Tratamiento del agua residual
Diagrama de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales.
Toda To da agua servida o residual debe ser tratada, tanto para proteger la salud pública como para preservar el medio ambiente. ambiente. Antes de tratar cualquier agua servida se debe conocer su composición. Esto es lo que se llama caracterización del agua. Permite conocer qué elementos químicos biológicos est!n presentes da la in"ormación necesaria para que losingenieros los ingenieros e#pertos e#pertos en tratamiento de aguas puedan dise$ar una planta apropiada al agua servida que se est! produciendo. %na Estación depuradora de aguas residuales tiene la "unción de eliminar todacontaminación toda contaminación química química bacteriológica bacteriológica del del agua que pueda ser nociva para los seres &umanos, la "lora "lora la "auna "auna,, de manera que se pueda devolver el agua al medio ambiente en condiciones adecuadas. El proceso, adem!s, debe ser optimizado de manera que la planta no produzca olores o"ensivos &acia la comunidad en la cual est! inserta. %na planta de aguas servidas bien operada debe eliminar al menos un '( ) de la materia org!nica de los microorganismos patógenos presentes en ella. *omo se ve en este gr!"ico, la etapa primaria elimina el +( ) de los sólidos suspendidos un - ) de la D/. 0a etapa secundaria, en cambio, elimina el ( ) de los sólidos suspendidos un -- ) de la D/.
Etapas del tratamiento del agua residual 1editar 2 El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas3 pretratamiento, primaria, secundaria terciaria. Algunos autores llaman a las etapas preliminar primaria unidas como etapa primaria. Etapa preliminar 1editar 2
0a etapa preliminar debe cumplir dos "unciones3 4. 5edir regular el caudal de agua que llega a la planta 6. E#traer los sólidos "lotantes grandes la arena 7a veces, también la grasa8. 9ormalmente las plantas est!n dise$adas para tratar un volumen de agua constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es constante. :a &oras, generalmente durante el día, en las que el volumen de agua producida es maor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de "orma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea uni"orme. Asimismo, para que el proceso pueda e"ectuarse normalmente, es necesario "iltrar el agua para retirar de ella sólidos grasas. 0as estructuras encargadas de esta "unción son las rejillas, tamices, trituradores 7a veces8, desgrasadores desarenadores. En esta etapa también se puede realizar la preaireación, cuas "unciones son3 a8 Eliminar loscompuestos volátiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser malolientes, b8 Aumentar el contenido de o#ígeno del agua, lo que auda a la disminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento. Etapa primaria1editar 2 Tiene como ob;etivo eliminar los sólidos en suspensión por medio de un proceso de sedimentación simple por gravedad o asistida por coagulantes "loculantes. Así, para completar este proceso se pueden agregar compuestos químicos 7sales de &ierro, aluminio polielectrolitos "loculantes8 con el ob;eto de precipitar el "ós"oro, los sólidos en suspensión mu "inos o aquellos en estado de coloide. 0as estructuras encargadas de esta "unción son los estanques de sedimentación primarios o clarificadores primarios . :abitualmente est!n dise$ados para suprimir aquellas partículas que tienen tasas de sedimentación de (, a (,< mm=s. Asimismo, el período de retención es normalmente corto, 4 a 6 &. *on estos par!metros, la pro"undidad del estanque "luctúa entre 6 a - m. En esta etapa se elimina por precipitación alrededor del +( al <( ) de los sólidos en suspensión. En la maoría de las plantas e#isten varios sedimentadores primarios su "orma puede ser circular, cuadrada a rectangular. Etapa secundaria1editar 2 Tiene como ob;etivo eliminar la materia org!nica en disolución en estado coloidal mediante un proceso de o#idación de naturaleza biológica seguido de sedimentación. Este proceso biológico es un proceso natural controlado en el cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, que se desarrollan en un reactor o cuba de aireación, m!s los que se desarrollan, en menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los sólidos en suspensión estado coloidal produciendo en su degradación an&ídrido carbónico agua,
origin!ndose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador secundario. Así, el agua queda limpia a cambio de producirse unos "angos para los que &a que buscar un medio de eliminarlos. En el decantador secundario, &a un "lu;o tranquilo de agua, de "orma que la biomasa, es decir, los "lóculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento que se produce que, como se di;o, est! "ormado "undamentalmente por bacterias, se denomina "ango activo. 0os microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensión en el agua 7 procesos de crecimiento suspendido o "angos activados8, ad&eridos a un medio de suspensión 7 procesos de crecimiento adherido8 o distribuidos en un sistema mi#to 7 procesos de crecimiento mixto8. 0as estructuras usadas para el tratamiento secundario incluen filtros de arena intermitentes, filtros percoladores, contactores biológicos rotatorios, lechos fluidizados, estanques de fangos activos , lagunas de estabilización u oxidación sistemas de digestión de fangos . Etapa terciaria1editar 2 Tiene como ob;etivo suprimir algunos contaminantes especí"icos presentes en el agua residual tales como los "os"atos que provienen del uso de detergentes domésticos e industriales cua descarga en cursos de agua "avorece la eutro"ización, es decir, un desarrollo incontrolado acelerado de la vegetación acu!tica que agota el o#ígeno, mata la "auna e#istente en la zona. 9o todas las plantas tienen esta etapa a que depender! de la composición del agua residual el destino que se le dar!.
Principales pasos del tratamiento de aguas residuales 1editar 2 Desinfección1editar 2 0as aguas servidas tratadas normalmente contienen microorganismos patógenos que sobreviven a las etapas anteriores de tratamiento. 0as cantidades de microorganismos van de 4(.((( a 4((.((( coli"ormes totales 4.((( a 4(.((( coli"ormes "ecales por 4(( ml de agua, como también se aíslan algunos virus &uevos de par!sitos. Por tal razón es necesario proceder a la desin"ección del agua. Esta desin"ección es especialmente importante si estas aguas van a ser descargadas a aguas de uso recreacional, aguas donde se cultivan mariscos o aguas que pudieran usarse como "uente de agua para consumo &umano. 0os métodos de desin"ección de las aguas servidas son principalmente la cloración la iozonización, pero también se &a usado la bromación la radiación ultravioleta. El m!s usado es la cloración por ser barata, "!cilmente disponible mu e"ectiva. >in embargo, como el cloro es tó#ico para la vida acu!tica el agua tratada con este elemento debe ser sometida a decloración antes de disponerla a cursos de agua natural.
Desde el punto de vista de la salud pública se encuentra aceptable un agua servida que contiene menos de 4.((( coli"ormes totales por 4(( ml con una D/ in"erior a -( mg=0. 0a estructura que se usa para e"ectuar la cloración es la cámara de contacto. *onsiste en una serie de canales interconectados por los cuales "lue el agua servida tratada de manera que ésta esté al menos 6( minutos en contacto con el cloro, tiempo necesario para dar muerte a los microorganismos patógenos. Tratamiento de los fangos1editar 2
Depósito de digestión de lodos en una depuradora de 0ondres.
0os sedimentos que se generan en las etapas primaria secundaria se denominan "angos. Estos "angos contienen gran cantidad de agua 7'' )8, microorganismos patógenos contaminantes org!nicos e inorg!nicos. >e &an desarrollado varios métodos para el tratamiento de los "angos e incluen3 digestión anaerobia, digestión aerobia, compostaje, acondicionamiento químico tratamiento físico. El propósito del tratamiento de los "angos es destruir los microbios patógenos reducir el porcenta;e de &umedad. 0a digestión anaerobia se realiza en un estanque cerrado llamado digestor no requiere la presencia de o#ígeno pues se realiza por medio de bacterias que se desarrollan en su ausencia. Para el óptimo crecimiento de estos microorganismos se requiere una temperatura de - ?*. 0as bacterias anaerobias degradan la materia org!nica presente en el agua servida, en una primera "ase, a!cido propiónico, !cido acético otros compuestos intermedios, para posteriormente dar como producto "inal metano 7+(@<( )8, an&ídrido carbónico 7( )8 trazas de amoníaco, nitrógeno, an&ídrido sul"uroso e &idrógeno. El metano el an&ídrido carbónico son inodoros en cambio, el !cido propiónico tiene olor a queso rancio el !cido acético tiene olor a vinagre. 0a digestión aerobia se realiza en un estanque abierto requiere la presencia de o#ígeno , por tanto, la inección de aire u o#ígeno. En este caso la digestión de la materia org!nica es e"ectuada por bacterias aerobias, que realizan su actividad a temperatura ambiente. El producto "inal de esta digestión es an&ídrido carbónico agua. 9o se produce metano. Este proceso bien e"ectuado no produce olores. El composta;e es la mezcla del "ango digerido aeróbicamente con madera o llantas trituradas, con el ob;etivo de disminuir su &umedad para posteriormente ser dispuesto en unrelleno sanitario.
El acondicionamiento químico se puede aplicar tanto a los "angos crudos como digeridos e inclue la aplicación de coagulantes tales como el sul"ato de aluminio, el cloruro "érrico los polímeros, los que tienen como "unción audar a la sedimentación de las materias en suspensión solución en el "ango la elutriación o lavado del "ango, lacloración la aplicación de "loculante. El tratamiento físico inclue el tratamiento por calor el congelamiento de los "angos. %na vez concluida la etapa de digestión microbiana, a sea aerobia o anaerobia, los "angos aún contienen muc&a agua 7alrededor de un '( )8 por lo que se requiere des&idratarlos para su disposición "inal. Para ello se &an dise$ado dos métodos principales3 secado por aire secado mecánico. Deshidratación de los fangos1editar 2 >e &an &ec&o diversas estructuras para el secado por aire de los "angos. Entre ellas est!n3 lechos de arena, lechos asistidos de arena, lagunas de fangos, lechos adoquinados eras de secado. Para el secado mec!nico e#isten filtros banda, filtros prensa, filtros de vacío centrífugas. 0os "angos des&idratados deben disponerse en una "orma ambientalmente segura. Para ello, según el caso, pueden llevarse a rellenos sanitarios, ser depositados en terrenos agrícolas no agrícolas o incinerados. 0a aplicación en terrenos agrícolas requiere que el "ango no presente sustancias tó#icas para las plantas, animales seres &umanos. 0o &abitual es que sí las contengan por lo que lo normal es que sean dispuestos en rellenos sanitarios o incinerados.
Tratamiento de aguas residuales por procesos biotecnológicos1editar 2 El proceso natural de la limpieza del agua se consigue gracias a una bacteria que se alimenta de los desec&os que contienen las aguas servidas. Bracias a esta bacteria aparecen los sistemas de tratamiento de aguas por medio biológicos de biodigestion, donde por medio de diversos métodos se pone en contacto esta bacteria con el agua para acelerar el procesos natural. %tilizando una película "i;a de bacteria en diversas piezas de ingenierías distintas 7estudiadas para tener me;or contacto con el agua a la &ora de limpiarla8 el agua se pone en contacto con la bacteria para provocar una biodigestion muc&o m!s r!pida que el proceso natural. En presentación de rodillos, empaques, módulos o molinos la película "i;a tiene el mismo propósito, la di"erencia entre las tecnologías radica en la "orma en la que se acelera el propio proceso natural desde luego en el espacio necesario para construir una planta de tratamiento de aguas con estas características.
En comparación con otras tecnologías métodos para la limpieza de las aguas residuales, la película "i;a es sin duda una de las opciones m!s "uertes gracias a su tama$o, "!cil utilización, coste espacio necesario para su construcción.
