Las depuradoras de aguas residuales son instalaciones técnicas que se utilizan para recoger, transportar, tratar y devolver al medio ambiente las aguas residuales depuradas procedentes de los hogares, la industria y el comercio. El objetivo de estos sistemas es eliminar los contaminantes y las impurezas antes de que las aguas residuales se viertan a las masas de agua o a la red de alcantarillado. Son una parte esencial de la gestión moderna de las aguas residuales y contribuyen significativamente a la protección del medio ambiente y la salud humana.
Índice
Antecedentes técnicos y funcionalidad
Una planta de tratamiento de aguas residuales consta de varias etapas coordinadas, que pueden variar en función de los requisitos y el tipo de aguas residuales. Básicamente, se distingue entre plantas de aguas residuales municipales y plantas de aguas residuales industriales, diseñadas para cargas contaminantes especiales.
1. limpieza mecánica:
Esta etapa del proceso consiste en eliminar los sólidos gruesos y finos de las aguas residuales. Los componentes mecánicos típicos de las plantas son cribas, tamices y desarenadores. En los tanques de sedimentación, las partículas más pesadas se depositan en el fondo, mientras que los componentes más ligeros se separan o eliminan mediante separadores de grasas. Este pretratamiento mecánico es necesario para proporcionar a las etapas posteriores de tratamiento biológico y químico una carga de entrada lo más constante posible y evitar daños mecánicos.
Una parte importante de la limpieza mecánica son también procesos de membrana como la microfiltración y la ultrafiltración. En ellos, las aguas residuales pasan a través de membranas de poros finos que retienen partículas muy pequeñas, bacterias y virus. Los procesos de membrana se utilizan a menudo en combinación con otras etapas de depuración, sobre todo en la reutilización de aguas residuales y en el tratamiento de aguas residuales industriales, donde se aplican requisitos de gran pureza. Ofrecen la ventaja de que incluso las partículas en suspensión y los microorganismos más pequeños se eliminan eficazmente sin necesidad de productos químicos.
Foto: Ejemplo de planta de tratamiento mecánico de aguas residuales: una planta de filtración para caudales de hasta 1.000 m³/h en una construcción de hormigón(ALMA BHU SMF/MMF)
2. limpieza biológica:
En este paso, las impurezas orgánicas se descomponen con la ayuda de microorganismos. Las plantas de aireación(plantas de biofiltración, biorreactores de membrana) desempeñan aquí un papel fundamental. Estas plantas utilizan microorganismos que descomponen las sustancias orgánicas y las convierten en biomasa, dióxido de carbono y agua. La eficacia de la depuración biológica aeróbica viene determinada por el suministro de oxígeno en los tanques de aireación que favorece la descomposición aeróbica de las sustancias. Una forma especial de depuración biológica es la desnitrificación, en la que el nitrato se descompone en nitrógeno en condiciones anaeróbicas.
Otro aspecto importante del tratamiento biológico de las aguas residuales son plantas de biogás (plantas anaerobias)que suelen ir asociadas al tratamiento de los lodos de depuradora. Las plantas de biogás utilizan la descomposición anaeróbica de la materia orgánica de las aguas residuales y los lodos de depuradora para producir biogás, una mezcla de metano y dióxido de carbono. Este proceso tiene lugar en ausencia de oxígeno y se conoce como digestión. El biogás puede utilizarse para generar energía, lo que puede hacer que la planta de tratamiento de aguas residuales sea autosuficiente desde el punto de vista energético. Los residuos sólidos restantes, conocidos como lodos digeridos, deben deshidratarse y eliminarse o reciclarse. Las plantas de biogás están especialmente extendidas en las grandes depuradoras municipales y contribuyen a la generación de energía sostenible.
Foto: Ejemplo de planta de tratamiento biológico anaerobio de aguas residuales para la producción de biogás(ALMA BHU GMR)
3. limpieza químico-física:
Este paso incluye procesos como la precipitación en las llamadas plantas CP y la flotación. Se añaden precipitantes químicos, como sales de hierro o aluminio, para convertir las sustancias disueltas (especialmente fosfatos o metales pesados) en compuestos insolubles, que luego se sedimentan como lodos. En la flotación, se introduce aire finamente dispersado, que impulsa las partículas y las grasas hacia la superficie, donde son desespumadas. Estos procesos se utilizan a menudo en las plantas de tratamiento de aguas residuales industriales para eliminar contaminantes específicos, como metales pesados o compuestos tóxicos.
Foto: Ejemplo de un sistema CP para la eliminación de metales pesados, AOX e hidrocarburos(ALMA CHEM MCW)
Tipos de sistemas de aguas residuales y ejemplos de aplicación
Plantas municipales de tratamiento de aguas residuales:
Estas plantas están diseñadas para el tratamiento de las aguas residuales de hogares y municipios. Suelen pasar por las etapas ya mencionadas de tratamiento mecánico, biológico y químico. Un ejemplo es una depuradora municipal clásica de tres etapas, diseñada para tratar las aguas residuales de pueblos pequeños a grandes ciudades. Esta estructura suele complementarse con un proceso de tratamiento de cuatro etapas en el que se eliminan microcontaminantes como residuos farmacéuticos o restos de hormonas mediante carbón activado u ozono.Sistemas de aguas residuales industriales:
Estos sistemas están especialmente diseñados para el tratamiento de aguas residuales industriales, que suelen estar muy contaminadas. Se trata de plantas de neutralizaciónneutralización, separación de emulsiones y flotación se utilizan para tratar productos químicos agresivos, metales pesados y contaminantes orgánicos. Un ejemplo es una planta químico-física para el tratamiento de aguas residuales de la industria galvánica, donde se neutralizan y filtran metales pesados y ácidos.Plantas combinadas:
Las plantas combinadas suelen utilizarse en municipios pequeños o polígonos industriales especiales. En ellas, las aguas residuales municipales e industriales se tratan conjuntamente. Estas plantas deben ser lo suficientemente flexibles como para hacer frente a diferentes cargas contaminantes. Un ejemplo es una planta de biorreactor de membrana (MBR)que combina procesos de depuración biológicos y físicos para ofrecer un alto rendimiento de depuración con requisitos de espacio limitados.
Conclusión
Las depuradoras de aguas residuales son sistemas técnicamente complejos que se adaptan en función del tipo de aguas residuales y de los requisitos legales. Combinan procesos de tratamiento mecánico, biológico, químico y físico para eliminar eficazmente los contaminantes de las aguas residuales. El uso de procesos de membrana y plantas de biogás también ayuda a ahorrar energía y aumentar la eficiencia. La ampliación y optimización de estas plantas contribuyen decisivamente a proteger el medio ambiente y cumplir los requisitos legales.
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