En el presente articulo sobre el tratamiento primario y secundario de aguas residuales te hablaré sobre, lo que es, sus procesos a detalle y más.
¿Qué es el tratamiento primario y secundario 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 propósito de este proceso es retirar la mayor cantidad de turbidez posible, así también como partículas sólidas y materiales flotantes.
Ya que estos contaminantes ocasionarían problemas en la eficiencia de los demás procesos de los tratamientos posteriores, es altamente utilizado el sulfato de aluminio y el cloruro de hierro, en el cual se realizan los siguientes procesos:
- Separación por gravedad
- centrifugas de separación
- Desarenadores
- Tanques clarificadores primarios o de sedimentación
Tanques clarificadores primarios
- Coagulación: agrupación de partículas finas (sulfato de aluminio y el cloruro de hierro).
- Floculación: recolección de partículas pequeñas por medio del flóculo
- Flotación: por medio de burbujas
- Evacuación de lodos activados: restregadores
- Evacuación 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 aún más sólidos del agua aproximadamente el 90% de los contaminantes, esta limpieza es también de un carácter biológica, en los que se realiza procesos de digestión ya sea anaerobia, aerobia o combinada.
Aireación
- Aireación dispersa: amplios volúmenes de aire de baja presión
- Turbina a motor: aire hasta el fondo del tanque por debajo de paletas
- Esparcidor: aire de alta presión al fondo
- Aireador de superficie: turbina para levantar una columna de agua desde el fondo
Digestión
- Digestión anaerobia: en ausencia de oxigeno a 35° C en el digestor.
- Digestión aerobia: en presencia de oxigeno, aireación de 10 a 20 días.
- Reactor biológico de membranas: mezcla un tratamiento biológico con la filtración por membranas.
Ventajas y desventajas de un sistema anaerobio frente a un aerobio
Ventajas
- Falta de adición de oxígeno lo que abarata costos.
- Reduce los lodos en mayor cantidad.
- Produce metano el cual se puede utilizar para la generación de energía.
- La energía 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 más lento que el aerobio.
- Es más sensible a tóxicos 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 combinación de la aireación en el tanque en la parte superior, mientras que el asentado de lodos será en el fondo.
El lodo activado es fundamental en el proceso de aireación, ya que este es rico en microorganismos el cual ayuda en la descomposición de materia orgánica y formación de flóculos, con lo que se evacuan los sólidos, aceites y otros desperdicios, el lodo producido tiene muy poca materia orgánica.
Tratamiento primario y secundario de aguas residuales sus procesos a detalle
A continuación te explicamos a detalle los procesos del tratamiento primario y secundario de aguas residuales juntos a los subprocesos.
Tratamiento primario
Separación por gravedad
Se encarga de remover el material particulado y sedimentos del agua mediante la reducción de la velocidad del caudal.
Con lo que las partículas más pesadas se asienten en el fondo, gracias a esta disminución de velocidad que puede llegar a ser de 30 cm/s.
Centrífugas de separación
Estas centrífugas de separación se encargan de remover las partículas sólidas por medio de grandes remolinos en forma de cono.
Las bombas mueven el agua y mientras gira, las partículas más pesadas van al exterior para ser desaguadas en una transportadora de rosca o un mecanismo de rastrillo.
Desarenadores
Los desarenadores son estructuras hidráulicas que se encargan de remover las partículas de cierto tamaño, 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 partículas se van sedimentando mientras el agua sube, pueden ser de diferentes formas circulares, cuadrados o rectangulares.
Tanques clarificadores primarios o de sedimentación
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 partículas más pesadas que producen los lodos activados se asienten en el fondo.
Además de que los residuos flotables, obviamente más ligeros como la grasa y el cabello se superpongan en la superficie.
Coagulación
La coagulación no es más que la agrupación de partículas finas para formar otras más grandes, es altamente utilizado el sulfato de aluminio y el cloruro de hierro.
También se emplean algunos polímeros orgánicos y materiales de arcilla para estimular este proceso, gracias a esto las partículas más grandes son más fáciles de retirar.
Floculación
La floculación es la recolección de partículas pequeñas por medio del flóculo, las cuales son partículas más grandes son un material esponjoso de una superficie más grande y ayuda atrapando partículas más pequeñas en su superficie.
Esto es ayudado por medio de las paletas rotantes y los escalones que realizan el mismo movimiento de rodillo.
Flotación
La flotación se lleva a cabo por medio de burbujas pequeñas de aire adhiriéndose a la materia suspendida en el agua residual que va rotando suavemente, esta materia luego va a la superficie para su posterior remoción.
Evacuación de lodos activados
La evacuación de lodos se lleva a cabo por medio de una serie de restregadores en un sistema impulsado por una cadena rotatoria sinfín las cuales pasan por el fondo y las paredes del tanque, luego el lodo activado es bombeado hacia el sistema de tratamiento de lodos.
Evacuación de la capa superficial de impurezas (Scum)
Esta capa superficial de impurezas es dirigida a una cavidad para su eliminación, 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 eliminación.
Tratamiento secundario
A continuación te explicamos a detalle los procesos del tratamiento primario secundario y terciario de aguas residuales:
Difusión de aire
Aireación dispersada
Se basa en el envió de amplios volúmenes de aire de baja presión en estas aguas residuales, el movimiento del aire crea la circulación 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 presión 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 aireación pero se necesita de un buen sistema de aireación.
Digestión
Digestión anaerobia
La digestión anaerobia se encarga de la estabilización la cual se da mediante un procedimiento biológico que permite la degradación de la materia orgánica a través de la fermentación por medio de microorganismos en un contenedor cerrado en ausencia de oxigeno.
Este proceso es lento deben regularse condiciones de temperatura, pH, tiempo de duración, para que las bacterias metabolicen la materia orgánica.
El lodo en el digestor debe estar a 35°C, esto se logro llevando los lodos hacia un intercambiador de calor, el cual es alimentado por el biogas (metano) producido por la digestión.
Digestión aerobia
Al igual que la digestión aerobia lo que busca es el estabilizar los lodos activados pero en este caso es por aireación, de esta manera destruye los sólidos. Se aplica en pequeñas instalaciones, el tiempo en que se da la aireación puede ser entre 10 y 20 días, según la temperatura.
Reactor biológico de membranas
El MBR posee dos partes fundamentales, las cuales son la responsable de la degradación microbiológica y la filtración, cuyas membranas se pueden encontrar al interior del reactor biológico 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, específicamente en el tratamiento secundario de aguas residuales, el MRB se caracteriza por ahorrar hasta un 70% del espacio.
Presentándose como una solución viable a los espacios cortos que se tiene especialmente en las grandes urbes y cuya población va creciendo de forma exponencial.
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