Sistemas de depuración de aguas residuales

José Luis Ríos Aragüez »

Índice

1. Definiciones y exigencias normativas en los vertidos

La gestión del ciclo integral del agua se ha convertido en un problema de la máxima importancia en la sociedad actual. Cada día necesitamos más cantidad de agua y someterla a más tratamiento para darle la calidad requerida. A pesar de que la Directiva 91/2917CEE establecía el límite del 31 de diciembre de 2005 para implantar la depuración de las aguas residuales urbanas en poblaciones de más de 2.000 habitantes-equivalentes, la realidad es que aún hoy quedan muchas EDAR por construir en nuestro país, y muy especialmente en los municipios pequeños, medianos y los núcleos de población diseminados. La coyuntura económica actual va a retrasar nuevamente la implantación de la depuración de aguas residuales para obtener el objetivo “vertido 0” en el año 2015.

El agua una vez captada (manantial, pozo o embalse) es transportarla y sometida a un tratamiento de potabilidad (calidad) para conseguir que sea apta para el consumo humano. Es distribuída por las tuberías (redes de distribución) a nuestras viviendas, locales comerciales o industrias, siendo el Ayuntamiento la entidad responsable de este servicio (abastecimiento).

A partir del momento que comenzamos a “usar” el agua, le incorporamos elementos o sustancias de muy diversa naturaleza, e incluso alteramos su temperatura, generándose lo que denominamos AGUAS RESIDUALES. Las canalizamos mediante una red de tubería (red de saneamiento) y la dirigimos a un vertido directo o le damos entrada en una estación depuradora de aguas residuales (EDAR).

Al “desechar” estas aguas, podemos dar lugar a una clasificación de las mismas según su procedencia. El Real Decreto-Ley11/1195 de 28 de diciembre (BOE nº 312 de 30 de diciembre de 1995, que transpone la Directiva 91/271/CEE del Consejo relativa al tratamiento de las aguas residuales urbanas) define los siguientes términos:

• a) Aguas Residuales Urbanas (ARU): las aguas residuales domésticas o la mezcla de éstas con aguas residuales industriales o con aguas de escorrentía pluvial.
• b) Aguas residuales domésticas: las aguas residuales procedentes de zonas de vivienda y de servicios, generadas principalmente por el metabolismo humano y las actividades domésticas.
• c) Aguas residuales industriales: todas las aguas residuales vertidas desde locales utilizados para cualquier actividad comercial o industrial, que no sean aguas residuales domésticas ni aguas de escorrentía pluvial.

El agua de escorrentía en las ciudades está siendo tenía más en consideración cada día debido a la alta concentración de sustancias contaminantes que arrastran después de un periodo corto de lluvias. En nuestro país, en las grandes ciudades se están recogiendo en los llamados “tanques de tormenta”.

Será pues fundamental el conocer las características de estas aguas residuales desde el punto de vista físico, químico y biológico, para evaluar las posibles consecuencias que podrían tener sobre el medio ambiente al ser descargadas o vertidas a un medio.

Según establece la ley de aguas en su art. 100, estáprohibido, con carácter general, el vertido directo o indirecto de aguas y de productos residuales susceptibles de contaminar las aguas continentales o cualquier otro elemento del dominio público hidráulico, salvo que se cuente con la previa autorización administrativa. Para obtener dicha autorización se deberán utilizar las mejores técnicas disponibles y de acuerdo con las normas de calidad ambiental y los LÍMITES DE EMISIÓN FIJADOS REGLAMENTARIAMENTE.

Los requisitos que deben cumplir, tanto los vertidos como las instalaciones de tratamiento, están fijados por la Directiva 91/271/CEE y son los siguientes:

Los análisis de vertidos procedentes de fosos de fermentación se llevarán a cabo sobre muestras filtradas; no obstante, la concentración de sólidos totales en suspensión en las muestras de aguas sin filtran no deberán superar los 150 mg/l.

La Directiva 91/271/CEE establece los siguientes conceptos:

Habitante-equivalente(h-e): la carga orgánica biodegradable con una demanda bioquímica de oxígeno de 5 días (DBO5) de 60 g de oxígeno por día.

Tratamiento primario: el tratamiento de aguas residuales urbanas mediante un proceso físico y/o químico que incluya la sedimentación de sólidos en suspensión, u otros procesos en los que:
– la DBO5 de las aguas residuales que entren se reduzca por lo menos en un 20 % antes del vertido
– y el total de sólidos en suspensión en las aguas residuales de entrada se reduzca por lo menos en un 50 %.

Tratamiento secundario: el tratamiento de aguas residuales urbanas mediante un proceso que incluya, por lo general, un tratamiento biológico con sedimentación secundaria, u otro proceso en el que se respeten los requisitos del cuadro 1.

Tratamiento adecuado: el tratamiento de las aguas residuales urbanas mediante cualquier proceso y/o sistema de eliminación en virtud del cual, después del vertido de dichas aguas, las aguas receptoras cumplan los objetivos de calidad pertinentes y las disposiciones pertinentes de las Directivas que le son de aplicación.

Zona sensible: medio acuático que teniendo un intercambio de aguas escaso puede incluirse en uno de los siguientes grupos:
– a) Lagos de agua dulce naturales, otros medios de agua dulce, estuarios y aguas costeras que sean eutróficos o que podrían llegar a ser eutróficos en un futuro próximo si no se toman medidas de protección.
– b) Aguas dulces de superficie destinadas a la obtención de agua potable que podrían contener una concentración de nitratos superior a la que establecen las disposiciones pertinentes de la Directiva 75/440/CEE del Consejo, de 16 de junio de 1975, relativa a la calidad requerida para las aguas superficiales destinadas a la producción de agua potable en los Estados miembros, si no se toman medidas de protección.

Zona menos sensible: medio o zona de agua marina en el que el vertido de aguas residuales no tenga efectos negativos sobre el medio ambiente debido a la morfología, hidrología, o condiciones hidráulicas específicas de la zona.

Eutrofización: el aumento de nutrientes en el agua, especialmente de los compuestos de nitrógeno y fósforo, que provoca un crecimiento acelerado de algas y especies vegetales superiores, con el resultado de trastornos no deseados en el equilibrio entre organismos presentes en el agua y en la calidad del agua a la que afecta.

Fangos: los lodos residuales, tratados o no, procedentes de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales urbanas.

---

2. Características de las aguas residuales urbanas

Hemos de diferenciar entre características físicas, químicas y biológicas.

2.1.- CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

Vamos a considerar las siguientes: color, olor, temperatura, conductividad y sólidos.

2.1.1.- Color: varía en función del tiempo que transcurre desde que se genera hasta que llega al lugar de tratamiento o vertido (sin tratamiento) al medio receptor. Varía entre el tono beige claro (recién producida), a grisácea en función de las condiciones de septicidad que se dan en ellas (reducción o desaparición del oxígeno en el agua residual).

Cuando se producen vertidos de industrias específicas se produce la coloración de las mismas según las sustancias que se le agregan al agua. Caso por ejemplo de:
– el vertido de la sangre en aguas de provenientes de un matadero sin tratamiento alguno.
– Vertido de pinturas provenientes de talleres o fábricas:

El color es el primer elemento que vamos a percibir al observar el agua residual; el operador de una EDAR detecta de inmediato si el color es el habitual o tiene, ligeras o acusadas, variaciones.

2.1.2.-Olor: el agua residual “normal” no presenta olores, se producirán si la distancia entre el lugar de generación y el de tratamiento o vertido (sin tratamiento) es elevada, provocándose la disminución de oxígeno en el agua que da lugar a olores más o menos intensos.

Los vertidos del alperujo producido en las almazaras confieren al agua un olor a aceituna/aceite (además de un color marrón oscuro característico).

Los vertidos de gasoil/fueloil son muy intensos y en seguida dan el “tufo”.

Es la característica que, después del color, nos va a producir señales de “alarma” de que algo ha acompañado o está acompañando a las aguas residuales.

2.1.3.- Temperatura: es un parámetro muy importante, pues valores muy bajos (inferiores a 12º C) o altos (superiores a 20º C) producirá interferencia en el proceso de tratamiento. El aumento de la temperatura del agua residual respecto a la temperatura ambiente viene como consecuencia del uso de los calentadores domésticos calderas, que le confieren al agua varios grados más. También algunas industrias contribuyen por sus procesos productivos a elevar la temperatura.

En la provincia de Málaga, en los municipios del interior, la temperatura media del agua residual de entrada en las EDAR está en:
Invierno: en el entorno de los 11-13º C
Verano: en el entorno de los 22-25 ºC
Se duplica entre ambas estaciones.

Las ordenanzas de vertido municipales suelen limitar el valor de la temperatura del agua residual descargada a la red de saneamiento en el entorno de los 30º C.

2.1.4.- Conductividad: si bien algunos autores no la reseñan, si tiene una gran importancia su control en la explotación de una EDAR, pues nos estará indicando la presencia de sales disuelta, impurezas, que en la mayoría de los municipios interiores de la Provincia de Málaga provienen de descargas/vertidos de las actividades agroalimentarias. Si se pretende reutilizar el agua tratada para riego agrícola es fundamental su control, a fin de no superar determinados valores.

Las ordenanzas municipales, de aquellos municipios que la poseen, suelen limitar el vertido a las redes de saneamiento a valores en el entorno de los 3.500 micro-siemens/cm.

2.1.5.- Sólidos: como hemos señalado anteriormente, es uno de los parámetros que limita la Directiva, en concreto nos señala los sólidos en suspensión, por tanto será un parámetro fundamental en el control de los vertidos.

De forma general se acepta, que todo lo que acompaña al agua residual y que no es agua son sólidos. Estos sólidos pues, representan el contenido de las sustancias que contiene el agua residual.

Los sólidos se nos presentan de varias formas en el agua:
– Como materia sólida flotando: fragmentos de papel, cartón, plástico, madera, heces, etc., que serán retiradas de las aguas y no se cuantificarán.
– Sólidos en suspensión: son partículas que tienen un tamaño superior a 0,45 micras, que no pasarán por un filtro de 0,45 micras de poro. Por ejemplo: arena, limo, arcilla, diferentes microorganismos, etc.
– Sólidos disueltos: aquellos que pasarán a través del filtro.

En los sólidos en suspensión, se distingue según que sedimenten o no las partículas, pasado un tiempo determinado, entre:
– sólidos en suspensión sedimentables: aquellas que por su peso sedimentarán en un tiempo determinado y se separarán del agua.
– sólidos en suspensión no sedimentables: aquellos que no sedimentarán, bien por su peso (próximo al del agua), o bien por estar en forma coloidal.

Los Sólidos en Suspensión son la suma de los Sólidos Sedimentables y No Sedimentables.

Denominaremos Sólidos Totales a la suma de los Sólidos en suspensión y los Sólidos Disueltos presentes en las muestras analizadas del agua residual objeto de estudio. Se expresa en mg/l.

A los sólidos también los podemos clasificar de otra diferente, atendiendo exclusivamente a la naturaleza química de los mismos como sólidos orgánicos o volátiles y sólidos inorgánicos o fijos.

El resultado de la caracterización de los sólidos totales, será el mismo utilizando la vía de la naturaleza o por la forma de los sólidos en suspensión y disueltos que están presentes en el agua residual.

2.2.- CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DEL AGUA RESIDUAL

Distinguiremos entre los compuestos orgánicos, inorgánicos y los gases presentes en el agua residual-

2.2.1.- MATERIA ORGÁNICA

Solemos denominar química orgánica a la de los compuestos carbonados; los alimentos están constituidos fundamentalmente por compuestos de carbono tales como: carbohidratos, proteínas, grasas. Sabemos que los organismos vivos realizan la “digestión” y asimilación de los alimentos a través del conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en él, proceso que denominamos metabolismo.

De las sustancias que están presentes en las aguas residuales, los compuestos orgánicos son los de mayor importancia. Para medir de forma general el contenido de materia orgánica presente en un agua residual se utilizan los siguientes parámetros habitualmente:
– La Demanda Bioquímica de Oxígeno a los 5 días (DBO5)
– La Demanda Química de Oxígeno (DQO)

Está comprobado que la contaminación del agua por materia orgánica produce la caída de la concentración del oxígeno disuelto en ella, ejemplo típico de lo que ocurre en un río aguas abajo del punto de vertido.

Con oxígeno disuelto en el agua residual, los microorganismos presentes podrán consumirlo parcial o totalmente, al metabolizar toda la materia orgánica, o una parte. Si la materia orgánica presente es oxidada por los organismos (biológicamente) decimos que es biodegradable, pero la que no es oxidada la denominamos materia orgánica no biodegradable (no asimilable). Es pues fácil de entender que, en general, serán compuestos orgánicos más fácilmente biodegradables para los microorganismos los:
– que tengan un bajo peso molecular que los de mayor peso molecular
– compuestos naturales que los sintéticos
– compuestos “más simples” que los “complejos”.

2.2.1.1.- DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO a los 5 días (DBO5)

Nos indica la materia orgánica biodegradable presente en una muestra de agua residual (vía biológica).

Se obtiene por la diferencia de la concentración de oxígeno disuelto en un agua después de ser incubada la muestra durante un periodo de cinco días, en unas condiciones específicas: a 20º C, en la oscuridad y con un pH neutro.

Representa el oxígeno consumido por los microorganismos presentes en el agua residual al degradar los compuestos del carbono (materia orgánica carbonácea), pero no por los compuestos nitrogenados (que comienzan a ser degradados más tarde por bacterias específicas).

Se expresa en mg de O₂/l o en ppm (1 ppm. = 1 mg/l)

Como se ha indicado anteriormente la Directiva 91/271/CEE limita el valor de la DBO5 en los vertidos a 25 mg O₂/l.

La imagen, que he retocado de la fuente señalada, nos muestra como la DBO5 debido a los compuestos del carbono no representa la totalidad del consumo de oxígeno que realizan el conjunto de los microorganismos presentes en un agua residual, sólo la de los microorganismos denominados heterótrofos. Pues la eliminación del nitrógeno precisa de la acción de los microorganismos autótrofo, que consumen una determinada cantidad de oxígeno pero comienzan a actuar con posterioridad al tiempo de medida de la DBO5.

2.2.1.2.- DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO: DQO

Representa la cantidad de oxígeno consumido al oxidar químicamente las sustancias orgánicas y algunas inorgánicas (biodegradables y no biodegradables) que están presentes en el agua residual, sin intervención de los microorganismos (vía química). El ensayo se realiza con una sustancia fuertemente oxidante como es el dicromato potásico en caliente.

Es un parámetro mucho más rápido de obtener que la DBO5, a lo sumo en dos se tiene su valor. Obteniéndose así el consumo de oxígeno tanto por la materia orgánica biodegradable y no biodegradable en el agua residual.

Se expresa en mg de O₂/l o en p.p.m. (1 ppm. = 1 mg/l)

Como se ha indicado anteriormente la Directiva 91/271/CEE limita el valor de la DQO en los vertidos a 125 mg O₂/l .

2.2.1.3.- BIODEGRADABILIDAD

A la relación entre la DBO5 y la DQO se le denomina Biodegradabilidad de las aguas residuales. Nos da una idea de la posible naturaleza de los compuestos presentes, es decir, de que las sustancias que van en el agua residual sean más o menos asimiladas por los microorganismos y en consecuencia con un posible origen más de tipo doméstico que de tipo industrial:

Hay que hacer constar que en algunas Confederaciones Hidrográficas, al emitir la autorización de vertido, señalan otros parámetros de vertido a controlar, con sus correspondientes valores máximos, como: detergentes y aceites y grasas.

2.2.2.- MATERIA INORGÁNICA

Los parámetros de mayor importancia a tener en cuenta en depuración de aguas residuales son: pH, nutrientes (nitrógeno y fósforo), y gases. Como hemos indicado anteriormente, la normativa sólo nos obliga a controlar el nitrógeno y el fósforo en instalaciones de tratamiento superiores a 10.000 h-e o si la zona es o no sensible.

Algunas Confederaciones Hidrográficas, al emitir la autorización de vertido, señalan valores máximos de parámetros como el pH.

2.2.2.1.- pH

Sabemos que valores de pH:
– superiores a siete indican un agua con carácter BÁSICO
– inferiores a siete carácter ÁCIDO

Los valores recomendables del pH para no interferir en los procesos biológicos de depuración son entre 6,5 y 8,5.

Es muy importante poder disponer de pHmetro de medida en continuo en la zona de entrada del agua residual a la depuradora, que nos advierta de la presencia de sustancias con pH perjudiciales para nuestros procesos, provocados por vertidos de actividades industriales.

En las EDAR de los municipios del interior de la provincia de Málaga el pH de entrada se encuentra en 7,8. Sólo con episodios de vertidos industriales se alteran estos valores.

2.2.2.2.- NITRÓGENO

La Directiva 91/271/CEE distingue en las aguas residuales el nitrógeno presente en varias formas: como ión amonio (NH 4), mayoritariamente, y nitrógeno orgánico (N-orgánico), formando ambos el nitrógeno total Kjedhal (NTK), y en concentraciones reducidas en forma de nitritos (NO^2-) y nitratos (NO^3-). Todas las formas constituyen conjuntamente el Nitrógeno Total (N).

Las formas oxidadas son los nitritos y nitratos, y las formas no oxidadas el nitrógeno amoniacal y el orgánico.

Su concentración se expresa en mg / l.

El nitrógeno total está limitado en los vertidos de zonas sensibles para no superar:
– 10 mg/l en las aglomeraciones urbanas superiores a 100.000 h-e
– 15 mg/l en aglomeraciones urbanas entre 10.000 y 100.000 h-e

2.2.2.3.- FÓSFORO

Representa el nutriente principal de la eutrofización en los embalses, lagos, y en general en las masas de agua.

Las aguas residuales lo contienen principalmente por los detergentes (domésticos e industriales) y fertilizantes (por la escorrentía de las tierras de cultivo). Los compuestos de fósforo se encuentra en forma de ortofosfato (PO₄^3-), polifosfatos (P₂O₇^4-) que se añaden a los detergentes y fósforo orgánico.

La concentración de fósforo total en los vertidos de zonas sensibles está limitado, no pudiéndose superar los valores siguientes:
– 1 mg/l en las aglomeraciones urbanas superiores a 100.000 h-e
– 2 mg/l en aglomeraciones urbanas entre 10.000 y 100.000 h-e

El aumento creciente de la concentración de nitratos y fosfatos en el agua origina una proliferación excesiva de plancton y algas, provocándose una disminución de oxígeno disuelto que pueden llevar a la desaparición de los peces en el medio. Algunos estudios, están señalando la presencia máxima de medusas en las playas a las concentraciones de nutrientes en el mar Mediterráneo.

2.2.3.- GASES

Nos referiremos al oxígeno, el sulfuro de hidrógeno y el metano.

2.2.3.1.- OXÍGENO DISUELTO

El oxígeno disuelto en el agua es imprescindible para la vida, por ello la concentración de oxígeno disuelto es un parámetro muy importante en el control de los vertidos. Los peces requieren una concentración de oxígeno mínima de entre 2 y 3 mg de O₂/l.

Sabemos que la solubilidad de un gas en un líquido disminuye al aumentar la temperatura. Como conocimiento general se expresa algunas concentraciones a ciertas temperaturas en el agua.

La concentración de oxígeno en el aire también varía con la altitud.

El mantenimiento de unos valores del oxígeno disuelto en el tratamiento del agua residual tiene una importancia vital. Dependiendo del tipo de tratamiento secundario instalado, para la depuración, se requerirán unos valores mínimos por encima de 1,5 mg de O₂/l como por ejemplo en los fangos activados sin nitrificación y por encima de 2,5 mg/l de O₂/l si se realiza la nitrificación.

Si el consumo de oxígeno, por los microorganismos presentes en un agua residual, es superior al que tiene disuelto el agua, su concentración irá disminuyendo hasta agotarse pasado un tiempo.

2.2.3.2.- SULFURO DE HIDROGENO

El sulfuro de hidrógeno (H₂S), es una molécula muy parecida a la del agua, pero es un gas tóxico que tiene un olor desagradable muy típico (recuerda a huevos podridos). Se produce por la descomposición bacteriana de algunos compuestos orgánicos o la reducción bacteriana de los sulfatos. La formación de este gas en las redes de alcantarillado supone un grave problema, que ha producido episodios de muerte en algunas ocasiones. Breves exposiciones a concentraciones de 140 mg/m³ origina nauseas y conjuntivitis. Exposiciones a concentraciones superiores a 280 mg/m³ originan pérdida de conciencia, parálisis respiratoria y muerte.

Podemos decir que el olor del H₂S no es el principal problema en las redes de alcantarillado, sino la corrosión que se produce por la formación de ácido sulfúrico en la superficie interior de las tuberías de hormigón en las zonas no mojadas por el agua que circula; ataca a los metales.

2.2.3.3.- METANO

Además de por los riesgos a la salud de las personas, la emisiones de metano en una depuradora, como en cualquier otra actividad, contribuyen al efecto invernadero.

Está producido por la acción de las llamadas bacterias metanogénicas que se desarrollan por ejemplo en: las aguas residuales, los vertederos de residuos urbanos, o el estómago de los rumiantes.

Es necesario controlar y/o eliminar las emisiones de CH₄ a la atmósfera de las EDAR.

2.3.- CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES

En los parámetros de calidad ambiental fijados por la Directiva 91/271 para los vertidos no figura ninguna referencia a las características microbiológicas del agua residual.

Encontramos algunas referencias a las características microbiológicas de las aguas desde el punto de vista sanitario en:
– La Directiva 75/440 establece que los objetivos de calidad exigidos a las aguas dulces superficiales que sean destinadas a la producción de agua potable, trasponiéndose a la normativa española por la Orden del 11 de mayo de 1988 y por Orden del 15 de octubre de 1990. Estableciendo unos niveles de calidad según el grado de tratamiento que deben recibir para la potabilización: tipo A1, tipo A2, tipo A3. Fijando las concentraciones máximas deseables de coliformes totales y fecales, y de estreptococos fecales.
– La Directiva 76/160 de calidad de las aguas de baño, de 8 de diciembre de 1975, define los requisitos microbiológicos de calidad de las aguas de baño hasta un máximo de 10.000 CT/100 ml; 2.000 CF/100 ml, con ausencia de salmonela y de enterovirus (PFU/10ml).

El Real Decreto 1620/2007 de 7 de diciembre, régimen jurídico de reutilización de las aguas residuales, señala expresamente a las bacterias y los helmintos como microorganismos con valores máximos admisibles por los efectos negativos en la salud que puede producirnos:

– Las bacterias: un gran número de especies de bacterias viven en los intestinos de las personas sanas y se excretan con las heces. Los tipos de bacterias más habitualmente utilizadas como indicadores son: Escherichia coli y Legionella ssp.

– Los helmintos: tanto en estado de larva como sus huevos son excretadas, los indicadores son: Taenia saginata, Taenia solium y nematodos intestinales.

En el agua residual urbana existe una amplia variedad de microorganismos, siendo alguno de ellos capaces de producir efectos muy negativos en la salud de los humanos.

Las aguas residuales urbanas poseen un conjunto de microorganismos necesarios para llevar a cabo el proceso de depuración, entre los que se encuentran: las bacterias, protozoos, algas, rotíferos, nemátodos, a veces pequeños crustáceos (caracoles como se observan en ocasiones en los lechos bacterianos) y hongos. Según el sistema de tratamiento biológico y las condiciones de los mismos el desarrollo de unos microorganismos será mayor que otros.

De los microorganismos presentes en las aguas residuales son las bacterias las encargadas de llevar a cabo la depuración al:
– Realizar la descomposición y asimilación de la materia orgánica.
– Mineralizar la materia orgánica, participando en los ciclos biogeoquímicos del carbono, nitrógeno, fósforo, azufre, entre otros elementos.

Se pueden clasificar desde distintos puntos de vista:

a) Dependiendo de la fuente de alimentación del carbono se clasifican en:
– Autótrofas: crecen y se desarrollan consumiendo carbono inorgánico (CO₂)
>Heterótrofas: para desarrollarse dependen de los compuestos orgánicos.

b) Según sus necesidades de oxígeno son:
– aerobias: necesitar para desarrollar la presencia de oxígeno
– anaerobias: no pueden sobrevivir en presencia de oxígeno
– facultativas: se adaptan a las dos situaciones anteriores c) Según la forma del cultivo bacteriano:
– en suspensión: el crecimiento bacteriano tiene lugar en suspensión en licor mezcla
– fijo: o de biopelícula, las bacterias se desarrollan fijadas a un medio soporte.

2.4.- COMPOSICIÓN TÍPICA DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS

No existe una caracterización única de las aguas, no hay dos aguas residuales iguales, por ello, a título de ejemplo se puede expresar algunos valores relativamente normales.

En los pequeños y medianos municipios de la provincia de Málaga el rango típico de la composición de las aguas residuales influentes a las EDAR es:

---

3. Parámetros a tener en cuenta en una EDAR

3.1.- CAUDALES

Antes de proyectar una instalación de tratamiento de aguas residuales son imprescindibles dos cuestiones previas:

• Realización del estudio de composición de las aguas residuales que se vierten en un municipio, abarcando la totalidad de los puntos de vertido, sean estos uno o varios, durante campañas de siete días seguidos, con equipos de recogida automáticos durante 24 horas, dotados con 24 botellas. Las muestras recogidas se integrarán en proporción al caudal. Esta es la única forma de conocer el agua que se va a tratar.
• Realización del estudio de caudales, con registros horarios y diarios, en el mismo periodo que el del apartado anterior.

Ambos estudios deben realizarse al mismo tiempo, para conocer las posibles variaciones horarias, diarias y estacionales, como mínimo en dos campañas: la época de lluvias y en el verano.

El periodo de muestro debe abarcar los siete días de la semana. Sobre todo si se trata de municipios donde la población varía los fines de semana o en época de vacaciones. De esta manera podremos conocer con la mayor exactitud posible la situación de partida. Se debe tratar de obtener las situaciones de mayor contaminación.

La experiencia demuestra actualmente que sin estos estudios previos de campo, la posibilidad de cometer errores será muy alta, difíciles de subsanar después. Los caudales pueden sufrir grandes cambios. Hay que determinarlos en cada caso concreto. Desgraciadamente se ha abusado mucho de la “técnica” de proyectar sin estudios de campo in situ, sino por los ratios “establecidos” que nunca se cumplen, encontrándonos con muchas instalaciones proyectadas y que no funcionan adecuadamente por no haber realizado ninguna campaña de muestreo. De la misma forma que no se puede proyectar la cimentación de un edificio sin los estudios geotécnicos del terreno específico, no se puede proyectar una depuradora sin disponer de los datos exactos del agua de partida para dimensionar todos los elementos que contendrá. Conocer qué agua residual tenemos y en qué cantidad.

Los estudios en los municipios, donde las variaciones del caudal diario sean muy acusados, en distintos momentos del año, cobran una dimensión muy especial.

Se ha de tener en cuenta otras consideraciones importantes:

• Si la red de saneamiento es unitaria o separativa.
• Si la población del municipio está concentrada en el casco urbano o cuenta con diseminados en el medio rural, en uno o varios núcleos.
• Si existen o no aliviaderos de pluviales en algunos puntos de la red de saneamiento.
• Si hay actividades industriales, tiempo de funcionamiento y características de sus vertidos y caudales.
• Caudales diarios suministrados a las redes de distribución, que pueden ser muy diferentes a los m³ facturados por el ayuntamiento.
• En los municipios rurales ha de tenerse en cuenta la posible pérdida o ganancia de caudales en las redes de saneamiento respecto al agua de consumo suministrada por el Ayuntamiento: la presencia de huertos familiares o pequeñas parcelas cultivadas en las cercanías del casco urbano aumentan el consumo de agua pero que luego no van a parar a la red de saneamiento (pérdidas de caudales). Se puede producir el caso contrario (ganancia de caudales), por actividades industriales que dispongan de perforaciones (captaciones) propias, con las que se abastecen para algunas tareas, pero que no se contabilizan en el suministro municipal (por ejemplo plantas de hormigón), o si existan injerencias de las acequias o canales de riego con las redes de saneamiento y que produzcan descargas de agua en épocas de lluvia u otros momentos.

En los municipios pequeños y algunos medianos, los caudales nocturnos, comprendidos entre el entorno de las 23 horas a las 6 horas del día siguiente, son nulos o casi nulos, pues los caudalímetros no llegan a registrarlos. En consecuencia el caudal de agua diario no se produce en 24 horas, sino en el entorno de 17 horas, lo que representa un caudal horario real superior. Veamos un ejemplo.

Si en un municipio entran 480 m3 al día, esto representa un caudal horario de 20 m3/hora (considerando el caudal distribuido en 24 horas), pero si distribuye en tan sólo 17 horas, esto representaría un caudal hora de 28,2 m3/h, es decir un 41 % más por hora en el “día” de 17 horas. Diferencia importante para tener en cuenta. A medida que los cascos urbanos tienen más población estos efectos se aminoran.

En los municipios pequeños y medianos del interior de la provincia de Málaga el caudal medio diario por persona y día suministrado por los Ayuntamientos está en 400 litros/persona y día, con variaciones comprendidas entre 165 y 1.000 litros/persona y día.

Suele ser frecuente que cuando los precios o tasas del agua potable son “económicas” y no responde mínimamente a los costes reales del servicio, los caudales consumidos por los usuarios son mayores.

En el estudio de caudales se determinarán los caudales horarios máximo y mínimo.

Una vez construida una EDAR es obligatorio que disponga de medidor de caudales a la salida de la misma.

3.2.- CARGA EN UNA EDAR

Cuando hablamos en depuración de la carga de una depuradora, nos estamos refiriendo al resultado obtenido al multiplicar la concentración de materia orgánica (DBO5) por el caudal diario, se expresa en Kg/día. Es necesario realizar el ajuste de las unidades, pues mientras que el laboratorio nos da la concentración de la DBO5 en mg/l, el caudalímetro nos muestra el caudal totalizado en 24 horas en m³.

En otras ocasiones se utiliza la concentración de los Sólidos en Suspensión, obteniéndose el resultado igualmente en Kg/día.

Las variaciones de concentración de la materia orgánica a lo largo del día en la entrada de la EDAR, producirán valores de cargas diferentes, igualmente las variaciones de caudal. Así pues, el correcto diseño de los elementos constituyentes de una EDAR deberá tener muy presente estas dos variables a lo largo del día, y la estacionalidad. Siempre con los datos obtenidos “in situ”, y no por otras vías.

Cuando por la noche no entre agua residual en una EDAR (pequeños municipios) esto producirá efectos negativos en el rendimiento, por lo que se deberá de tener muy en cuenta en su diseño, y proyectar los elementos adecuados con la finalidad de atenuar esta situación.

Hay que tener presente que incluso en un mismo municipio, obtenida la composición de los vertidos, en caso de existir más de uno, los resultados de los parámetros analizados serán distintos. No hay dos aguas iguales.

3.3.- RENDIMIENTOS

La Directiva 91/271 CEE establece unos porcentajes mínimos de reducción en los vertidos para los sólidos en suspensión, la DBO5, el Nitrógeno Total y el Fósforo Total. Dependiendo del tipo de tratamiento, primario o secundario, nos obliga a unos porcentajes mínimos de reducción respecto a los valores de entrada de los sólidos en suspensión y la DBO5.

El cálculo de estos porcentajes se realiza de la siguiente forma:

RENDIMIENTO = (Valor concentración de entrada – Valor concentración de salida) * 100/ valor concentración de entrada

Operando para cada uno de los parámetros señalados.

3.4.- LÍNEA DE AGUA-LÍNEA DE FANGOS. ESQUEMA DE UNA EDAR

En una depuradora “tratamos” un agua residual entrante para “extraerle” sustancias contaminantes, y verter ese agua pero con menos sustancias perjudiciales al medio receptor.

En esta tarea tenemos claramente dos operaciones que realizar, por un lado, canalizar y transportar “el agua” y por otro lado, extraer y tratar “las sustancias contaminantes” que vamos a eliminar. Por ello, simplificamos y hablamos de:

LÍNEA DE AGUA: como el conjunto de procesos e instalaciones que nos reducen o eliminan las sustancias contaminantes que acompañan al agua para conseguir los objetivos de calidad requeridos en su depuración.

LÍNEA DE FANGOS: el conjunto de procesos e instalaciones empleados para la extracción, concentración y el tratamiento de los productos originados en la línea de agua y que son necesarios de eliminar: los fangos.

ESQUEMA DE UNA EDAR:

---

4. Sistemas de tratamiento

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.

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.

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.

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:

---

5. Tratamientos

En función de la implantación de procesos físicos, químicos o biológicos en una EDAR vamos a denominar su tratamiento como:

• A) PRETRATAMIENTO
• B) TRATAMIENTO PRIMARIO
• C) TRATAMIENTO SECUNDARIO
• D) TRATAMIENTO TERCIARIO

A la hora de expresar los rendimientos de cada uno de los tratamientos respecto a las variables que establece la Directiva 91/271, los SS y la DBO5, es fundamental describir los elementos con que cuentan las instalaciones, de lo contrario no podemos comparar con rigor el comportamiento de las EDAR. Así por ejemplo, en las instalaciones de los pequeños y medianos municipios, no es igual que una instalación que sólo disponga de reja de gruesos y de fino, pero no de tamiz, o que otra que si disponga de éste; o bien que no se disponga de decantación primario o si esté presente.

5.1.- PRETRATAMIENTO

Antes de someter las aguas residuales a un tratamiento, se realizan las operaciones físicas descritas en el punto 4.1: desbaste, tamizado, desarenado y desengrasado.

El rendimiento puede oscilar entre 5 y el 15 % para los sólidos en suspensión y entre el 5 y 10 % para la DBO5.

5.2.- TRATAMIENTO PRIMARIO

Las operaciones que conlleva son: decantación primaria y/o tratamientos físico- químicos (coagulación-floculación).

Si bien algunos tratamientos secundarios como el de fangos activados con aireación prolongada, y el lagunaje no se proyectan con decantador primario, en los diseños de las EDAR de municipios pequeños y medianos ha sido una práctica muy extendida no implantarlo como criterio general. La experiencia demuestra que es muy aconsejable su implantación.

5.3.- TRATAMIENTO SECUNDARIO O BIOLÓGICO

Incluye un proceso biológico con decantación secundaria, para reducir o eliminar la contaminación orgánica que sea biodegradable y que aún permanece en el agua, mediante la acción de los microorganismos en un medio con oxígeno (aerobio) y nutrientes (nitrógeno y fósforo). También se utiliza para la eliminación de los sólidos coloidales que no hayan decantado en las etapas o tratamientos anteriores.

El lugar físico donde tiene lugar se denomina reactor biológico.

5.4.- TRATAMIENTO TERCIARIO O AVANZADO

Cuando el efluente que tenemos después de someter el agua al tratamiento primario y secundario no cumple con los requisitos preceptivos o las exigencias para un uso determinado, se hace necesario aplicar un método más específico, que permitirá reducir o eliminar los contaminantes presentes. En estos casos nos referimos al tratamiento terciario o avanzado.

Se utiliza tanto para una mayor reducción de materia orgánica, nutrientes (nitrógeno y/o fósforo), sustancias disueltas o en suspensión, metales o desinfección.

En el caso concreto del uso agrícola de las aguas regeneradas (aguas depuradas que han sido sometidas a un tratamiento adicional que puede ser necesario para adecuar su calidad a al uso previsto), se exige por la normativa vigente (RD 1620/2007, de 7 de diciembre de 2007, de régimen jurídico de la reutilización de las aguas residuales) un tratamiento complementario para conseguir unas concentraciones máximas (en el caso de calidad 2.1) de:

Los tratamientos específicos para la reducción del nitrógeno y/o fósforo a concentraciones inferiores establecidos en la Directiva 91/271, sería otro ejemplo de tratamiento avanzado o terciario.

---

6. Descripción de los tratamientos secundarios o biológicos

Vamos a describir los siguientes tratamientos: fangos activados, de biomasa fija (lechos bacterianos), biodiscos, sistemas de biomasa fija sobre lecho móvil, lagunaje. Todos ellos dispondrán anteriormente de un pretratamiento y tratamiento primario. Según las características de caudal de entrada y caracterización de las aguas residuales se precisarán todos los elementos descritos o parte de ellos.

6.1.- FANGOS ACTIVADOS

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.

El proceso de fangos activados es el sistema de tratamiento biológico más utilizado, llamado tratamiento convencional. Consiste en realizar en un depósito aireado (reactor biológico) una mezcla entre el agua residual influente, el lodo y el oxígeno necesario, para el desarrollo de los microorganismos presentes, en forma de flóculos en suspensión, realizándose así la degradación de la materia orgánica. Mediante la agitación se trata de evitar la sedimentación de los flóculos y conseguir así una homogeneización con el agua residual, mezcla que se denomina licor mezcla.

Cuando no se elimina el nitrógeno en el tratamiento biológico (sin nitrificación) la mayor parte de los compuestos orgánicos que contienen nitrógeno pasan amonio. Siendo una parte utilizada por las bacterias, por cada gramo de biomasa generada se elimina 0,12 g de amonio, la otra parte el 88 % se vierte al medio. En una EDAR que pretenda eliminar el nitrógeno (con nitrificación y desnitrificación), el proceso se realiza en varias etapas: conversión del nitrógeno orgánico a amonio, éste a nitritos y estos a nitratos, para mediante la desnitrificación emitirlo a la atmósfera. En el caso de implantarse la nitrificación- desnitrificación el reactor biológico debe contar con una zona anóxica y otra óxica que requiere un mayor aporte de oxígeno (recordar la imagen mostrada en la DBO5).

El oxígeno necesario para mantener un ambiente aerobio se lleva a cabo por medio de aireadores superficiales o difusores de burbuja. Los agitadores sumergidos están tanto en la zona anóxica como de la óxica. En las EDAR más pequeñas, también se utilizan las bombas eyectoras.

Las aguas residuales al ser aireadas un tiempo adecuado producen en el fondo del reactor una sedimentación de partículas en suspensión cargado de bacterias, produciendo el fango. Ello requiere el suministro del oxígeno necesario para el crecimiento de los microorganismos y la formación de los flóculos del tamaño adecuado para su posterior sedimentación en el decantador secundario. Sin la formación correcta de los flóculos no se produce el rendimiento de depuración esperado, incumpliéndose la normativa de vertidos.

Las bacterias formadoras de flóculos en los fangos activados producen la floculación por la excreción de polímeros extracelulares (EPS). El flóculo está constituido por la agregación de partículas orgánicas e inorgánicas presentes en el agua residual junto con bacterias (formadoras de flóculos y filamentosas) facilitada por los polímeros extracelulares; su estudio es fundamental para determinar su estructura: la macroestructura (por los procesos de agregación) y la microestructura (llevada a cabo por las bacterias filamentosas). El estudio de la macroestructura y la microestructura del flóculos es una tarea diaria a realizar en este tipo de tratamiento.

La problemática que se produce por una inadecuada separación de los sólidos está relacionada con la estructura de los flóculos, generando problemas como: el crecimiento disperso, flóculos punta de alfiler, bulking viscoso o bulking filamentoso, foaming o la flotación de los flóculos.

Después de un tiempo (TRH) el licor mezcla se envía al decantador secundario, donde se realizará la separación del agua depurada y los flóculos (fangos). Un porcentaje de estos lodos sedimentados se recirculan de nuevo al reactor biológico para mantener la concentración adecuada de los mismos, siendo el excedente, fangos en exceso o purga, extraídos mediante bombas y evacuados a un espesador de fangos para su tratamiento posterior bien mediante digestión, centrifugación o filtro banda.

TIPOS DE REACTORES

Los procesos biológicos y químicos que tiene lugar en la degradación de la materia orgánica mediante el cultivo en suspensión ocurren en los reactores biológicos. Los más comúnmente empleados en el tratamiento de las aguas residuales son los de:

• mezcla completa con recirculación
• los de flujo pistón

Los de mezcla completa consideran que las concentraciones de los sólidos en suspensión en él X (SSLM) son iguales y constantes en todo su volumen V y en el efluente, al igual que S.

En los reactores de flujo pistón los valores de So y Xo varían a lo largo del reactor

PARÁMETROS OPERACIONALES Y DE DISEÑO

Se deben considerar los siguientes parámetros:

• Carga Másica
• Edad del Fango
• Carga Volumétrica
• Tiempo de retención hidráulico
• Relación de Recirculación
• Concentración de sólidos en suspensión del licor mezcla (SSLM) o los sólidos volátiles en suspensión del licor mezcla (SSVLM).

CARGA MÁSICA

Es uno de los parámetros más importantes, también denominado “relación alimento a microorganismos F/M”.

Representa la relación entre la carga de materia orgánica que entra en un día en el reactor biológico y la masa de fangos que están presentes en él.

Como se desprende del análisis de los parámetros que intervienen en ella, para no cometer errores en el diseño y en al operar la planta, debemos conocer con precisión las concentraciones ponderadas de la DBO5, las variaciones del caudal y las concentraciones medias de los SSVLM.

En función de los valores de la C_m se establecen los siguientes sistemas de fangos activados:

• FUERTE CARGA MÁSICA: se presenta cuando la C_m> 0,5 (Kg DBO5 / Kg SSVLM · d)
• MEDIA CARGA MÁSICA: C_m comprendida entre 0,2 y 0,5.
• PEQUEÑA CARGA MÁSICA o AIREACIÓN PROLONGADA: C_m <0,07

(Fuente: Depuración de aguas residuales/José A. Díz Lázaro Carrasco. MOPT 1991)

CARGA VOLUMÉTRICA/VOLÚMICA

Se define como la relación entre carga orgánica del afluente y el volumen del reactor, es decir, la carga de DBO5 por metro cúbico y día.

En función de los valores de la C_v se establecen distintas clasificaciones de sistemas de fangos activados:

• FUERTE CARGA VOLÚMICA: se presenta cuando la C_v> 1,5 (Kg DBO5 / m³·d)
• MEDIA CARGA VOLÚMICA: C_v comprendida entre 0,35 y 0,6.
• PEQUEÑA CARGA VOLÚMICA o AIREACIÓN PROLONGADA: C_v < 0,35

(Fuente: Depuración de aguas residuales/José A. Díz Lázaro Carrasco. MOPT 1991)

EDAD DEL FANGO

La edad del fango o tiempo de retención celular, representa la relación expresada en días entre la masa de fangos en el reactor y la masa de fangos que se purga diariamente.

Cuando aumenta la edad de los lodos, disminuye la carga másica.

En un reactor si la cantidad de fangos se puede considerar constante, la producción de fangos que se extraen será equivalente a la producción de los mismos.

TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO

Representa el tiempo en días u horas que permanece el influente en el reactor biológico.

RELACIÓN DE RECIRCULACIÓN

Expresa la relación entre el caudal de recirculación y el caudal afluente al rector biológico en un día. Se suele expresar en porcentaje.

CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN EN EL LICOR MEZCLA

Se expresa de dos maneras diferentes, como la concentración de sólidos en suspensión en el reactor biológico SSLM (incluye sólidos orgánicos e inorgánicos), o bien, como los sólidos biodegradables es decir los SSVLM, si bien expresa el material de naturaleza orgánico presente no hace distinción entre el que es biodegradable rápidamente y el orgánico no biodegradable.

Suele ser habitual una relación de SSVLM/SSLM = 0,75

PROCESOS DE TRATAMIENTO

El tratamiento de fangos activados ha adoptado muy diversos tipos y configuraciones, podemos señalar entre otros:

• Proceso convencional: la recirculación se realiza en un solo punto, a la entrada del agua al reactor disminuyendo la concentración de los microorganismos.
• Mezcla completa: la recirculación se realiza en varios puntos mezclándose con el agua, o bien, como el caso anterior pero manteniendo una agitación para que se conserve la homogeneización de la mezcla en todo el reactor.
• Aireación prolongada: se realiza con tiempos de retención celular y tiempo de retención hidráulico muy altos. Está muy implantadas en poblaciones de hasta unos 10.000 habitantes-equivalentes.

Para el control del proceso se precisa de equipos de medida en continuo que nos muestren instantáneamente las concentraciones de los parámetros siguientes: pH, conductividad, oxígeno disuelto, sólidos en suspensión en el lodo recirculado y la purga. Caudalímetro en: entrada, recirculación de fangos, purga de fangos, en la salida de la EDAR.

6.2.- LECHOS BACTERIANOS O FILTROS PERCOLADORES

Los lechos bacterianos o filtros percoladores representan un tratamiento secundario en el que el agua residual se hace pasar sobre un material de relleno que se encuentra fijo en un depósito cilíndrico. El material de relleno actúa como elemento soporte sobre el que se produce el crecimiento de los microorganismos depuradores, formando una película biológica de mayor o menor espesor (biopelícula).

FUNCIONAMIENTO

El reactor biológico está formado por un depósito de forma cilíndrica habitualmente, no cubierto, que contiene al material soporte. En su construcción se utilizan cada vez más paneles prefabricados de hormigón. Por su parte superior, el agua proveniente de la etapa anterior es distribuida de la manera más uniforme sobre toda la superficie, a través de una estructura central giratoria dotada de dos o más brazos, normalmente cuatro, en forma radial, con boquillas que permiten la salida del agua. El agua percola y moja todo el material soporte. Por la parte inferior, se distribuyen una serie de huecos que permiten tanto recoger el agua, como la ventilación, de forma natural o forzada a contracorriente del flujo de agua, para aportar el oxígeno necesario al proceso de degradación de la materia orgánica disuelta en el agua. El agua es recogida en el fondo donde se conduce al decantador secundario, del que se extraerán los fangos.

En la ventilación natural el tiro se produce por la diferencia de temperatura entre el agua y el aire, como mínimo debe ser de un par de grados ºC.

La experiencia demuestra que para la mejor eficacia del sistema, la velocidad de giro del distribuidor estará en el entorno de 2-3 vueltas por minuto, realizándose por accionamiento mecánico mediante un motor-reductor, instalado en la estructura giratoria, controlado por un variador de frecuencia. La disminución de la velocidad de giro del distribuidor mejora el control de moscas y olores.

BIOPELÍCULA

Algunas características de la biopelícula:

• Se recomienda que el espesor de la biopelícula no supere los 3 mm de espesor para evitar la formación de zonas anaerobias más próxima a la superficie del material. Cuando alcanza un cierto espesor se desprende y es arrastrada por el agua que percola.
• Está formada por bacterias autótrofas (nitrificantes) en el fondo y heterótrofas en la superficie, así pues tenemos una estratificación de las bacterias.
• En la capa superficial, en contacto con el exterior, se observa la presencia de algas verdes casi todo el año.
• En la parte inferior del lecho, en el canal de recogida, en ocasiones se detecta la presencia masiva de caracoles que son arrastrados al decantador secundario

MATERIAL SOPORTE

Se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

• Puede ser natural o artificial
• Entre los naturales están: piedras entre los 40 y 100 mm de tamaño, tanto gravas de río, piedras silíceas, rocas volcánicas, puzolanas.
• Artificiales: plásticos o escorias de horno. Los plásticos son los más utilizados, de formas diversas, incluso constituyendo módulos que se ensamblan.
• Debe tener la mayor superficie específica para permitir el desarrollo de la biopelícula, y así conseguir maximizar el rendimiento del tratamiento.
• El índice de huecos debe ser elevado para proporcionar espacio suficiente tanto para el desarrollo de la película biológica como para el paso del agua a tratar y la circulación de aire.
• Debe resistir la intemperie y la exposición a la radiación solar.
• Ser resistente a la acción química de las sustancias que lleva el agua residual.
• Las alturas de material de relleno más recomendadas son: en materiales minerales entre 2 y 3 m, y en materiales plásticos entre 4 y 6 m (pudiendo llegar a 12-13 m). La altura está relacionada también con el tipo de tratamiento a aplicar: si es solo oxidación carbonosa o también nitrificación.
• Los diámetros son variables, llegándose a diámetros de 48 m (Corella en Navarra).

PARÁMETROS DE DISEÑO: CLASIFICACIÓN

Los parámetros a tener en cuenta en el dimensionamiento son los siguientes:

• Carga volúmica o carga orgánica: es la cantidad de materia orgánica entrante en el lecho por día y por m2 de material soporte.
• Carga hidráulica: es el volumen de agua introducida en el lecho por m2 de superficie y día
• Superficie específica del medio soporte: m2 de superficie por metro cúbico.
• Relación de recirculación: cociente entre el caudal que se recircule y el caudal de entrada a la planta.

Según la carga hidráulica u orgánica a tratar podemos clasificar los lechos bacterianos como de carga: baja, media o alta. Para ello se considerarán los siguientes parámetros:

RECIRCULACIÓN

Se puede conseguir un aumento del rendimiento recirculando el agua depurada, esto es, hacer pasar una parte del agua depurada (efluente) con agua residual que viene del decantador primario hacia el lecho, mezclando ambas. Así se disminuye la concentración de la materia orgánica (DBO5), será más uniforme la carga hidráulica (caudal en m3/día por m2 de superficie) y aumentará la velocidad del agua al salir de las boquillas que producirá un mayor lavado de la biomasa adherida al material de relleno. También evita la posible aparición de zonas no mojadas sobre el material de relleno.

Hemos de tener muy presente que a mayor recirculación más consumo eléctrico por el caudal que las bombas precisan elevar.

Los valores recomendados de recirculación oscilan entre 1 y 3 : R = Caudal recirculado (m3/d)/caudal diseño (m3/d ).

CONFIGURACIONES BÁSICAS

El montaje del filtro percolador en una EDAR se puede realizar en alguna de las configuraciones siguientes:

En una sola etapa: el agua a tratar pasa solamente a través de un filtro percolador y a continuación por el decantador secundario.

En dos etapas: el agua a tratar pasa por dos lechos bacterianos instalados en serie, y que pueden disponer de decantador secundario después de cada uno de ellos o exclusivamente a continuación del segundo lecho.

Los tipos de tratamiento que se pueden conseguir pueden ser para: oxidación carbonosa y nitrificación.

6.3.- BIODISCOS

FUNCIONAMIENTO

Los biodiscos también llamados contactores biológicos rotativos (CBR), son un sistema de tratamiento biológico en el que los microorganismos que degradan la material orgánica se hallan adheridos a un material soporte (discos), distribuido a lo largo de un eje, que gira semisumergido en el agua residual a depurar.

El reactor biológico está formado por un tanque (cuba) de forma rectangular o semicilíndrico en cuyo interior se dispone a lo largo de un eje horizontal un conjunto de discos que giran, a unas 2 rpm, accionado por un motor-reductor. El diámetro de los discos está entre los 1 y 4 m con una longitud del eje hasta unos 8 m, montados de forma que están separados de los paramentos verticales y horizontales en el entorno de los 15 cm. El disco es de material plástico (polietileno de alta densidad) con un espesor de aproximadamente 1,5 mm, con un diseño capaz de conseguir la mayor superficie disponible y la rigidez requerida. Sobre el 40 % de la superficie de los discos está en contacto con el agua permanentemente, lo que representa una profundidad del agua en la cuba de entre 1,50 y 1,60 m. El volumen del tanque deberá proporcionar un tiempo de retención hidráulico de 1 hora a caudal máximo o 4 l/m2 de superficie del medio (UNE-EN 12225 parte 7). La entrada y salida del agua al tanque deberán estar situadas en extremos opuestos.

Al girar los discos, la materia orgánica del agua residual entra en contacto con la película biológica (biomasa o biopelícula), que crece sobre los discos, y a continuación con el aire, al salir del agua. De esta forma se producirá el aporte de oxígeno a los microorganismos aerobios y el crecimiento y desarrollo de los mismos, hasta espesores de unos 3 mm. El esfuerzo de cizalladura que se produce por el giro de los discos al entrar en contacto con el agua, produce el desprendimiento de la biomasa, que pasa al agua residual del tanque. La biomasa desprendida está en suspensión en el agua junto con los sólidos en suspensión inertes, que pasarán al decantador secundario para su sedimentación y extracción.

El biodisco ha de cubrirse mediante una protección resistente a la intemperie, al mismo tiempo que proporciona protección a los discos de los rayos ultravioletas y al proceso de las bajas temperaturas en invierno. Debe disponer de aberturas laterales para ventilación. Se detectan descensos en el rendimiento de eliminación de la materia orgánica carbonosa cuando la temperatura del agua desciende de los 12 ºC.

En su giro los discos, además de proporcionar oxígeno a la biomasa, producen la disolución del oxígeno en el agua del tanque. Esta disolución origina concentraciones de oxígeno desde 0,6 a 1 mg/l. Si se desea conseguir un tratamiento para la eliminación de compuestos nitrogenados, se deberá aumentar el oxígeno a concentraciones superiores a 2,5 mg/l. Para estas mayores concentraciones de oxígeno en el agua, si se realizase aumentando la velocidad de giro, se producirá un mayor desprendimiento de la biomasa, en consecuencia es necesario buscar otra configuración en el sistema de tratamiento (una doble etapa).

A la hora de diseñar el biodisco hay que tener en cuenta el número de etapas, como mínimo deben ser tres, y si se precisa incluir la nitrificación serán cuatro. La nitrificación aparece en las últimas etapas, cuando la concentración de la DBO5 soluble está en el entorno de 30 mg/l, pero los valores mayores de nitrificación no se consiguen hasta que la DBO5 soluble no está por debajo de 15 mg/l.

Cuando existe sobrecarga orgánica, la realidad muestra que los CBR tienen problemas de funcionamiento, pues la concentración de oxígeno en la primera etapa alcanza valores de anaerobiosis. En esta situación, la degradación de los polímeros de los discos y del galvanizado de los tubos de sustentación de éstos produce graves problemas en el funcionamiento de la planta pues terminan desprendiéndose los “paquetes de discos”.

Al dividir el biodisco en etapas esto permite va a permitir una mayor especialización de los microorganismos en la degradación del sustrato entrante.

CONFIGURACIONES BÁSICAS

6.4.- SISTEMA DE BIOMASA FIJA SOBRE LECHO MÓVIL MBBR (Moving Bed Biological Reactor)

PRINCIPIO BÁSICO

Los sistemas presentados hasta ahora desarrollan un crecimiento bacteriano: en suspensión o biopelícula. En los últimos años están apareciendo nuevas tecnologías aplicables al tratamiento biológico, una de ellas es la de cultivos mixtos o híbridos. Se trata de un reactor biológico diseñado para eliminar carbono y/o nitrógeno, en el que las bacterias están, adheridas a soportes móviles. Estos soportes plásticos tienen una densidad próxima a la del agua, 1 g/cm3, lo que les permite moverse con facilidad en el reactor. Están diseñados especialmente para permitir una colonización que sea duradera y estable, sobre el 70 % de la biomasa crece adosada a los soportes plásticos. Según los fabricantes existen diferentes configuraciones con diferentes superficies específicas.

Con este sistema se consigue aumentar la capacidad de tratamiento de los reactores de fangos activados, incrementando la cantidad de microorganismos presentes en el mismo, sin aumentar su volumen.

El reactor biológico destinado a la eliminación de la materia orgánica carbonosa y la nitrificación está continuamente aireado, mediante el aire suministrado por una soplante a través de la parrilla con difusores de burbuja gruesa. Su función es, por una parte aportar el oxígeno necesario para el tratamiento y, por otra, asegurar la inmersión homogénea del material soporte en el tanque para evitar su acumulación en determinadas zonas.

En el caso de un reactor con zonas anóxicas para la desnitrificación, la agitación se realiza mediante agitadores sumergidos.

El volumen ocupado por los soportes varía entre el 20 y el 60% del reactor. Para mantener los soportes en el reactor se precisa una rejilla adecuada al tamaño de los mismos, evitando su escape hacia el decantador secundario.

Las tecnologías desarrolladas son de dos tipos:

SIN RECIRCULACIÓN DE FANGOS (PUROS)

Es el sistema de biomasa fija sobre lecho móvil típico, el crecimiento de la biomasa se desarrolla únicamente en los soportes plásticos, no necesitando recirculación de fangos. La concentración de los sólidos en suspensión del reactor es similar a la del agua de entrada, aumentada con los sólidos en suspensión desprendidos de la biopelícula, puede variar desde 50 a 500 mg/l. Algunas tecnologías actuales expresan que no precisan de decantación secundaria.

CON RECIRCULACIÓN DE FANGOS (HÍBRIDOS)

Es un proceso biológico donde se combinan, en el mismo reactor, el proceso anterior y uno de fangos activados. Existen por tanto dos tipos de biomasa: una que se desarrolla en forma de biomasa floculada de tipo fango activado normal, y otra que se va a desarrollar fijada sobre los soportes plásticos móviles en suspensión en el fango activado.

Precisa de la recirculación del fango activado a cabeza del reactor, asegurándose así una concentración constante de bacterias en suspensión en el reactor. La concentración de sólidos en suspensión varía entre 1,5 y 3 g/l.

La biopelícula que se forma en las paredes del relleno se caracteriza por una mayor efectividad que los flóculos biológicos, según la información técnica de los fabricantes. A su vez, los soportes plásticos empleados contienen una elevada superficie específica por unidad de volumen. Estas dos particularidades hacen que los reactores de lecho móvil requieran un volumen mucho menor que los de fangos activos.

En cuanto al proceso de separación de la biomasa procedente del reactor biológico, se emplean decantadores diseñados como decantadores primarios en lo que a velocidades ascensionales se refiere. Por otra parte, y aunque inicialmente comenzaron a emplearse en aguas residuales industriales, actualmente también se emplean sistemas de flotación para la separación en el tratamiento de aguas urbanas.

Una de las principales ventajas que presenta el proceso de lecho móvil frente a los procesos biológicos convencionales es la reducción del volumen del reactor biológico gracias al empleo de un soporte que proporciona una superficie específica elevada.

6.5.- LAGUNAJE

Es un proceso en el cual las aguas residuales vertidas son almacenadas durante un tiempo en diferentes balsas o estanques, con distinta configuración, que funcionan en cascada para que se produzca la degradación biológica de la materia orgánica, exclusivamente por la acción de los microorganismos (bacterias heterótrofas y algas) que se desarrollan en ellas, en condiciones totalmente naturales. Trata de imitar la autodepuración como se da en los ríos y lagos.

En el concepto de lagunaje o lagunas de estabilización, la materia orgánica que lleva el agua residual se estabiliza (disminuye la DBO5) mediante procesos anaerobios o aerobios.

El aporte del oxígeno necesario para llevar a cabo el proceso se obtiene por la difusión de forma natural a través de la superficie del agua en contacto con la atmósfera, y por la fotosíntesis de algas microscópicas (este oxígeno se produce solo durante el día).

TIPOS DE LAGUNAS

1) LAGUNAS ANAEROBIAS

Desarrollan procesos anaerobios, y su objetivo es la reducción de los sólidos sedimentables y de la materia orgánica. Trabajan con aguas que contienen un alto contenido de materia orgánica, que proceden del pretratamiento (en países menos desarrollados es el agua bruta sin retirada de sólidos flotantes y gruesos). Los sólidos sedimentables se decantan acumulándose en el fondo de la laguna.

En ausencia de oxígeno, la degradación de la materia orgánica se lleva a cabo en las siguientes fases:

a) HIDRÓLISIS: produce la descomposición de ciertas sustancias orgánicas de gran tamaño e insolubles en otros compuestos más pequeños y solubles que pueden ser absorbidas a través de la membrana de las bacterias y metabolizadas.

b) FORMACIÓN DE ÁCIDOS (ACIDOGËNESIS): los compuestos resultantes de la fase anterior son utilizados por un grupo especial de bacterias (anaerobias o facultativas) formadoras de ácidos grasos volátiles, CO2, H2 , aldehidos y alcoholes. La reducción de la DBO5 es pequeña.

c) FORMACIÓN DE METANO (METANOGÉNESIS): otro grupo de bacterias estrictamente anaerobias, utiliza los ácidos orgánicos anteriores para convertirlos en metano (CH4 ) y CO2 . La aparición de burbujas es una señal de buen funcionamiento de la laguna anaerobia. Se estima que aproximadamente el 70 % de la DBO5 eliminada en esta fase es forma de gas metano.

Son lagunas con una profundidad superior a los 3 m, y con poca superficie. En las realizadas como depósitos de hormigón armado la altura suele estar en el entorno de los 3,60 a 4 m.

El tiempo de retención hidráulico, según los distintos autores, varía entre 2 y 5 días. Como la temperatura influye en el proceso, para compensar en las zonas frías el descenso de la actividad se recomienda aumentar el tiempo de retención.

Producen problemas de olores, cuando el contenido de azufre (formación del sulfhídrico) en el agua residual de entrada es superior a 100 mg/l.

2) LAGUNAS FACULTATIVAS

Su objetivo es obtener el efluente de la mayor calidad posible. Son lagunas que disponen de una zona superior aerobia, una capa de fangos en el fondo anaerobia, y una zona intermedia entre ambas que contiene los microorganismos facultativos (que podrán desarrollarse tanto con la presencia como en ausencia de oxígeno disuelto en el agua).

Los sólidos en suspensión que lleva el agua residual sedimentarán formando en el fondo la capa anaerobia, donde se producirán la acidogénesis y metanogénesis anteriores.

La zona facultativa de la laguna, comienza por enzima de la zona anaerobia, que dispondrá de oxígeno sólo durante el día, mientras que por la noche será anaerobia.

La zona aerobia se encuentra exclusivamente por enzima de la zona facultativa, y sí dispondrá de oxígeno durante todo el día, tanto por la reaireación de la lámina de agua superficial en contacto con la atmósfera como por producido por la fotosíntesis. En consecuencia en su diseño se favorecerá el disponer de una mayor superficie para favorecer la oxigenación del agua residual. La relación entre longitud y anchura suele ser 1:1 y 2:1, siendo la profundidad entre uno y dos metros. El tiempo de retención hidráulico varía según los autores y métodos de cálculo, pero parece efectivo en nuestro país, que sean entre 20 y 30 días.

Las bacterias utilizan el oxígeno para la oxidación biológica de los compuestos orgánicos dando lugar a la liberación de nutrientes solubles, nitratos, fosfatos, CO2, que son utilizados por las algas en su desarrollo. Como las algas a su vez suministran oxígeno necesario para las bacterias podemos decir que la acción entre ambas es simbiótica.

Entre los factores que afectan a estas lagunas podemos señalar:

• Factores climáticos: temperatura, radiación solar, viento, evaporación, precipitación. Factores físicos: estratificación, profundidad.
• Factores químicos y bioquímicos: pH, oxígeno disuelto, nutrientes.

En ocasiones, aparecen bacterias que le confieren a la laguna una coloración rojiza- rosácea, se trata de bacterias fotosintéticas del azufre, que viven en la capa superficial y al oxidar los sulfuros a azufre elemental les da ese color.

3) LAGUNAS DE MADURACIÓN O AEROBIAS

Son lagunas con una alta concentración de oxígeno disuelto en toda la masa de agua, condiciones aerobias debido a su poca profundidad entre 0,5 y 1 m, y de baja carga orgánica. La luz solar penetra hasta el fondo, manteniendo de esta forma la producción de algas durante el día. Su objeto es la eliminación de los microorganismos patógenos.

La Organización Mundial de la Salud recomienda un tiempo de retención mínimo de 5 días si se cuenta con una sola laguna y 3 días por laguna cuando hay al menos dos o más operando en serie. Algunos autores lo elevan entre 7 y 10 días para una sola laguna de un metro de profundidad.

Al producir un efluente bien oxigenado, se puede producir la nitrificación del nitrógeno amoniacal a nitratos, por lo que desarrollan una labor de gran importancia al evitar el vertido de amonio al medio acuático receptor. En estos casos es necesario que la profundidad de la laguna no supere los cincuenta centímetros.

El efluente de las lagunas de maduración suele se de color verde por la presencia de las algas, de forma muy acusada en verano, que contribuyen a aumentar los sólidos en suspensión en el efluente.

PARÁMETROS DE DISEÑO

Para el diseño de las lagunas existe una amplia variedad de métodos de cálculo, en nuestro país la experiencia está demostrando que el sistema funciona con los siguientes criterios de dimensionamiento:

Existen lagunas en las que se proporciona el oxigeno al agua residual, total o parcialmente mediante la instalación de dispositivos electromecánicos. En estos casos, dependiendo de la agitación del agua, la producción de algas se ve muy disminuida por la turbidez que presenta el agua. La norma UNE EN 12255-5, establece que los lagunajes con aireación mecánica deberán estar compuestos por dos balsas independientes; en la primera se inyecta aire artificialmente, y en la segunda se produce la sedimentación. Antes de la entrada del agua a las lagunas con aireación mecánica debe realizarse un filtrado.

Este tipo de sistema de tratamiento debe situarse al menos a 200 m de cualquier zona habitada, teniendo muy presente la dirección principal del viento y la topografía, para el problema de los olores, según UNE EN 12255 parte5, pero la experiencia demuestra que debe aumentarse esa distancia al menos a los 500 m, de lo contrario siempre hay colindantes realizando reclamaciones por olores de forma permanente.

CRITERIOS DE CONSTRUCCIÓN

a) Estanqueidad al agua

• las lagunas en tierra deben ser estancas al agua, con un factor de permeabilidad de, al menos, 10-8 m/s en una profundidad de 0,3 m de suelo. Otras balsas, con un corto tiempo de permanencia de no más de diez días y que traten efluentes secundario deben ser estancas al agua, con un factor de permeabilidad de al menos 10-7 m/s en una profundidad de 0,3 m de suelo. Conviene validar la estanqueidad al agua mediante ensayos de laboratorio, efectuando, al menos, tres mediciones de permeabilidad por cada balsa.
• cuando la estanqueidad al agua se consiga mediante revestimientos sintéticos, el revestimiento debe ser opaco, resistente al desgaste por rozamiento y resistente a las radiaciones ultravioletas. Su espesor debe ser al menos de 3 mm.
• cuando la estanqueidad se consiga mediante una capa de arcilla, ésta debe tener un espesor de 30 cm.

b) Las entradas de agua a las lagunas deben ser sumergidas.

c) La dirección del viento dominante debe tenerse en cuenta, pues dará lugar al desplazamiento de los flotantes y las grasas en la capa superficial, por lo que debiera

adecuarse un mecanismo de extracción. La presencia de árboles o cañaverales en el perímetro de las lagunas disminuye la reaireación y perjudica el funcionamiento de las mismas. Además se llega a producir zonas muertas que afectan al proceso.

d) Se deben instalar by-pass en cada una de las balsas que permita trabajar aislándolas en caso de incidencias o limpieza de las mismas.

e) Hay que tener presente la forma de evacuar los lodos estabilizados cuando pase el tiempo aconsejado, entre 6 y 10 años, sobre todo si las lagunas facultativas y de maduración son de gran superficie.

Cuando nos referimos a un sistema de tratamiento por lagunaje, nos referimos a un conjunto de lagunas que actúan en serie o en paralelo para tratar de alcanzar el grado de depuración exigido. El esquema básico es:

En las imágenes de las EDAR de Fuente Piedra II (más arriba) se observan las cuatro lagunas anaerobias, de forma cuadrada, las dos lagunas facultativas y la de maduración; en la EDAR de Fuente Piedra I se observan las tres laguna anaerobias, circulares, y la facultativa, pero carece de laguna de maduración.

---

7.- BIBLIOGRAFÍA

• Ingeniería sanitaria tratamiento, evacuación y reutilización de aguas residuales. Metcalf-Eddy. Editorial Labor 3ª edición 1994.
• Manual de depuración de Uralita. Aurelio Hernández Muñoz y otros. 3ª edición 2004. Editorial Thomson/Paraninfo.
• Depuradoras “bases científicas”. José Catalán Lafuente. Editorial Belisco 1997
• Depuración de aguas residuales. José A. Lázaro-Carrasco. MOPT 1991
• Depuración por lagunaje de aguas residuales. Manual de operadores. MOPT 1991
• Tratamientos biológicos de aguas residuales. José Ferrer Polo – Aurora Seco Torrecillas. Editorial UPV.
• Manual para la implantación de sistemas de depuración en pequeñas poblaciones. MMAMRM 2010
• Guía sobre tratamientos de aguas residuales urbanas para pequeños núcleos de población. 2006
• Depuración de aguas residuales urbanas. Arturo Trapote Jaume. Publicaciones Universidad de Alicante. 2011
• Curso teórico-práctico de técnicas de bioindicación y control de proceso en EDAR. Asociación Científica Grupo Bioindicación de Sevilla (GBS) 2010.
• Apuntes XXV curso Tratamiento de aguas residuales y explotación de estaciones depuradoras. CEDEX 2007.
• Manual de diseño de estaciones depuradoras de aguas residuales. Aurelio Hernández Lehmann. COICCP 2ª edición 2002.
• Depuración de aguas residuales: modelización de procesos de lodos activados. Manual Gil Rodríguez. CSIC 2006.
• Normas UNE-EN 12255 partes: 1 (principios generales), 3 (tratamiento preliminar), 4 (decantación primaria), 5 (procesos de lagunaje), 6 (proceso de fangos activados), 7 (procesos de medio biológico fijo).
• www.filtramas.com
  

(Las fotografías aéreas de todas las EDAR de la provincia de Málaga indicadas han sido tomadas del S.I.G. de la Diputación de Málaga. Las fotografías no aéreas de las EDAR de la provincia de Málaga han sido tomadas y adaptadas por el autor).