THMOD: Millora del procés de desinfecció mitjançant bessons digitals per reduir trihalometans

Desenvolupament d'un bessó digital a ETAP i xarxa de proveïment per al control del procés de cloració i de generació de Trihalometanos.

El subministrament d'aigua de consum de qualitat requereix una sèrie de tractaments fisicoquímics previs que es duen a terme a les ETAP. Un dels mètodes més estesos per a la desinfecció és la cloració, que permet oxidar els productes continguts a l'aigua d'origen, així com mantenir uns nivells mínims de clor residual lliure que impedeixin la recontaminació microbiana durant l'abastament. No obstant això, el procés de cloració també pot produir subproductes que, en excés, poden reduir la qualitat de l'aigua de consum, principalment en el tractament d'aigües superficials, ja que presenten més contingut de matèria orgànica. Este és un dels fenòmens que ha captat el focus d'atenció en els últims anys.

Un dels desafiaments a què s'enfronta la potabilització de l'aigua és l'ús de noves tecnologies de desinfecció més sostenibles, així com aconseguir els beneficis màxims de l'ús del clor amb l'objectiu de tenir un mínim impacte ambiental i toxicitat en els subproductes de desinfecció. El nou marc legislatiu sobre proveïment d'aigua potable vigent (Reial decret 3/2023) amplia l'àmbit d'aplicació actual i eleva el grau d'exigència mitjançant requeriments més restrictius quant a nombre d'espècies de subproductes de desinfecció (SPDs) i el control més rigorós.

Per dur a terme l'optimització d'estos processos, és interessant analitzar de manera més detallada el mesclat, la distribució de clor i les reaccions de desinfecció que tenen lloc a l'interior dels tancs de potabilització, posant el focus en subproductes de desinfecció d'interès creixent com són els trihalometans (THM).

L'objectiu principal del projecte THMod és desenvolupar una eina de modelització d'ETAP i la xarxa d'abastament, que reprodueixi la dinàmica del procés de cloració focalitzada a calcular la generació de Trihalometans. Això es durà a terme mitjançant eines de simulació computacional de fluids (CFD). D'altra banda, s'aprofundirà en la monitorització de la qualitat de l'aigua a l'interior dels tancs mitjançant mesures experimentals amb vehicle subaquàtic.

Resultats obtinguts: El projecte THMod ha desenvolupat amb èxit una eina de modelització enfocada a la generació i control de Trihalometans (THM) tant a ETAP com a la xarxa d'abastament. Utilitzant tècniques avançades de simulació computacional de fluids (CFD) i un dron subaquàtic per monitoritzar els tancs i realitzar mesures experimentals s'ha aconseguit desenvolupar un model detallat en 3D dels tancs de cloració, implementat submodels específics que reprodueixen la generació de THM i el consum de clor residual en el model hidràulic de la xarxa, la qual cosa ha permès reproduir la generació de THM en estos tancs.

S'ha avaluat la millora del procés en un sistema urbà representatiu i ha seleccionat la localitat de Toledo per dur a terme l'estudi. Tot això ha permès diagnosticar l'estat actual del procés de cloració i s'han proposat noves estratègies d'operació i redissenys dels tancs d'abastament, optimitzant la dosificació i el mesclament de clor, minimitzant la generació de THM i reduint el consum energètic.

En resum, el projecte THMod ha aconseguit desenvolupar una eina eficaç per al control i optimització del procés de cloració, amb potencial per ser replicada a altres ciutats a nivell estatal i internacional.