristics to treat other wastes as the leachates from an agricultural activity; pursues close cycles (circular economy) and take advantage of natural resources. To check the efficiency of such gravel as a substrate incorporated into the constructed wetland, has been made a weekly follow-up of the quality of water in the input and output constructed wetland and to test the effect of those gravels in the elimination of phosphates soluble contained in the influent. Furthermore, monitoring carried out aims to ensure that the use of gravel demolition still taking place mechanisms that lead to a microbiological sufficient denitrification rate, always with a supply of carbon source rich in organic matter. And also to check the decline of other ions contained in the output of the wetland. Trying to 5% of leachate generated using constructed wetland, achieved 80% reduction in phosphate concentration of the output and a denitrification rate of 89% of the nitrate contained in the leachate to the input of the wetland, reaching an average concentration in the effluent of 43 ppm nitrate concentration below the threshold of 100 ppm set by Decree 130/2003 of 13 may, which approves the regulation of sanitation. It has been observed that during the experiment applied more water for irrigation than corresponds to the needs of the crop. This fact should improve the system in order to optimize it. This requires modifying the design of the system, first to fit the supply of water requirements of the crop and to facilitate and automate the management of the set.

La revolució industrial del segle XIX, el malbaratament d'energies d'origen fòssil, i l'augment exponencial de la població mundial ha donat lloc a un consum cada vegada més gran de matèries primeres no renovables; també a la desforestació, a l'esgotament d'alguns recursos naturals, a la contaminació d'aire i aigües i a un desequilibri ambiental de proporcions remarcables. Tot això ha implicat que les administracions i organitzacions responsables de la salut pública i de la protecció ambiental, elaborin decrets, lleis, directives o plans per tal de solucionar, mitigar o evitar els esmentats problemes com és el Marc directiva d'aigua 200/60/EC, o el Programa de prevenció i gestió de residus i recursos 2013-2020 (PRECAT20), a Catalunya per exemple. Utilitzant el sistema CLEANLEACH® on s'aprofiten els lixiviats per a la fertirrigació del propi cultiu d'on provenen, amb recirculació tancada, i en el que una part d'aquests lixiviats és tractada en un aiguamoll artificial, la finalitat d'aquest treball és estudiar l' eficàcia de la reutilització d'un subproducte com és la grava d'enderroc procedent d'una activitat econòmica amb una vida útil limitada; amb aquest producte es preveu aprofitar les seves característiques físico-químiques per tractar uns altres residus com són els lixiviats procedents d'una activitat agrícola; es pretén tancar cicles (economia circular) i aprofitar al màxim els recursos naturals. Per a comprovar l'eficiència de l'esmentada grava com a substrat incorporada en l'aiguamoll artificial, element integrant del sistema Cleanleach®, s'ha realitzat un seguiment setmanal de la qualitat d'aigua a la entrada i a la sortida de l'aiguamoll per tal de comprovar l'efecte de les graves en l'eliminació dels fosfats solubles continguts en l'influent. Per altra banda el seguiment pretén comprovar que amb l'ús de les graves de demolició segueixen tenint lloc els mecanismes microbiològics desnitrificants, sempre amb una aportació de font carbonada rica en matèria orgànica fàcilment biodegradable. I també comprovar la disminució d'altres ions continguts en l'influent a la sortida de l'aiguamoll. Tractant un 11,4% dels lixiviats generats mitjançant l'aiguamoll artificial, s'aconsegueix reduir el 80% la concentració en fosfats, i una taxa de desnitrificació del 89% dels nitrats continguts a l'influent, assolint una concentració mitjana a l'efluent de 43 ppm en nitrats, concentració per sota del llindar de 100 ppm que fixa el Real Decret 140/2003 del 13 de maig, pel que s'aprova el Reglament dels serveis sanitaris. S'ha observat que durant l'experiment s'aplicava més aigua per al reg del que correspon a les necessitats del cultiu. Aquest fet aconsella millorar i optimitzar més el sistema. Per això cal modificar el disseny del sistema, primer perquè s'ajusti l'aportació d'aigua als requeriments del cultiu i també per facilitar i automatitzar la gestió del conjunt.

La revolución industrial del siglo XIX, el derroche de energías de origen fósil, y el aumento exponencial de la población mundial ha dado lugar a un consumo cada vez más grande de materias primas no renovables; también a la deforestación, al agotamiento de algunos recursos naturales, a la contaminación de aire y aguas, y en un desequilibrio ambiental de proporciones remarcables. Todo esto ha implicado que las administraciones y organizaciones responsables de la salud pública y de la protección medio ambiental, elaboren decretos, leyes, directivas o planes para solucionar, mitigar o evitar los mencionados problemas como es el Marco Directiva de Agua 200/60/EC, o el Programa de prevención y gestión de residuos y recursos 2013-2020 (PRECAT20) en Cataluña. Utilizando el sistema CLEANLEACH donde se aprovechan los lixiviados para la fertirrigación del propio cultivo de donde provienen, con una recirculación cerrada, y en el que una parte de estos lixiviados es tratada con un humedal artificial, la finalidad de este trabajo es estudiar la eficacia de la reutilización de un subproducto como es la grava de escombro procedente de una actividad económica con una vida útil limitada; con este producto se prevé aprovechar las características físico-químicas para tratar otros residuos como son los lixiviados procedentes de una actividad agrícola; se persigue de cerrar ciclos (economía circular) y aprovechar al máximo los recursos naturales. Para comprobar la eficiencia de dicha grava como sustrato incorporado en el humedal artificial, elemento integrante del sistema Cleanleach®, se ha realizado un seguimiento semanal de la calidad de agua en la entrada y la salida del humedal para comprobar el efecto de las gravas en la eliminación de los fosfatos solubles contenidos en el influyente. Por otro lado, comprobar que con el uso de las gravas de demolición siguen teniendo lugar los mecanismos microbiológicos desnitrificantes, siempre con una aportación de fuente carbonada rica en materia orgánica fácilmente. Y también comprobar la disminución de otros iones contenidos en el efluente. Tratando un 11,4% de los lixiviados generados mediante el humedal artificial, se consigue reducir el 80% la concentración en fosfatos, y una tasa de desnitrificación del 89%, logrando una concentración media al efluente de 43 ppm en nitratos, una concentración por debajo del umbral de 100 ppm de nitratos que fija el Decreto 130/2003, del 13 de mayo, por el que se aprueba el Reglamento de los servicios de saneamiento. Se ha observado que durante el experimento se aplicaba más agua para el riego del que corresponde a las necesidades del cultivo. Este hecho aconseja mejorar y optimizar más el sistema. Por eso hay que modificar el diseño del sistema, primero para que se ajuste la aportación de agua a los requerimientos del cultivo y también para facilitar y automatizar la gestión del conjunto.