Sistema avanzado de control microbiológico para la recuperación del agua reutilizada

Consorci Costa Brava (CCB) es una empresa pública de aguas creada en 1971 por los 27 municipios costeros de la provincia de Girona, en el noreste de España, con el fin de prestar servicios y gestionar infraestructuras relacionadas con el ciclo integral del agua, incluyendo el abastecimiento de agua potable, el tratamiento de aguas residuales y, también, la producción y suministro de agua regenerada para cubrir demandas no potables.

Una de las actividades del CCB es la regeneración de efluentes tratados con el objetivo de obtener agua reutilizada y cubrir la demanda de agua regenerada para destinos ambientales como la recarga de acuíferos y de usos como el riego agrícola, de campos de golf y jardinería y el abastecimiento de redes municipales con las condiciones de seguridad adecuadas.

Para ello utiliza 14 instalaciones de tipología distinta que trataron 3,3 millones de m3/año en 2015, con un máximo en2010, 6,4 millones de m3/año.

La población residente en la zona se estima en 250.000habitantes. Sin embargo, la población sufre un aumento estacional en verano debido a las actividades turísticas y puede llegar a superar el millón de personas.

Por este motivo, es necesario tener en cuenta este periodo punta a la hora de diseñar las instalaciones con el fin de prestar unos servicios adecuados.
La EDAR de Castell-Platja d'Aro (Catalunya) produce agua regenerada desde 1989.
En verano de 2015 alcanzó el récord de producción máxima de agua regenerada, 400m3/h, debido a una primavera seca y a una ola de calor. También han ganado un gran número de usuarios, casi al límite de la capacidad de producción actual.

En este escenario debe hacer frente a los siguientes retos:

• Adaptar el proceso de desinfección a los cambios de caudal y calidad del agua.
• Ajustar la dosis de rayos UV y reactivos para una desinfección óptima.
• Alcanzar los objetivos de calidad del agua regenerada para diferentes usos.
• Reducir la huella medioambiental en la producción de agua regenerada.

En el contexto del proyecto europeo R3Water, "Demonstration of innovative solutions for Reuse of water, Recovery of valuables and Resource efficiency in urban wastewater treatment", aquaBio se probó en dos fases y ubicaciones distintas de la planta EDAR de Castell-Platja d'Aro.

La primera fue en la entrada del tratamiento terciario con el objetivo de medir la eficiencia del sistema y ajustar la dosis de UV y desinfectante (después del filtro de arena y antes del UV y desinfectante).

La segunda se puso en marcha en julio de 2016 en la salida del tratamiento terciario para comprobar en línea la concentración de E. coli y coliformes totales, de tal manera que se podría asegurar la adecuada calidad sanitaria del agua regenerada para su uso posterior: el riego de zonas de cultivo y de un campo de golf.

En caso contrario se dispondría de una alerta temprana sobre el mal funcionamiento de la planta de tratamiento de aguas.

De esta manera se daba respuesta a otro de los objetivos de la Unión Europea: aumentar la tasa de reutilización del agua, garantizando la salud de los ciudadanos, la protección del medio ambiente y el fomento de prácticas seguras de reutilización del agua.

La línea de tratamiento de la EDAR de Castell - Platja d'Aro consta de un tratamiento primario, un tratamiento secundario con fangos activos convencionales y un tratamiento terciario para la regeneración del agua. La planta de regeneración de agua está diseñada para un caudal de 15.000 m3/día, lo que significa que sólo una parte del agua procedente del decantador secundario se trata posteriormente para su reutilización.

aquaBio, dispositivo de medición microbiológica automática, en línea y continua diseñado, fabricado, desarrollado y mantenido por Adasa, determina automáticamente la presencia de E. coli (Escherichia coli) y los coliformes totales en el agua.

E. coli es una bacteria ampliamente utilizada en las normativas internacionales como indicador clave de contaminación fecal dado que su presencia advierte de un riesgo sanitario potencial. La determinación de E. coli y coliformes totales se basa en la correlación entre la concentración de bacterias y el momento en que aparece la fluorescencia y/o el color.

Esta metodología permite obtener resultados en poco tiempo, mientras que los controles actuales se realizan en el laboratorio y en ocasiones un solo análisis puede tardar entre 24 y 96 horas.

aquaBio, gracias a la verificación ETV (Environmental Technology Verification), garantiza que proporciona datos confiables y fiables acreditados por un organismo independiente.

De esta manera, se pueden tomar decisiones derivadas de la monitorización con aquaBio con total confianza.

Proporciona un resultado en 3 horas para altas concentraciones y en 12 horas asegura la ausencia total de bacterias.  

Se trata de una operación totalmente automatizada que mejora en tiempo real el funcionamiento de la planta de regeneración de agua (WRP), además de proporcionar un agua regenerada segura.

La implementación de un aquaBio en una EDAR aporta los siguientes beneficios:

1. Ahorra energía y consumo de reactivos.
2. Proporciona alertas en caso de mal funcionamiento de la planta de regeneración de agua.
3. Mejora el control del sistema de desinfección.
4. Aumenta la eficiencia en el proceso de producción de agua regenerada, evitando la sobredosis de productos químicos de desinfección y el consumo excesivo de energía UV.
5. Garantiza la producción de agua regenerada adecuada a cada objetivo.

El principio de medición se basa en la tecnología DST® (tecnología de sustrato definido) y en un sistema de detección para medir la fluorescencia y la absorbancia. El color y la fluorescencia aparecen en cuanto se metaboliza el sustrato específico.

En el momento de la realización del proyecto, en España estaba vigente el Real Decreto 1085/2007, de 22 de octubre por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas.

La E. coli y los coliformes totales son parámetros clave para determinar los usos potenciales del agua regenerada procedente del tratamiento terciario de una EDAR.

A modo de ejemplo, según la actual normativa española RD 1085/2024, se exige una alta frecuencia de análisis de E. coli que puede llegar a ser diaria, como es el caso de la recarga artificial de acuíferos por inyección directa.

Este requisito eleva los costes del muestreo y del laboratorio, lo que convierte a los sistemas de alerta temprana en una solución más rentable y eficiente.

En el anterior RD 1620/2007 la frecuencia establecida era de 3 veces por semana.

Financiado por la Comisión Europea dentro del 7º Programa Marco, R3Water nació para demostrar soluciones innovadoras de reutilización del agua, recuperación de valores y eficiencia de recursos en el tratamiento de aguas residuales urbanas.

R3Water ha demostrado el valor real de aquaBio para mejorar la eficiencia de la planta de agua regenerada EDAR de Castell- Platja d'Aro, así como para generar alertas tempranas que garanticen una producción de agua regenerada segura y, en consecuencia, apta para su uso.

En concreto, el proyecto ha demostrado que la medición y el conocimiento de la concentración de microorganismos ayuda a los operadores a mejorar la eficiencia de la producción del agua regenerada antes del tratamiento de desinfección, puesto que evita la sobredosificación de productos químicos de desinfección y el consumo excesivo de energía UV.

Después de recopilar los datos de las contrastaciones se determinó la correlación entre las medidas, mostrando en ambos casos un elevado coeficiente de correlación como puede verse en los siguientes gráficos.

Habiendo medido previamente una muestra de concentración elevada los resultados obtenidos fueron 0, con lo que quedó demostrado que las muestras eran completamente independientes entre sí, como era esperado.

En una segunda fase del proyecto se instaló aquaBio a la salida del tratamiento terciario. Durante este periodo se monitorizó la presencia o ausencia de E. coli, comprobando los resultados con los del laboratorio de la planta de tratamiento.