Optimización y Fundamentos de la Depuración de Aguas Residuales: Etapas y Tecnologías

Proceso de Tratamiento de Aguas Residuales

El proceso de tratamiento de aguas residuales se divide fundamentalmente en cuatro etapas principales.

1. Pretratamiento

Esta etapa cumple la función de regular y medir el caudal que entra en la planta, así como la función de extraer los sólidos flotantes grandes y la arena. Se utilizan equipos como rejillas y tamices. Es crucial, ya que las plantas están diseñadas para tratar un volumen de agua constante.

Etapas dentro del Pretratamiento:

1. Entrada y Elevación de Agua Bruta: El agua llega al pozo de gruesos, donde los materiales más pesados decantan al fondo y los más voluminosos quedan retenidos.
2. Desbaste: Eliminación de sólidos gruesos y finos que serán vertidos en cintas transportadoras que los depositarán en contenedores para su traslado a vertedero.
3. Desarenado, Desengrasado y Elevación: Eliminación de arenas y grasas.

2. Etapa Primaria

En esta fase se eliminan los sólidos en suspensión mediante sedimentación simple o con la ayuda de agentes químicos como coagulantes o floculantes. Los equipos utilizados son los estanques de sedimentación y los clarificadores primarios. Por precipitación, se elimina entre un 60% y un 70% de los sólidos en suspensión. Los sólidos depositados en el fondo se eliminan con rasquetas giratorias y los elementos flotantes se retiran.

3. Etapa Secundaria

Se enfoca en la eliminación de la materia orgánica y la materia en estado coloidal mediante un proceso de oxidación seguido de sedimentación. En esta etapa participan activamente las bacterias, que se alimentan de los sólidos en suspensión, produciendo en su degradación CO₂ y agua. Esto origina una biomasa bacteriana que precipita en el decantador secundario. Gracias a un flujo tranquilo de agua, los flóculos bacterianos sedimentan. Este sedimento recibe el nombre de fango activo.

Tratamiento Biológico (dentro de la Etapa Secundaria)

Este proceso persigue la degradación de la materia orgánica por medio de microorganismos. Los reactores donde se produce el tratamiento tienen dos zonas:

• Zona Aerobia: Permite el aumento del número de bacterias mediante la presencia de oxígeno.
• Zona Anaerobia: (Proceso de fermentación y reducción sin oxígeno).

Decantador Secundario

Se separa el agua tratada del fango biológico. Esto se lleva a cabo mediante decantadores secundarios, depositándose el fango en el fondo y evacuándose el agua depurada por vertederos.

Tratamiento y Gestión de Fangos

Los fangos contienen aproximadamente un 99% de agua, bacterias y contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se tratan de diferentes formas:

• Digestión anaerobia
• Digestión aerobia
• Compostaje
• Acondicionamiento químico
• Tratamiento físico

Deshidratación de los Fangos

Se usan equipos tales como lechos de arena o filtros prensa para reducir el contenido de agua. Estos fangos deben eliminarse respetando el medio ambiente, por lo que se llevan a terrenos agrícolas o son incinerados.

Etapa Terciaria

El objetivo de esta etapa es suprimir contaminantes específicos, como los fosfatos procedentes del uso de detergentes domésticos e industriales. El destino de esta agua será para uso agrícola, riego de plantas o desinfección, entre otros. Es importante notar que no todas las plantas de tratamiento constan de esta etapa.

Filtración Industrial

Consiste en hacer pasar un líquido a través de un filtro que contiene material filtrante para retener sólidos, existiendo distintos tipos de filtros según su aplicación industrial.

Tratamiento de Aguas Residuales en Refinería

En procesos de craqueo catalítico e hidrotratamiento, se forman aguas ácidas. Estas se tratan mediante un proceso de agotamiento con vapor antes de mandarlas a la planta de tratamiento, para eliminar restos de sulfuro y amoniaco.

Etapas específicas en Refinería:

1. Tratamiento Primario: Separa hidrocarburos y sólidos en suspensión.
2. Tratamiento Secundario: Elimina hidrocarburos emulsionados.
3. Tratamiento Terciario: Elimina hidrocarburos disueltos.
4. Tratamiento Cuaternario: Aplicado a aguas que van a ser reutilizadas en los procesos internos.