TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
El tratamiento de las agua s residuales consiste en una serie de
procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
Nosotros vamos a centrarnos en el tratamiento secundario de las aguas residuales, que puede ser tanto físico como biológico, el tratamiento químico corresponde al tratamiento terciario.
La tesis fundamental para el control de la polución por aguas residuales ha sido tratar las aguas residuales en plantas de tratamiento que hagan parte del proceso de remoción de los contaminantes y dejar que la naturaleza lo complete en el cuerpo receptor. Para ello, el nivel de tratamiento requerido es función de la capacidad de auto purificación natural del cuerpo receptor. A la vez, la capacidad de auto purificación natural es función, principalmente, del caudal del cuerpo receptor, de su contenido en oxígeno, y de su "habilidad" para reoxigenarse.1 Por lo tanto el objetivo del tratamiento de las aguas residuales es producir efluente reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reutilización. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.
El tratamiento secundario está diseñado para degradar sustancialmente el contenido biológico del agua residual, el cual deriva los desechos orgánicos provenientes de residuos humanos, residuos de alimentos, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales utilizan procesos biológicos aeróbicos para este fin.
Desbaste:
Es un proceso físico mediante el cual se hace pasar el agua a través de una rejilla o malla para la retención de sólidos gruesos.
Fangos activados o lodos activados:
Usan unos tipos de mecanismos para usar el oxígeno disuelto y con el promover el crecimiento de microorganismos que remuevan materia orgánica. Pueden atrapar partículas de material y bajo condiciones especiales pueden llegar a convertir el amoniaco en nitrito o nitrato e incluso a nitrógeno.
Camas filtrantes:
Se suele usar mucho en plantas viejas, consiste en una “cama” compuesta de coque (carbón), piedra caliza o de plástico, el licor de las aguas residuales es rociado por medio de goteo en estas superficies, las cuales tiene que tener una superficie grande para soportar el peso de la biopelícula que se forma y la cual es la encarga de comerse la materia orgánica que se encuentra en el agua. El licor es recogido en la base de la “cama” por unos drenes los cuales también se encargan de inyectar aire que asciende por la cama para mantener un medio aerobio.
Placas rotativas o espirales:
En plantas pequeñas se usas espirales o placas de removimiento lento que se sumergen en el licor, se forma un floculo biológico que proporciona el sustrato.
Reactor biológico de cama móvil.
El reactor biológico de cama móvil asume la adición de medios inertes en vasijas de fangos activos existentes para proveer sitios activos para que se junte la biomasa. Esta conversión hace como resultante un sistema de crecimiento. Las ventajas de los sistemas de crecimiento adjunto son:
2.-Incrementar la eficiencia del sistema sin la necesidad de incrementar la concentración del licor mezclado de sólidos (MLSS).
3.-Eliminar el costo de operación de la línea de retorno de fangos activos (RAS).
Filtros biológicos aireados y sumergidos
Los filtros aireados sumergidos son un sencillo proceso de oxidación biológica de nitrógeno amoniacal ( ) y DBO para aguas residuales municipales e industriales.
Los filtros aireados (o anóxicos) biológicos (BAF) combinan la filtración con reducción biológica de carbono, nitrificación o Desnitrificación. BAF incluye a menudo un reactor lleno de medios de un filtro. Los medios están en la suspensión o apoyados por una capa en el pie del filtro. El propósito doble de este medio es soportar altamente la biomasa activa que se une a él y a los sólidos suspendidos del filtro. La reducción del carbón y la conversión del amoniaco ocurren en medio aerobio y alguna vez alcanzando en un solo reactor mientras la conversión del nitrato ocurre en una manera anóxica. BAF es también operado en flujo alto o flujo bajo dependiendo del diseño especificado por el fabricante. Se dan en lechos empaquetados con partículas de pequeño tamaño y gran área específica. La aireación se hace desde la base. Al crecer la biopelícula los sólidos son retenidos en el biofiltro lo que hace necesario una etapa de lavado (operación por filtros).
- Medio percolador: en él se produce la acción ejercida por un líquido pasando por diversos estratos o filtros de manera tal que cualquier sólido, que flote en ella, quede atrapado por alguno de esos filtros. Lo cual da como resultado un líquido libre de toda impureza.
El filtro de aire sumergido está basado en láminas fijas para el tratamiento aeróbico de aguas fecales utilizando una serie de módulos EnviroSAF*. Usando el sistema que utiliza el principio de reactor de crecimiento adherido las unidades se componen de un soporte de biomasa colocado sobre una delgada membrana difusora contenida en un tanque de poliéster o acero. La estructura soporte posee un elevado ratio superficie-volumen y soporta la capa biológicamente activa de microorganismos que depuran las aguas utilizando el oxígeno que les llega a través de una membrana difusora.
- *EnviroSAF es una planta compacta de tratamiento de aguas fecales basada en la tecnología de filtro sumergido aireado.
FUNCIONAMIENTO: el sistema de depuración se basa en la doble decantación de residuos sólidos de las aguas fecales. Cuando dichos sólidos se depositan en el fondo, son descompuestos por bacterias anaeróbicas, resultando de dicho proceso lodos de poca aleación residual, los cuales por medio de bacterias aeróbicas se descomponen produciendo agua limpia.
Para aguas domésticas el filtro biológico debe cumplir con las normativas exigidas en el
reglamento del dominio público hidráulico; Real Decreto 849/86 fechado el 11 de Abril de
1986 en el B.O.E. del 30 de Abril de 1986, por el que se aprueba el reglamento mencionado que desarrolla los títulos preliminares del texto refundido de la Ley de Aguas.
MANTENIMIENTO: es aconsejable vaciar una vez al año los dos primeros compartimentos un 90% de su volumen y volver a llenar de agua, y el tercero limpiarlo con agua a presión.
INSTALACIÓN: se debe colocar una arqueta en forma de sifón anterior a la captación de aguas residuales. Es necesario colocar en su salida un tubo de ventilación para eliminar los gases liberados en el proceso de depuración.
Reactor biológico con membranas (MBR)
-El concepto medioambiental está más en la mente, ya que las regulaciones legales sobre el vertido de aguas residuales están siendo más severas con las empresas; esto conlleva a que estas mismas deban de buscar la manera en la cual se contamine menos, a esto se le añade el aumento del coste del abastecimiento del agua.
Por estos motivos el uso de agua de ciclos cerrados es una gran solución a estos problemas, y con eso en mente el tratamiento de aguas residuales está cambiando.
El reactor biológico con membranas es uno de estos cambios ya que sustituye los depósitos de sedimentación secundarios por unidades de membrana, se trata de un proceso aerobio, las cuales realizan una ultrafiltración en el tratamiento secundario de efluentes, esto ha aumentado el interés de los procesos de MBR debido a sus ventajas frente al tratamiento convencional de fangos activos(se trata de un proceso biológico que consiste en el desarrollo de un cultivo bacteriano disperso en un depósito agitado, aireado y alimentado con el agua residual) .
-Las ventajas que nos permite preferir este tratamiento al convencional son las siguientes: 1: Permite una mayor concentración de biomasa en el reactor y puede eliminar el proceso de desinfección del proceso.
2:Permite operar con una elevada cantidad de fango, que antes solo se podía hacer de forma empírica. Unido a la baja relación alimento/microorganismo reducen la producción de fango. Al mismo tiempo promueve el desarrollo de microorganismos especializados, como los nitrificantes, obteniendo un efluente de gran calidad.
3:Reduce el tamaño del reactor de operación, ya que se elimina el clarificador, esto hace que las obras civiles sean mas reducidas con un coste de la infraestructura menor.
4:Posee una automatización para reducir el tiempo y el coste del mantenimiento.
5:Estas características le hacen apto para la reutilización de uso directo para el post-tratamiento; como por ejemplo la ósmosis inversa, esto depende dela calidad del agua final que se desea.
http://www.acciona-agua.es/innovacion/proyectos/planta-piloto-de-la-tordera.aspx
-Pero no todo es bueno también posee sus inconvenientes como todo proceso:
1:Se presenta el fouling que es un problema operacional de filtración el cual consiste en la deposición de partículas en la superficie de la membrana, haciendo que el flujo de permeabilidad baje así como la transferencia de oxígeno.
2: Al ser una membrana el flujo que transcurre sobre ella es menor y esto hace que la membrana se ensucie con rapidez y se tenga que realizar un mantenimiento más elevado, por lo que esto aumentaría el coste.
-En Europa se puede observar a continuación como las empresas están evolucionando con este tipo de desarrollo tecnológico-medioambiental:
El mercado de MBR para usos municipales como industriales se estimó en 1999 a 25,3 millones de €, llegando a los 32,8 millones en 2002. Y en 2004, este mercado se repartía entre Reino unido, Irlanda, Alemania, Francia, Países Bajos y la Península Ibérica.
