Tractament de l'Aigua: Sistemes, Depuració i Control de la Qualitat

Sistemes de tractament de l'aigua per al consum

L'aigua destinada al consum ha de ser sotmesa a tractament i processos per obtenir aigua potable. Aquests tractaments es duen a terme en estacions de tractament d'aigua. Els processos es divideixen en dos tipus:

• Tractament global: aplica diferents processos físics que permeten separar les partícules que hi ha a l'aigua, i processos químics com la coagulació o la floculació, que fan servir sals de ferro o d'alumini per afavorir la precipitació.
• Tractament especial: desinfecció, que es pot realitzar de tres maneres: cloració (barata, fàcil, oxidant i desinfectant, però pot alterar el sabor), ozonització i radiacions ultraviolades (més eficaces).

Tractament d'afinament

Inclou processos com la neutralització o la reducció de l'acidesa de l'aigua.

Autodepuració

Té lloc als aigües naturals i consisteix en la sedimentació i la biodegradació de partícules mitjançant processos químics i biològics, que converteixen la matèria orgànica en inorgànica i la fan servir com a nutrients per als vegetals.

Sistemes de depuració d'aigües residuals

El tractament de les aigües residuals té com a objectiu tornar l'aigua al medi amb unes característiques semblants al seu estat natural. Hi ha dos tipus de sistemes:

Sistemes naturals o blaus

Són processos d'autodepuració sota condicions especials. Requereixen poca despesa econòmica i manteniment, i són adequats per a petites poblacions. Un exemple és la llacunatge, una depuració biològica de les aigües residuals mitjançant la construcció de llacunes artificials, on es produeix la sedimentació de la matèria sòlida en suspensió i la degradació de la matèria orgànica. Hi ha tres tipus de llacunes:

• Aerobies: poc profundes i de superfície extensa, per facilitar els processos de descomposició de la matèria orgànica.
• Anaerobies: molt petites i profundes, on es produeix la descomposició anaeròbia.
• Facultatives: combinen els dos processos anteriors.

També existeixen els filtres verds, basats en vegetació de creixement ràpid.

Tecnologia dura

Es realitza en les estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR), mitjançant processos químics, biològics i físics que eliminen els contaminants. Són tècniques com l'osmosi inversa, més ràpides i amb més volum de tractament.

Una estació depuradora es diferencia en:

• Línia d'aigua: on es concentren tots els contaminants.
• Línia de fangs: on es tracten els contaminants concentrats.
• Línia de gas: on es processa el biogàs generat.

Línia d'aigua

Pretractament

Separa els sòlids en suspensió mitjançant dos processos:

• Desbast o retenció: filtració gruixuda de matèria voluminosa.
• Desaparició de greixos i arenes: sedimentació controlada on les arenes s'enfonsen i els greixos suren.

Tractament primari

Separa els greixos i la matèria flotant mitjançant la decantació de detritus i partícules, i una floculació que forma agregats de diferents mides. Inclou l'ajust del pH per neutralitzar l'aigua.

Tractament secundari

Són processos biològics complementaris al sistema de decantació secundària, que eliminen la matèria orgànica de les aigües residuals. S'empren fangs als quals s'afegeixen bacteris de forma artificial, que formen flòculs fàcilment eliminables.

Tractament terciari (opcional)

Permet la reutilització de l'aigua depurada.

Desinfecció

Elimina bacteris i virus patògens mitjançant cloració o ozonització.

Línia de fangs

• Espessiment de fangs: redueix el volum d'aigua dels fangs, eliminant la major part d'aquesta.
• Estabilització de fangs: elimina la matèria orgànica mitjançant sistemes aeròbics (més cars, requereixen oxigen) o anaeròbics (més comuns).
• Condicionament químic: s'hi afegeixen compostos per provocar la coagulació dels sòlids.
• Deshidratació: elimina l'aigua que encara queda als fangs.

Línia de gas

Resulta de la digestió dels fangs. El gas no utilitzat es crema en una torxa.

Control de la qualitat i protecció de la qualitat de l'aigua

La vigilància té com a objectiu detectar les alteracions de l'aigua. Els organismes encarregats són les comissaries d'aigua de les diferents conques hidrogràfiques.

• Mesures preventives: establiment de zones de protecció d'embassaments, estudi d'impacte ambiental i planificació hidrològica.
• Mesures actives: protecció d'aqüífers davant la sobreexplotació i autorització d'abocaments.

Contaminació de l'aigua

La contaminació és l'acció i l'efecte d'introduir matèries o formes d'energia, o induir condicions en l'aigua, de manera directa o indirecta, que impliquen una alteració perjudicial de la seva qualitat.

Origen i tipus de contaminació

Segons el focus emissor, la contaminació pot ser difusa o puntual, i natural o artificial (urbana, agrícola, industrial). Altres fonts inclouen abocadors, restes de combustió i marees negres.

Factors i nivell de contaminació

• Característiques del receptor: tipus (superficial o subterrània), quantitat i qualitat. Com més gran sigui el volum del receptor, més possibilitats hi ha de diluir la contaminació.
• Característiques de la zona: particularitats climàtiques i geomorfològiques.
• Usos previstos de l'aigua: referits al tipus i quantitat d'abocaments que l'aigua pot suportar.

Contaminants de l'aigua

Són totes aquelles substàncies, éssers vius o formes d'energia que es troben en proporcions superiors a les normals:

• Físics: temperatura, partícules radioactives, sòlids en suspensió (inorgànics, com les sorres, o orgànics, com restes d'animals).
• Químics: orgànics (pesticides), inorgànics (àlcalis) i gasosos (H₂S, CH₄).
• Biològics: microorganismes responsables de malalties com el tifus o el còlera. Les algues són causants del canvi de color, olor i sabor de l'aigua.

Efectes generals de la contaminació

Es distingeixen dos tipus d'aigua segons la seva salinitat: dolça (rius, llacs i aigües subterrànies) i salada (mars i oceans).

Contaminació de rius i llacs

El poder erosiu i l'acció humana afegeixen residus domèstics que la capa d'autodepuració no pot assumir. Això provoca la restricció de l'ús de l'aigua, l'alteració dels ecosistemes, un aspecte i color desagradables. Els llacs són més vulnerables per ser d'aigües estàtiques, i pateixen l'eutrofització.

Les mesures per minimitzar l'eutrofització inclouen limitar i prohibir els abocaments domèstics, depurar les aigües i evitar l'aportació de nitrogen, que afavoreix el creixement de cianofícies (marees roges).

Contaminació d'aqüífers

Els aqüífers són formacions geològiques on s'emmagatzema i circula l'aigua subterrània aprofitant la porositat i fissuració de la roca que els conté. Són un recurs hídric afectat per la contaminació, la sobreexplotació i la salinització. La contaminació pot ser puntual o difusa, i afectar una zona més extensa. Les fonts principals són els fertilitzants i els abocaments de granges.

Els aqüífers tenen una dinàmica escassa i una baixa capacitat d'autodepuració. La sobreexplotació pot provocar la intrusió salina en aqüífers costaners, quan l'aigua de mar hi entra.

Contaminació de l'aigua de mar

El mar té un gran volum d'aigua però una capacitat autodepuradora limitada. La contaminació per via natural és molt petita; el problema major prové de la contaminació dels rius, amb metalls pesants o deixalles flotants. Les marees negres causen la mort d'organismes marins per impregnació de cru, inestabilitat tèrmica o manca de llum, i enverinament de les cadenes tròfiques. Els abocaments de petroli pateixen un procés natural que en permet l'eliminació.

Mesures de prevenció i correcció

• Prevenció: elaboració de lleis i reglaments, i exigència de doble casc als vaixells.
• Correcció: barreres flotants de contenció (efectives en calma i per a abocaments petits), barreres químiques que utilitzen gels per recollir el petroli, i bioremediació (més eficaç i ecològica), basada en el cultiu de bacteris juntament amb un substrat inert.

Qualitat de l'aigua

La qualitat de l'aigua és la capacitat intrínseca que té per respondre als usos que se'n poden obtenir.

Paràmetres de qualitat

Són indicadors de les característiques i propietats que els contaminants poden proporcionar a l'aigua:

• Físics: olor, color, etc.
• Químics: oxigen dissolt, DBO, DQO, pH.
• Biològics: microorganismes (virus, bacteris, protozous, cianobacteris, fongs), transmissors de malalties.

Indicadors biològics de contaminació

Són determinades espècies que, segons la seva quantitat i presència, ens orienten sobre els nivells de contaminació i les variacions de les poblacions per l'alteració del medi aquàtic. Algunes desapareixen i altres augmenten el seu nombre a causa de la contaminació.

Índexs de qualitat

Són valors numèrics que engloben els valors de diversos paràmetres físics i químics per expressar la qualitat de l'aigua. Un exemple és l'índex de saprobis, que analitza la presència d'organismes que es desenvolupen a la zona de descomposició de la matèria orgànica.