La edición de mayo 2017 del Magazine de la Water Environment Federation contiene un interesante trabajo dedicado a la comparación de diversos tratamientos avanzados para un proyecto a gran escala de reutilización potable en Southeastern Virginia. A continuación se presenta un resumen de los objetivos y conclusiones del estudio.
La region de Southeastern Virginia, cerca de Norfolk tiene unos acuíferos sobre-explotados, debido a las extracciones para usos potables e industriales. The Hampton Roads Sanitation District (HRSD, Virginia Beach) posee y explota 13 instalaciones de recuperación de recursos hídricos (depuradoras de agua residual) en la región. La capacidad conjunta de tratamiento de estas instalaciones es de 943.000 m3/d que se vierten actualmente bien a los cauces tributarios de la Chesapeake Bay o bien directamente al océano Atlántico.
Para ayudar a la recarga de esos acuíferos, el HRSD está evaluando un proyecto destinado a inyectar en el acuífero local más de 380.000 m3/d de agua regenerada purificada procedente de siete de sus estaciones de depuración. Aunque en la zona Este de los EEUU se viene practicando un cierto grado de reutilización potable, el proyecto del HRSD está previsto que sea la primera aplicación a gran escala de la recarga de acuíferos con agua regenerada en estos territorios.
El presente estudio evalúa la idoneidad de dos procesos de membranas de alta presión (nanofiltración y ósmosis inversa) así como un proceso basado en el uso de ozono, de una filtración en carbón activado biológico (BAC) y de carbón activado granular (CAG). La evaluación incluye la calidad del agua producida, los costes de capital y de explotación anual, y la explotación y mantenimiento del proyecto.
La inyección de agua regenerada en un acuífero que se utiliza como fuente de agua de consumo humano se designa comúnmente como reutilización potable indirecta (RPI). La Agencia de Protección Ambiental de los EEUU (USEPA) no ha desarrollado todavía normativa aplicable a los proyectos de reutilización potable. Como consecuencia, diversos estados en los que se viene utilizando la RPI (o se está considerando de forma decidida) han desarrollado normas estatales para la reutilización potable, como es el caso de California y Florida. Otros estados, como Virginia y Texas han establecido requisitos aplicables a proyectos concretos, siguiendo un criterio de caso a caso.
El tratamiento avanzado aplicado en las instalaciones de RPI varía de unos casos a otros, pero consiste normalmente en ofrecer un sistema de barreras múltiples con el que eliminar los patógenos y los compuestos orgánicos. En los casos es que es necesario, también se aplica una eliminación de nitrógeno y de materia disuelta total. Una extensa revisión de las tecnologías de tratamiento empleadas en 11 instalaciones operativas de reutilización potable permite concluir que las barreras para la eliminación de patógenos constan normalmente de una combinación de coagulación, floculación, decantación, clarificación con cal, filtración (con medio granular o con membranas) y desinfección (cloro, luz ultravioleta y ozono). Por otra parte, las barreras múltiples utilizadas para la eliminación de compuestos orgánicos incluyen normalmente una combinación de procesos de tratamiento avanzado – ósmosis inversa, carbón activado granular, ozono en combinación con carbón activado biológico – aunque los procesos de tratamiento convencionales (coagulación y ablandamiento) también permiten la eliminación de compuestos orgánicos en algunos proyectos.
El tratamiento suelo-acuífero (TSA) proporciona también una eliminación significativa tanto de patógenos como de compuestos orgánicos por medio de la actividad biológica y la filtración natural en el propio suelo. El proceso TSA comporta normalmente la aplicación del agua regenerada mediante el uso de balsas de infiltración y la posterior percolación del agua a través de la zona no saturada.
El hecho de que el acuífero Potomac sea confinado, impide que le proyecto del HRSD pueda incluir un TSA a través de la zona no saturada. No obstante, el movimiento del agua regenerada a través del acuífero, tras su inyección directa, proporcionará unos beneficios de tratamiento suficientes, con una eliminación excelente de patógenos.
Como resultado de este primer estudio de evaluación, el HRSD decidió realizar un ensayo comparativo de los procesos de CAG y de ósmosis inversa, a fin de confirmar las previsiones de calidad del agua y la verificación de los rendimientos relativos. Los ensayos pilotos comenzaron en junio de 2016 y siguen su curso actualmente. Los resultados preliminares sugieren que ambos procesos tienen capacidad para satisfacer los requisitos de calidad del agua producto.
El HRSD está igualmente procediendo a diseñar y construir una estación de demostración de 3.800 m3/d basada en el proceso de CAG. Esta instalación permitirá demostrar, a una escala significativa, que el tratamiento avanzado es capaz de producir un agua final capaz de satisfacer las normas primarias de calidad del agua de consumo humano y es además compatible con el acuífero receptor. Está previsto que la instalación pueda entrar en funcionamiento en enero de 2018. Tras la recogida de suficientes datos operativos, el HRSD se centrará en la implantación de las instalaciones capaces de tratar el caudal total previsto.
