PLANTA DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES
Esquema
Línea de tratamiento de aguas. Pre-tratamiento. Decantación. Tratamiento Biológico. Línea de tratamiento de lodos Espesamiento. Digestión. Deshidratación. Línea de tratamiento de Gas Cogeneración. Canaliza-ción de agua residual Caja de derivaciónDiagrama de flujo dibujado de una
depuradora
Objetivos:
• Prevenir y controlar la contaminación del
agua.
• Contribuir a restablecimiento del equilibrio
ecológico en los cuerpos de agua nacionales.
• Reducir enfermedades de origen hídrico en la
población y mejoramiento de la salud pública.
• Promover el reúso e intercambio de aguas
Introducción.
• Las depuradoras o plantas de tratamiento tienen como función, satisfacer necesidades locales de tratamiento mediante métodos específicos de saneamiento basados en principios físicos y químicos de la naturaleza (la materia orgánica es mineralizada y los microorganismos son eliminados por competencia o predación).
• La utilidad necesaria y obligatoria de éstas plantas son el resultado del desbordado incremento de la población en las actividades agrícolas e industriales.
• De igual manera, que ciertas centrales generadoras de energía, una depuradora con ciertas medidas de funcionamiento como el uso de la digestión anaerobia y el aprovechamiento de los gases resultantes puede satisfacer necesidades locales de energía con el uso de un cogenerador (aprovechamiento de los gases para producción de energía), por lo que el diseño de una planta debe ser evaluado y calculado en función de
parámetros variables (población, energía, abastecimiento, canalización, industria, actividades, ubicación, entre otras).
• El eficiente funcionamiento de una planta, caracteriza los destacados niveles de y para, el reúso de aguas residuales tratadas.
Canalización.
Sistema de tuberías y canales interconectados
entre sí por una línea principal de drenaje que
distribuye el agua residual a la planta de
Caja de derivación.
Permite desviar el agua residual del colector
principal hacia la unidad de pretratamiento
“línea de aguas”.
LINEA DE AGUAS
• Son las aguas residuales que vienen
directamente de la red de drenaje, se
consideran todos los factores de agua
drenada, (lluvia, doméstica, industrial, de
servicios, etc)
Pre-tratamiento
• Dentro del contexto de la línea de aguas y como fase inicial de todo proceso, existen dispositivos que separan los sólidos
mayores flotantes y sólidos pesados del agua (materia inorgánica); este paso funciona específicamente como un sistema de cribado por diferentes dispositivos que van ordenados en función a su captación (de mayor a menor tamaño de materiales)
específicamente los dispositivos pueden ser: pozos gruesos, rejillas, desmenuzadores o desbastadores “tamices <3mm”, desarenadores, desengrasadores; a todos estos dispositivos los podemos llamar en un sistema como red de saneamiento.
Ejemplo básico del
pretratamiento de una planta: 1.-Rejillas de mayor a menor
tamaño, 2.-Desarenadores y 3.-Desengrasadores
• En algunas circunstancias el agua pre-colada puede ocupar en
algún momento bombeo por medio de tornillos de Arquímedes que reduzcan la velocidad de flujo y eficienticen la limpieza del agua
antes de llegar a la decantación primaria.
• Los objetos que se quedan en este proceso son retirados por medio de bandas y cucharas tipo bivalva al vertedero de basura inorgánica. • Las grasas son recolectadas por bandas en contenedores.
Ejemplo de planta con pretratamiento mas completo Separador de arenas Pozo de gruesos Recolector de grasas Desarenador y desengrasador Tamices desbastadores Rejillas Tornillo de Arquímedes Prensa de Residuos
Decantación Primaría
• También llamado tratamiento primario; consiste en un proceso de igual manera física, tiene como misión la separación de las partículas en
suspensión no retenidas en el pretratamiento.
• La decantación es el fenómeno provocado por la fuerza de gravedad que hace que las partículas suspendidas más pesadas que el agua se separen sedimentándose, ayudado por una descarga del pretratamiento en forma de cascada que reduce la velocidad de flujo y reduce el tiempo de
sedimentación. Normalmente, en decantadores denominados dinámicos y cónicos, los lodos son arrastrados periódicamente hasta unas depósitos mediante unos puentes móviles con unas rasquetas que recorren el fondo para ser llevados a tratamiento de lodos (visto más adelante).
Básico de la planta, el 4.- Decantación Primaria “Tratamiento Primario”
• El tratamiento primario ó decantación primaria, permite eliminar en un agua residual urbana aproximadamente el 90% de los materiales decantables y entre el 50 y 70% de los materiales en suspensión. Se consigue también una disminución de la DBO de alrededor del 35%.
• El tiempo de decantación primaria es alrededor de las 3 horas, posteriormente se pasará al tratamiento secundario donde con el reactor biológico se depurará
completamente el agua para su reutilización en riegos agrícolas, servicios, ó devuelta al cauce de los ríos.
o Anexo: Otros procesos de tratamiento primario incluyen el mecanismo de flotación con aire, en donde se eliminan sólidos en suspensión con una densidad próxima a la del agua, así como aceites y grasas, produciendo unas burbujas de aire muy finas que arrastran las partículas a la superficie para su posterior eliminación.
Tratamiento Biológico (Por el proceso
de lodos activos)
• También llamado tratamiento secundario; persigue la
transformación de la materia orgánica disuelta en
sólidos sedimentables que se retiran fácilmente del
proceso. Adicionalmente se consigue el atrapamiento
de sólidos coloidales y en suspensión.
• El tratamiento biológico disminuye el DBO5.
De depuradora básica; 5 y 6 “Tratamiento Secundario”
• El tratamiento biológico se realiza en varios reactores biológicos que ocupará de aireación para mantener a los agentes aerobios y protozoos en constante degradación de la materia orgánica.
• Para conseguir que entre oxígeno para los microorganismos, y producir la necesaria agitación, suele haber electroagitadores superficiales o inyección de aire que sale por domos cerámicos, como en este caso, estos domos están instalados en el fondo y aportan el aire en forma de burbujas. El aire es captado de la atmósfera por varios compresores de gran potencia.
• De los reactores biológicos se sigue, la decantación
secundaria o clarificación final, en la cual, se realiza en
varios decantadores generalmente circulares dotados de
rasquetas que van suspendidas de un puente radial,
arrastrando el lodo hacia la zona central del decantador,
desde donde dicho lodo es recirculado mediante bombas
sumergibles o tornillos de Arquímedes a la entrada del
tratamiento biológico. Con esta recirculación se consigue
concentrar los microorganismos hasta valores muy altos.
• Para mantener controlado el proceso hay que sacar
continuamente el lodo. Las purgas de lodos en exceso se
pueden realizar desde el reactor biológico o desde la
• De la decantación secundaria, los lodos que se depositen en la purga unos se irán hacia el reactor nuevamente y otros hacia el tratamiento de lodos; el agua que se encuentre en la superficie del decantador se irá vertiendo hacia un canal que irá hacia un depósito de desinfección, donde por sustancias químicas como el cloro
eliminarán microorganismos patógenos dando lugar al agua tratada, que se usará para riego agrícola, servicios municipales, o en mayor purificación verter a los ríos y lagos sin mayor impacto. El proceso de depuración de la línea de aguas tarda de entre 10 y 15 horas. • Para que el agua fuera apta para el consumo humano habría que
llevar un proceso de potabilización con UVA, osmosis inversa, ozono, o cloro en mayor medida.
LINEAS DE LODOS
• Los lodos son producidos básicamente en los tratamientos de
efluentes tanto industriales como domésticos. Se busca lograr
la separación de los contaminantes presentes en el agua, los
lodos son líquidos con concentraciones de sólidos.
Espesamiento
• Es el proceso destinado a sacar parte del agua remanente del
lodo. Para así reducir el volumen del lodo liquido que va a ser
manipulado en los procesos siguientes.
• Los lodos y la materia orgánica se depositan en el fondo de
forma cónica que es barrido por el mecanismo instalado de tal
forma que son transportados hacia el centro del tanque
donde hay un pozo que los recoge para ser evacuados.
• Se realiza con dos métodos diferentes, según su tipo.
Espesador por gravedad
aquí se tratan los lodos primarios; este mecanismo se
utiliza para la mezcla y homogeneización de fangos;
el mecanismo de recolección de lodos consisten en
una rastra mecánica, que agita suavemente los lodos
para que se sedimenten. El lodo sedimentado que se
recolecta en el fondo del tanque es bombeado hacia
los digestores.
Espesador por flotación
aquí se tratan los lodos secundarios; en este
espesador se introduce aire en una solución
con presión elevada, Cuando la solución es
despresurizada el aire es liberado y empujan
al lodo hacia la superficie donde es removido
y conducido a los digestores.
Digestión
Busca la transformación del lodo a un estado estable en
el cual no este sujeto a descomposición biológica
posterior. Consiste en la eliminación de materia
orgánica por medio de bacterias anaerobias donde
estas consumen toda la materia. Existen dos tipos de
digestores anaerobios(sin oxigeno) y aerobios (al aire
libre).
Digestor anaerobio
• El digestor es un tanque generalmente
cilíndrico, con una pendiente hacia el fondo y
se le introduce a este el lodo para la
eliminación de materia.
• En su primera etapa los organismos atacan las
sustancias orgánicas y las transforman en
• En su segunda etapa los microorganismos
anaerobios por medio de la fermentación
producen gas metano, este se acumula en la
bóveda y mediante una tubería son conducidos a
un gasómetro, que permitirá el almacenamiento
del gas producido durante 5 horas.
• Y posteriormente se produce una
retroalimentación a los cilindros de digestión
donde se suministra biogás para la agitación de
los fangos.
La ventaja de la digestión anaerobia
• disminuir malos olores y microorganismos.
• la degradación parcial de la materia orgánica,
mejorando la calidad del agua residual que se
vierte a los ríos.
• Se produce gas metano y en la aerobia no se
logra esto.
Digestor aerobio
• Utiliza tanque abiertos ala atmosfera, y se le
aplica aire a los lodos espesados mediante
propelas o turbinas para que se descomponga
la materia orgánica.
• Una vez que han pasado los lodos por el
proceso digestivo se conduce a la
Deshidratación de Lodos
Busca la forma de eliminar el agua de un lodo puede
ocurrir en forma natural por acción de la gravedad o
en forma artificial por aumento de la gravedad o
presión externa.
Estos mecanismos de deshidratación se pueden
implementar en distintos tipos de unidades, las
cuales cuentan con diseños ampliamente probados
y equipamientos disponibles a nivel comercial.
Centrifugación
La centrífuga consiste en un rotor cilíndrico cónico dentro del cual existe un tornillo helicoidal, ambos girando a gran velocidad en el
mismo sentido, de magnitud normalmente del orden de 10.000 veces mayor a la gravedad. Debido a que la velocidad del tornillo es
ligeramente inferior a la del rotor, se simula el efecto de un sinfín lento.
El lodo se introduce en el rotor por medio de un tubo de alimentación central, siendo impulsado hacia la periferia del rotor por acción de la fuerza centrífuga. Las partículas sólidas, al ser más pesadas que el agua, se depositan en la pared del rotor dejando circular el agua, la cual rebosa por las salidas ubicadas del lado de mayor diámetro del rotor.
• Los lodos que se van acumulando en la pared
del rotor, son continuamente arrastrados a lo
largo de la zona cónica y dejan la centrífuga
por las salidas ubicadas del lado de menor
diámetro.
Filtros de Banda
• El principio consiste en escurrir el lodo entre dos bandas sin fin bajo
presión. Inicialmente el lodo debe ser acondicionado químicamente en un tanque de mezcla.
• El lodo acondicionado es colocado sobre la banda inferior donde ocurre drenaje por gravedad. A partir del punto donde las bandas se encuentran el lodo es transportado entre ellas.
• Las bandas se desplazan entre rodillos que provocan compresión sobre el material. La utilización de rodillos de distinto diámetro permite aumentar la presión y cambiar la dirección de la banda ejerciendo un efecto de
• Al final del circuito el lodo deshidratado se separa por gravedad con ayuda de un raspador. La parte de la banda que regresa es limpiada en forma continua por medio de chorros de agua.
• Posteriormente la materia orgánica es transportada por bandas al cono de recolección donde este envía los residuos a recolector para después utilizar estos residuos como compostas o abono orgánico.
