Iñaki del Campo Julen Cabero - Inicio degrmont- aeas... · Biocidas. PVC,Bisfenol,phthalatos....

Microcontaminantes. Tecnologías y medios disponibles para su tratamiento.

Iñaki del Campo

Julen Cabero

ÍNDICE

CONTEXTO GENERAL� Introducción

� Problemática de los Microcontaminantes

� Normativa

DETECCIÓN Y ELIMINACIÓN DE MICROCONTAMINANTES. Experiencia de Degrémont

AEAS 2013 (Microcontaminantes) –

Degrémont� Antecedentes y visión general del proyecto

� Programa Poseidón (2001 - 2004)

� Programa Amperes (2005 - 2009)

� Programa Armistiq (2010 - 2012)

� Programa Pristine (2012 - 2014)� Programa Pulsagreen

� Programa Sipibel Agua

� Programa Triumph

� Programa Sipibel Fangos

CONCLUSIONES

INDICE



� Normativa



Degrémont� Antecedentes y visión general del proyecto








CONCLUSIONES

Introducción

Microcontaminantes

� Sustancias orgánicas o inorgánicas, que debido a su toxicidad, persistencia ybioacumulación pueden inducir un efecto negativo en seres vivos omedioambiente.

Se trata de sustancias naturales o sintéticas que se encuentran en concentraciones


� Se trata de sustancias naturales o sintéticas que se encuentran en concentracionesmuy bajas (del orden de µg/l o ng/l y que no se eliminan en tratamientossecundarios de EDARs.

� Provienen de fuentes múltiples, son muy numerosas y de características variadas

Introducción

Origen� La presencia de estos compuestos se debe principalmente a las siguientes

actividades:

Prácticas agropecuarias (uso de plaguicidas, fertilizantes, etc...).

Origen urbano y vertederos de residuos sólidos (productos farmacéuticos, higiene


Origen urbano y vertederos de residuos sólidos (productos farmacéuticos, higieney cuidado personal,..)

Actividades del sector industrial, en el que se utilizan un gran número decompuestos orgánicos (disolventes, desengrasantes, pigmentos, conservantes,agentes de limpieza, etc.).

Problemática de los microcontaminantes



La Unión Europea ha registrado unas 10.000 sustancias potencialmentepeligrosas y constantemente se están registrando nuevas.

Se pueden agrupar en 3 grandes familias en función del origen:

Productos Farmacéuticos y de cuidado personal.Antibióticos.Hormonas.


Hormonas.Agentes Citostáticos, inmunodepresivos.Compuestos halogenados (Contraste de Rayos X).Metales pesados en medicamentos.

Pesticidas.

Productos industriales y domésticos.Detergentes: nonylfenoles, alquilfenoles.Biocidas.PVC, Bisfenol, phthalatos.PBDEs y PCBs.Hidrocarburos Poliaromaticos (PAHs), dioxinas.


Se empieza a observar su influencia en el medioambiente en los años 90:

Mutaciones genéticas en especies de peces y avesmarinas.

Tumores y lesiones en peces


Tumores y lesiones en peces

Presencia de fertilizantes en el agua .

Modificación de características del agua (olor, sabor, color, turbidez,..)

Normativa

Directiva 76/464/CEE – Vertido de sustancias al medio acuático

Directiva 80/68/CEE – Protección de aguas subterráneas contra vertidos

1976 1980 2000 2006 20082007 2012


Directiva 2000/60/CEE – Directiva Marco del Agua (regulación de microcontaminantes)

Directiva 2006/11/CEE – Límites de emisión de microcontaminantes

Directiva 2008/11/CEE – Normas de calidad ambiental en el ámbito de la política de aguas

Reglamento REACH 2007 – Registro, evaluación y autorización de sustancias químicas

COMM CE (31/01/2012) – Revisión cuatrienal de microcontaminantes

Normativa

Principales objetivos de las Directivas Europeas:

Preservar y restaurar el medio acuático

Coordinación administrativa de las Cuencas Hidrográficas y


Coordinación administrativa de las Cuencas Hidrográficas yel establecimiento de programas de medición (Planesnacionales)

Fijar unos resultados de obligado cumplimiento

Sanciones efectivas en caso de no respetar las obligacionescomunitarias

Normativa

Emisiones reguladas y no reguladas:

Emisiones reguladas56 compuestos listados a fecha 2012

41 sustancias de la Directiva Marco (año 2000)

15 nuevas sustancias(En fase de aprobación)

Emisiones no reguladas

Otras sustancias emergentes


Marco (año 2000)

- 18 prioritarias

- 15 prioritarias y peligrosas- 8 otros contaminantes

(En fase de aprobación)

- 9 prioritarias

- 6 prioritarias y peligrosas

- Productos farmacéuticos

- Productos cosméticos/higiene- Hormonas,..

- Prioritarias : A reducir gradualmente hasta el 2015

- Prioritarias y peligrosas: A reducir gradualmente hasta el 2021

- Otros contaminantes: Se sospecha que tienen efectos adversos

Normativa

Lista de 41 microcontaminantes s/Directiva Marco del 2000: (1/2)

Leyenda:- P: Prioritaria- DP: Prioritaria y peligrosa- Em: Otros contaminantes

Famille

No. DCE Substances Class* NQE (µg/L)

Métaux [23] Nickel et composés P 20

[20] Plomb et composés P 7.2

[6] Cadmium et composés DP 0.25

[21] Mercure et composés DP 0.05


[21] Mercure et composés DP 0.05

Organétain [30] Tributylétain (TBT) et composés - Tributylétain cation DP 0.0002

Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)

[2] Anthracène (ANT) DP 0.2

[15] Fluoranthène (FLU) P 0.1

[22] Naphtalène (NAPH) P 2.4

[28] Benzo (a) pyrène ; Benzo (b) fluoranthène ; Benzo (k) fluoranthène ; Benzo(g,h,i) perylène ; Indeno (1,2,3,cd) pyrène

DP 0.05

Composés organiques volatiles (COV) -Chlorobenzènes

[31] Trichlorobenzène (TCB) P 0.4

[16] Hexachlorobenzène HCB DP 0.01

[26] Pentachlorobenzène DP 0.07

BTEX [4] Benzène (BTX : Benzène, Toluène, Xylène) P 10

Autres [12] Di (2-Ethylhexyl) Phtalates (DEHP) DP 1.3

Normativa

Lista de 41 microcontaminantes s/Directiva marco del 2000: (2/2)


Famille No. DCE Substances Class* NQE (µg/)

Composés organiques halogénés volatiles (COHV)

[10] 1,2 Dichloroéthane (DiCE) ou chlorure d'éthylène P 10

[11] Dichlorométhane (DCM) ou chlorure de méthylène P 20

[32] Trichlorométhane (TCM) ou chloroforme P 2.5

[7] C10-C13 chloroalcanes (PPCC) DP 0.4

[17] Hexachlorobutadiène DP 0.1

[6 bis] Tetrachlorure de carbone (Tetrachlorométhane) Em 12

[29 bis] Tétrachloréthylène (TTCE) ou Perchloroéthylène Em 10


[29 ter] Trichloroéthylène (TCE) Em 10

Pesticides [1] Alachlore P 0.3

[3] Atrazine P 0.6

[8] Chlorfenvinphos P 0.1

[9] Chlorpyrifos - Ethyl Chlorpyrifos P 0.03

[13] Diuron P 0.2

[19] Isoproturon P 0.3

[29] Simazine P 1.0

[33] Trifluraline DP 0.03

[18] Hexachlorocyclohexane - HCH y/c Lindane DP 0.2

[14] Endosulfan y/c α-endosulfan DP 0.005

[9 bis] Pesticides cyclodiènes 0 .001

Aldrine Em

Dieldrine Em

Endrine Em

Isodrine Em

[9 ter] DDT Dychloro Diphényl trichloréthane / para-para DDT Em 0.025

Chlorophénols [27] Pentachlorophénol (PCP) P 0.4

Alkylphénols [25] Octylphénols et (4-(1,1’3,3’-tretramethylbutyl)-phénol) P 0.1

[24] Nonylphénols (NP) et 4-p-nonylphénol DP 0.3

Diphényléther bromés[5]

Deca, Octa et PentabromophénylétherDP ---

Normativa

Nueva lista de 15 microcontaminantes – actualmente en proceso de aprobación


Famille - Nouvelles substances

selon proposition CE du 31/01/2012

Substances Class*

Pharmaceutiques Diclofenac - [Voltaren® ou Pennsaid®] P

17alpha-ethinylestradiol (EE2) P

17beta-estradiol (E2) P

Pesticides Quinoxyfène DP


Pesticides Quinoxyfène DP

Dicofol DP

Heptachlore et métabolite DP

Bifenox P

Terbutryne P

Cybutryne - [Irgarol®] P

Cypermethrine P

Dichlorvos P

Aclonifène P

Autres Sulfonate de perfluooroctane (SPFO) DP

Dioxines : PolyChloroDibenzoDioxine (PCDD) DP

1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododecane (HBCD) et (HBCDD) DP

INDICE



� Normativa



Experiencia de Degrémont� Antecedentes y visión general del proyecto








CONCLUSIONES

Detección y eliminación de microcontaminantes

ANTECEDENTES:

Desde el año 2000, Degrémont lleva desarrollando diferentes programas enfocados enla detección y eliminación de estos compuestos.

Traitementprimaire

Traitement biologiquesecondaire

Traitement Traitement tertiaire


Fangos en exceso

Los tratamientos desarrollados están basados en 4 procesos:

- Degradación química (oxidación) y biológica (biodegradación)

- Adsorción sobre manto de fangos.

- Separación por membranas (UF, NF o OI)

- Volatilización (intercambio de gases con la atmósfera)

Visión General del Proyecto

2015Objetivos de reducción

AMPERES2005-2009

ARMISTIQ2010 - 2012

PRISTINE Wastewater2012 - 2014

POSEIDON2001-2004


Adquisición de conocimientosVisión Global

(medida, potencial tratamiento)

Tratamientosprimarios, secundarios y terciarios

Optimización de tratamientos(Capacidades, jerarquización, combinación)

Tratamientos terciarios y fangosDimensionamiento / Industrialización

(reglas, garantías, costes, resultados, competitividad)

Tratamientos terciarios y fangos

Programa POSEIDON (2001-2004)

Objetivo: Establecer las tecnologías a aplicar para la eliminación de:

Productos farmacéuticos y de cuidado personal en el agua residual.

Productos farmacéuticos y de cuidado personal en el agua potable


8 equipos de trabajo multidisciplinares.

Se estudiaron los siguientes tratamientos:Adsorción mediante carbón activo en polvo.

Ozonización.Tratamiento de membranas (membranas de UFcombinadas con adsorción mediante carbón activo,membranas de nano filtración y membranas de ósmosisinversa).

Programa POSEIDON (2001-2004)

Conclusiones del Programa:

Medicamentos ÁcidosMedicamentos

Neutros

Productos de

Contraste iodadosAntibióticos Estrógenos

Detergentes

Alquilfenoles

Floculación <10% <10% <10% <10% <20% 10-50%


Floculación <10% <10% <10% <10% <20% 10-50%

Ozonización 10->90% 10-90% 10-50% >90% >90% 50-90%

CAG,CAP >90% >90% 50-90% 50-90% >90% >90%

CAP/UF >90% >90% 50-90% 50-90% >90% >90%

NF >90% >90% >90% >90% >90% >90%

UV <10% 10-50% 10-50% 10-50% <10% 40-90%

Cloro <10-90% <10% <10% 50-90% 50-90% <20%

Dióxido de Cloro <10-90% <10% <10% 50-90% >90% <20%

Programa AMPERES (2005-2009)

Programa desarrollado por SUEZ Environnement para analizar el tratamiento demicrocontaminantes prioritarios y emergentes, con los siguientes objetivos:

Desarrollar y validar metodologías y herramientas para la toma de muestras y análisis de microcontaminantes (fármacos y hormonas) en las plantas de tratamiento de aguas y fangos.

Medir la composición de las aguas (bruta y tratada) y cuantificar la eficiencia de eliminación de diferentes compuestos después del tratamiento convencional y


Medir la composición de las aguas (bruta y tratada) y cuantificar la eficiencia de eliminación de diferentes compuestos después del tratamiento convencional y avanzado

El estudio se realizó analizando 127 sustancias en21 EDARs con 12 líneas de tratamiento diferentes

BA: Fangos activados

Edad fango – Tiempo retención


Conclusiones del Programa:

Las conclusiones de este proyecto constituyen hasta la fecha un referente(interno y externo) en términos de tratamiento de microcontaminantes.

Traitementprimaire

Traitement biologiquesecondaire

Fluxmicropolluants

20 % 5 %


Traitement tertiaire100 %

20 % 5 %

El 20% de microcontaminantes está presente en el agua después del tratamientosecundario. La mayoría fueron transferidos a exceso de lodo

Los tratamientos terciarios avanzados obtuvieron una reducción del 95% respectoal agua bruta

Aprox el 5% permanece en el agua tratada después del tratamiento terciario


Principio Proceso

Eficacia esperadaen el tratamiento de microcontaminantes

orgánicos

Physico-chimie Coagulation/floculation Baja

FiltrationFiltración sobre arena Baja

UF/MF Baja

Tratamientos terciarios:


Osmose inverse / NanofiltrationMedia- elevada

Oxydation

Chloration Baja

U.V Baja

Ozonationet AOP

Media - elevada

AdsorptionCharbon actif (polvo o grano)

Media - elevada

Programa ARMISTIQ (2010-2012)

Programa desarrollado por SUEZ Environnement, la universidad de Burdeos y elInstituto Francés de Ciencia y Tecnología para el Medio ambiente para optimizar eltratamiento de microcontaminantes.

Situación previa:Los procesos terciarios avanzados eliminan una parte de los microcontaminantesNo están definidas las condiciones óptimas de operación


No están definidas las condiciones óptimas de operaciónLa eficacia de diferentes procesos combinados no está estudiada a escala semi-industrial

Objetivos:Dar prioridad a los procesos y determinar la mejor línea de tratamientoDeterminar las condiciones óptimas de operaciónEvaluar el impacto ambiental de estos procesos

Programa ARMISTIQ (2010-2012)

Organización del proyecto:

Acciones A y B: reducción de microcontaminantes refractarios mediante tratamientos avanzados

Acción C: Modelización de procesos de degradación para la reducción de

Acción E: Herramienta innovadora para toma de muestras químicas y biológicas

Co

ord

inació

n


de degradación para la reducción de microcontaminantes biodegradables en tratamientos secundarios

Acción D: Reducción de microcontaminantes hidrófobos por tratamiento de fangos antes de la valorización

Identificación de nuevas moléculas

Bioanálisis

Potencial de toxicidad

Detección de fracciones tóxicas

Co

ord

inació

n

Transferencia de metodología y conocimiento

Programa PRISTINE (2012-2014)

Adsorción

Tratamiento porCarbón Activo

En polvo

Programa

PulsagreenProgramas

SIPIBEL Agua

Oxidación

Tratamiento IntegradoBiológico

& Ozonación

Programa

TOCCATA

Tratamiento por

Oxidación catalítica

Agu

a

Simazina

Mas de 130 Compuestosanalizados


Pulsagreen

TRIUMPH

Fan

gos

Evaluación de la presencia de microcontaminantes en fangos de EDAR

Programa SIPIBEL FangosParacetamol

Sulfametoxazol

CarbamazépinaDiclofenaco

Ibuprofeno

Glifosato / AMPA

Simazina

Diuron

Atrazina

Propanolol

Aténolol

Ketoprofeno

Acido SalicilicoHormonas


Programa PULSAGREEN (2012 – 2013)Adsorción sobre Carbón Activo

Validar la utilización del Pulsazur, una tecnología aprobada en agua potable y en los tratamientos terciarios de EDARs

Necesidades de pre o post tratamientos?

Capacidad de adsorción en función de CAP, la velocidad de paso sobre el lecho de fangos.


Capacidad de adsorción en función de CAP, la velocidad de paso sobre el lecho de fangos.

Rendimientos del tratamiento: microcontaminantes, materia orgánica, materia particulada.

Test en planta piloto en la EDAR de Colmar (baja carga para 300.000 heq)


Programa SIPIBEL - Agua (2012 – 2014)Tratamiento Combinado(Biológico/Oxidación Química)

Evaluación técnico-económica

• Rendimiento• Explotabilidad

• Costes• Riesgos&

Fangos activos baja carga


Cultivos FijosPretratamientos

°°°°°° °

°°

°°°° °°°°°°°°°

&

Ozonación en diferentes puntos a fin de promover la eliminación de microcontaminantes.

Estudio de la biología nitrificante con el ozono

Definición de las dosis de tratamiento


Programa TRIUMPH (2012 – 2015)TReatIng Urban Micropollutants and PHarmaceuticals in wastewaters)

Mas allá del SIPIBEL Agua inicial


Desarrollar e industrializar una tecnología innovadora para el tratamiento combinado de oxidación biológica y química de microcontaminantes orgánicos.

Proyecto Europeo (Cluster Eureka ACQUEAU)Tema - « Sustainable Processes for Disinfection & Oxidation »


Procedimiento de oxidación avanzada de compuestos orgánicos (AOP) con un funcionamiento a temperatura y presión ambiente.

Reactor catalítico de lecho fijo a co-corriente para agua y el

Programa TOCCATA (2012 – 2014)

TOC removal by CATAlytic process


Reactor catalítico de lecho fijo a co-corriente para agua y el gas.

Reacción de oxidación con ozono

Mineralización completa de la materia orgánica.

Reducción de las necesidades de ozono.

Volumen de reacción reducido.

Programa provisional

1 año de experimentación

Test sobre piloto industrial en aplicación a las aguas residuales urbanas.

Tecnología inicialmente concebida para los

efluentes industriales que presentan fuertes

concentraciones de contaminantes


ParámetrosRelación de parámetros de adsorción y desorción con la composición bioquímica de los fangos. Evaluación

Enfoque global

Programa SIPIBEL - Fangos (2012 – 2014)

Consecuencia de la presencia de microcontaminantes en las líneas de tratamiento y valorización de fangos de EDARs


Valorización

Parámetroscomposición bioquímica de los fangos.

Proceso

Evaluación de la desorción durante tratamientos unitarios de fangos• Espesamiento/acondicionamiento• Calentamiento• Digestión anaerobia

EDAR Fangos MBBR FangosFAFangos ozonizados

Evaluación en el suelo• Lixiviación• Ecotoxicidad

Evaluaciónintegrada

• Evaluación de la movilización de

microcontaminantes durante el tratamiento

de fangos

•Útiles de ayuda a la comprensión/decisión

ÍNDICE



� Normativa

DETECCION Y ELIMINACION DE MICROCONTAMINANTES. Experiencia de Degremont


Degremont� Antecedentes y visión general del proyecto








CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

Los microcontaminantes se encuentran en concentraciones muy bajas(µg/l o ng/l) pero pueden provocar efectos importantes

La Normativa Europea contempla actualmente 56 sustancias aunqueexisten muchas más.


La Normativa Europea contempla reducir las sustancias prioritarias antesdel 2015 y las prioritarias peligrosas antes del 2021

La eliminación de estas sustancias suponen una ampliación del tratamientode las EDARs principalmente con un tratamiento terciario avanzado . En laactualidad, estamos en pleno proceso de optimización e industrialización dedichos tratamientos.

CONCLUSIONES

Los tratamientos terciarios avanzados están basados en uno o varios de lossiguientes procesos :

OxydationFiltración Concentración

Tratamiento terciario


Ozonation

U.V

ChlorationFiltros de arena

Carbón activoOsmose inverse

Ultrafiltration

Adsorption

Biodégradation

Oxydation

Volatilisation

Filtration

Microcontaminantes. Tecnologías y medios disponibles para su tratamiento.

Iñaki del Campo

Julen Cabero

Iñaki del Campo Julen Cabero - Inicio degrmont- aeas... · Biocidas. PVC,Bisfenol,phthalatos....

Documents

Transcript of Iñaki del Campo Julen Cabero - Inicio degrmont- aeas... · Biocidas. PVC,Bisfenol,phthalatos....