Depuración de Aguas Residuales: Tecnologías y Procesos

Introducción

Los procesos de depuración artificial de las aguas residuales se clasifican en dos grandes grupos: tecnologías convencionales (duras) y tecnologías de bajo coste (blandas).

Tecnologías Convencionales (Duras)

Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR)

En una EDAR, el agua circula por una serie de compartimentos donde se lleva a cabo un procedimiento distinto.

Pretratamiento

Objetivo: Preparar el agua que llega a la depuradora para los procesos subsiguientes. Consiste en un tratamiento de choque, eliminando los sólidos gruesos, gravas, arenas y grasas. Se distinguen tres procesos: desbaste, desarenado y desengrase.

Desbaste

Consiste en la eliminación de los sólidos de gran tamaño mediante la filtración y rejas de tamices.

Desarenado

Sirve para eliminar grasas, arenillas y otros objetos pequeños que traspasan las rejas de desbaste. Los objetos sedimentados serán eliminados mediante rasquetas de fondo, lavados posteriormente.

Desengrasado

Elimina las grasas y aceites. Se disminuye la velocidad de circulación del agua, lo que arrastra las grasas y aceites hacia la superficie.

Tratamiento Primario

Una vez eliminados los elementos aparentes del agua, se somete a una serie de procesos que pretenden reducir el contenido de los sólidos en suspensión del agua residual.

Los procesos que se incluyen en el tratamiento primario son:

• Eliminación de tóxicos
• Neutralización
• Coagulación - Floculación
• Decantación

Eliminación de Tóxicos

Los tóxicos suelen llegar a esta etapa ya muy diluidos.

Neutralización

Cuando el pH del agua residual se sale de los valores 6.5 - 8.5, se utilizan productos alcalinos comunes para ajustarlo.

Coagulación - Floculación

Coagulantes: Sustancias que inestabilizan las cargas de las partículas coloidales, restándoles movilidad y permitiendo su agrupación.

Floculantes: Su acción consiste en agrupar los cúmulos de partículas inestabilizadas generadas en la coagulación, formando núcleos mayores que sedimentan con facilidad.

Decantación

Consiste en dejar reposar el agua durante un tiempo, con el fin de que sedimenten los sólidos contenidos en la misma. La sedimentación se lleva a cabo en decantadores, que generalmente son circulares, con el fondo cónico para facilitar la acumulación y eliminación de fangos generados. Estos decantadores cuentan con una rasqueta en el fondo que arrastra los fangos sedimentados hasta el centro del decantador, desde donde se transportan por un sistema de bombeo a la línea de tratamiento de fangos.

Tratamiento Secundario

Se pone en contacto el efluente procedente del tratamiento primario con una población microbiana (bacterias y protozoos). Se intentan dar las condiciones óptimas de oxigenación, pH, temperatura y luz, para acelerar la metabolización de las sustancias orgánicas presentes en el agua residual. Estos microorganismos transforman o degradan los componentes orgánicos biodegradables en sustancias inorgánicas.

Con Biomasa en Suspensión (Fangos Activos)

La biomasa se suspende en el agua residual, inyectándole oxígeno y agitación. Al agua residual procedente del tratamiento primario se le inyectan fangos con una población bacteriana activa. Se mezcla con un 25% de fangos activos durante un tiempo de 4 a 8 horas. A continuación, pasará al decantador secundario donde se eliminará gran cantidad de sólidos.

Decantación Secundaria

Consiste, como la decantación primaria, en la retención del agua durante un tiempo determinado. Se habrá reducido en un 90% o incluso más de gérmenes.

Tratamiento Terciario

Es preciso mejorar todavía más la calidad del agua, eliminando contaminantes concretos.

Desinfección

Elimina gérmenes patógenos, que será necesario eliminar en función de los usos posteriores.

Radiación Ultravioleta

Es un procedimiento satisfactorio cuando se aplica en tasas muy bajas de materia en suspensión.

Tratamiento de Fangos

Los fangos o lodos son el residuo de los procesos de decantación, primario y secundario, con alto porcentaje de agua y una carga orgánica considerable. Los fines del tratamiento de fangos son: reducir su volumen, reducir el agua que contienen, disminuir la capacidad fermentativa, aumentar su manejabilidad, y reducir los costes de transporte y eliminación.

Para conseguir estos objetivos se realiza una serie de procesos:

• Concentración, espesamiento, flotación, centrifugación
• Digestión aerobia, anaerobia
• Acondicionamiento - estabilización química (adición de reactivos)
• Deshidratación: eras de secados, filtración y centrifugación
• Incineración
• Evacuación

Espesamiento

Someter el fango a una sedimentación en espesadores. Es una decantación adicional.

Flotación

El procedimiento aplicado es similar al de desengrasado. Consiste en inyectar aire desde el fondo para que las partículas de lodo y las de baja densidad pasen a la superficie.

Digestión

Sirve para eliminar la materia orgánica y estabilizar los fangos, disminuyendo su capacidad fermentativa.

Anaerobia: Es una parte del proceso que precisa ausencia de oxígeno.

Secado - Deshidratación

El objetivo es eliminar agua, haciendo más manejable el fango y reduciendo su peso, permitiendo su transporte, reutilización, incineración o depósito en vertederos.

Destino de los Fangos

• Generación de abono mezclándolo con materiales orgánicos, abono apto para la agricultura.
• Aplicación directa al terreno, ya sea con fines agrícolas o para siembra de césped.
• Recuperación de productos, rescatar sustancias, sobre todo los reactivos caros o muy tóxicos.

Tecnologías de Depuración de Bajo Coste (Métodos Blandos)

• Lagunaje
• Filtro verde
• Lechos de turba
• Contactores biológicos rotativos (biocilíndricos o biosidico)

Lagunaje

Procedimiento de depuración que consiste en depositar el agua en lagunas de estabilización construidas para este uso, donde se lleva a cabo este tratamiento biológico aerobio o anaerobio en función de la laguna. El agua residual se somete a un pretratamiento (desbaste, desarenado, desengrase), con el fin de eliminar los componentes de mayor tamaño, como en las tecnologías convencionales.

Ventajas del Lagunaje: Los costes de mantenimiento y explotación son mínimos, gasto energético bajo, soportan bien las variaciones de carga, la eliminación de lodos en periodos largos.

Inconvenientes: Se necesita mucho terreno, en el efluente puede haber materia en suspensión, problema de eutrofización en los cauces, precisa más tiempo para terminar la depuración.

Lagunas Facultativas

(Información adicional sobre lagunas facultativas)

Filtro Verde

Consiste en depurar las aguas urbanas (previamente filtradas y, si es posible, desengrasadas y desarenadas) aplicando suelo con plantaciones de arbolado, generalmente de crecimiento rápido, productores de madera de baja calidad (ej: chopos). Puede también ser aplicado como riego de terrenos agrícolas, siempre que no esté en contacto con las partes comestibles.

Lecho de Turba

Este método consiste en aplicar el agua (previamente filtrada y desengrasada) sobre superficies preparadas con turba.

Destino Final del Agua Depurada y de los Fangos Generados

• Municipal: Calles, césped, jardines
• Agrícola: Riegos, cultivos, pastos, flores, plantas ornamentales
• Recreativo: Campos de golf, construcción de lagos artificiales
• Desinfección, recarga de acuíferos (sobre todo próximas al mar)

El agua residual se deposita en el suelo en zonas acostadas, donde se filtra hacia el subsuelo, mejorando sensiblemente su calidad.

Reutilización de fangos: Generación de abono, aplicación directa al terreno, etc.

Depuración de las Aguas Residuales en las Comunidades

El tratamiento depurativo se lleva a cabo mediante fosas sépticas (tanque Imhoff). En un primer compartimiento se realiza la decantación, pasando por rebose, donde se sedimentarán parte de los sólidos. El efluente pasa al subsuelo por infiltración. Los gases originados por la fermentación anaerobia son eliminados por respiraderos.