El agua es uno de los elementos más importantes y necesario durante gran parte de los procesos de producción industriales. Por desgracia, su uso continuado, ya sea como líquido de disolución y transporte o como líquido refrigerante entre otros, termina por contaminar y ensuciar el agua.
Tanto si ese agua es devuelta al medio ambiente como si es reutilizada, necesita ser tratada convenientemente para eliminar las impurezas que haya adquirido durante el proceso. Y es aquí donde entran en acción las instalaciones de tratamientos de aguas residuales, cuyo cometido es someter al vertido resultante a una serie de procedimientos de diversa índole (físico, químico y/o biológico) a fin de retirar aquellas sustancias que sobran y, de esta forma, devolverle al agua su pureza y calidad imprescindible para su reutilización posterior.
En el artículo de hoy, vamos a profundizar en el funcionamiento de las plantas de tratamientos de aguas residuales y veremos cuales son las fases por las que debe pasar el agua para que, al final del viaje, salga como agua purificada y apta para su uso de nuevo.
Comenzamos por el pretratamiento de las aguas residuales
Antes de que el vertido pueda ser tratado, lo primero que se debe hacer es retirar los materiales en suspensión que puedan estar presentes. Nos referimos a cualquier tipo de deshecho que flote en el agua: restos de basura, ramas de árboles, hojas, etc.
Es imprescindible realizar este pretratamientos del agua residual para evitar cualquier atasco o deterioro de los equipos de filtrado y las bombas impulsoras que estén localizadas en las vías de correntía de la planta purificadora. Para ello, se hace pasar el agua a través de una criba de barras que retendrán los objetos flotantes de mayor volumen.
A continuación, se criban los restos sólidos purulentos de menor tamaño, como la arena o la gravilla que pueda haber. Para ello se hace pasar el flujo a través de unas desarenadoras mecánicas y se deposita en unas balsas para que todo sólido más pesado que el agua se deposite en el fondo por sedimentación.
Si el efluente contiene además restos oleosos en gran cantidad, se trata de retirarlos usando sopladores de aire o desnatadores, aprovechando que los aceites y grasas tiene menor densidad que el agua.
¿En qué consiste el tratamiento primario de los vertidos?
En la etapa de sedimentación primaria, las aguas residuales ya pretratadas son vertidas en grandes tanques, comúnmente llamados «tanques de sedimentación primaria». Estos tanques se utilizan para completar la sedimentación de los lodos, mientras que las grasas y los aceites suben a la superficie y se desnaturalizan.
Los tanques de sedimentación primaria suelen estar equipados con raspadores de accionamiento mecánico que impulsan continuamente los lodos recogidos hacia una tolva en la base del tanque donde se bombean a las instalaciones de tratamiento de lodos. A veces se pueden recuperar las grasas y los aceites del material flotante para su saponificación (fabricación de jabón).
Siguiendo con el proceso: el tratamientos secundario
La aplicación de técnicas de degradación del contenido biológico presente en la correntía residual es lo que denominamos como tratamientos secundario del vertido. Su objetivo principal es eliminar y degradar la materia microbiana orgánica presente en el agua, a fin de impedir su proliferación.
Muchas plantas depuradoras emplean en esta fase ciertos procesos de tipo aeróbico. Debido a que la masa biológica, que se compone en esencia de bacterias y protozoos microscópicos, necesitan tanto oxígeno como sustancias orgánicas solubles y biodegradables para sobrevivir, su interacción conforma unas estructuras floculares que pueden ser filtradas y retiradas de la solución acuosa.
Se utilizan para eso dos sistemas principales de tratamientos secundarios. El primero es conocido como “de película fija” y consiste en el uso de filtros percoladores, donde la biomasa es retenida. El segundo sistema se denomina como “de crecimiento suspendido”, que implican el uso de lodos activados.
El último paso: aplicando tratamientos de depuración terciarios
El final del procedimiento del tratado de las aguas residuales es lo que se conoce como tratamiento terciario. El propósito del mismo es incorporar una etapa adicional de tratamiento a fin de mejorar la calidad final del efluente antes de su vertido al medio o su reutilización, en el caso de ciclos cerrados industriales.
Dependiendo de la actividad industrial implicada en el proceso y de la presencia de sustancias y compuestos no deseados en el agua y que pretendemos eliminar, se pueden utilizar diversas técnicas de tratamiento. Citaremos a continuación algunas de las más importantes y conocidas.
Filtración
Sirve para eliminar la mayor parte del material residual de pequeño tamaño que aún pudiese quedar en suspensión. Si se emplean filtros de carbón activados, esto permite eliminar elementos tóxicos residuales.
Naturalización
En el caso de que queramos devolver al medio ambiente las aguas ya purificadas, es conveniente asentarlas en lagunas o estanques artificiales para facilitar la colonización por macrófitos nativos.
Eliminación de nutrientes biológicos
Las aguas residuales pueden contener altos niveles de nutrientes de nitrógeno y fósforo. La liberación al medio de estos compuestos puede conducir a una acumulación excesiva de nutrientes, llamada eutrofización, que a su vez puede fomentar el crecimiento excesivo de malezas, algas y cianobacterias.
Eliminación del nitrógeno
El nitrógeno se elimina mediante la oxidación biológica del amoníaco y su conversión en nitrato, seguida de un proceso de reducción del nitrato a gas nitrógeno. El gas de nitrógeno se libera a la atmósfera y así se elimina del agua.
Eliminación del fósforo
La eliminación del fósforo es particularmente importante para los sistemas de reutilización de agua en los que las altas concentraciones de fósforo pueden provocar el ensuciamiento de los equipos situados en el proceso, como los filtros de ósmosis inversa.
Desinfección
El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas residuales es reducir sustancialmente el número de microorganismos en el agua que se descargará de nuevo en el medio ambiente. Es especialmente importante en los sistemas productivos de alimentos para el consumo humano o animal y de ciclo cerrado, donde la asepsia debe ser prioritaria para evitar la contaminación del producto final.
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