Instalaciones de tratamiento físico-químico (CP) para aguas residuales

Una planta CP es una planta de tratamiento de aguas residuales de tipo físico-químico. Combina etapas de tratamiento químico, como la neutralización, la precipitación, la coagulación y la floculación, con procesos de separación física, como la sedimentación, la flotación o la filtración.

El objetivo es transformar los componentes disueltos, coloidales o en suspensión presentes en las aguas residuales industriales en una forma que permita su separación. A continuación, los sólidos formados se eliminan del agua y se someten a un tratamiento posterior en forma de lodos.

En función de la composición química del agua y del diseño del proceso, se pueden reducir o eliminar, entre otras, las siguientes sustancias:

• Metales pesados como el níquel, el cobre, el zinc, el cromo o el plomo
• Fósforo y fosfatos
• Fluoruro y otros aniones precipitables
• sólidos en suspensión y turbidez
• partículas coloidales
• Agentes de dureza y carbonatos
• Aceites, grasas y emulsiones adecuadas
• Pigmentos, componentes de barnices y partículas minerales

La eficacia de depuración que se puede alcanzar depende, entre otras cosas, de la concentración, la forma de unión, la complejación, el valor del pH, la temperatura y otros componentes de las aguas residuales.

En la precipitación, los componentes disueltos se transforman, mediante una reacción química, en sólidos poco solubles. Un ejemplo típico es la precipitación de iones metálicos disueltos en forma de hidróxidos o sulfuros metálicos.

En el proceso de floculación, estos finos productos de precipitación y otras partículas se agrupan para formar flóculos más grandes. De este modo, posteriormente se pueden sedimentar, flotar o filtrar más fácilmente.

La precipitación y la floculación cumplen funciones diferentes, pero en una instalación de CP suelen combinarse directamente entre sí.

Una instalación por lotes resulta especialmente adecuada para:

• cantidades pequeñas de aguas residuales o que se producen de forma discontinua
• composiciones muy variables
• corrientes parciales altamente concentradas
• tratamiento controlado de lotes individuales

Una línea de producción en continuo resulta especialmente adecuada para:

• flujos de aguas residuales que se producen de forma periódica
• caudales medios a grandes
• funcionamiento continuo automatizado
• procesos de producción en gran medida continuos

La elección depende del caudal de aguas residuales, las fluctuaciones en la carga contaminante, el proceso de producción, los requisitos de control y el espacio disponible para la instalación.

La flotación suele resultar ventajosa cuando los copos formados tienen una densidad baja y se sedimentan lentamente o de forma incompleta.

Algunos ejemplos típicos de aplicación son:

• copos ligeros
• Grasas y aceites
• Emulsiones
• sólidos orgánicos
• partículas de difícil sedimentación

En la flotación por descompresión, se adhieren finas burbujas de aire a los sólidos y las transportan hasta la superficie del agua. En cambio, para los flóculos pesados, minerales y que se sedimentan bien, suele ser más adecuado el proceso de sedimentación o la separación en láminas.

En el caso de aguas residuales industriales complejas, variables o desconocidas hasta el momento, es muy recomendable realizar ensayos de laboratorio o a escala piloto.

En este contexto, se pueden analizar, entre otros, los siguientes parámetros:

• rango de pH adecuado
• agente de precipitación y floculación adecuado
• dosificación necesaria de productos químicos
• Formación de copos y comportamiento de sedimentación
• Volumen de lodos y capacidad de deshidratación
• calidad de ejecución alcanzable
• posibles interacciones con otros componentes

Los resultados reducen el riesgo de diseño y sientan una base sólida para la planificación, la inversión y la explotación.

Para realizar una primera evaluación técnica, resulta especialmente útil disponer de la siguiente información:

• Origen y tipo de aguas residuales
• caudal medio y máximo
• generación de aguas residuales de forma continua o por lotes
• análisis de agua recientes
• sustancias objetivo y concentraciones relevantes
• Valores de flujo o de vertido requeridos
• tratamientos previos y posteriores existentes
• superficie de instalación disponible
• Requisitos para la automatización y el tratamiento de lodos

Cuanto más completos sean estos datos, con mayor precisión se podrán evaluar el diseño del proceso, el tamaño de la instalación y el posible alcance del proyecto.

Sí. Una planta de CP puede integrarse como tratamiento independiente o como etapa adicional en una planta ya existente. Entre sus posibles aplicaciones se encuentran el pretratamiento previo a una depuradora biológica, la eliminación de determinadas cargas en corrientes parciales o el tratamiento previo a la filtración, la tecnología de membranas y la reutilización del agua.

Para la integración se tienen en cuenta, entre otros aspectos, el sistema hidráulico existente, la superficie de instalación, las interfaces, la tecnología de control y las etapas de tratamiento posteriores.

Los costes de explotación de una instalación de CP dependen, sobre todo, del consumo de productos químicos, las necesidades energéticas, la generación de lodos, los gastos de eliminación y las necesidades de mantenimiento. Por lo tanto, no es posible ofrecer una estimación general fiable sin conocer las características de las aguas residuales y la calidad de descarga requerida.

Los ensayos de laboratorio, una dosificación de productos químicos adaptada a las necesidades y un tratamiento de lodos adecuado contribuyen a reducir el consumo de recursos y las cantidades de residuos. Por lo tanto, además de los costes de inversión, siempre deben tenerse en cuenta los costes de explotación a largo plazo.