Terminología y Procesos Clave en el Tratamiento de Aguas Residuales

Terminología del Tratamiento de Aguas Residuales

Tipos de Aguas

Aguas residuales: Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, de servicios, agrícolas, pecuarios, domésticos, incluyendo fraccionamientos y, en general, de cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas.

Aguas pluviales: Aquéllas que provienen de lluvias, incluyendo las que provienen de nieve y granizo.

Aguas residuales tratadas: Son aquellas que, mediante procesos individuales o combinados de tipo físicos, químicos, biológicos u otros, se han adecuado para hacerlas aptas para su reúso en servicios al público.

Agua blanca: Son conocidas como aguas pluviales; son generadas por fenómenos meteorológicos, como la lluvia, hielo, etc.

Agua gris: Estas aguas contienen principalmente detergentes y grasas; provienen de lavaplatos, lavabos, lavadoras y también del agua que se utiliza para bañarse.

Agua negra: Son las que contienen orinas y heces fecales; provienen de inodoros y orinales.

Componentes y Parámetros

Contaminantes básicos: Son aquellos compuestos y parámetros que se presentan en las descargas de aguas residuales y que pueden ser removidos o estabilizados mediante tratamientos convencionales.

Sólidos disueltos (SD): Partículas completamente disueltas en el agua. Ejemplos: sales, minerales y compuestos orgánicos.

Sólidos suspendidos (SS): Partículas visibles que no se disuelven y pueden sedimentarse o flotar. Ejemplos: arcilla, arena y materia orgánica.

Sólidos sedimentables: Partículas suspendidas que se asientan en el fondo con el tiempo.

Sólidos totales (ST): La suma de todos los sólidos en el agua, tanto disueltos como suspendidos.

Sólidos en suspensión no sedimentables: Partículas suspendidas que no sedimentan fácilmente. Estas pueden ser removidas por métodos de filtración fina o procesos avanzados de separación.

Sólidos disueltos volátiles (SDV): Sustancias orgánicas disueltas que se volatilizan a altas temperaturas. Incluyen compuestos orgánicos como ácidos orgánicos, alcoholes y otras sustancias orgánicas disueltas.

Sólidos suspendidos volátiles (SSV): Partículas orgánicas suspendidas que se volatilizan a altas temperaturas. Principalmente consisten en materia orgánica como restos de plantas y animales, microorganismos y otros desechos orgánicos.

Sólidos totales volátiles: Se refieren a la fracción de sólidos totales presentes en una muestra de agua o lodos que se volatilizan cuando se calientan a una temperatura específica, generalmente alrededor de 550 °C.

Masa constante: En el contexto de análisis de sólidos totales volátiles, se refiere al estado en el cual la masa de los sólidos obtenidos después de la volatilización y la calcinación ha alcanzado un valor constante. Esto implica que todos los componentes volátiles han sido eliminados por completo y solo quedan los sólidos inorgánicos (cenizas).

Unidades de Turbidez:

• NTU (Unidades Nefelométricas de Turbidez)

• FAU (Unidades de Absorción de Formazina)

Infraestructura y Procesos

Cuerpo receptor: Son las corrientes, depósitos naturales de agua, presas, cauces, zonas marinas o bienes nacionales donde se descargan aguas residuales, así como los terrenos en donde se infiltran o inyectan dichas aguas cuando puedan contaminar el suelo o los acuíferos.

Canal abierto: Cualquier conducto en el cual el agua fluye presentando una superficie libre.

Colector: Conducto abierto o cerrado que recibe las aportaciones de agua de otros conductos.

Desarenador: Remueve arena y partículas pesadas.

Tamizado/Cribado: Remueve materiales grandes y flotantes.

Desbaste: Consiste en la retención de los sólidos más gruesos, como plásticos, maderas, entre otros.

Desengrase: Consiste en eliminar las grasas y aceites del efluente para evitar problemas en los equipos.

Homogeneización: Necesaria cuando hay variaciones en la cantidad y calidad del vertido.

Coagulación: Consiste en añadir productos químicos (coagulantes) para neutralizar las cargas eléctricas de las partículas en el agua, permitiendo que se agrupen y formen pequeños agregados llamados microflóculos.

Floculación: Es el paso siguiente, donde se añaden floculantes y se agita suavemente el agua para que los microflóculos se junten y formen flóculos más grandes y pesados, que son más fáciles de separar del agua por sedimentación o filtración.

Flotación: Es un proceso que usa burbujas de aire para hacer que las partículas contaminantes suban a la superficie del agua, donde se pueden retirar fácilmente.

Lodos: Se refieren a los residuos semisólidos o sólidos que se generan como resultado del tratamiento de aguas residuales.

Lodo activado: Método biológico que utiliza microorganismos para descomponer materia orgánica.

Lodo primario: Sólidos removidos en el tratamiento primario.

Lodo secundario: Biomasa y sólidos removidos en el tratamiento secundario.

Etapas del Tratamiento

Pretratamiento:

Objetivo: Eliminar los materiales grandes y gruesos que podrían dañar el equipo de tratamiento posterior o interferir con los procesos de tratamiento.

Procesos comunes: Cribado, desarenado y desengrasado.

Resultados: Remoción de sólidos grandes, arena, grava y grasas.

Tratamiento primario:

Objetivo: Reducir la carga de sólidos suspendidos y materia orgánica mediante la sedimentación.

Procesos comunes: Tanques de sedimentación o clarificación primaria.

Resultados: Eliminación de una parte significativa de sólidos suspendidos y una reducción parcial de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).

Tratamiento secundario:

Objetivo: Degradar y remover la materia orgánica disuelta y en suspensión que no se eliminó en el tratamiento primario.

Procesos comunes: Tratamiento biológico como lodos activados, filtros percoladores o sistemas de lagunas.

Resultados: Reducción significativa de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), sólidos suspendidos y nutrientes, como nitrógeno y fósforo.

Productos del Tratamiento

Productos de la degradación de aguas residuales:

• Biogás
• Lodos (primario, secundario y digerido)
• Agua tratada (efluente)
• Nutrientes (nitrógeno y fósforo)

Muestras y Análisis

Muestra simple: La que se tome en el punto de descarga, de manera continua, en día normal de operación que refleje cuantitativa y cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que generan la descarga, durante el tiempo necesario para completar, cuando menos, un volumen suficiente para que se lleven a cabo los análisis necesarios para conocer su composición, aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento del muestreo.

Muestra compuesta: La que resulta de mezclar el número de muestras simples, según lo indicado en la Tabla 1. Para conformar la muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma.

Prueba de Jarras: Es un procedimiento estándar utilizado en el tratamiento de aguas para evaluar la eficacia de los coagulantes y floculantes en la clarificación del agua.

DQO: La concentración de masa de oxígeno equivalente a la cantidad de dicromato consumida por la materia disuelta y suspendida cuando una muestra de agua se trata con este oxidante bajo condiciones definidas. La DQO, a través del método del reflujo abierto, puede ser considerada como una medida aproximada de la demanda teórica de oxígeno. Es aplicable para muestras con valores altos de DQO, hasta 700 mg/L. El contenido de cloruro no debe exceder los 1000 mg/L. 1 mol de dicromato equivale a 1.5 mol de O₂.

DBO: Se refiere a "Demanda Bioquímica de Oxígeno".

Normas Mexicanas

NOM-001: Establece los requisitos y especificaciones para la evaluación y certificación de la calidad del agua en términos de su uso y consumo humano, agrícola, industrial y recreativo.

NOM-002: Establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado.

NOM-003: Establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público (aguas tratadas).

NMX-AA-003-1980: Establece los métodos de muestreo y análisis de aguas naturales, residuales y residuales tratadas para determinar la calidad del agua en términos de su contenido de sólidos.

NMX-AA-004-SCFI-2013: Establece los métodos para la determinación del pH en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. Esta norma es esencial para evaluar la calidad del agua, ya que el pH es un parámetro crítico que afecta tanto los procesos biológicos como químicos en los cuerpos de agua.

Norma mexicana NMX-AA-034-SCFI-2015: Análisis de agua - Medición de sólidos y sales disueltas en aguas naturales, residuales y residuales tratadas – Método de prueba. Establece el método para la medición de sólidos y sales disueltas y aplica para aguas naturales, residuales y residuales tratadas. Es de aplicación nacional.

NORMA MEXICANA NMX-AA-030/1-SCFI-2012: Esta norma especifica un método para la medición de la demanda química de oxígeno (DQO) del agua. Es aplicable a muestras de aguas naturales crudas no salinas (epicontinentales, subterráneas y pluviales), aguas residuales crudas municipales e industriales y aguas residuales tratadas municipales e industriales mediante método de reflujo abierto. Es de aplicación nacional.

NMX-AA-030/2-SCFI-2011 ANÁLISIS DE AGUA - DETERMINACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO EN AGUAS NATURALES, RESIDUALES Y RESIDUALES TRATADAS - MÉTODO DE PRUEBA - PARTE 2 - DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO – MÉTODO DE TUBO SELLADO A PEQUEÑA ESCALA: Esta norma mexicana especifica un método para la determinación de la demanda química de oxígeno (DQO-TS) usando el método de tubo sellado. La prueba es empírica y aplicable a cualquier muestra acuosa, que incluye todo tipo de agua residual y de desecho industrial. Esta norma es de aplicación nacional.

NOM-127-SEMARNAT-2021: Establece los límites permisibles para la calidad del agua destinada al uso y consumo humano en México. Esta norma es obligatoria para todos los sistemas de suministro de agua públicos y privados en todo el país, garantizando que el agua suministrada sea segura y cumpla con los requisitos sanitarios.