sábado, 27 de junio de 2015

LAS AGUAS RESIDUALES

















Son materiales derivados de residuos domésticos o de procesos industriales No pueden desecharse vertiéndolas sin tratamiento en lagos o corrientes convencionales.

Los materiales inorgánicos como la arcilla, sedimentos y otros residuos se pueden eliminar por métodos mecánicos y químicos; sin embrago, si el material que debe ser eliminado es de naturaleza orgánica, el tratamiento implica usualmente actividades de microorganismos que oxidan y convierten la materia orgánica en CO2, es por esto que nos tratamientos de las aguas de desecho son procesos en los cua

El tratamiento secundario de las aguas residuales comprende una serie de reacciones complejas de digestión y fermentación efectuadas por un huésped de diferentes especies bacterianas, el resultado neto es la conversión de materiales orgánicos en CO2 y gas metano, este último se puede separar y quemar como una fuente de energía.

Debido a que ambos productos finales son volátiles, el efluente líquido ha disminuido notablemente su contenido en sustancias orgánicas. La eficiencia de un proceso de tratamiento se expresa en términos de porcentaje de disminución de la DBO inicial.


Tratamiento biológico de las aguas residuales

El proceso anaeróbico depende de reacciones de transferencia de H2 Inter.-especies como:

Procesos Anaeróbicos Digestión inicial de las sustancias macromoleculares por Proteasas, polisacaridasas y lipasas extracelulares hasta sustancias solubles.

Fermentación de los materiales solubles a ácidos grasos.
Fermentación de los ácidos grasos a acetato, CO2 e H2.

Procesos Aerobicos En el tratamiento aeróbico de las aguas residuales se incrementa fuertemente el aporte de oxigeno por riego de superficies sólidas, por agitación o agitación y aireación sumergida simultaneas.

El tratamiento de las aguas residuales da como resultado la eliminación de microorganismos patógenos, evitando así que estos microorganismos lleguen a ríos o a otras fuentes de abastecimiento.

Específicamente el tratamiento biológico de las aguas residuales es considerado un tratamiento secundario ya que este esta ligado íntimamente a dos procesos microbiológicos, los cuales pueden ser aerobios y anaerobios.

¿Qué riesgos representan las aguas residuales para el medio ambiente?

El agua es el medio de vida fundamental para los seres vivos, cada uno de las aplicaciones posibles requiere un nivel mínimo de calidad adecuada al uso al que se destina.
La incorporación de algunas sustancias a las aguas residuales puede derivar en situaciones de riesgo, tanto para el medio ambiente como para las personas, cuando se incorporan al ciclo del agua.

Los diferentes contaminantes degradan la calidad de agua haciéndola inútil para su uso posterior.
Los principales problemas de contaminación están asociados a:


Sustancias que cambian el pH del agua, éste es un parámetro básico para que se mantenga la vida en el agua, puede verse alterado con sustancias ácidas o básicas.

Disminución o eliminación del oxígeno disuelto en el agua, que afecta negativamente a los organismos acuáticos, puede ser debido a: sustancias inorgánicas reductoras, como el amoníaco; exceso de materia orgánica, que fomenta el desarrollo de microorganismos que consumen el oxígeno; o la contaminación térmica, cuando la elevada temperatura disminuye el oxígeno disuelto.

Disminución de las propiedades organolépticas del agua por la presencia de metales, como el manganeso o de sustancias orgánicas como los halometanos, detergentes y pesticidas.
La eutrofización de las aguas promovida por la presencia de fósforo o nitrógeno en el agua.

La materia en suspensión formada por sustancias sólidas de pequeño tamaño que producen problemas por obstrucciones en las conducciones, abrasión y desgaste en las bombas y equipos diversos.


¿Qué tipo de depuración hay que llevar a cabo en las aguas residuales industriales?

Los procesos de depuración son muy variados, son los expertos los que deben proponer el sistema de depuración más adecuado dependiendo del caudal del agua residual y del parámetro sobre el que queremos actuar.


No obstante, debemos tener en cuenta que:

Hay actividades industriales que deben incluir dentro de su proceso las estaciones depuradoras porque los contaminantes que generan no pueden ser eliminados en una estación depuradora municipal, por lo que si no son retenidos en las fábricas terminarán contaminando un cauce o las capas freáticas, como sucede en el caso de los recubrimientos metálicos, que deben disponer de un tratamiento físico-químico para eliminar los metales en el vertido.


¿Qué exigencias debe cumplir el vertido de las actividades industriales/comerciales?

El vertido de las aguas residuales:

Debe cumplir los parámetros físicos y químicos recogidos en la normativa y/o los indicados en la autorización de vertido.

No debe contener residuos peligrosos, que deben ser separados y retirados por un gestor autorizado.

No debe dañar a los colectores, ni producir trastornos en el normal funcionamiento de las estaciones depuradoras.
No debe afectar al medio natural cuando se vierte al cauce público.

¿Quién debe solicitar autorización de vertido?

Deben solicitar autorización de vertido las actividades industriales y comerciales que cumplan alguno de los siguientes requisitos:

Utilizan agua para usos distintos de los sanitarios.
Generan residuos peligrosos en el desarrollo de su actividad.


Almacenan o manipulan sustancias que en caso de derrame o fuga pueden contaminar las aguas residuales.

Según el caudal y la capacidad contaminadora del vertido, se clasifica en tres categorías:

Clase PRIMERA: Caudales no superiores a 15 metros cúbicos, sin componentes tóxicos.

Clase SEGUNDA: Caudales entre 15 y 50 metros cúbicos al día, o menores de 15 metros cúbicos al día, con alguno de los componentes tóxicos incluidos en el anexo III.

Clase TERCERA: Caudales superiores a 50 metros cúbicos al día Muchos vertidos mejoran con instalaciones de pretratamiento muy sencillas de construir y de mantener, tales como separador de fangos y grasas (para el lavado de coches y talleres), separador de aguas hidrocarburadas (para gasolineras), cestillos en los drenajes (para restaurantes y el sector de la alimentación), fosas de decantación (fabricación de materiales de construcción).


Porqué necesitamos una ERAR

Cuando un vertido de agua residual sin tratar llega a un cauce produce varios efectos sobre él:

Tapiza la vegetación de las riberas con residuos sólidos gruesos que lleva el agua residual, tales como plásticos, utensilios, restos de alimentos, etc.

Acumulación de sólidos en suspensión sedimentables en fondo y orillas del cauce, tales como arenas y materia orgánica.

Consumo del oxígeno disuelto que tiene el cauce por descomposición de la materia orgánica y compuestos amoniacales del agua residual. Formación de malos olores por agotamiento del oxígeno disuelto del cauce que no es capaz de recuperarse Entrada en el cauce de grandes cantidades de microorganismos entre los que pueden haber elevado número de patógenos.

Contaminación por compuestos químicos tóxicos o inhibidores de otros seres vivos.

Posible aumento de la eutrofización al portar grandes cantidades de fósforo y nitrógeno

La depuración de las aguas residuales persigue una serie de objetivos:

Reducir al máximo la contaminación.

Proteger el medio ambiente.

Mantener la calidad de vida de los individuos.
Ahorrar energía.

Aprovechar los residuos obtenidos.

Procesos en la Depuración y Regeneración de Aguas Residuales

Las instalaciones de tratamiento biológico de aguas residuales, tanto urbanas como industriales, suelen estar formadas por una sucesión de procesos físico-químicos y biológicos tanto aerobios como anóxicos (vía anaerobia) complementarios entre sí que permiten realizar una depuración integral en las mejores condiciones técnicas y económicas posibles

Los objetivos de una ERAR son:

Eliminación de residuos, aceites, grasa, flotante o arenas y evacuación a punto de destino final adecuado.

Eliminación de materias decantables orgánicos y/o inorgánicos.

Eliminación de compuestos amoniacales y que contengan fósforo.

Transformar los residuos retenidos en fangos estables y que éstos sean correctamente dispuestos Según el grado de complejidad y tecnología empleada, las ERAR se clasifican como:

a)   Convencionales. Se emplean en núcleos de población importantes y utilizan tecnologías que consumen energía eléctrica de forma considerable y precisan mano de obra especializada.

b)  Tratamientos blandos. Se emplean en algunas poblaciones pequeñas y alejadas de redes de saneamiento. Su principal premisa es la de tener unos costos de mantenimiento bajos y precisar de mano de obra no cualificada. Su grado de tecnificación es muy bajo, necesitando poca o nula energía eléctrica Convencionalmente, los procesos de una ERAR se agrupan en Línea de aguas: Pretratamiento, Tratamiento primario, secundario y terciario.


Línea de fangos: Espesamiento, Digestión, Acondicionamiento, Secado y Eliminación.

Línea de gas: Producción de metano

PRE TRATAMIENTO

En toda ERAR resulta necesaria la existencia de un tratamiento previo o pretratamiento que elimine del agua residual aquellas materias que pueden obstruir las bombas y canalizaciones, o bien interferir en el desarrollo de los procesos posteriores.

Con el pretratamiento se elimina la parte de polución más visible: cuerpos voluminosos, trapos, palos, hojas, arenas, grasas y materiales similares, que llegan flotando o en suspensión desde los colectores de entrada.

Una línea de pre tratamiento convencional consta de las etapas de desbaste, desarenado y desengrasado.

El desbaste se lleva a cabo mediante rejas formadas por barras verticales o inclinadas, que interceptan el flujo de la corriente de agua residual en un canal de entrada a la estación depuradora.

Su misión es retener y separar los sólidos más voluminosos, a fin de evitar las obstrucciones en  los equipos mecánicos de la planta y facilitar la eficacia de los tratamientos posteriores. Estas rejas pueden ser de dos tipos: entre 50 y 150 mm de separación de los barrotes (desbaste grueso) y entre 10 y 20 mm (desbaste fino). Estas rejas disponen de un sistema de limpieza que separa las materias retenidas.

Las instalaciones de desarenado se sitúan en las ERAR después del desbaste y tienen como objetivo el extraer del agua bruta las partículas minerales de tamaño superior a uno fijado en el diseño, generalmente 200 micras. 

El funcionamiento técnico del desarenado reside en hacer circular el agua en una cámara de forma que la velocidad quede controlada para permitir el depósito de arena en el fondo. Normalmente, esta arena sedimentada quedadesprovista casi en su totalidad de materia orgánica y es evacuada, mediante bombas, al clasificador de arenas y, posteriormente, a un contenedor

La fase de desengrasado tiene por objeto eliminar las grasas, aceites y en general los flotantes, antes de pasar el agua a las fases posteriores del tratamiento.

el procedimiento utilizado para esta operación es el de inyectar aire a fin de provocar la desemulsión de las grasas y su ascenso a la superficie, de donde se extraen por algún dispositivo de recogida superficial, normalmente rasquetas, para acabar en contenedores

La fase de desengrasado tiene por objeto eliminar las grasas, aceites y en general los flotantes, antes de pasar el agua a las fases posteriores del tratamiento. El procedimiento utilizado para esta operación es el de inyectar aire a fin de provocar la desemulsión de las grasas y su ascenso a la superficie, de donde se extraen por algún dispositivo de recogida superficial, normalmente rasquetas, para acabar en contenedores.

En muchas ERAR, las fases de desarenado y desengrasado se verifican en la misma cámara, en una instalación combinada.

Otros elementos del pretratamiento son el Aliviadero y el Medidor de Caudal. El primero permite que la planta funcione siempre según el caudal del proyecto y, conjuntamente con el medidor del caudal, permite controlar la cantidad de agua que entra en la planta.

Tratamiento Primario

Se entiende por tratamiento primario a aquel proceso o conjunto de procesos que tienen como misión la separación por medios físicos de las partículas en suspensión no retenidas en el pre tratamiento.

El proceso principal del tratamiento primario es la decantación, fenómeno provocando por la fuerza de gravedad que hace que las partículas suspendidas más pesadas que el agua se separen sedimentándose


Tratamiento Secundario

Su finalidad es la reducción de la materia orgánica presente en las aguas residuales una vez superadas las fases de pre tratamiento y tratamiento primario.

El tratamiento secundario más comúnmente empleado para las aguas residuales urbanas consiste en un proceso biológico aerobio seguido por una decantación, denominada secundaria.

El proceso biológico puede llevarse a cabo por distintos procedimientos.

FANGOS ACTIVOS Y EL DE LECHOS BACTERIANOS O PERCOLADORES.

Existen otros procesos de depuración aerobia de aguas residuales empleados principalmente en pequeñas poblaciones: sistema de lagunaje, filtros verdes, lechos de turba o contractores biológicos rotativos. Son las llamadas tecnologías blandas, pero nosotros nos vamos a centrar en los dos primeros.

FANGOS (LODOS) ACTIVOS

Consiste en un proceso continuo en el que el agua residual se estabiliza biológicamente en tanques o balsas de activación, en las que se mantienen condiciones aerobias.

El efluente de los decantadores primarios pasa a estas balsas de fangos activos que necesitan un aporte de oxígeno para la acción metabólica de los microorganismos que más tarde describiremos.

Este aporte se efectúa mediante turbinas o bien a través de difusores dispuestos en el interior de la balsa. En este último caso, el suministro del aire se realiza mediante turbo compresores.

El sistema consiste en desarrollar un cultivo bacteriano disperso en forma de flóculo (los analizaremos más tarde) alimentado con el agua a depurar. La agitación evita sedimentos y homogeniza la mezcla de los flóculos bacterianos y el agua residual (licor de mezcla).

Después de un tiempo de contacto suficiente, 5-10 horas, el licor de mezcla se envía a un clarificador (decantador secundario) destinado a separar el agua depurada de los fangos.


Un porcentaje de estos últimos se recirculan al depósito de aireación para mantener en el mismo una concentración suficiente de biomasa activa. Se tiene que garantizar los nutrientes necesarios para que el sistema funcione correctamente. Estos son principalmente el nitrógeno y el fósforo. 

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