El volumen de primavera 2017 del Journal World Water: Water Reuse and Desalination ha publicado un excelente resumen del Informe patrocinado por la Water Environment & Reuse Foundation y dedicado al estudio de los procesos de tratamiento disponibles para eliminar los compuestos orgánicos traza durante la reutilización potable, sin contar para ello con la ayuda de membranas. El resumen ha sido elaborado por Benjamin D. Stanford de la consultora Hazen and Sawyer junto con Eric R. V. Dickenson de la Southern Nevada Water Authority. A continuación presentamos un versión en español de los apartados más relevantes de este artículo.

Todos los interesados en explorar nuevas formas de gestionar los compuestos orgánicos trazas (COT) y la N-nitrosodimetilamina (NDMA) mediante los procesos de potabilización y depuración del agua, como es el caso de muchas empresas públicas de los EEUU, encontrarán datos muy valiosos y nuevas perspectivas sobre este asunto en el informe de la Water Environment & Reuse Foundation (Reuse-13-10), cuya publicación está prevista para el verano/otoño de 2017.

La necesidad de satisfacer unos requisitos de calidad cada vez más restrictivos para el vertido de efluentes depurados de agua en los EEUU ha llevado a la necesidad de implantar sistemas avanzados de depuración de aguas residuales. Por otra parte, las crecientes demandas de agua están ejerciendo una mayor presión sobre los recursos hídricos disponibles, haciendo que tanto la reutilización potable indirecta (RPI) como la reutilización potable directa (RPD) pasen a ser opciones viables de la planificación de esas mismas empresas públicas. La mayoría de los proyectos de reutilización potable planificada utilizan membranas de ósmosis inversa (OI) y procesos de oxidación avanzada (POA) (designados con el nombre tecnológico de “tratamiento avanzado completo” (TAC) por parte del Consejo de Control de los Recursos Hídricos de California) con el fin de asegurar el mayor grado posible de eliminación de los contaminantes conocidos y desconocidos. Sin embargo, el uso de la tecnología de TAC tiene un alto coste económico y requiere el vertido adecuado de los caudales de salmueras obtenidos durante el proceso. Cuando la eliminación de la salinidad no es un requisito y por tanto la utilización de las membranas no es imprescindible, se dispone de opciones alternativas al TAC (las denominadas opciones no-TAC) que ofrecen enfoques alternativos para su aplicación en la reutilización potable.

No obstante, la utilización de estos procesos alternativos de tratamiento genera una cierta preocupación sobre el impacto potencial derivado de las nitrosaminas, los ácidos perfluoroalcalinos y otros COT que puedan formarse durante el proceso de tratamiento y que puedan formar parte de las normas de calidad del agua de consumo humano que se establezcan en un futuro. Con objeto de diseminar la información disponible sobre estos temas de actualidad, el informe de la Water Environment & Reuse Foundation (Reuse-13-10) será publicado en el verano/otoño de 2017 y en él se incluirán los resultados de un estudio dedicado a investigar la capacidad de tratamiento de diversas tecnologías no-TAC. Este estudio específico realizado ha sido realizado en colaboración de varios actores para evaluar las posibles estrategias de mitigación que pueden conseguirse mediante una evaluación en planta piloto de 1) diversas combinaciones de resinas intercambiadoras de iones, procesos de oxidación avanzados y un proceso de carbono activado biológico (en la ciudad de Hollywood, Florida) y 2) de medios biológicamente activos de diversos tipos (en la ciudad de Las Vegas, Nevada), ambos con el objetivo de investigar la capacidad de los sistemas no-Tac para eliminar los contaminantes responsables de esa preocupación.

El objetivo general de este estudio ha sido investigar el potencial de diversas tecnologías no-TAC (resinas intercambiadoras, ozono, carbón activado biológico, biofiltración, luz UV y procesos de oxidación avanzada) como forma de tratar efluentes depurados de aguas residuales a fin de conseguir la eliminación de contaminantes orgánicos traza y posibilitando la aplicación del agua tratada para su reutilización potable. También se han investigado los mecanismos responsables de la eliminación de los contaminantes orgánicos y la formación de NDMA, de ácidos perfluoroalcalinos y de otros compuestos orgánicos trazas en el curso de diferentes líneas de tratamiento constituidas por combinaciones de esas tecnologías no-TAC.

El estudio ha permitido obtener nuevas visiones de interés para las empresas preocupadas por la eliminación de compuestos orgánicos traza y NDMA. Las empresas que se estén planteando utilizas tecnologías no-TAC, pero que están obligadas a demostrar su capacidad para reducir los compuestos orgánicos traza y la NDMA en aplicaciones de reutilización de agua, pueden estar interesadas en utilizar tecnologías no-TAC. El estudio ha mostrado la capacidad de las tecnologías no-TAC de ofrecer una estrategia efectiva para las instalaciones de depuración de agua en las que los compuestos orgánicos traza no son suficientemente eliminados por los procesos de tratamiento convencionales. Sin embargo, la formación de NDMA durante el proceso de carbón activado biológico, observado en el tratamiento de la ciudad de Hollywood, plantea varias consideraciones para la futura implantación de esta tecnología:

1. Los resultados experimentales indican que la formación de NDMA en la planta de Hollywood guarda relación con el tiempo de contacto del lecho vacío (TCLV) y las condiciones de desnitrificación en las columnas de carbón activado biológico (CAB). La relación entre el TCLV y a formación de NDMA deberá ser evaluada cuidadosamente en futuras instalaciones, a fin de asegurar que el diseño del CAB es capaz de satisfacer los objetivos del proceso de tratamiento, sin por ello convertirse en una fuente potencial de contaminantes como la NDMA.
2. La calidad del efluente de agua residual depurada puede tener un cierto impacto en el potencial de formación de NDMA durante el CAB. El tratamiento de depuración estudiado en Hollywood consta de un proceso PureOx con una concentración relativamente alta de amoniaco, mientras que el tratamiento estudiado en Las Vegas es un proceso de tratamiento terciario con nitrificación total y desnitrificación. Los resultados experimentales obtenidos llevan a plantearse la hipótesis de que la relación observada entre la NDMA y el CAB puede ser debida a los tipos específicos de agua utilizados o a las condiciones operativas adoptadas. Esta hipótesis necesitará ser investigada con mayor profundidad.
3. La edad del CAB puede afectar la formación de NDMA. Los resultados experimentales de este estudio indican que la formación de NDMA durante el tratamiento de CAB disminuye a medida que el CAB envejece y pasa a tener un carácter más biológico (más de 8 meses de funcionamiento), sugiriendo la posibilidad de la nueva hipótesis: que la formación de NDMA podría mitigarse mediante la utilización de un carbón agotado, en lugar de un carbón nuevo. La hipótesis de que la edad del CAB afecta la formación (y/o la eliminación) de NDMA habrá de ser verificada mediante nuevas investigaciones llevadas a cabo en instalaciones similares a las existentes en la ciudad de Hollywood. Será especialmente importante identificar los factores que permiten predecir qué tipos de aguas residuales (es decir, qué niveles de tratamiento) pueden tener una mayor propensión para formar NDMA.

Las tecnologías no-TAC pueden ofrecer unos ahorros significativos de coste y de energía con respecto a los sistemas de TAC, en los figuran procesos de microfiltración y de membranas de ósmosis inversa.

Los resultados contenidos en este informe ofrecen unos datos y una visión de los procesos de tratamiento avanzado que han de ser muy valiosos para las entidades públicas interesadas en gestionar los compuestos orgánicos traca y la NDMA. Estos resultados han de ser igualmente de gran utilidad para las entidades públicas que ya practican la reutilización o que están planificando la reutilización, en cuanto que proporcionan directrices sobre el tratamiento aplicable y los enfoques disponibles para 1) evaluar los protocolos de verificación adicionales que pueden ser necesarios, 2) identificar las modificaciones operativas destinadas a mejorar el rendimiento de los procesos disponibles y 3) determinar las condiciones en que un tratamiento avanzado puede ser necesario.