El tratamiento de aguas residuales es el proceso de eliminación de contaminantes de las aguas residuales, que se genera por actividades humanas como las prácticas domésticas, industriales y agrícolas. El objetivo del tratamiento de aguas residuales es producir agua tratada que sea segura para su descarga en el medio ambiente o para su reutilización.
Hay varias etapas involucradas en el tratamiento de aguas residuales, que pueden incluir:
Tratamiento Preliminar:
El tratamiento preliminar es la primera etapa del tratamiento de aguas residuales e implica la eliminación física de sólidos grandes y desechos de las aguas residuales. Esto se hace para proteger los procesos de tratamiento aguas abajo, evitar la obstrucción de tuberías y equipos y mejorar la eficacia de las etapas de tratamiento posteriores.
Los siguientes son los métodos comunes utilizados en el tratamiento preliminar:
Tamizado: las aguas residuales fluyen a través de un tamiz con aberturas de diferentes tamaños para eliminar objetos grandes como palos, trapos, plásticos y otros desechos. El material recolectado luego se desecha en un vertedero.
Eliminación de arena: las aguas residuales pasan a través de una cámara de arena para eliminar sólidos inorgánicos como arena, grava y otros materiales pesados. Esto se hace para evitar el desgaste de los equipos aguas abajo.
Igualación de flujo: Este es un proceso que ayuda a suavizar las fluctuaciones en la tasa de flujo de las aguas residuales. Implica el uso de un tanque de almacenamiento para retener las aguas residuales durante las épocas de caudal alto y liberarlas durante las épocas de caudal bajo.
Eliminación de grasa, aceite y grasa (FOG): el FOG se elimina mediante una trampa de grasa, que es un dispositivo que separa y recolecta el FOG de las aguas residuales. Esto evita que FOG obstruya las tuberías y los equipos aguas abajo.
Después del tratamiento preliminar, las aguas residuales están listas para un tratamiento posterior a través de procesos de tratamiento secundario y terciario para eliminar los materiales orgánicos disueltos y suspendidos y los contaminantes dañinos antes de que se descarguen o reutilicen.
Tratamiento primario:
El tratamiento primario es la segunda etapa del tratamiento de aguas residuales e implica la eliminación física y química de los sólidos sedimentables y suspendidos de las aguas residuales. El propósito del tratamiento primario es eliminar la mayor cantidad posible de sólidos orgánicos e inorgánicos antes de que las aguas residuales se sometan a un tratamiento secundario o terciario. Los siguientes son los métodos comunes utilizados en el tratamiento primario:
Sedimentación: las aguas residuales se mantienen en un tanque de sedimentación o clarificador, lo que permite que los sólidos sedimentables se asienten en el fondo del tanque. Los sólidos sedimentados, llamados lodos primarios, luego se eliminan y se envían a un proceso de tratamiento de lodos. El líquido clarificado, llamado efluente, se envía para su posterior tratamiento.
Coagulación y floculación: en este proceso, se agregan productos químicos a las aguas residuales para ayudar a que las partículas se coagulen y formen grumos más grandes, llamados flóculos. Entonces, los flóculos se pueden eliminar más fácilmente mediante sedimentación o filtración. Los productos químicos utilizados en la coagulación y la floculación incluyen sulfato de aluminio (alumbre) y cloruro férrico.
Ecualización: La ecualización es el proceso de equilibrar la entrada de aguas residuales a la planta de tratamiento. Esto se hace mediante el uso de un tanque de retención para almacenar temporalmente las aguas residuales antes de que ingresen al proceso de tratamiento. Esto ayuda a reducir los flujos máximos y ayuda a mantener condiciones constantes para los procesos de tratamiento aguas abajo.
Ajuste de pH: El ajuste de pH puede ser necesario si el pH de las aguas residuales es demasiado alto o demasiado bajo. Agregar ácidos o bases puede ayudar a ajustar el pH al rango óptimo para el tratamiento.
Después del tratamiento primario, las aguas residuales se someten a un tratamiento secundario, que implica el tratamiento biológico de materiales orgánicos disueltos y suspendidos, o un tratamiento terciario, que implica procesos de tratamiento avanzados para eliminar contaminantes específicos.
Tratamiento secundario:
El tratamiento secundario es la tercera etapa del tratamiento de aguas residuales e implica la eliminación biológica de materiales orgánicos disueltos y suspendidos de las aguas residuales. El propósito del tratamiento secundario es tratar aún más las aguas residuales que se han sometido al tratamiento primario y prepararlas para su descarga o reutilización. Los siguientes son los métodos comunes utilizados en el tratamiento secundario:
Proceso de lodos activados: en este proceso, las aguas residuales se mezclan con un cultivo de microorganismos, incluidas bacterias y hongos, que consumen y descomponen la materia orgánica en las aguas residuales. La mezcla, denominada lodo activado, se separa del agua tratada mediante tanques de sedimentación. El agua tratada puede luego enviarse para su posterior tratamiento o descargarse.
Filtro Percolador: En este proceso, el agua residual se rocía sobre un lecho de rocas o medio plástico, sobre el cual se ha desarrollado una biopelícula de microorganismos. Los microorganismos consumen el material orgánico en las aguas residuales a medida que se escurre sobre los medios. Luego, el agua tratada se recolecta en el fondo del filtro y se envía para su posterior tratamiento.
Contactor Biológico Giratorio: En este proceso, el agua residual es rociada sobre un disco o tambor giratorio, el cual está cubierto por una biopelícula de microorganismos. A medida que el disco gira, los microorganismos consumen la materia orgánica del agua residual. Luego, el agua tratada se recolecta y se envía para su posterior tratamiento.
Reactor Batch Secuencial: En este proceso, el agua residual es tratada por lotes, donde pasa por varias etapas de tratamiento biológico. Cada etapa involucra un conjunto diferente de microorganismos que descomponen el material orgánico en las aguas residuales. Luego, el agua tratada se recolecta y se envía para su posterior tratamiento.
Después del tratamiento secundario, las aguas residuales suelen someterse a un tratamiento terciario, que implica procesos de tratamiento avanzados para eliminar contaminantes específicos. Esto se hace para asegurar que las aguas residuales tratadas cumplan con los estándares de calidad requeridos para su descarga o reutilización.
Tratamiento terciario:
El proceso de lodo activado es un proceso de tratamiento biológico común que se utiliza en las plantas de tratamiento de aguas residuales para eliminar la materia orgánica, el nitrógeno y el fósforo de las aguas residuales. Es un tipo de tratamiento secundario que sigue a los procesos de tratamiento primario, como cribado, eliminación de arena y sedimentación.
En el proceso de lodo activado, el agua residual se mezcla con un cultivo microbiano, conocido como "lodo activado", en un tanque de aireación. El lodo activado es una mezcla de microorganismos, como bacterias, protozoos y hongos, que consumen la materia orgánica de las aguas residuales y la convierten en biomasa microbiana, dióxido de carbono y agua.
El tanque de aireación generalmente está equipado con dispositivos de aireación difusos o aireadores mecánicos para proporcionar oxígeno a los microorganismos, promoviendo su crecimiento y actividad. El proceso de aireación suele tardar varias horas y requiere un alto nivel de oxígeno disuelto para apoyar el metabolismo aeróbico de los microorganismos.
Después del proceso de aireación, las aguas residuales se dirigen a un clarificador secundario o tanque de sedimentación, donde se permite que se asienten los lodos activados y los sólidos suspendidos restantes. A continuación, los lodos sedimentados se devuelven al tanque de aireación para continuar con el proceso de tratamiento, mientras que el agua clarificada se dirige a otros procesos de tratamiento, como el tratamiento terciario o la desinfección, antes de ser vertida o reutilizada.
Para mantener la efectividad del proceso de lodos activados, el cultivo microbiano debe monitorearse y controlarse cuidadosamente. Factores como la concentración de oxígeno disuelto, la disponibilidad de nutrientes, el pH y la temperatura deben mantenerse dentro de un rango específico para promover el crecimiento y la actividad de los microorganismos y garantizar un efluente de alta calidad. Además, el exceso de lodo debe eliminarse periódicamente del proceso para evitar la acumulación de sólidos inertes y mantener la población microbiana deseada.
Después del tratamiento, las aguas residuales generalmente se descargan en un cuerpo de agua receptor o se reutilizan para fines no potables, como riego o procesos industriales.
El tratamiento de aguas residuales es un proceso importante para proteger la salud pública y el medio ambiente. El tratamiento adecuado ayuda a prevenir la propagación de enfermedades transmitidas por el agua, reduce la contaminación en las vías fluviales y conserva los recursos hídricos.