Estudio de alternativas para el tratamiento de los lodos generados en la estación depuradora de aguas residuales (EDAR) de Galindo desde un punto de vista energético

[ES] En el contexto actual de transición energética y lucha contra el cambio climático, la mejora de la eficiencia energética y el aprovechamiento de residuos de origen biológico se han convertido en pilares fundamentales para avanzar hacia una economía más sostenible. Las estaciones depuradoras de...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Mendizabal Ascasibar, Xabier
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2025
País:España
Institución:Universidad del País Vasco
Repositorio:Addi. Archivo Digital para la Docencia y la Investigación
OAI Identifier:oai:addi.ehu.eus:10810/77634
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10810/77634
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:valorización lodos EDAR
eficiencia energética
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Máster en Ingeniería Energética Sostenible
Ingeniaritza Energetiko Iraunkorra Masterra
Máster Universitario en Ingeniería Energética Sostenible
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description [ES] En el contexto actual de transición energética y lucha contra el cambio climático, la mejora de la eficiencia energética y el aprovechamiento de residuos de origen biológico se han convertido en pilares fundamentales para avanzar hacia una economía más sostenible. Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), como infraestructuras clave en la gestión del ciclo del agua, desempeñan un papel estratégico en la valorización de subproductos como los lodos, contribuyendo directamente al cumplimiento de varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), entre ellos el ODS 6 (agua limpia y saneamiento), el ODS 7 (energía asequible y no contaminante), el ODS 11 (ciudades y comunidades sostenibles), el ODS 12 (producción y consumo responsables) y el ODS 13 (acción por el clima). Este Trabajo de Fin de Máster tiene como objetivo comparar la eficiencia energética global de distintas tecnologías de valorización de lodos generados en la EDAR de Galindo (Bizkaia). Se analizan cuatro alternativas de tratamiento: incineración, digestión anaerobia convencional, digestión anaerobia con hidrólisis térmica previa y secado térmico. La evaluación considera tanto el consumo energético como el potencial de recuperación de energía asociado a cada proceso. Los resultados muestran que las alternativas basadas en digestión anaerobia son significativamente más eficientes, especialmente cuando se combinan con cogeneración con biogás. La hidrólisis térmica mejora moderadamente la eficiencia, aunque sus principales beneficios están relacionados con la reducción de volumen y la higienización del lodo. Por el contrario, el secado térmico no aporta mejoras energéticas relevantes y puede incluso reducir la eficiencia global si no se dispone de una fuente de calor residual. Asimismo, se observa que la cogeneración ofrece mejores resultados que la inyección de biometano a red, siempre que se aproveche íntegramente el calor generado. La alternativa más eficiente, según los criterios de la Directiva 2008/98/CE, es la que combina hidrólisis térmica, digestión anaerobia, cogeneración con biogás y combustión del lodo. Estas conclusiones permiten formular recomendaciones orientadas a mejorar el rendimiento energético de la EDAR de Galindo, promoviendo una gestión más sostenible de los lodos y avanzando hacia los objetivos de eficiencia y economía circular en el ámbito del tratamiento de aguas residuales.
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Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), como infraestructuras clave en la gestión del ciclo del agua, desempeñan un papel estratégico en la valorización de subproductos como los lodos, contribuyendo directamente al cumplimiento de varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), entre ellos el ODS 6 (agua limpia y saneamiento), el ODS 7 (energía asequible y no contaminante), el ODS 11 (ciudades y comunidades sostenibles), el ODS 12 (producción y consumo responsables) y el ODS 13 (acción por el clima). Este Trabajo de Fin de Máster tiene como objetivo comparar la eficiencia energética global de distintas tecnologías de valorización de lodos generados en la EDAR de Galindo (Bizkaia). Se analizan cuatro alternativas de tratamiento: incineración, digestión anaerobia convencional, digestión anaerobia con hidrólisis térmica previa y secado térmico. La evaluación considera tanto el consumo energético como el potencial de recuperación de energía asociado a cada proceso. Los resultados muestran que las alternativas basadas en digestión anaerobia son significativamente más eficientes, especialmente cuando se combinan con cogeneración con biogás. La hidrólisis térmica mejora moderadamente la eficiencia, aunque sus principales beneficios están relacionados con la reducción de volumen y la higienización del lodo. Por el contrario, el secado térmico no aporta mejoras energéticas relevantes y puede incluso reducir la eficiencia global si no se dispone de una fuente de calor residual. Asimismo, se observa que la cogeneración ofrece mejores resultados que la inyección de biometano a red, siempre que se aproveche íntegramente el calor generado. La alternativa más eficiente, según los criterios de la Directiva 2008/98/CE, es la que combina hidrólisis térmica, digestión anaerobia, cogeneración con biogás y combustión del lodo. Estas conclusiones permiten formular recomendaciones orientadas a mejorar el rendimiento energético de la EDAR de Galindo, promoviendo una gestión más sostenible de los lodos y avanzando hacia los objetivos de eficiencia y economía circular en el ámbito del tratamiento de aguas residuales.[EU] Energia-trantsizioaren eta klima-aldaketaren aurkako borrokaren testuinguruan, energia-eraginkortasuna hobetzea eta jatorri biologikodun hondakinak aprobetxatzea funtsezko zutabe bihurtu dira ekonomia jasangarriago baten bidean. Hondakin uren araztegiek (HUA), uraren zikloan funtsezko azpiegitura izanik, zeregin estrategikoa dute lohien gisako azpiproduktuak balorizatzeko orduan, eta horrela, Garapen Jasangarrirako Helburu (GJH) ugariren lorpenari laguntzen diote, besteak beste GJH 6 (ur garbia eta saneamendua), GJH 7 (energia eskuragarria eta ez-kutsatzailea), GJH11 (hiri eta komunitate jasangarriak), GJH 12 (ekoizpen eta kontsumo arduratsua) eta GJH 13 (klimaren aldeko ekintza). Master Amaierako Lan honek Galindoko EDARrean (Bizkaia) sortutako lohien balorizazio-teknologia ezberdinen energia-eraginkortasun globala alderatzea du helburu. Lau tratamendu-alternatiba aztertu dira: errausketa, digestio anaerobiko konbentzionala, digestio anaerobikoa aurretiko hidrolisi termikoarekin eta lehortze termikoa. Ebaluazioa energia-kontsumoa eta energia berreskuratzeko ahalmena kontuan hartuta egin da. Emaitzek erakusten dute digestio anaerobikoa oinarri duten alternatibak eraginkorragoak direla, batez ere biogasarekin kogenerazioa egiten denean. Hidrolisi termikoak eraginkortasuna apur bat hobetzen du, nahiz eta bere onurak erreaktoreen bolumenaren murrizketarekin eta lohien higienizazioarekin dauden lotuta. Lehortze termikoak ez du hobekuntza nabarmenik ekartzen, eta energia-eraginkortasuna murriztu dezake bero-hondar iturri bat eskuragarri ez dagoenean. Era berean, ikusi da kogenerazioak emaitza hobeak ematen dituela biometanoa sarean injektatzea baino, betiere sortutako beroa guztiz aprobetxatzen bada. 2008/98/EE Zuzentarauaren irizpideen arabera, energia-eraginkortasun handiena duen alternatiba honako hau da: hidrolisi termikoa, digestio anaerobikoa, biogasarekin kogenerazioa eta lohien errausketa konbinatzen dituen tratamendua. Ondorio hauek Galindoko EDARren energia-errendimendua hobetzeko gomendioak ezartzeko aukera ematen dute, lohien kudeaketa jasangarriagoa sustatuz eta ur-hondakinen tratamenduaren sektorean eraginkortasun eta ekonomia zirkularraren helburuak lortzen lagunduz.[EN] In the current context of energy transition and climate change mitigation, improving energy efficiency and harnessing biologically derived waste have become essential pillars for advancing toward a more sustainable economy. Wastewater treatment plants (WWTPs), as key infrastructures in the water cycle, play a strategic role in the valorization of by-products such as sewage sludge, directly contributing to the achievement of several Sustainable Development Goals (SDGs), including SDG 6 (clean water and sanitation), SDG 7 (affordable and clean energy), SDG 11 (sustainable cities and communities), SDG 12 (responsible consumption and production) and SDG 13 (climate action). This Master's Thesis aims to compare the overall energy efficiency of different sludge valorization technologies applied at the Galindo WWTP (Bizkaia). Four treatment alternatives are analyzed: incineration, conventional anaerobic digestion, anaerobic digestion with prior thermal hydrolysis, and thermal drying. The evaluation considers both energy consumption and the potential for energy recovery associated with each process. The results show that alternatives based on anaerobic digestion are significantly more efficient, especially when combined with cogeneration with biogas. Thermal hydrolysis moderately improves energy efficiency, although its main benefits are related to reactor volume reduction and sludge hygienization. In contrast, thermal drying does not contribute meaningful energy gains and may even reduce overall efficiency when a source of residual heat is not available. Additionally, cogeneration yields better results than biomethane injection into the grid, provided that the generated heat is fully utilized. The most energy-efficient alternative, according to the criteria of Directive 2008/98/EC, is the combination of thermal hydrolysis, anaerobic digestion, cogeneration with biogas, and sludge incineration. These findings support recommendations aimed at improving the energy performance of the Galindo WWTP, promoting more sustainable sludge management and advancing the goals of energy efficiency and circular economy in the wastewater treatment sector.Caballero Iglesias, Blanca MaríaMáster en Ingeniería Energética SostenibleIngeniaritza Energetiko Iraunkorra MasterraMáster Universitario en Ingeniería Energética SostenibleIngeniaritza Energetiko Iraunkorra Unibertsitate Masterra2026202620262025info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10810/77634reponame:Addi. Archivo Digital para la Docencia y la Investigacióninstname:Universidad del País VascoEspañolEspañolinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/Atribución-NoComercial-CompartirIgual (cc by-nc-sa)oai:addi.ehu.eus:10810/776342026-06-18T09:23:17Z
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