Optimización de Procesos Avanzados de Tratamiento de Aguas Residuales

Tratamiento Terciario de Aguas Residuales

Objetivo: La eliminación de los contaminantes residuales que no han sido depurados eficazmente en las etapas previas (tratamientos primario y secundario).

Eliminación de Compuestos Orgánicos Disueltos No Biodegradables

Estos compuestos no son eliminados en el tratamiento secundario. Este proceso es costoso y se aplica solo en casos específicos.

Métodos de Eliminación

• Adsorción: El adsorbente más utilizado es el carbón activo.

• Oxidación Química: Utilizada para la degradación de cianuros y fenoles. Los oxidantes comunes son H₂O₂ y catalizador de hierro (Método Foto-Fenton) o Fotocatálisis solar utilizando TiO₂ como catalizador.

Eliminación de Compuestos Iónicos en Disolución

Estos compuestos (como Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, SO₄²⁻, y metales pesados) presentan un bajo porcentaje de eliminación en los tratamientos primario y secundario.

Este tratamiento es crucial si el agua se reutiliza para riego u otros fines. Para su eliminación se emplean procesos de membrana: ósmosis inversa, microfiltración, ultrafiltración o electrodiálisis.

Adsorción con Carbón Activo

Consiste en la fijación de especies moleculares o iónicas (adsorbato) sobre la superficie del carbón activo.

Obtención y Factores de Adsorción

El carbón activo se obtiene a partir de materiales de carbono (madera, turba, nuez de coco, etc.). La eficacia de la adsorción está relacionada con:

• Las características del carbón (porosidad y superficie específica).
• El tiempo de contacto.
• La composición del agua a tratar.

Determinación de la Capacidad de Adsorción

La capacidad de adsorción del adsorbente para un agua específica se determina mediante ensayos de laboratorio.

Aplicaciones y Regeneración

Las aplicaciones del carbón activo incluyen:

• Tratamiento terciario.
• Control de olor y sabor del agua.
• Eliminación del exceso de desinfectante.
• Eliminación de hidrocarburos.

La regeneración del carbón activo se realiza mediante disolventes, desorción por vapor o métodos térmicos.

Eliminación de Compuestos de Fósforo (P)

Métodos Fisicoquímicos

Se añaden iones Ca²⁺, Fe²⁺ y Al³⁺ para provocar la precipitación de los fosfatos:

Ca₃(PO₄)₂ ↓, Fe₃(PO₄)₂ ↓, AlPO₄ ↓

Este proceso ocurre durante el tratamiento primario o secundario, y la separación se realiza en el tanque de decantación.

Métodos Biológicos

Se basan en la alternancia de condiciones anaerobias y aerobias:

• Condiciones Anaerobias: Ciertas bacterias liberan el fósforo (P) almacenado como polifosfato, generando energía para degradar la materia orgánica.

• Condiciones Aerobias: Se oxida la materia orgánica y las bacterias asimilan altos contenidos de fosfatos, separándose posteriormente por decantación.

Tratamiento de Fangos en una EDAR

Origen de los Fangos en las EDAR

Los fangos generados en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) provienen de diversas fuentes:

• Pretratamiento: Residuos de desbaste, que normalmente se trituran.

• Decantación Primaria: Fangos generados en esta etapa, incluyendo aquellos que contienen compuestos químicos si estos han sido utilizados.

• Tratamiento Secundario: Poseen un elevado contenido de materia orgánica y pueden generar malos olores.

• Tratamiento Terciario: Su composición varía según el tipo de tratamiento aplicado.

• Fangos Mixtos: Resultantes de la combinación de diferentes tipos de fangos.