Fangos de EDAR: de Residuo a Recurso (Re2)

17 Oct Fangos de EDAR: de Residuo a Recurso (Re2)


En enero de 2018, el Ayuntamiento de Valladolid concedió a teCH4+, en régimen de concurrencia competitiva, una ayuda en el marco de su programa “Subvenciones para Proyectos de Fomento de Economía Circular en el Municipio de Valladolid”.

Con este acicate, y durante el periodo comprendido entre enero y septiembre de 2018, llevamos a cabo el proyecto “Fangos de EDAR: de Residuo a Recurso (Re2)”, cuyos resultados hemos presentado recientemente.

El objetivo principal del proyecto es estudiar la viabilidad técnica y económica de la implementación del proceso de hidrólisis térmica en la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de Valladolid. La aplicación de esta tecnología permite cerrar los ciclos de energía y nutrientes contenidos en el agua residual y se vincula con la Economía Circular a través los siguientes objetivos específicos:

  • Incrementar la producción de biogás, energía renovable, en un 20%.
  • Convertir el residuo final en un fertilizante orgánico que cualifique como Clase A de la EPA, garantizando por tanto su aplicación en agricultura.
  • Recuperar nutrientes como fósforo (P) y nitrógeno (N) en forma de fertilizante inorgánico.
  • Reducir los costes de operación y la huella ambiental de la EDAR de Valladolid.

 

Desarrollos del proyecto

El primer hito fue el establecimiento de una línea base a partir de los datos operacionales proporcionados por la EDAR de Valladolid. Los balances de materia y energía desarrollados caracterizaron la operación actual y proporcionaron el punto de partida contra el que comparar los beneficios de las mejoras propuestas. Además, dada su relevancia para este proyecto, se realizó un estudio pormenorizado el prooceso de digestión anaerobia en base a sus parámetros más significativos.

Tras cuantificar el potencial de mejora de la digestión anaerobia, apoyados por los ensayos de potencial metanogénico (BMP) realizados por el laboratorio del Grupo de Investigación Reconocido en Tecnología Ambiental (GIRTA) de la Universidad de Valladolid (UVa), se analizó el efecto que tendría la instalación de una planta de hidrólisis térmica. Tras estudiar diferentes opciones, se sugirió la instalación de dicha planta operando con la configuración de inter-tratamiento (2+1 digestores). Una de las principales ventajas de esta configuración es que permite a la planta de hidrólisis térmica ser autosuficiente energéticamente.

 

Impacto ambiental y social

Aparte de sus ventajas económicas, la tecnología de hidrólisis térmica presenta unos impactos medioambientales positivos para todos los vallisoletanos, generadores de las aguas residuales tratadas en la EDAR, y que se beneficiarán de una tecnología capaz de extraer valor de lo que antes era un residuo generado por ellos. Así, AQUAVALL y el Ayuntamiento de Valladolid, como gestores y responsables últimos de la EDAR, dan un paso más hacia el objetivo de conseguir una ciudad sostenible y basada en una economía circular. Buena prueba del impacto social que tiene la tecnología de hidrólisis térmica es que contribuye a conseguir 5 de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de Naciones Unidas. Un buen ejemplo de esto es la ayuda que proporciona a los dos grandes pilares de la lucha contra el cambio climático:

  • Mitigación. El biogás generado es una energía renovable que desplaza combustibles fósiles.
  • Adaptación. El fertilizante orgánico producidp desplaza a los fertilizantes sintéticos y mejora la resiliencia de los suelos en los que se aplica.

 

Estudio de autosuficiencia energética

Con el objetivo de hacer la EDAR energéticamente autosuficiente, se puede aprovechar la capacidad de digestión instalada y la capacidad adicional “creada” por la planta de hidrólisis térmica para introducir residuos orgánicos externos (co-sustratos) y aumentar la cantidad de biogás generado en la digestión anaerobia. Esta estrategia está perfectamente alineada con la contribución a la economía circular.

Para ello, se analizó la disponibilidad de co-sustratos en explotaciones industriales y ganaderas locales. Entre los residuos industriales, y tomando como criterios de partida un volumen de residuos generado razonablemente alto y una distancia a la EDAR menor de 20 km, se seleccionaron 10 empresas de alto potencial. En su conjunto, estas empresas presentan un potencial de generación de biogás mas que suficiente para lograr el objetivo de la autosuficiencia energética.

El estudio se completa con una estimación de los residuos ganaderos potencialmente disponibles en la provincia de Valladolid. Aunque estos presentan un potencial enorme, hay que tener en cuenta que este potencial recoge varias categorías de ganado (bovino, porcino, ovino, caprino, avícola y cunícola) y un área geográfica mucho más extensa.

En conclusión, la planta de hidrólisis térmica, operando con la configuración propuesta de inter-tratamiento, posibilita la introducción de la cantidad de sustrato requerida para generar el 100% de la electricidad consumida. En este escenario, todos los parámetros clave de la digestión se encontrarían en rangos razonables de operación y, además, la planta de hidrólisis térmica seguiría siendo energéticamente autosuficiente porque seguiría necesitando sólo vapor generado a partir del calor residual de los gases de escape de los motores de cogeneración.

 

Estudio de viabilidad económica y propuesta

En vista del buen encaje técnico de la tecnología propuesta, se procedió a evaluar su viabilidad económica. Este estudio, de carácter confidencial, concluyó que conseguir los ahorros de costes operativos asociados a la instalación de la planta de hidrólisis térmica requiere de una inversión con un tiempo simple de retorno de 3,5 años.

El proyecto concluyó con la redacción de una propuesta tecno-económica que permita a AQUAVALL llevar a cabo una mejora con indudables beneficios, no sólo económicos, sino también sociales y ambientales.

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