El tratamiento de aguas residuales es un proceso de varias etapas cuyo objetivo es eliminar los contaminantes de las aguas residuales para poder verterlas al medio ambiente o reutilizarlas. Este proceso es crucial tanto en el sector municipal como en el industrial para cumplir la normativa legal, proteger el medio ambiente y conservar los recursos hídricos. El tratamiento de las aguas residuales comprende procesos mecánicos, biológicos, químicos y físicos, que se armonizan y combinan de distintas maneras en función del origen y la contaminación de las aguas residuales.
Índice
Antecedentes técnicos y etapas del tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de las aguas residuales suele constar de varias etapas, que van desde la clarificación gruesa y los procesos de degradación biológica hasta el tratamiento químico final. En función de los requisitos específicos, las aguas residuales se tratan de forma diferente en las depuradoras.
1ª etapa mecánica - pretratamiento
El pretratamiento mecánico es el primer paso en el tratamiento de aguas residuales y se utiliza para eliminar los sólidos gruesos y los sólidos en suspensión de las aguas residuales. Aquí se utilizan métodos físicos como tamices, cribas, separadores de arena y grasa y tanques de sedimentación.
- Rastrillos y tamices: eliminan sólidos gruesos como papel, plástico o materiales orgánicos que podrían obstruir el sistema.
- Desarenador: aquí se separan la arena, la grava y otras partículas más pesadas para aliviar las fases posteriores del proceso.
- Separador de grasas: Los aceites y grasas que flotan en la superficie del agua se recogen en separadores especiales.
La limpieza mecánica garantiza que las aguas residuales se encuentren en unas condiciones que permitan un tratamiento eficaz en las fases posteriores.
Foto: Ejemplo de un desarenador aireado que elimina los sólidos gruesos sedimentables, así como las sustancias flotantes y grasas. El sistema forma parte del pretratamiento de nuestro sistema ALMA BHU BIO
2. fase biológica - descomposición de sustancias orgánicas
En la etapa biológica, las impurezas orgánicas de las aguas residuales se descomponen con la ayuda de microorganismos. Se trata de una etapa clave en el tratamiento de las aguas residuales, ya que la mayoría de las sustancias orgánicas que contienen son biodegradables. Los procesos biológicos más utilizados son
Proceso de fangos activados:
En este proceso, las aguas residuales se mezclan en tanques de aireación con fangos activos compuestos por microorganismos. Estos microorganismos descomponen las sustancias orgánicas con la adición de oxígeno.
Reactores de lecho fijo y flotante:
En estos reactores, los microorganismos se colonizan en materiales portadores a través de los cuales fluyen las aguas residuales. Estos reactores ofrecen un alto rendimiento de depuración biológica con un tamaño reducido.
Desnitrificación y nitrificación:
Estos dos procesos biológicos sirven para descomponer los compuestos de nitrógeno. En la nitrificación, el amonio se oxida a nitrato, mientras que en la desnitrificación, el nitrato se reduce a nitrógeno gaseoso, que escapa a la atmósfera como gas inofensivo.
Un ejemplo concreto de la etapa biológica es el uso de plantas de biogás como nuestra ALMA BHU GMR, que se utilizan para la digestión anaeróbica de lodos de depuradora. Aquí se produce biogás (compuesto de metano y dióxido de carbono) con exclusión de aire, que puede utilizarse como fuente de energía. Esto hace que el tratamiento de las aguas residuales sea parcialmente autosuficiente desde el punto de vista energético.
Foto: Foto de nuestra filtración biológicamente activada, un proceso combinado de limpieza mecánica y biodegradación(ALMA BHU BAF)
3ª etapa químico-física - eliminación de contaminantes
En la etapa químico-física se eliminan contaminantes específicos que no pueden eliminarse mediante procesos biológicos, o sólo con dificultad. Esto es especialmente importante en el caso de las aguas residuales industriales, que a menudo contienen contaminantes específicos como metales pesados, disolventes orgánicos u otros compuestos químicos. Las plantas de tratamiento de aguas residuales que funcionan según el principio de precipitación y floculación suelen denominarse coloquialmente plantas CP (plantas químico-físicas).
Precipitación y floculación:
Se añaden precipitantes químicos, como sales de aluminio o cloruro férrico, para convertir las sustancias disueltas en partículas sólidas. Estas partículas forman flóculos, que se eliminan por sedimentación o flotación.
Flotación:
Las burbujas de aire finamente dispersas se adhieren a los sólidos en suspensión y los llevan a la superficie, donde son desespumados. La flotación es especialmente adecuada para eliminar grasas, aceites y sólidos muy finos.
En términos técnicos, los sistemas de flotación se denominan flotación por aire disuelto, ya que el agua se satura primero con aire a presión y luego se despresuriza. Este proceso de despresurización crea finas burbujas de aire que se adhieren a los contaminantes y los hacen flotar. Un ejemplo de este sistema de flotación es nuestro ALMA NeoDAF.
Neutralización:
Aquí, el valor del pH de las aguas residuales se regula para llevarlo a un valor que sea adecuado para su vertido o para otras etapas de tratamiento. Se añaden ácidos, bases, gases de combustión o CO2 para neutralizar las aguas residuales.
Un ejemplo de sistema de neutralización es nuestro ALMA Neutra.
Oxidación:
En esta fase, los contaminantes orgánicos persistentes se convierten en compuestos menos nocivos mediante el uso de agentes oxidantes como el ozono o el peróxido de hidrógeno.
Foto: Ejemplo de un sistema CP para la eliminación de metales pesados, AOX e hidrocarburos(ALMA CHEM MCW)
4. proceso de membrana - limpieza fina
Las depuradoras modernas suelen utilizar procesos de membrana para eliminar las partículas más finas, los microorganismos y los contaminantes disueltos de las aguas residuales. Los procesos más habituales son
Microfiltración y ultrafiltración:
Estos procesos separan los sólidos y coloides del agua mediante finas membranas que sólo dejan pasar las moléculas de agua y las impurezas muy pequeñas.
Ósmosis inversa:
En la ósmosis inversa, el agua es forzada a atravesar una membrana semipermeable que retiene casi todas las sustancias disueltas, incluidas las sales y las moléculas orgánicas. La ósmosis inversa se utiliza a menudo en el reprocesamiento de aguas residuales y en la extracción de agua de proceso a partir de aguas residuales.
Foto: Ejemplo de uno de nuestros sistemas de ósmosis inversa para la producción de agua de proceso a partir de aguas residuales(ALMA BHU BiosS-Treat)
5. fase terciaria y cuaternaria - eliminación de microcontaminantes
En las etapas terciaria y cuaternaria, las aguas residuales se depuran aún más para eliminar microcontaminantes como residuos farmacéuticos, pesticidas y compuestos hormonales. Para ello se recurre a la filtración con carbón activo, la ozonización o el tratamiento con rayos UV. Estos procesos tienen por objeto descomponer las sustancias traza más pequeñas que permanecen en el agua incluso después de la depuración biológica y química.
Foto: Filtro de carbón activado instalado en depósitos de PRFV(ALMA Fil AK)
Tipos de sistemas de aguas residuales y ejemplos de aplicación
Plantas municipales de tratamiento de aguas residuales:
Las plantas municipales tratan las aguas residuales de los hogares, las empresas y las industrias más pequeñas. Suelen constar de las etapas descritas anteriormente y proporcionan un tratamiento integral de las aguas residuales antes de verterlas a ríos o lagos.
Plantas de tratamiento de aguas residuales industriales:
Las plantas industriales suelen ser sistemas especializados que se adaptan al tipo respectivo de aguas residuales. Por ejemplo, las aguas residuales de la producción alimentaria, la galvanoplastia o la petroquímica requieren procesos químicos y físicos específicos para eliminar los contaminantes. En estos casos se suelen utilizar plantas químico-físicas(plantas CP) y plantas de flotación(ALMA NeoDAF).
Plantas de reciclaje de agua:
Estas plantas tratan las aguas residuales para que puedan reutilizarse en procesos industriales. Desempeñan un papel importante en la economía circular y contribuyen a reducir el consumo de agua.
Conclusión
El tratamiento de aguas residuales es un proceso muy complejo que implica una combinación de procesos mecánicos, biológicos, químicos y físicos. Según el tipo de aguas residuales y los requisitos legales, se combinan diversas tecnologías y procesos para garantizar su vertido o reutilización seguros.
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