Sota la doble pressió denormatives ambientals cada cop més estrictesicostos d'explotació en constant augment, el tractament i eliminació de fangs estan passant d'una fase de "final-de-canalització" en el procés de tractament d'aigües residuals a un repte econòmic bàsic que limita el desenvolupament de moltes empreses i unitats municipals. Sobretot quan alguns fangs industrials es classifiquen com a residus perillosos, les seves elevades taxes d'eliminació es converteixen en una càrrega insuportable per als costos d'explotació. Per tant, explorar tecnologies eficients de reducció de fangs des de la font ja no és una "opció" sinó un camí inevitable per optimitzar els costos operatius de les plantes de tractament d'aigües residuals.
► El repte del cost sever: la pressió inflexible de l'eliminació de fangs
Per als gestors de les depuradores d'aigües residuals, l'augment continu dels costos d'eliminació de fangs és sens dubte una "banda restrictiva". La proporció d'aquesta despesa en els costos totals d'explotació augmenta any rere any, superant fins i tot en alguns casos el consum elèctric i els costos químics, afectant directament la rendibilitat i el desenvolupament sostenible de l'empresa. Els mètodes tradicionals d'engrossiment i deshidratació de fangs ja no poden satisfer la demanda urgent actual de reduir els costos d'eliminació de fangs. Com aconseguir una reducció significativa de fangs científicament i econòmicament alhora que s'assegura el compliment és un problema comú que s'enfronta a tota la indústria.
► Una visió general de les vies tecnològiques de reducció principals
Com a resposta a aquest repte, han sorgit a la indústria diverses tecnologies innovadores de reducció de fangs. Utilitzen diferents mitjans físics, químics o biològics per "aprimar" el fang abans que entri a l'etapa d'eliminació final. Entre elles, destaquen especialment tres vies tecnològiques principals.
► I. El pioner dels mètodes físics: la tecnologia de la hidròlisi tèrmica
Tecnologia de tractament de fangs d'hidròlisi tèrmicaés un mètode de reducció física que actualment està madur en l'aplicació i demostra efectes significatius. El seu principi bàsic és utilitzar l'efecte tèrmic de l'aigua en un entorn d'alta-temperatura i alta-pressió per destruir l'estructura de la paret cel·lular del fang, alliberant aigua intracel·lular i matèria orgànica. Aquest procés no només millora molt la deshidratació dels fangs, augmentant significativament el contingut sòlid del pastís de fangs després de la posterior deshidratació mecànica i aconseguint així una reducció de la font; el que és més important, descompone la matèria orgànica de grans-molècules del fang, que és difícil de degradar, en molècules petites que són fàcilment biodegradables. Això millora enormement l'eficiència i el rendiment de gas de la digestió anaeròbica posterior, aconseguint la recuperació d'energia.
► II. Una eina potent en mètodes químics: mètode d'oxidació de l'ozó
El mètode d'oxidació de l'ozóutilitza l'ozó com a agent oxidant fort per atacar i descompondre directament les cèl·lules microbianes del fang, aconseguint la solubilització i la degradació del fang. L'ozó pot destruir ràpidament les membranes cel·lulars i les parets cel·lulars, fent que s'alliberi matèria orgànica intracel·lular. Quan aquesta part de la matèria orgànica es retorna al sistema bioquímic, pot ser utilitzada com a font de carboni per altres microorganismes, reduint així la producció final d'excés de fang. Aquesta tecnologia es caracteritza per una reacció ràpida i un funcionament flexible, la qual cosa la fa especialment adequada per actualitzar els processos de tractament d'aigües residuals existents per aconseguir l'objectiu de reducció de fangs.
► III. L'enginy dels mètodes biològics: la respiració endògena i el metabolisme desacoblat
A diferència de la "lisi cel·lular contundent" dels mètodes físics i químics,tecnologia de reducció biològicasegueix un camí més "suau". Altera les vies metabòliques normals dels microorganismes afegint agents microbians funcionals específics o creant entorns especials de procés (com el desacoblament del metabolisme). Per exemple, la tecnologia de desacoblament fa que els microorganismes utilitzin més energia per mantenir les seves pròpies activitats vitals en lloc de reproduir-se i proliferar durant la descomposició dels contaminants, reduint així fonamentalment la generació d'excés de fangs. Aquest mètode sol estar estretament integrat amb els processos de tractament bioquímic existents i té una bona compatibilitat.
► Com triar? Consideracions multi-dimensionals per a la selecció de tecnologia
Davant d'aquestes tres vies tecnològiques, fer una tria no és una tasca fàcil i requereix una avaluació integral en funció de les circumstàncies concretes del projecte:
Reducció d'eficiència i estabilitat:En general, la tecnologia d'hidròlisi tèrmica té l'efecte de reducció més significatiu i estable a causa del seu mecanisme d'acció directe. El mètode d'oxidació de l'ozó també dóna bons resultats, mentre que els mètodes biològics poden experimentar algunes fluctuacions a causa de canvis en factors ambientals com la qualitat de l'aigua i la temperatura.
Inversió i costos d'explotació:La despesa de capital inicial (CAPEX) per a la tecnologia d'hidròlisi tèrmica és relativament alta, però la seva despesa operativa a llarg termini (-OPEX) és competitiva a causa de la millora de l'eficiència de recuperació d'energia. El mètode d'oxidació de l'ozó requereix un sistema de generació i dosificació d'ozó, que implica costos d'equip i consum d'energia. Els mètodes biològics poden tenir una inversió inicial més baixa, però cal tenir en compte l'entrada contínua d'agents microbians o productes químics especials.
Maduresa tecnològica i petjada:Com a procés clàssic, la tecnologia d'hidròlisi tèrmica té un alt grau de maduresa tecnològica i integració del sistema. Les altres dues tecnologies també s'han aplicat àmpliament i, a l'hora de seleccionar, s'ha de prestar atenció a l'estabilitat del seu procés i als estudis de casos operatius a llarg termini-.
Efectes sinèrgics en processos posteriors:La millora significativa que la hidròlisi tèrmica proporciona a la digestió anaeròbica és el seu avantatge únic. L'oxidació de l'ozó i els mètodes biològics aconsegueixen principalment la reducció mitjançant la circulació interna i la digestió, i el seu impacte en els processos posteriors s'ha d'avaluar sistemàticament.
Per tant, l'elecció final hauria de ser l'equilibri òptim entre la fiabilitat tecnològica i els beneficis econòmics.