El tratamiento de aguas residuales es un proceso de tratamiento de aguas de múltiples etapas, en el que se trata las aguas residuales antes de:
-Descargar el agua en un cuerpo de agua.
-Utilizar el agua para riego
-Reciclar el agua para otros fines.
Las plantas de aguas residuales eliminan materia orgánica, nutrientes, patógenos y residuos industriales.
El tratamiento de aguas residuales suele consiste en cuatro procesos secuenciales:
-Tratamiento preliminar: eliminación de materiales flotantes, arena y sustancias oleosas.
-Tratamiento primario – eliminación de sólidos orgánicos suspendidos.
-Tratamiento secundario – eliminación de materia orgánica disuelta y coloidal.
-Tratamiento terciario – purificación adicional para lograr ciertos criterios de calidad de agua.
Las operaciones unitarias comúnmente utilizadas en el tratamiento de aguas residuales incluyen tratamientos físicos, químicos y biológicos.
- Tratamientos físicos comunes: cribado, trituración, ecualización de flujo, sedimentación, flotación, floculación, filtración a través de un lecho filtrante etc.
- Tratamientos químicos: precipitación química, coagulación, adsorción, cloración, etc.
- Tratamientos biológicos: lodos activados, lagunas de oxidación, camas de oxidación, filtros biológicos, digestión anaeróbica, remoción biológica de nutrientes (p.ej. nitrógeno y fósforo(, etc.
EL TRATAMIENTO PRELIMINAR
Las aguas residuales contienen sólidos grandes y arena que podrían interferir con el proceso de tratamiento, obstruir o desgastar el equipo de tratamiento de aguas.
Las operaciones unitarias del tratamiento preliminar están diseñadas para eliminar sólidos grandes, suspendidos y flotantes. Este tratamiento comienza con pasar el agua a través de rejas y rejillas, triturado y luego a través de separadores de arena.
La ‘arena’ consiste en sólidos inorgánicos relativamente pesados, que se asientan más rápido que la materia orgánica. La arena se refiere a: arena, limo y grava, cenizas, cáscaras de huevos, virutas de huesos, basura triturada y otras sustancias pesadas que son lo suficientemente pequeñas para pasar a través de las rejillas.
La eliminación de la arena es esencialmente un proceso de sedimentación. Dado que el material orgánico suspendido y la arena tienen diferentes propiedades y diferentes formas de eliminación, los sólidos orgánicos suspendidos se eliminan en un proceso separado.
Las sustancias flotantes, como aceite, grasa, jabón, etc. también se eliminan en el tratamiento preliminar, pasando el agua a través de tanques de separación de aceites y grasas.
Es importante eliminar estos materiales flotantes, ya que de lo contrario podrían interferir con el proceso de lodos activados o crear escoria.
EL TRATAMIENTO PRIMARIO
Los pasos anteriores tenían como objetivo proteger el equipo, evitar la obstrucción y facilitar el tratamiento del agua. El tratamiento primario es un proceso de sedimentación, destinado a eliminar los sólidos orgánicos suspendidos que no fueron eliminados en el tratamiento preliminar.
Después del tratamiento preliminar, la mayoría de los materiales orgánicos suspendidos permanecen en las aguas residuales
Para que sedimenten, el flujo del agua se reduce considerablemente en un tanque de sedimentación, generalmente denominado tanque de sedimentación primario o clarificador primario.
En el tanque de sedimentación, los sólidos orgánicos pesados se eliminan por gravitación.
La sedimentación primaria puede lograr la eliminación del 50-70% de sólidos suspendidos y del 30-40% de la DBO (demanda biológica de oxígeno).
La sedimentación se puede aplicar con o sin e uso de coagulantes.
EL TRATAMIENTO SECUNDARIO – TRATAMIENTO BIOLÓGICO
El tratamiento primario no puede eliminar toda la materia orgánica fina y coloidal y, por lo tanto, se requiere un tratamiento biológico para eliminar los componentes restantes.
En el tratamiento secundario se usa microorganismos (bacterias, algas, hongos, protozoos, nematodos) que descomponen la materia orgánica en formas inorgánicas, es decir, eliminan la DBO.
Todos los procesos biológicos se basan en microorganismos que se alimentan de los componentes orgánicos en el agua y eliminan la DBO.
Los tratamientos biológicos se pueden clasificar en:
-Procesos aeróbicos
-Procesos anaeróbicos
-Procesos en estanques
El proceso más común es el proceso de ‘lodos activados’, que es un proceso aeróbico.
En el proceso de lodos activados, las bacterias se mezclan continuamente con las aguas residuales y digieren los contaminantes orgánicos.
Se inyecta aire al agua para proporcionar la demanda de oxígeno de los microorganismos y para mantener los sólidos en suspensión y en contacto con las bacterias.
A medida que las bacterias crecen, se agrupan y forman partículas más grandes que se depositan en el fondo del tanque. Este depósito es el «lodo activado».
Parte del lodo se devuelve a las aguas residuales para ayudar a mantener el nivel requerido de bacterias en el tanque.
Existen diferentes configuraciones del proceso y de los flujos, incluidos el flujo pistón, reactores secuenciales, reactores de mezcla completa etc.
El TRATAMIENTO TERCIARIO
El tratamiento terciario incluye operaciones unitarias adicionales para llevar las aguas residuales a la calidad definida por el uso previsto del agua. Tales procesos pueden incluir coagulación-floculación, filtración, desinfección, ablandamiento, filtración de carbón activado, filtración por membranas, como ósmosis inversa y más.
