THMOD: Mellora do proceso de desinfección mediante xemelgos dixitais para reducir os trihalometanos

Desenvolvemento dun xemelgo dixital en ETAP e rede de subministración para o control do proceso de cloración e a xeración de trihalometanos.

O subministro de auga potable de calidade require unha serie de tratamentos fisicoquímicos preliminares realizados nas plantas de tratamento de augas. Un dos métodos de desinfección máis estendidos é a cloración, que oxida os produtos presentes na auga de orixe e mantén niveis mínimos de cloro residual libre para evitar a recontaminación microbiana durante a distribución. Non obstante, o proceso de cloración tamén pode producir subprodutos que, en exceso, poden reducir a calidade da auga potable, principalmente no tratamento de augas superficiais, debido ao seu maior contido en materia orgánica. Este é un dos fenómenos que atraeu unha atención significativa nos últimos anos.

Un dos retos aos que se enfronta o tratamento da auga potable é o uso de novas tecnoloxías de desinfección máis sostibles, así como maximizar os beneficios do uso do cloro, minimizando ao mesmo tempo o impacto ambiental e a toxicidade dos subprodutos da desinfección. O novo marco lexislativo para o abastecemento de auga potable (Real Decreto 3/2023) amplía o alcance actual e eleva o listón ao impoñer requisitos máis estritos en canto ao número de especies de subprodutos da desinfección (DBS) e ao seu control máis rigoroso.

Para optimizar estes procesos, é interesante analizar con máis detalle as reaccións de mestura, distribución de cloro e desinfección que ocorren dentro dos tanques de tratamento de auga, centrándonos en subprodutos de desinfección de interese crecente como os trihalometanos (THM).

O obxectivo principal do proxecto THMod é desenvolver unha ferramenta de modelado para plantas de tratamento de auga e a rede de abastecemento de auga que replique a dinámica do proceso de cloración, centrándose no cálculo da xeración de trihalometano. Isto conseguirase mediante ferramentas de simulación de dinámica de fluídos computacional (CFD). Ademais, o proxecto afondará na monitorización da calidade da auga dentro dos tanques mediante medicións experimentais cun vehículo submarino.

Resultados obtidos: O proxecto THMod desenvolveu con éxito unha ferramenta de modelado centrada na xeración e control de trihalometanos (THM) tanto en plantas de tratamento de auga como na rede de abastecemento de auga. Empregando técnicas avanzadas de simulación de dinámica de fluídos computacional (CFD) e un dron submarino para monitorizar os tanques e realizar medicións experimentais, desenvolveuse un modelo 3D detallado dos tanques de cloración. Implementáronse submodelos específicos que reproducen a xeración de THM e o consumo de cloro residual no modelo hidráulico da rede, o que permite a simulación da xeración de THM nestes tanques.

A mellora do proceso avaliouse nun sistema urbano representativo, sendo a cidade de Toledo a seleccionada para o estudo. Isto permitiu diagnosticar o estado actual do proceso de cloración e propuxéronse novas estratexias operativas e redeseños dos tanques de subministración, optimizando a dosificación e mestura de cloro, minimizando a xeración de THM e reducindo o consumo de enerxía.

En resumo, o proxecto THMod desenvolveu con éxito unha ferramenta eficaz para o control e a optimización do proceso de cloración, co potencial de ser replicada noutras cidades a nivel estatal e internacional.