Tratamientos

Tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales

En el presente articulo sobre el tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales te hablar茅 sobre, lo que es, sus procesos a detalle y m谩s.

Tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales

驴Qu茅 es el tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales?

Tratamiento primario

El tratamiento primario de aguas residuales es el primer proceso en si dentro de las PTAR o EDAR en el tratamiento de aguas residuales como tal.

El tratamiento primario se caracteriza por sus tanques clarificadores, el prop贸sito de este proceso es retirar la mayor cantidad de turbidez posible, as铆 tambi茅n como part铆culas s贸lidas y materiales flotantes.

Ya que estos contaminantes ocasionar铆an problemas en la eficiencia de los dem谩s procesos de los tratamientos posteriores, es altamente utilizado el聽sulfato de aluminio聽y el聽cloruro de hierro, en el cual se realizan los siguientes procesos:

Imagen en la que se muestra los 4 procesos en un sistema de tratamiento primario de aguas residuales
  • Separaci贸n por gravedad
  • centrifugas de separaci贸n
  • Desarenadores
  • Tanques clarificadores primarios o de sedimentaci贸n

Tanques clarificadores primarios

  • Coagulaci贸n: agrupaci贸n de part铆culas finas (sulfato de aluminio y el cloruro de hierro).
  • Floculaci贸n: recolecci贸n de part铆culas peque帽as por medio del fl贸culo
  • Flotaci贸n: por medio de burbujas
  • Evacuaci贸n de lodos activados: restregadores
  • Evacuaci贸n de la capa superficial de impurezas (Scum): grandes depuradores o boquillas rociadoras de agua.

Tratamiento Secundario de Aguas Residuales

Se basa en un tanque o clarificador secundario, el mismo que recibe las aguas residuales del clarificador primario.

En este proceso se retira a煤n m谩s s贸lidos del agua aproximadamente el 90% de los contaminantes, esta limpieza es tambi茅n de un car谩cter biol贸gica, en los que se realiza procesos de digesti贸n ya sea anaerobia, aerobia o combinada.

Imagen representativa de los procesos en el tratamiento secundario de aguas residuales

Aireaci贸n

  • Aireaci贸n dispersa: amplios vol煤menes de aire de baja presi贸n
  • Turbina a motor: aire hasta el fondo del tanque por debajo de paletas
  • Esparcidor: aire de alta presi贸n al fondo
  • Aireador de superficie: turbina para levantar una columna de agua desde el fondo

Digesti贸n

  • Digesti贸n anaerobia: en ausencia de oxigeno a 35掳 C en el digestor.
  • Digesti贸n aerobia: en presencia de oxigeno, aireaci贸n de 10 a 20 d铆as.
  • Reactor biol贸gico de membranas: mezcla un tratamiento biol贸gico con la filtraci贸n por membranas.

Ventajas y desventajas de un sistema anaerobio frente a un aerobio

Ventajas
  • Falta de adici贸n de ox铆geno lo que abarata costos.
  • Reduce los lodos en mayor cantidad.
  • Produce metano el cual se puede utilizar para la generaci贸n de energ铆a.
  • La energ铆a requerida para el tratamiento de las aguas residuales es muy baja.
  • Se puede adaptar a cualquier tipo de residuo industrial.
  • Se pueden cargar los digestores con grandes cantidades de materia.
Desventajas
  • Es un proceso m谩s lento que el aerobio.
  • Es m谩s sensible a t贸xicos inhibidores.
  • La puesta a punto del sistema necesita de largos periodos.
  • Por lo general se requiere de mayor cantidad de lodos a degradar para el buen funcionamiento.

Tanques clarificadores secundarios

Se basa en la combinaci贸n de la aireaci贸n en el tanque en la parte superior, mientras que el asentado de lodos ser谩 en el fondo.

El lodo activado es fundamental en el proceso de aireaci贸n, ya que este es rico en microorganismos el cual ayuda en la descomposici贸n de materia org谩nica y formaci贸n de fl贸culos, con lo que se evacuan los s贸lidos, aceites y otros desperdicios, el lodo producido tiene muy poca materia org谩nica.

Tratamiento terciario de aguas residuales

Es el m谩s completo para purificar estas aguas residuales, sin embargo no ha llegado a ser ampliamente empleado por tener un alto costo o precio.

Este tratamientos terciarios busca eliminar la carga org谩nica residual y otras sustancias contaminantes restantes de los anteriores procesos, como por ejemplo, los nutrientes, f贸sforo y nitr贸geno.

Este tratamiento se basa en un proceso f铆sico-qu铆mico el cual emplea la precipitaci贸n, la filtraci贸n o la cloraci贸n para reducir la cantidad de nutrientes inorg谩nicos, como los fosfatos y nitratos.

  • Intercambio i贸nico: uso de resinas, elimina sales en bajas concentraciones
  • Adsorci贸n: atrapa sustancias solubles en la superficie de un s贸lido (carb贸n activado), eliminar fenoles,聽hidrocarburos arom谩ticos聽nitrados, derivados聽clorados, olor, color y sabor.
  • Microfiltraci贸n: poro de 0.1 y 10 渭m. 贸ptimos para retirar part铆culas de un di谩metro superior a 0.1 mm.
  • Ultrafiltraci贸n: Retiene mol茅culas cuyo tama帽o esta entre 0.001 y 0.1 渭m.
  • 脫smosis inversa: paso del agua, de la disoluci贸n m谩s concentrada a la m谩s diluida
Imagen representativa de los procesos del tratamiento terciario de aguas residuales

Desinfecci贸n

  • Cloraci贸n: cloro libre para evitar la proliferaci贸n de microorganismos (hipoclorito de sodio)
  • Radiaci贸n ultravioleta (luz ultravioleta): desinfecci贸n es instant谩nea
  • Ozonizaci贸n: Ozono caracter铆sticas de oxidante y desinfectante tres minutos para asegurar la desinfecci贸n

Flujos de descarga

  • Bombeo efluente: si se encuentra lejano al punto de descarga
  • Generaci贸n de energ铆a

Tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales sus procesos a detalle

A continuaci贸n te explicamos a detalle los procesos del tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales juntos a los subprocesos.

Tratamiento primario

Separaci贸n por gravedad

Se encarga de remover el material particulado y sedimentos del agua mediante la reducci贸n de la velocidad del caudal.

Con lo que las part铆culas m谩s pesadas se asienten en el fondo, gracias a esta disminuci贸n de velocidad que puede llegar a ser de 30 cm/s.

Centr铆fugas de separaci贸n

Estas centr铆fugas de separaci贸n se encargan de remover las part铆culas s贸lidas por medio de grandes remolinos en forma de cono.

Las bombas mueven el agua y mientras gira, las part铆culas m谩s pesadas van al exterior para ser desaguadas en una transportadora de rosca o un mecanismo de rastrillo.

Desarenadores

Los desarenadores son estructuras hidr谩ulicas que se encargan de remover las part铆culas de cierto tama帽o, hay diferentes tipos de desarenadores.

Los mas comunes son los desarenadores detritus de flujo vertical, estos son de un flujo va desde la parte inferior hacia arriba.

Estas part铆culas se van sedimentando mientras el agua sube, pueden ser de diferentes formas circulares, cuadrados o rectangulares.

Tanques clarificadores primarios o de sedimentaci贸n

Estos tanques clarificadores son receptores circulares o rectangulares que contienen el agua residual por varias horas.

Pueden ser de concreto o de acero, con la finalidad de que las part铆culas m谩s pesadas que producen los lodos activados se asienten en el fondo.

Adem谩s de que los residuos flotables, obviamente m谩s ligeros como la grasa y el cabello se superpongan en la superficie.

Coagulaci贸n

La coagulaci贸n no es m谩s que la agrupaci贸n de part铆culas finas para formar otras m谩s grandes, es altamente utilizado el sulfato de aluminio y el cloruro de hierro.

Tambi茅n se emplean algunos pol铆meros org谩nicos y materiales de arcilla para estimular este proceso, gracias a esto las part铆culas m谩s grandes son m谩s f谩ciles de retirar.

Floculaci贸n

La floculaci贸n es la recolecci贸n de part铆culas peque帽as por medio del fl贸culo, las cuales son part铆culas m谩s grandes son un material esponjoso de una superficie m谩s grande y ayuda atrapando part铆culas m谩s peque帽as en su superficie.

Esto es ayudado por medio de las paletas rotantes y los escalones que realizan el mismo movimiento de rodillo.

Flotaci贸n

La flotaci贸n se lleva a cabo por medio de burbujas peque帽as de aire adhiri茅ndose a la materia suspendida en el agua residual que va rotando suavemente, esta materia luego va a la superficie para su posterior remoci贸n.

Evacuaci贸n de lodos activados

La evacuaci贸n de lodos se lleva a cabo por medio de una serie de restregadores en un sistema impulsado por una cadena rotatoria sinf铆n las cuales pasan por el fondo y las paredes del tanque, luego el lodo activado es bombeado hacia el sistema de tratamiento de lodos.

Evacuaci贸n de la capa superficial de impurezas (Scum)

Esta capa superficial de impurezas es dirigida a una cavidad para su eliminaci贸n, por medio de los mismos restregadores mencionados anteriormente, para luego ser evacuados.

Otro sistema utiliza grandes depuradores o boquillas rociadoras de agua, las cuales pasan por la superficie del tanque empujando la capa superficial de impurezas hacia un vertedero de eliminaci贸n.

Tratamiento secundario

A continuaci贸n te explicamos a detalle los procesos del tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales:

Difusi贸n de aire

Aireaci贸n dispersada

Se basa en el envi贸 de amplios vol煤menes de aire de baja presi贸n en estas aguas residuales, el movimiento del aire crea la circulaci贸n de estas aguas las cuales son aireadas en forma pareja.

Turbina a motor

Se encarga de dispersar el aire hasta el fondo del tanque por debajo de paletas accionadas por un motor que rompen las burbujas y son mezcladas con esta agua.

Esparcidor

Se basa en chorros de aire de alta presi贸n en un recipiente circular al fondo del mismo, con el que se inicia el movimiento del agua el cual se encarga de dispersar el aire.

Aireador de superficie

Consiste en una turbina para levantar una columna de agua residual desde el fondo del tanque, en algunos casos estos tanques se encuentran cubiertos, esto acelera la aireaci贸n pero se necesita de un buen sistema de aireaci贸n.

Digesti贸n

Digesti贸n anaerobia

La digesti贸n anaerobia se encarga de la estabilizaci贸n la cual se da mediante un procedimiento biol贸gico que permite la degradaci贸n de la materia org谩nica a trav茅s de la fermentaci贸n por medio de microorganismos en un contenedor cerrado en ausencia de oxigeno.

Este proceso es lento deben regularse condiciones de temperatura, pH, tiempo de duraci贸n, para que las bacterias metabolicen la materia org谩nica.

El lodo en el digestor debe estar a 35掳C, esto se logro llevando los lodos hacia un intercambiador de calor, el cual es alimentado por el biogas (metano) producido por la digesti贸n.

Digesti贸n aerobia

Al igual que la digesti贸n aerobia lo que busca es el estabilizar los lodos activados pero en este caso es por aireaci贸n, de esta manera destruye los s贸lidos. Se aplica en peque帽as instalaciones, el tiempo en que se da la aireaci贸n puede ser entre 10 y 20 d铆as, seg煤n la temperatura.

Reactor biol贸gico de membranas

El MBR posee dos partes fundamentales, las cuales son la responsable de la degradaci贸n microbiol贸gica y la filtraci贸n, cuyas membranas se pueden encontrar al interior del reactor biol贸gico o al exterior, en este caso el efluente debe ser bombeado hacia las membranas.

Este sistema puede ser implementado en plantas de tratamiento de agua ya existentes, espec铆ficamente en el tratamiento secundario de aguas residuales, el MRB se caracteriza por ahorrar hasta un 70% del espacio.

Present谩ndose como una soluci贸n viable a los espacios cortos que se tiene especialmente en las grandes urbes y cuya poblaci贸n va creciendo de forma exponencial.

Tratamiento terciario

A continuaci贸n te explicamos a detalle los procesos del tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales:

Intercambio i贸nico

Se emplea el uso de resinas de intercambio i贸nico, con las que se busca retener sobre su superficie iones disueltos en el agua, permanecen temporalmente unidos sobre la superficie, es usado en la eliminaci贸n de sales en bajas concentraciones.

Adsorci贸n

Este proceso se basa en la captaci贸n de sustancias solubles en la superficie de un s贸lido, se utiliza para eliminar fenoles, hidrocarburos arom谩ticos nitrados, derivados clorados, etc., al igual que para eliminar el olor, color y sabor.

Como todos conocemos o hemos escuchado en alg煤n momento el adsorbente m谩s utilizado o com煤n es el carb贸n activado o activo.

Microfiltraci贸n y ultrafiltraci贸n

Se basa en la separaci贸n por el tama帽o de poro de la membrana lo que determina hasta que grado son eliminados los s贸lidos disueltos, la turbidez y los microorganismos.

  • Microfiltraci贸n: poro de 0.1 y 10 渭m. 贸ptimos para retirar part铆culas de un di谩metro superior a 0.1 mm.
  • Ultrafiltraci贸n: Retiene mol茅culas cuyo tama帽o esta entre 0.001 y 0.1 渭m.

脫smosis inversa

Se basa en la aplicaci贸n de una presi贸n superior a la osm贸tica, provocando el paso del agua, de la disoluci贸n m谩s concentrada a la m谩s diluida hasta llegar a un nuevo equilibrio, ayuda a eliminar la mayor parte de las sales del agua.

Desinfecci贸n

Cloraci贸n

Consiste en la adici贸n adecuada de cloro libre para evitar la proliferaci贸n de microorganismos para su reutilizaci贸n.

Existen varias formas pueden pasar por un sistema autom谩tico de medici贸n y control de la dosificaci贸n de cloro mediante sonda o dosificaci贸n de cloro proporcional al caudal por medio de la instalaci贸n de un contador-emisor de impulsos.

La cloraci贸n es el m茅todo de desinfecci贸n m谩s sencillo y econ贸mico para el tratamiento terciario de aguas residuales mediante el uso de hipoclorito de sodio.

Radiaci贸n Ultravioleta (luz ultravioleta)

Este procedimiento es inmediato e incluso m谩s efectivo que la cloraci贸n, no necesita de dep贸sitos de contacto la desinfecci贸n es instant谩nea gracias al paso de agua por el equipo de tratamiento ultravioleta, optimo para espacios reducidos.

Es importante que la filtraci贸n haya sido totalmente eficiente en la eliminaci贸n de turbidez y as铆 obtener una mayor eficiencia de la luz ultravioleta.

Ozonizaci贸n

El ozono posee caracter铆sticas de oxidante y desinfectante el cual act煤a a una velocidad superior a la de la cloraci贸n, se requiere un aproximado de tres minutos para asegurar la desinfecci贸n.

Flujos de descarga

El flujo de descarga es un proceso muy importante dentro del tratamiento terciario de aguas residuales, para la reutilizaci贸n del agua.

Bombeo efluente

El uso de bombas pueden no ser necesarias si se encuentra en una lugar en el que la gravedad sea un aliado, sin embargo, si se encuentra lejano al punto de descarga es necesaria el uso de bombas estas pueden ser de tipo h茅lice, de carcasa dividida o de tipo sumergible.

Generaci贸n de energ铆a hidroel茅ctrica

La descarga de las plantas tratadoras de aguas residuales podr铆an pasar por una turbina hidroel茅ctrica, lo cual generar铆a electricidad adicional para su propio uso o incluso vender a la compa帽铆a el茅ctrica local.

Ventajas y desventajas

Dentro de las ventajas de manejar los tratamientos terciarios es la adecuada entrega de aguas purificadas al medio ambiente, la seguridad de que el agua de consumo humano no tendr谩 repercusiones en nuestra salud, tratar de asegurar el abastecimiento de este bien que cada vez es m谩s escaso y vital para nuestra sobrevivencia.

La mayor desventaja del tratamiento terciario son los elevados costos para realizarla, adem谩s de que dependiendo del tratamiento a seguir, este podr铆a llegar a ocupar extensiones considerables de terreno en base a la relaci贸n con el aumento de la poblaci贸n.

Si te ha gustado este art铆culo sobre el tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales tambi茅n puedes revisar nuestros art铆culos sobre el dise帽o de una PTAR, etapas del tratamiento de aguas residuales, tratamiento secundario, tratamiento terciario, tratamiento de lodos, humedales artificiales, fosa s茅ptica, laguna de oxidaci贸n, rellenos sanitarios, etapas del tratamiento de aguas residuales, tipos de filtros de agua, tipos de tratamiento de aguas residuales.

Boris Tito

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