Una solución con plenas garantías para el tratamiento y reutilización de las aguas grises domésticas y terciarias

En edificios de nueva construcción, una de las configuraciones más habituales es la recogida y el tratamiento centralizado de las aguas grises generadas, mediante equipos situados en plantas de servicio, o plantas sótano del mismo. Sin embargo, aunque la legislación vigente no regula este tipo de instalaciones, es cada vez más frecuente la utilización de equipos centralizados con tratamiento biomecánico por membranas de ultrafiltración.

En el presente artículo trataremos de esclarecer el funcionamiento de estos equipos, así como las características de los tratamientos efectuados con estos módulos de membranas así como las últimas tendencias en el tratamiento con biorreactores de membrana (MBR), como uno de los procedimientos con mayores garantías de depuración y seguridad para sus usuarios.

Estructura de una instalación para la reutilización centralizada de aguas grises en edificio comunitario.

Como se ha visto en la ilustración del ejemplo gráfico, una vez las aguas grises de origen han sido filtradas para separar de ellas los residuos sólidos de mayor tamaño, como pelos, escamas de piel, pelusa textil, mediante un filtro de gruesos, estas se vierten en un depósito donde se efectúa habitualmente una primera fase de depuración biológica consistente en la dispersión de oxígeno, en forma de microburbujas de aire, mediante unos platos difusores (sopladores), conectados a un compresor de aire, que permiten una primera fase de degradación de la materia orgánica.

Posteriormente, las aguas grises pretratadas atraviesan el módulo o módulos de membranas de ultrafiltración, que se encargarán de efectuar la segunda y definitiva fase del tratamiento, que ha de permitir la posterior impulsión y reutilización de estas aguas para los usos citados.

Habitualmente, para una mayor eficacia del sistema, se sitúa también bajo cada módulo de membranas un difusor de microburbujas, que garantizará un efecto permanente de autolimpieza, generando una columna de burbujas que atraviesa el módulo de membranas y proporciona un suministro suficiente de oxígeno para la degradación de la materia orgánica residual en el depósito de tratamiento, permitiendo además reducir el mantenimiento de este dispositivo entre 1 y 3 limpiezas anuales. Dependiendo principalmente del volumen de aguas grises a reutilizar, se requerirá de uno o más módulos de membranas, factor que determinará junto al número de depósitos, las dimensiones de la sala técnica que albergue al equipo. Afortunadamente, se trabaja habitualmente con equipos fabricados en polietileno, polipropileno y poliéster reforzado con fibra de vidrio, materiales que ofrecen múltiples posibilidades para el diseño de depósitos adaptados a la dimensiones de los espacios disponibles, en cada caso.

Equipo para la reutilización de aguas grises con tratamiento por membranas de ultrafiltración sumergidas (Aqua Ambient Ibérica – Grupo MTA).

Por definición, se considera 'ultrafiltración' cualquier material que, en forma de lámina muy fina (0,04 y 0,1 μm), tiene la propiedad de oponer una resistencia selectiva a la transferencia de los diferentes constituyentes de un fluido, y por tanto, permite la separación de estos elementos que componen el fluido. Las membranas de ultrafiltración son sencillamente un filtro físico, con un tamaño de poro extremadamente pequeño (0,00005 mm), lo que permite separar el agua de los contaminantes disueltos de una manera muy efectiva. En este caso, las membranas planas están dispuestas paralelamente, con una separación entre ellas de 6 mm, para maximizar la superficie de filtrado. El agua es succionada a través de la membrana, dejando en el tanque de origen tanto las substancias disueltas, como los microorganismos. Una bomba de aspiración proporciona la pequeña presión transmembrana (0,1 bar) necesaria para el filtrado, minimizando así la colmatación de la membrana.

Uno de los aspectos a destacar, es la enorme eficacia de este método de depuración ya que el reducido tamaño de poro permite discriminar microorganismos como bacterias y virus, que no llegarían a ser impulsados nuevamente a la red de aguas tratadas, con lo que se garantiza en gran medida la seguridad de los usuarios de estas instalaciones, aguas arriba del equipo de tratamiento.

Funcionamiento de un módulo de membranas de ultrafiltración.

Dentro de los sistemas de tratamiento por ultrafiltración destacamos la reciente aparición para estos usos, de los sistemas de tratamiento por membranas no sumergidas, basados en los sistemas de fibras de membrana multibore. Estos sistemas consisten en situar un módulo exterior, que contiene por un lado, las fibras de membrana de ultrafiltración encapsuladas en una carcasa, por donde pasa todo el volumen de agua gris a depurar y por otro, un módulo de control y monitorización que permite el seguimiento, en tiempo real, del funcionamiento y ajuste automático del equipo.

Después de atravesar el filtro de gruesos y de una primera etapa de tratamiento por oxigenación, mediante difusores de aire por microburbuja, el agua pasa al filtro de membranas multibore, que inicia la etapa de ultrafiltración de las aguas grises pretratadas. Con un tamaño de poro físico de solo 20 μm (2.500 veces más fino que un cabello humano), todas las partículas sólidas, los gérmenes y los virus se retienen de forma segura en el sistema todo el tiempo. El proceso de filtración se gestiona mediante un software especial a fin de lograr el máximo rendimiento del tratamiento y asegurar la vida útil del conjunto de depuración.

Después de la depuración, aproximadamente el 10% de las aguas grises recicladas se utilizará para el retrolavado del filtro de membrana multibore. Un detector integrado (detecta la presión) verifica la integridad de las fibras de la membrana para un funcionamiento óptimo y una retención segura de partículas y gérmenes. Gracias a la alta calidad del agua obtenida, puede almacenarse durante un período largo de tiempo (por ejemplo, en el depósito de aguas grises tratadas o en las mismas cisternas de los inodoros) y puede utilizarse para una gran variedad de aplicaciones de reutilización. En el caso de un volumen de aguas grises tratadas insuficiente, el sistema se encargará automáticamente de accionar la entrada de agua de red para garantizar el suministro a todos los puntos de consumo.

Las calidades obtenidas para las aguas grises tratadas cumplen con la esperada Norma UNE-EN 16941-2, sobre "Sistemas para la utilización de aguas grises tratadas (en los edificios)", el estándar británico 8525-1, así como los parámetros señalados para las aguas de baño, estándar europea 2006/7 / EG para reutilización segura del agua, así como las recomendaciones de importantes entidades del sector como Aqua España, entre otras.

A pesar de ello, la inversión en estos módulos de membranas no sumergidos presenta actualmente un coste que no se justifica excepto en instalaciones con un volumen de tratamiento importante y siempre superior a los 5.000 litros/día.

Hasta la fecha, apenas existían documentos legislativos de carácter general, que permitieran establecer unos criterios generales claros sobre las exigencias de diseño o incluso sobre las condiciones sanitarias o de calidad de las aguas grises tratadas. Entre los pocos documentos donde se citan ciertas exigencias de calidad para estas aguas está el R.D.1620/2007 por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas , documento que no se ajusta exactamente a la casuística para el uso de las aguas grises generadas desde los propios edificios.

Desde hacia tiempo, diversas entidades, organizaciones y asociaciones del sector venían trabajando en la redacción de una Norma UNE que permitiera
unificar determinados aspectos, criterios y enfoques relacionados con el diseño, montaje, dimensionado y mantenimiento de estos equipos.
Es por ello, que la publicación de la Norma UNE-EN 16941-2:2021- Sistemas in situ de agua no potable - Parte 2: Sistemas para la utiliza
ción de aguas grises tratadas., supone, sin duda, un avance importante para la difusión de estas infraestructuras en los edificios y la consolidación de unos equipos que permiten la reducción de importantes volúmenes innecesarios en el uso de agua potable.

En cualquier caso, los equipos con tratamiento mediante membranas de ultrafiltración permiten cumplir con los requisitos marcados, tanto por las directrices de la Norma UNE, como por las registradas en otros documentos como el Real Decreto 1620/2007.

Aunque el nivel de depuración no lo requiere, en algunos casos se contempla la posibilidad de aplicar tratamientos complementarios, que favorezcan por ejemplo, el mantenimiento del agua depurada en condiciones de consumo durante periodos de tiempo prolongado. Los equipos más usuales son:

• Módulos para dosificación de hipoclorito.
• Módulos para el tratamiento con lámparas ultravioleta (UV).
• Módulos para dosificación controlada de ozono.

Módulos para la dosificación de hipoclorito

De algún modo, de todos los tratamientos complementarios citados, el único que permite dejar 'efecto residual' con garantías suficientes como para asegurar el mantenimiento de las condiciones higiénico-sanitarias del agua tratada, es la dosificación de cloro (hipoclorito) en el agua, mediante la intervención de una bomba dosificadora por impulsos y pequeño depósito de almacenamiento, conectada a la salida del depósito, donde queden las aguas tratadas desde el/los módulos de membranas.

Las dosificación necesaria para el mantenimiento de las propiedades del agua, para los usos citados, no superará en general los 0,2 ppm, dosis coherente, que permite por un lado, evitar la posibilidad de proliferación de bacterias y microorganismos en el agua, y por otro, evitar el olor característico del cloro en disolución con el agua, al mismo tiempo limitar la dosificación de cloro, contribuye a reducir la posibilidad de provocar fenómenos de corrosión sobre los materiales en contacto con el agua, sobre todos en aquellos de naturaleza metálica, como el cobre, latón, bronce o sus aleaciones.

Módulos para el tratamiento con lámparas ultravioleta (UV)

La actuación de módulos con tratamiento mediante lámparas UV, se presenta eficaz desde la verificación de ausencia de turbidez en las aguas tratadas mediante tecnología de membranas.

Para asegurar la desinfección, se requiere una dosis mínima de radiación UV que se sitúa entre los 300 y 400 J/m² suficientes para la inactivación de bacterias y virus.

La desinfección mediante radiación ultravioleta no posee ningún tipo de efecto residual, por lo cual el agua a la salida del equipo no está protegida frente a una posterior recontaminación, por este motivo generalmente se utiliza este sistema en el punto o puntos finales de consumo.

Módulos para dosificación controlada de ozono

Se deberá estudiar la viabilidad y rentabilidad de la instalación de dispositivos generadores de ozono (O₃) (dosificadores de ozono), dado el coste de los mismos, independientemente se tomará en consideración, que liberar dosis excesivas de O₃ pueden ser altamente tóxico para el ser humano, siguiendo el protocolo de seguridad, los valores máximos de ozono en lugares con presencia humana están establecidos en 0,2mg/m³ y, para población de riesgo (ancianos, niños, embarazadas, inmunodepresivos …) de 0,1mg/m³. La efectividad del ozono como agente desinfectante es tanto mayor cuanto menor es el tiempo entre el consumo del agua tratada y la dosificación del ozono en la misma, así como su alto potencial oxidante y los efectos que sobre los materiales de la instalación puede causar, especialmente si estos son de naturaleza metálica.