Factores técnicos y ambientales en la implantación de tecnología de depuración en el norte de África

Abstract

Marruecos es un país en desarrollo con escasez de agua y una creciente industria agroalimentaria comercializable, donde las aguas residuales no tratadas o insuficientemente tratadas representan menos del 1% del agua de riego y la reutilización reglada de aguas residuales tratadas es prácticamente nula. El Gobierno de Marruecos tiene previsto aumentar el volumen de reutilización de aguas residuales tratadas para la agricultura de regadío en virtud de la actual normativa, para aliviar la presión sobre las fuentes de agua convencionales. Sin embargo, la reutilización de aguas residuales insuficientemente tratadas implica riesgos medioambientales y para la salud humana, además de la degradación de la tierra y de los recursos naturales renovables. Este trabajo muestra la viabilidad de aumentar la reutilización de aguas residuales para la agricultura de regadío en Marruecos y cómo la regulación puede permitir forzar tecnologías más eficientes destinadas a garantizar las exportaciones de productos agrícolas a los mercados internacionales más restrictivos. Los resultados muestran cómo los estándares de calidad de la normativa marroquí están por debajo de sus equivalentes en las normativas de los países desarrollados, así como en la mayoría de los países en vías de desarrollo consultados. Tras comprobar que el tratamiento terciario es financieramente viable, la normativa actualizada también debe tener en cuenta la escasez climática de agua y la baja percepción cultural de los riesgos para el medio ambiente y la salud humana para diseñar soluciones óptimas. La calidad del agua de los ríos se ve afectada por numerosos parámetros, entre los que se encuentra el posible vertido de aguas residuales urbanas no tratadas. Esta tesis, basada en el análisis de la calidad del agua de los cursos fluviales de la cuenca del Bouregreg (Marruecos), pretende establecer relaciones entre la calidad del agua y los parámetros hidromorfológicos, así como con la existencia o no de tratamiento cercano de aguas residuales. Para ello, se comparan varios puntos de análisis de calidad para ver la influencia de los parámetros hidrológicos Sobre los cuales se aplican diferentes enfoques estadísticos, incluidos métodos como el análisis de varianzas (ANOVA). Así mismo, se establece un modelo de balance hídrico que trata de predecir la calidad del agua de los cursos de agua en función de la calidad del agua de vertido, lo que permitirá tomar decisiones sobre las exigencias de las instalaciones de depuración de aguas residuales. Las conclusiones muestran que no existen diferencias estadísticamente significativas entre los puntos de control cercanos a las depuradoras que utilizan un tratamiento secundario y los puntos alejados de cualquier tratamiento. La aplicación de este modelo supone un método para evaluar, de forma sencilla, cómo influiría en la calidad del agua la mejora del tratamiento del agua o la limitación/modificación de los parámetros de vertido. Se verá también que un eventual cambio en los parámetros de vertido daría lugar a una mejora porcentual significativa de la calidad del agua de los cursos de agua. El tratamiento de las aguas residuales urbanas desempeña un papel crucial en una sociedad sostenible, y es necesaria por consideraciones de salud pública y medioambiental. La viabilidad económica y social del tratamiento de dichas aguas residuales urbanas se estudia mediante una simulación de Monte Carlo. Se estudia el coste global del tratamiento, independientemente del modo de gestión y de imputación de costes. Los costes considerados fueron la inversión y los costes de explotación y mantenimiento. Se han considerado varias tecnologías, que se aplican en Marruecos, y que se consideran adaptados a la normativa y los umbrales de parámetros de vertidos expuestos en el primer capítulo, como son: el lagunaje, los lechos bacterianos y los contactores biológicos rotatorios (CBR). Los resultados muestran que, en función de la vida útil prevista y de los costos de capital, una tecnología puede ser más interesante que las demás. En efecto, según los resultados, el lagunaje puede ser la opción preferida cuando se prioriza minimizar los costes de explotación frente a los de implantación, debido por ejemplo a muy reducidos costes de capital. Los otros tratamientos estudiados se usan más en el caso opuesto, esto es, donde se minimiza la aportación inicial de capital, incluso a costa de mayores costes de mantenimiento y explotación.

Morocco is a water-scarce developing country with a growing marketable agro-food industry, where untreated or insufficiently treated wastewater represents less than 1% of the irrigation water and treated wastewater reuse is virtually nil. The Government of Morocco is planning to increase the volume of treated wastewater reuse for irrigation agriculture under the current permissive regulation to alleviate the pressure on conventional water sources. However, the reuse of insufficiently treated wastewater implies environmental and human health risks besides the degradation of land and renewable natural resources. This thesis shows the feasibility of increasing wastewater reuse for irrigation agriculture in Morocco and how the existing permissive regulation must be improved to force more efficient technologies aimed at ensuring the export of agricultural goods to the most restrictive international markets. The results show how the quality standards of Moroccan regulation are below that of their equivalents in developed countries, as well as in most of the consulted developing countries. After verifying that tertiary treatment is financially feasible, the updated regulation must also consider climatic water scarcity and the locally low cultural perception of environmental and human health risks in order to design optimal solutions. Water quality in rivers is affected by numerous parameters including the possible discharge of untreated urban wastewater. This thesis, based on analyses of the water quality of watercourses in the Bouregreg basin (Morocco), seeks to establish relationships between water quality and hydromorphological parameters and the existence of treatment. To do so, several analytical points are compared to see the influence of hydrological parameters. It applies different statistical approaches, including methods such as ANOVA. It also establishes a simple water balance model that seeks to predict water quality of watercourses from the quality of discharge water. Conclusions show that there are no significant differences between monitoring points close to wastewater treatment plants using secondary treatment and those points far away from any treatment. Using such a model, a method is proposed to simply assess how improving water treatment, or limiting discharge parameters, would influence water quality. For example, it is estimated that a change in discharge parameters would result in a significant percentage improvement in water quality of watercourses. Urban wastewater treatment plays a crucial role in a sustainable society, and is necessary for public health and environmental considerations. The economic and social feasibility of urban wastewater treatment is studied by means of a Monte Carlo simulation. The overall cost of treatment is studied, irrespective of the management and cost allocation mode. The costs considered were investment, operation and maintenance costs. Several technologies were considered, which are applied in Morocco, and which are considered to be adapted to the regulations and the discharge parameter thresholds described in the first part, such as: lagooning, bacterial beds and rotating biological contactors (RBCs). The results show that, depending on the expected lifetime and capital costs, one technology may be more interesting than the others. Indeed, according to the results, lagooning may be the preferred option when the priority is to minimize operating costs rather than implementation costs, for example due to very low capital costs. Alternatives are used more in the opposite case, where the initial capital input is minimized, even at the cost of higher maintenance and operating costs.