Procesos de Purificación de Agua: Destilación y Tratamientos en EDAR

Desalación por Destilación o Evaporación

Fundamento: El proceso se basa en evaporar el agua de mar, condensar el vapor obtenido y recuperar el calor latente de condensación del vapor para calentar más agua de mar, que vuelve a ser evaporada. Este método se aplica exclusivamente para agua de mar.

Existen diversas tecnologías dentro de este principio:

• Proceso de Evaporación Instantánea Multietapa.
• Proceso de Evaporación Multiefecto (o de efecto múltiple).
• Proceso de Compresión de Vapor (Mecánica y Térmica).

Es necesario un pretratamiento y postratamiento adecuados. Los pretratamientos buscan eliminar o reducir el riesgo de precipitación de sales insolubles en las superficies de intercambio de calor. También se eliminan gases no condensables que pueden disminuir el coeficiente de transmisión de calor y causar problemas de corrosión en los evaporadores y otros equipos de la planta.

Tratamiento en una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR)

Pretratamiento

Desbaste

El objetivo principal del desbaste es eliminar sólidos de gran tamaño (como trapos, plásticos, piedras, etc.) para proteger los equipos y prevenir obstrucciones. Además, busca regular el caudal de entrada.

• Rejas: Elementos clave para la retención de sólidos gruesos.

Bombeo de Cabecera

Se realiza una elevación del agua en la cabecera de la línea para asegurar la altura geométrica suficiente que permita que el agua discurra por gravedad a la salida de la depuradora.

Tratamiento Primario

Objetivo: Eliminar los sólidos en suspensión que no fueron retirados durante el pretratamiento. La velocidad de sedimentación de las partículas y el tratamiento a aplicar dependen del tamaño de estas (evaluado en planta piloto).

Este tratamiento elimina aproximadamente entre el 60-65% de los Sólidos Suspendidos (SS) y el 30% de la Demanda Bioquímica de Oxígeno en 5 días (DBO5).

• Decantación Primaria: Produce un líquido clarificado y un fango primario. Se utilizan decantadores rectangulares con dimensiones típicas de L=30-70 m, A=3-34m (relación ancho:largo de 3:1 a 5:1) y H=3-5m.
• Coagulación-Floculación: Para sedimentar coloides, se añaden coagulantes como Al₂(SO₄)₃ o FeCl₃·6H₂O, junto con polielectrolitos. La selección del tipo de coagulante, el pH óptimo y la dosis se determinan mediante ensayos específicos.
• Neutralización: Se ajusta el pH del agua a un rango entre 6,5 y 8 antes de iniciar el proceso biológico. Esto es crucial para no afectar negativamente a los microorganismos responsables de la biodegradación de la materia orgánica en el tratamiento secundario.

Tratamiento Secundario o Biológico

Objetivo: Eliminar la materia orgánica biodegradable (m.o.) presente en el agua, que no pudo ser retirada en el tratamiento primario, mediante la acción de microorganismos. El Índice de Biodegradabilidad (IB) se calcula como DBO₅/DQO (Demanda Química de Oxígeno).

En este tipo de tratamiento, las burbujas (de aire u otro gas) se adhieren a las partículas, provocando que estas asciendan a la superficie del líquido. La ventaja principal es que permite eliminar partículas pequeñas o ligeras de manera más eficiente y en menor tiempo.

• Fangos Activos: Consiste en un cultivo en suspensión de flóculos o fangos activos mantenido en un depósito agitado y aireado junto con el agua a depurar. Posteriormente, el agua pasa a un decantador secundario.

Reacciones que ocurren en el tratamiento con fangos activos

• Oxidación de materia orgánica (m.o.): La fórmula representativa es C₅H₇NO₂P₀.₂ + 5O₂ + H⁺ → 5 CO₂ + 2 H₂O + NH₄⁺ + ...
• Nitrificación (aerobia): Realizada por bacterias como Nitrosomonas y Nitrobacter.
  • Nitrosomonas: NH₄⁺ (ac) + 2O₂ (g) → NO₂⁻ (ac) + H₂O + 2H⁺
  • Nitrobacter: NO₂⁻(ac) + ½O₂(g) → NO₃⁻ (ac)

Este proceso requiere un mayor tiempo de estancia en el reactor y una mayor cantidad de oxígeno.

Desnitrificación (anóxica): Proceso en el cual los nitratos (NO₃⁻) se reducen a nitrógeno gaseoso (N₂), pasando por intermedios como nitritos (NO₂⁻). NO₃⁻ → NO₂⁻ → N₂