Tratamiento de aguas residuales
Cualquier actividad, bien doméstica o industrial, genera un agua residual o efluente que contiene contaminantes no deseados que deben eliminarse antes de que esa agua sea descargada a un receptor natural.
En general, los tratamientos de aguas residuales convencionales consisten en una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos, así como operaciones para la eliminación de partículas insolubles y contaminantes disueltos. Se pueden encontrar diferentes fuentes de contaminación del agua, distinguiéndose habitualmente cuatro categorías:
- Aguas de escorrentía
- Aguas domésticas
- Aguas procedentes de actividades agrarias
- Aguas industriales
El tratamiento de aguas residuales generalmente consiste en cinco pasos sucesivos como se indica a continuación. Los procesos involucrados en cada uno de ellos se refieren en la Figura 1 adjunta.
- Tratamiento preliminar o pre-tratamiento (físico y mecánico)
- Tratamiento primario (físico-químico y químico)
- Tratamiento secundario (químico y biológico)
- Tratamiento terciario (físico y químico)
- Tratamiento de los fangos generados (reciclaje, incineración, etc.)
Figure 1: Procesos involucrados en el tratamiento de aguas residuales
El principal objetivo del tratamiento preliminar o pre-tratamiento es la eliminación de los sólidos de mayor tamaño y otros materiales habitualmente encontrados en el agua. Las operaciones involucradas típicamente incluyen cribados y eliminación de arenas y gravillas.
Durante el tratamiento primario se consigue la eliminación de sólidos orgánicos e inorgánicos mediante procesos de sedimentación, así como usando mecanismos de flotación. Se consiguen reducciones de un 25-50% de la demanda biológica de oxígeno (DBO5), un 50-70 % de los sólidos suspendidos y un 65 % del aceite y las grasas.
El objetivo del tratamiento secundario es el posterior tratamiento del efluente generado en el tratamiento primario para eliminar los compuestos orgánicos y sólidos en suspensión residuales. En la mayoría de los casos, el tratamiento secundario supone la eliminación de materia orgánica biodegradable y materiales coloidales usando tratamientos biológicos aerobios. Éstos, se desarrollan en presencia de oxígeno por medio de microorganismos aerobios (principalmente bacterias) que metabolizan la materia orgánica presente en el agua residual, produciendo a su vez más microorganismos y productos metabólicos inorgánicos (principalmente CO2, NH3 y H2O).
Los microorganismos deben ser después separados del agua tratada mediante sedimentación para producir un efluente secundario clarificado. Los tanques de sedimentación utilizados en el tratamiento secundario se suelen referir comúnmente como “clarificadores secundarios”. Los biosólidos eliminados durante la sedimentación secundaria, también llamados “fangos secundarios o fangos biológicos” se combinan normalmente con los producidos durante el tratamiento primario para después pasar por un proceso de tratamiento específico.
Una adaptación del proceso de fangos activados se utiliza habitualmente para eliminar compuestos nitrogenados, son los denominados procesos de “nitrificación-desnitrificación”.
Los tratamientos terciarios se emplean para tratar componentes específicos que no pueden eliminarse por tratamientos secundarios convencionales, o bien cuando el agua tratada quiere reutilizarse en otros procesos. Comúnmente, los tratamientos terciarios incluyen desinfección, que a su vez, suele hacerse mediante la inyección de una solución de cloro, si bien también puede utilizarse ozono o radiación ultravioleta. Los efectos bactericidas del cloro y otros desinfectantes dependen del pH del agua, el tiempo de contacto, el contenido orgánico y la temperatura del efluente.
Por otro lado, el residuo sólido que se genera en las plantas de tratamiento de aguas residuales, también denominado, fango o lodo, debe tratarse también. Este tratamiento de fangos puede incluir una combinación de espesado, digestión (donde los compuestos orgánicos son metabolizados por bacterias anaerobias) y secado. El destino final de estos lodos estará normalmente en el terreno, bien para uso agrario o bien por su valor como acondicionador del suelo y fertilizante, si bien también puede enterrarse. Hay que tener en cuenta, que en caso de aguas residuales industriales, la aplicación de los lodos en agricultura para consumo humano está condicionada por la presencia de compuestos tóxicos y no siempre es posible.
Es importante señalar que los problemas que pueden encontrarse durante los procesos de tratamiento de aguas residuales son complejos, ya que los efluentes suelen contener contaminantes distintos en función del origen de las aguas residuales como ya se ha visto. De esta forma, cada planta residual se diseñará específicamente para el tratamiento de la contaminación particular del influente.
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