Depuración de aguas residuales – 4/7: Sistemas de tratamiento

  • Share on Tumblr

Primera parte
Segunda parte
Tercera parte

José Luis Ríos Aragüez >

Como ya indicamos al principio, las aguas residuales urbanas se producen al incorporarle al agua determinadas sustancias por los usos en: las viviendas, actividades comerciales, industriales o agrícolas. Cuando hablamos del tratamiento de un agua residual, nos referimos a someterlas a uno o varios procesos que tiene como finalidad la reducción o eliminación de la contaminación introducida por las materias que le añadimos, al ser éstas perjudiciales para el medio ambiente, las aguas receptores, en definitiva para la actividad biológica. El grado del tratamiento necesario antes de hacer el vertido al medio receptor nos viene impuesto por los valores límites establecidos por la directiva 91/271/CEE.

Algunos elementos químicos, como por ejemplo los metales pesados, son letales en concentraciones muy bajas tanto para los microorganismos como para las personas. El Reglamento de Planificación hidrológica RD 907/2007 de 6 de julio, en su anexo V hace referencia a la lista de sustancias peligrosas que demos considerar, y que los Ayuntamientos tienen la obligación de vigilar y controlar.

Las sustancias contaminantes que hemos añadido a las aguas, en las últimas décadas, son de tales características y cantidades, que hemos llegado a eliminar la capacidad de autodepuración natural de muchos de nuestros ríos. Por ello nos vemos pues obligados a diseñar un conjunto de instalaciones que traten de restituirle al agua sus características, para que no suponga un riesgo a los seres vivos. El lugar donde realizamos este proceso de reducción de los contaminantes es la estación depuradora de aguas residuales (EDAR).

Según la Directiva 91/271/CEE se distinguen varios tipos de tratamiento, en función del rendimiento o grado de depuración: tratamiento primario, secundario y adecuado.

Otra forma de clasificar los tratamientos puede ser según los procesos a que podemos someter al agua: procesos físicos, procesos químicos y procesos biológicos.

El objeto final de los tratamientos siempre es el mismo: cumplir con los parámetros de vertido que se nos exige.

REJILLA DE DESBASTEIMG_0003escalado

4.1.- PROCESOS FÍSICOS EN UNA EDAR

Comprende las siguientes operaciones y en este orden:

Desbaste:

  • es una operación destinada a eliminar los residuos sólidos gruesos y finos, que acompañan al agua como son: plásticos, “toallitas”, trozos de madera, desechos en general.
  • Se realiza mediante la instalación de rejas intercaladas al paso del agua, denominándose de:

> Grueso: consiste en unos barrotes metálicos separados entre los 30 y 50 mm. En plantas grandes suelen ser mayores las separaciones 80-100 mm.

> Finos: barrotes colocados después que los anteriores separados en el entorno de los 10 mm.

La limpieza o retirada de los sólidos puede hacerse de modo manual o automático (reja motorizada con temporización para controlar el tiempo de funcionamiento).

Tamizado

Se realiza mediante chapa perforada de forma circular o malla longitudinal en el sentido de la circulación del agua, con una luz de paso entre 0,5 y 3 mm. Generalmente están motorizado y el tiempo de funcionamiento está controlado. Hemos de señalar que mientras la luz de paso sea menor, mayor será cantidad de residuos que deberá evacuarse al vertedero de residuos anualmente, más moscas y roedores serán atraídos, y mayores los olores generados (especialmente en verano).

Desarenado

Como su nombre indica su función es la de tratar de eliminar la mayor cantidad de arenas y limos que todavía arrastran las aguas en suspensión. El proceso se lleva a cabo disminuyendo la velocidad del agua, con lo que las partículas más pesadas sedimentan. Tanto su diseño, como la forma de extracción de las arenas son muy diferentes, dependiendo del tamaño de la planta.

Desengrasado

Su objeto es la de eliminar los aceites, grasas, espumas, y partículas que todavía están flotando en el agua. La operación se suele realizar inyectando aire a esta zona mediante difusores de burbuja para producir la desemulsión de las grasas y que se acumulen en la superficie, para su posterior retirada de modo manual o automático por medio de rasquetas (palas).

En general las operaciones de desarenado y desengrasado se realizan de forma conjunta.

Decantación

Representa la acción de separar las partículas que acompañan a un líquido en un tiempo corto en un recipiente (decantador). El agua residual al pasar por las distintas operaciones anteriores, lleva sólidos en suspensión, de ellos algunos son sedimentables y otros no. Mediante la reducción de la velocidad pretendemos conseguir que se elimine la mayor parte de éstos sólidos, los cuales van a constituir el fango de la EDAR, que posteriormente habrá que extraer y tratar. Los fangos contienen tanto materia inerte como microorganismos que se han adherido a las superficies de esos sólidos y son “arrastrados”. Así se consigue una cierta reducción de la materia orgánica presente. Los decantadores primarios, cuando se instalan van antes del tratamiento biológico. Suelen ser de forma circular o rectangular, y están dotados de una rascadora de fondo para acumular el fango en un poceto diseñado para esta finalidad. A la hora de diseñarlos hay que tener en cuenta el caudal medio y máximo hora, y el tiempo de retención que suele variar entre 1 y 2 horas.

En municipios donde la topografía urbana es muy accidentada y además las redes de saneamiento son unitarias, como en la mayoría de los municipios del interior de la provincia de Málaga, la experiencia demuestra que antes del desbaste es necesario disponer de un aliviadero-arenero. Se trata de disponer de un pozo de gruesos bien diseñado con una doble misión:

– Como aliviadero para las crecidas, capaz de evacuar el caudal de exceso respecto al de diseño de la EDAR.

– Y al mismo tiempo, permitir la retención de piedras de distinto tamaño y los fuertes arrastres de arenas que se producen con los episodios de tormentas y lluvias intensas.

Las piedras, arenas y otros sólidos suelen extraerse mediante cucharas bivalvas de este pozo.

image

4.2.- PROCESOS QUÍMICOS EN UNA EDAR

Dependiendo del tipo de instalación o no se realizan, o se llevan a cabo las siguientes:

Neutralización

Cuando las aguas residuales presentan un pH muy bajo (ácido) o muy alto (básico), ocasionados por vertidos industriales, es necesario proceder a ajustarlo a valores óptimos para que puedan producirse posteriormente los procesos biológicos (pH entre 6,5 y 8,5). Los compuestos más utilizados son: la cal, sosa cáustica, caliza y el ácido sulfúrico. Se realiza en un tanque o depósito específico; dependiendo de los productos que se utilicen así serán los tiempos de retención necesarios para que se lleve a cabo.

Coagulación-floculación

Las partículas que están en forma coloidal (tamaño entre 10-2 y 10-6 mm) presentan cargas eléctricas en su superficie de signo negativo, que no les permite su aglomeración y sedimentación en un proceso posterior. Para eliminar estos coloides se precisa agregar un reactivo, denominado coagulante, que neutralice las repulsiones entre las cargas eléctricas presentes. Los coagulantes más utilizados son sales de aluminio (Al3+) y de hierro (Fe3+) como el cloruro férrico . La floculación es un proceso de agrupación de partículas coaguladas (que habían sido descargadas) realizada por la acción de las sustancias denominadas floculantes que formarán partículas de un mayor tamaño (los flóculos). Los compuestos floculantes que se utilizan habitualmente son polielectrolitos orgánicos sintéticos que pueden ser no iónicos o iónicos (catiónicos o aniónicos). Los flóculos así formados favorecerán en la etapa o fase de decantación la separación de éstos del agua.

image

4.3.- PROCESOS BIOLÓGICOS EN UNA EDAR

Consideraremos como proceso biológico a aquel que se realizará en las aguas contaminadas por la actividad de los microorganismos presentes en ella, y que tienen como finalidad la eliminación de la materia orgánica biodegradable y los nutrientes (nitrógeno y fósforo).

En las aguas residuales las sustancias solubles que son biodegradables son degradadas por la acción de las bacterias consumiendo oxígeno disuelto. Como hemos indicado, el tratamiento secundario es el encargado de reducir la DBO5 de las aguas residuales urbanas o industriales, mediante el proceso de la oxidación biológica. Consistente en la asimilación de la materia orgánica degradable biológicamente por los microorganismos, en presencia de oxígeno y nutrientes.

La eliminación de la materia orgánica carbonosa se llega a cabo por las bacterias heterótrofas.

El nitrógeno orgánico soluble se elimina por asimilación y conversión en amoniaco, la nitrificación y posterior desnitrificación. La nitrificación tiene lugar en los procesos aerobios, mediante bacterias autótrofas en dos etapas; requiere grandes cantidades de oxígeno.

Actualmente muchas de las EDAR grandes y medianas construidas en nuestro país no disponen del diseño adecuado para el tratamiento del nitrógeno y fósforo según los requerimientos de la Directiva europea.

El proceso de depuración biológica está afectado por factores como: pH, temperatura, nutrientes, la actividad de los microorganismos presentes, las sustancias que inhiben el proceso de asimilación/degradación de la M.O., y la relación de nutrientes. Los nutrientes guardan las relaciones siguientes:

image

———————-

Este artículo consta de siete partes. Las que faltan irán apareciendo en los próximos días.

Primera parte
Segunda parte
Tercera parte
Cuarta parte
Quinta parte
Sexta parte
Séptima parte

Leave a Reply

Your email address will not be published.