Documento cedido por AENA Aeropuertos Españoles y Navegación Aérea. Aeropuerto de Madrid-Barajas
Introducción
La visita que puso fin a las actividades del Seminario Permanente de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente el curso 2000-2001 se realizó a las instalaciones del Aeropuerto de Madrid-Barajas. Durante esa visita se mencionó la construcción de la EDAR experimental para el tratamiento de aguas residuales basada en el filtro de macrofitas. AENA ha hecho llegar al CAP de Coslada parte del documento donde se describen las características de la citada EDAR y cuyo contenido se transcribe a continuación.
(NOTA: Por tratarse de una parte de un documento más extenso se ha omitido la numeración jerárquica de los diferentes apartados)
Proceso de tratamiento por macrofitas flotantes
Se ha adoptado el proceso de Filtro de Macrofitas flotantes, consistente en la propiedad que tienen estas plantas de absorber del agua, el nitrógeno y el fósforo.
Tiene como principales características favorables las siguientes:
El proceso se basa en la propiedad de las plantas macrofitas emergentes de eliminar, por absorción, el nitrógeno y el fósforo. Además, como ya se ha indicado, estas plantas tienen la facultad de llevar oxígeno a su medio soporte.
El sistema consiste en hacer flotar las macrofitas emergentes, como si fuesen flotantes, con lo que el medio soporte es el propio agua. Las raíces de las plantas forman un tupido filtro por el que discurre la misma, que es el soporte ideal para las bacterias comedoras de materia orgánica, ya que tiene una superficie específica inmensa.
Con ello se consigue un doble efecto, las plantas eliminan el fósforo y el nitrógeno y las bacterias depuradoras la materia orgánica, constituyendo un sistema depurador más completo que ningún otro de los utilizados en la actualidad.
Dadas las posibles ventajas, ya comentadas, que puede presentar el cubrir el filtro mediante un invernadero, se probará esta alternativa así como sin invernadero, para así poder comparar los resultados. En el momento actual se construirán ambos filtros, se preverá la cimentación del invernadero en uno de ellos, que se cubrirá posteriormente, antes de la época fría. Por lo tanto en el presente documento no se contempla la construcción del mencionado invernadero.
En realidad el Filtro de Macrofitas Flotantes encerrado en un invernadero se comporta como una fábrica química, separadora y clasificadora de sustancias que tiene un gran captador (plantas) de energía solar de altísimo rendimiento energético que le proporciona la energía suficiente para su funcionamiento. Dando como productos agua, sólidos mineralizados y biomasa de alto contenido energético (glucosa en raíces y rizomas) que puede ser empleado para obtener alcoholes; materiales de baja densidad (parte aérea) y compost orgánico para uso agrícola y jardinería.
Descripción de la obra
Se trata de una Estación Depuradora de aguas residuales Aeroportuarias, asimilables a urbanas. Dichas aguas tienen la particularidad de presentar menor contenido orgánico y mayor contenido en sólidos en suspensión que un agua urbana convencional.
Se va a ubicar la planta en la zona de la antigua planta depuradora del aeropuerto, hoy día fuera de servicio, por lo que se aprovecharán algunas de las estructuras existentes.
LINEA DE AGUA
El agua llega de la zona aeroportuaria a un pozo o arqueta de bombeo, donde se ha ubicado una bomba dilaceradora tipo "piraña" de 5 l/s, desde donde se lleva a la obra de llegada de la planta depuradora. El agua discurre por el antiguo ovoide, en que se coloca una tubería de polipropileno de Ø 110 mm. El agua llega a una arqueta prefabricada de PVC, donde se coloca una bomba sumergida de 5 l/h, regulada mediante boya de máxima y mínima, de elevación del agua al pretratamiento.
El agua bruta llega, entonces, a un separador de grasa donde se separan éstas. Está dotado de sistema lamelar, por lo que decantarán otras partículas que, por gravedad serán retiradas y llevadas a un contenedor para ser retiradas con la basura aeroportuaria normal. A continuación se coloca un separador de partícula fina, al que va el agua por gravedad, éste es un tamiz rotativo autolimpiante, donde se separan las partículas, hasta las de menor diámetro. Tiene una luz de malla de tamiz de 0,25 mm. Los residuos separados, caen por gravedad a un contenedor, de donde son retirados y eliminados con la basura normal aeroportuaria.
Del tamiz, el agua, por gravedad, va a una arqueta de reparto por vertedero, de donde sale a la arqueta de válvulas de los Filtros de Macrófitas Flotantes. La arqueta de reparto está realizada en hormigón armado, aprovechando la estructura existente del antiguo desarenador, tiene dos vertederos proporcionales en lámina fina que permiten la distribución del agua a partes iguales a los dos filtros.
En los filtros se realiza el proceso de absorción del nitrógeno y del fósforo por las plantas y la materia orgánica es transformada por las bacterias depuradoras y el oxígeno bombeado por las plantas desde su parte aérea a las raíces permite a los microorganismos la vida aerobia, transformándolas en materia inorgánica (N, P, oligoelementos, sales, etc.) que a su vez será absorbida por las raíces de las plantas integrándolas en su estructura por medio de la fotosíntesis. Una vez que las plántulas alcancen su madurez o estén próxima a ella es necesario eliminar parte de las plantas para que se produzca su renovación. Esta se produce espontáneamente, a partir de las plantas que permanecen, o bien para acelerar el proceso se replantan en la zona que se ha realizado la extracción del filtro que se espera sea de una superficie de 60x40cm.
A continuación se lleva el agua al depósito de acumulación, para lo cual se ha dispuesto un tanque del sistema biológico de la antigua depuradora, o a las lagunas existentes, previo afino en filtro de arena. El agua acumulada puede ser utilizada para riego de las distintas especies arbóreas existentes en las inmediaciones o bien para ser emitido a las lagunas, hoy día, existentes.
Se ha dispuesto que el agua pueda pasar directamente al segundo canal del filtro, para lo que se ha colocado una compuerta entre el primer y el segundo canal, así como un sistema de salida de agua del primer canal, mediante una arqueta tipo A-1 de Polyester Málaga, rellena de áridos de distinta granulometría, para que el agua salga filtrada. El agua pasa así a un pozo de bombeo, donde hay una bomba sumergida regulada por boya de máxima-mínima, de 1 l/s que la lleva al comienzo del segundo canal. De esta forma se podrán experimentar, con el primer canal, distintos tipos de forma de sembrado. En principio se experimentará un "mulching" mediante mulch de cardo picado.
Asimismo se han colocado compuertas de paso entre los canales 3 y 4 y los 6 y 7, para poder regular distintas alturas de la lámina de agua.
Como ya se ha indicado, entre los filtros de macrofitas y el sistema de afino, se ha colocado una arqueta de llaves, que permite recircular el agua a cada filtro y de uno al otro de forma que se pueden colocar en serie o en paralelo.
Dado que es de prever que se produzca una gran evapotranspiración por parte de las plantas y que por tanto pueda producirse una reconcentración de la DBO, así como del fósforo y del nitrógeno, se ha dispuesto cubrir en el futuro uno de los filtros con un invernadero, de forma que se retenga la humedad y se recupere el agua evaporada. Asimismo el invernadero servirá para ver el efecto que tiene sobre las plantas durante las estaciones frías y por lo tanto sobre el efecto depurador de las mismas.
LÍNEA DE FANGOS
Debido a la acción de las bacterias depuradoras se producirán fangos en los canales. Se ha dispuesto de un sistema de extracción de los mismos mediante tubos de PVC Ø 300, a los que se les practica una ventana de 10x100 cm cada 0,30 m. En el interior del mismo se coloca a su vez un tubo de pequeño diámetro, poroso, por el que se hace circular aire, producido por un compresor de caudal 30 l/s, de forma que se produce un arrastre por el aire que se encuentra dentro del tubo de Ø 30 cm. La solera de los canales tiene una pendiente a favor de la corriente de un 1% y hacia el centro del canal del 20%, de forma que los fangos irán hacia esta zona y que se introducen por las ranuras del tubo a su interior para que sean transportadas a la zona de decantación. El tubo con las ventanas se sitúa en la parte inferior del canal (longitudinalmente) y con las ventanas hacia abajo, con lo que los fangos serán absorbidos por éste. El aire en el tubo va en sentido contrario a la corriente en el canal, con lo que los fangos también van en este sentido, es decir a contra pendiente en el sentido longitudinal del canal.
En el extremo de cada canal hay una depresión donde caen los fangos y son extraídos mediante una bomba sumergida de 3 l/s de caudal, temporizada.
Dado el gran volumen del canal y del aporte oxigénico de las plantas al agua, los fangos estarán digeridos aeróbicamente, por lo que no será necesaria una posterior digestión anaerobia o aerobia para estabilizarlos.
Los fangos se llevan al filtro rotativo, donde se separan y el agua saliente se lleva a cabecera de planta (arqueta de distribución a filtros).
SISTEMA DE COLOCACIÓN DE PLANTAS
Las Macrofitas emergentes no flotan de por sí, sobre todo cuando son pequeñas. Por ello se debe preparar un sistema para su flotación.
Se colocan tubos de PVC en la pared final, tranversales al canal, cogidos a la lámina impermeabilizante mediante cintas de la misma, al que se atraviesa con otros de menor diámetro, perpendicularmente, a los que se ata, mediante una semigafa de electricista, un tubo de gotero cerrado para obtener el máximo de flotación de éste, al que se fijan las plántulas, mediante un alambre fino, no galvanizado, que previamente se coloca a las mismas en su cultivo (se coloca el alambre en el giffi, de forma que al desarrollarse la plántula, las raíces se agarran al mismo). Con el tiempo, el alambre se degrada completamente y desaparece, pero para entonces las plantas han establecido raíces alrededor del tubo de gotero y además tienden a tener un cierto grado de flotabilidad, llegando a flotar totalmente en su madurez, por lo que se podrán retirar los tubos que sirvieron de soporte de plantación y que fueron colocados longitudinalmente en los canales con una separación de 30 cm entre ellos.
IMPERMEABILIZACIÓN DE LA SUPERFICIE DE LOS CANALES
Se ha dispuesto cubrir toda la superficie de los canales, incluso taludes y coronas, con lámina impermeabilizante de butilo. En aquellos puntos donde el canal es transitable (coronas y parte de la entrada al canal, así como zonas de uso de la plataforma del futuro invernadero) se dispone una lámina de geotextil, para proteger la lámina de posibles roturas producidas por el proceso de recolección de la futura plataforma y personal de explotación y visitantes. Asimismo se dispondrá de botas de goma, de pocero y fundas de zapatos, para las distintas personas que trabajen en la construcción de la obra o en la planta depuradora o para las visitas y se prohibirá el acceso sin ellas a las zonas impermeabilizadas sin protección geotextil.
Asimismo, para evitar la rotura de la lámina, antes de su colocación, se refinarán, tanto taludes como soleras y se eliminará todo tipo de piedra que pudiese rajar la misma.
Los taludes tendrán un proctor del 110%. Los canales tienen una pendiente en sentido de la corriente del 1% que se recupera en la cabecera del siguiente canal.
SISTEMA DE ELIMINACIÓN DE ETILEN GLICOL
El agua residual puede ser mezclada con el etilenglicol generado en el aeropuerto, de forma que la mezcla no supere el 0,5% en volumen de alcohol, el sistema de Filtro de Macrofitas Flotantes será capaz de digerir y depurar dicho caldo, con lo que el sistema así diseñado podría dejarse como instalación permanente para la eliminación del etilenglicol. Dando empleo nuevamente a los depósitos de la Depuradora como tantques de almacenamiento del alcohol recogido en las zonas aeronaúticas y desde éstos ser bombeado al influente de los filtros depuradores.
De esta forma la inversión quedaría recuperada y amortizada en el primer año de explotación, si es empleada para la eliminación del etilenglicol.