HUMEDAL ARTIFICIAL Y USO DEL MISMO PARA LA FITOPURIFICACIÓN DE EFLUENTES LÍQUIDOS.

Humedal artificial y uso del mismo para la fitopurificación de efluentes líquidos. Campo de la invención La presente invención se encuadra en general en el campo de la biorremediación, y en particular se refiere a un procedimiento para la gestión y depuración de de aguas de alto contenido en sólidos, materia orgánica, nitrógeno y fósforo procedente de la agricultura y ganadería. Estado de la técnica La población mundial de cerdos en el año 2008 fue de 942 millones de cabezas (FAOSTAT 2008). La distribución del censo es bastante heterogénea, concentrándose la mayor parte en Asia (60%), especialmente en China (47% del censo mundial), seguido del continente europeo (17%), EEUU (7%) y Brasil (4%). Por último se encuentran África (3%) y Oceanía (1%) con una importancia minoritaria dentro del sector. Por tanto, se observa que la producción porcina es uno de los principales motores de la ganadería a nivel mundial. Los valores de producción de purines, según el Anexo I del RD 324/2000 de 3 de marzo, por el que se establecen normas básicas de ordenación de las explotaciones porcinas, oscila entre los 17,75 m 3 /año en el caso de cerdas en ciclo cerrado hasta los 0,41 m 3 /año en el caso de los lechones de entre 6 y 20 kg. El purín bruto, al igual que otras excretas de origen animal, puede ser considerado como subproducto utilizable en abonado, previo tratamiento contra patogenias, o como residuo no aprovechable debido a las condiciones de la explotación ganadera, por ejemplo, por falta de terreno, residuo que debe ser debidamente tratado para eliminar el riesgo de contaminaciones. Actualmente, la gestión de los purines es muy problemática en instalaciones intensivas de ganado porcino, ya que su elevada generación no puede ser absorbida in situ para su aprovechamiento como abono, dada la inexistencia de tierra cultivable, en la extensión adecuada, para absorber, de forma sostenible, la cantidad de amoníaco presente en los purines, según los ratios estándares existentes. Como consecuencia de ello, se producen graves problemas de contaminación por nitratos de los acuíferos presentes en el subsuelo, o de los ríos y corrientes superficiales, por la lixiviación de estos compuestos, no fijados como nutrientes debido al exceso presente, y las condiciones en que se encuentran. Además, se debe añadir el aumento de olores desagradables característicos de la acumulación de estos residuos. Por lo tanto, el abonado mediante purines, que constituya una forma tradicional de eliminación controlada en tierras de cultivo, y que fomentaba el desarrollo sostenible de las dos actividades (ganadera y agrícola), ha pasado a transformarse, tras el gran desarrollo de una de ellas, en una acumulación incontrolada del exceso de residuos ganaderos en tierras, que pasan a ser vertederos, más que parcelas de cultivo, lo que ha hecho necesario el planteamiento de otros sistemas de gestión de purines, que se adecuen al grado de desarrollo actual de ambas actividades de forma ambientalmente correcta. Los distintos tipos de tratamientos de purines pueden agruparse en tratamientos físico químicos que incluyen, por ejemplo, la floculación y separación de sólidos y líquidos, tratamientos biológicos, que incluyen la digestión anaerobia o aerobia de los residuos, y tratamientos térmicos, que incluyen, por ejemplo, la evaporación de los residuos. Los tratamientos físico-químicos, al igual que los biológicos, tienen las ventajas de que requieren unos relativamente bajos consumos energéticos y el coste de la instalación es medio, y los inconvenientes de los elevados costes de tratamiento debidos al consumo de reactivos y al manejo de los sólidos separados. Ejemplos de ellos los encontramos en patentes como ES2242472, ES2219161, ES2108658, ES2308875 y WO9922581. Los residuos líquidos, entre los que se encuentran los residuos industriales y los agroganaderos, se someten, habitualmente, a un primer tratamiento físico con el fin de eliminar las materias y cuerpos gruesos y arenosos mediante, por ejemplo, tamizado y/o desbaste y/o centrifugación y/o desarenado y/o desengrasado. A continuación, el efluente resultante de dicho primer tratamiento se somete a un segundo tratamiento consistente en un tratamiento físico-químico, en el que se separan por centrifugación y con la ayuda de floculantes y/o coagulantes las partículas sólidas que no se han separado en el primer tratamiento. Tras el segundo tratamiento se obtienen dos productos, por una parte, un fango que reúne las características de un abono y, por otra parte, una fase líquida que se trata biológicamente en un reactor. Por otro lado, el secado del líquido realizado por evaporación mediante calor también presenta inconvenientes. El sólido obtenido es un abono de calidad desigual. La parte gaseosa generada durante el proceso de ebullición produce emanaciones difícilmente controlables, de olor molesto y con alto contenido en amoníaco. Es así mismo un proceso de precio elevado puesto que hay que aplicar energía y los filtros destinados a tratar las emanaciones gaseosas son de coste elevado. Además, existen serios problemas inherentes al transporte cuando se trata de plantas 2 ES 2 363 363 A1 de tratamiento a nivel comarcal. Por su parte, los tratamientos térmicos requieren unos costes de tratamiento elevados, dadas las correspondientes necesidades energéticas, con el inconveniente adicional de costes de instalación elevados. Un primer procedimiento de tratamiento biológico conocido consiste en dejar reposar los purines en una balsa de recepción, a la espera de que la población bacteriana generada haga disminuir la polución, que en el caso del purín procedente de animales estabulados es fundamentalmente en forma de sustancias contaminantes que contienen nitrógeno y fósforo. Sin embargo, este método no es efectivo, puesto que los purines tienen una tendencia natural a desactivarse, es decir, la población bacteriana no aumente en él. Como consecuencia, la balsa de recepción actúa, simplemente, como un decantador que separa, sólo parcialmente, las fases sólida y líquida del purín. La fase líquida permanece de todos modos en un estado altamente contaminado, contiene partículas sólidas en suspensión, no puede ser utilizada para riego, y no es apta para ser vertida. En las patentes P9800763 y WO 97147561 se describe un procedimiento compuesto por distintos tratamientos, un primer tratamiento físico-químico convencional inicial, un tratamiento biológico mixto anóxico-aerobio, con distintos procesos, y un tratamiento físico-químico convencional para finalizar. Algunos de ellos, consisten en disminuir la carga contaminante de los purines mediante tratamientos físico-químicos combinados con procesos de fermentación aerobia o anaerobia. De todos modos, este tipo de procedimientos resultan caros y no siempre son rentables. Otros procedimientos consisten en concentrar los purines secándolos hasta obtener un sólido, fácilmente transportable y que se emplea como fertilizante. Dichos procedimientos pueden resultar también caros porque implican el tratamiento de grandes cantidades de gases y vapores. Un ejemplo de procedimiento de concentración por secado de los purines y que además comprende etapas de fermentación anaerobia, es el descrito en la patente española ES 2157779. La patente española ES permite reducir notablemente la emisión de amoníaco en las etapas de evaporación y secado, pero debido a la complejidad de los compuestos que constituyen los purines, puede resultar costoso el mantenimiento de las instalaciones. Los sistemas artificiales de fitopurificación, también conocidos por el término inglés constructed wetlands (humedales construidos), son sistemas artificiales que se usan para el tratamiento de agua contaminada. El agua tiene una capacidad intrínseca de auto-purificación, es decir, de eliminar o al menos reducir la concentración de contaminantes mediante mecanismos químicos/físicos y biológicos. Entre los macrófitos emergidos, el más eficaz, particularmente para bacterias reductoras, es Phragmites australis que, en virtud de la estructura particular de su aerénquima, crea una zona oxidante alrededor de las raíces, mejorando así los procesos oxidativos. En particular, con respecto a Phragmites, el proceso de transferencia de oxígeno es particularmente eficaz y, además, dado que sus rizomas penetran hasta una mayor profundidad que los de otras especies, reducen las regiones en las que pueden tener lugar procesos anaerobios, que conducirían al desarrollo de gases malolientes tales como amoniaco, sulfuro de hidrógeno, mercaptanos, etc. La patente española ES2283587 es un ejemplo de aplicado a aguas residuales de origen industrial y humano. Los procesos basados en microalgas constituyen una tecnología rentable para la degradación de aguas residuales de origen ganadero, (de Godos et...

1. Humedal artificial (6) del tipo de flujo horizontal subsuperficial no continuo y trabajo por lotes que se caracteriza porque consiste en un cuerpo de sección trapezoidal invertida, con los laterales en pendiente orientada en profundidad hacia un interior y que aloja una pluralidad de plantas macrófitas sustentadas sobre una superficie de arena que descansa sobre una capa de grava en la parte inferior, todo ello de tal forma que cada lote de efluente líquido inunda subsuperficialmente el lecho de grava del cuerpo del humedal sin inundar la superficie de arena pasando inicialmente sobre un gavión de desbaste (7), y produciéndose la salida del efluente depurado hacia una arqueta de recogida (9) por gravedad mediante un tubo de drenaje colocado en el extremo final de salida bajo la superficie del humedal. 2. Humedal artificial (6) según la reivindicación 1 caracterizado porque el lecho comprende una capa inferior de grava de 23-40 mm de diámetro y una capa superficial de arena. 3. Humedal artificial (6) según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque la grava es de material calizo. 4. Humedal artificial (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las plantas macrófitas son del género Phragmites. 5. Humedal artificial (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende una densidad de plantación de 10 plantas macrófitas por m 2 . 6. Uso de un humedal artificial (6) según las reivindicaciones 1-5 para la fitopurificación de efluentes líquidos. 7. Procedimiento para la depuración de efluentes líquidos caracterizado porque comprende las siguientes etapas: h) Almacenamiento, homogeneización y oxidación del purín bruto en una fosa subterránea (1) con agitador de hélice con turbina, i) Separación de fases sólida y líquida en compactador (2) mediante dos etapas: b.1) filtración en filtro o malla, b.2) paso del filtrado de la etapa b.1) por tornillo sinfín y filtrado con filtro cilíndrico, j) Aireación, floculación y coagulación de la fase líquida procedente de la etapa b.2) en un depósito (3) en condiciones aerobias, k) Espesado de fangos procedente de la etapa c) en el espesador de fangos (4), l) decantación de la fase líquida procedente de d) en ausencia de agitación en depósito (5), y eliminación de sólidos existentes en el purín bruto, m) fitopurificación del efluente procedente de la etapa e) en humedal artificial de flujo horizontal subsuperficial (6) según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, n) biorremediación mediante microalgas del efluente procedente de la etapa f) en balsa de almacenaje (10). 8. procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el humedal artificial de flujo horizontal subsuperficial (6) tiene un tiempo de retención hidráulico comprendido entre 1-2 meses. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, donde las microalgas de la etapa g) son clorofíceas. 10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 9, donde las microalgas de la etapa g) son del género Scenedesmus. 11. Procedimiento según la reivindicación 7, donde el tiempo de biorremediación de la etapa g) es de 3 meses. 12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 7-11, donde los efluentes líquidos son purines. 13. Sistema de depuración de efluentes líquidos que comprende: - una fosa subterránea (1) - un compactador (2) 9 - un primer depósito (3) - un espesador de fangos (4) - un segundo depósito (5) ES 2 363 363 A1 - caracterizado porque además comprende un humedal artificial de flujo horizontal subsuperficial (6) según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 y una balsa de almacenaje (10). ES 2 363 363 A1 11 ES 2 363 363 A1 12 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA