Planta de tratamiento de aguas residuales

El tratamiento de las aguas residuales es una secuencia de procesos que depende principalmente del grado de contaminación al ingreso a la planta y de la calidad del efluente que se desea obtener a la salida de la misma. Podemos diferenciar grupos de procesos y clasificarlos en pre-tratamiento, tratamiento primario, tratamiento secundario y tratamiento terciario. La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales puede ser domésticas, municipales o industriales. El diseño de las PTAR domésticas ha sido las más estudiadas y desarrolladas porque la caracterización de estas aguas es siempre muy parecida, por lo que usualmente se utilizan sistemas biológicos o de tratamiento secundario y en algunos casos con tratamiento terciario para re-uso en el riego de jardines

Se puede definir como pre-tratamiento de las aguas residuales al desbaste o separación de sólidos gruesos (botellas de plástico, trapos, etc.) por intermedio de rejas. En cuanto al tratamiento primario, cuyo objetivo es la remoción de aceites y grasas, sólidos sedimentables y sólidos suspendidos, los sistemas más utilizados son una serie de procesos que pueden incluir el tamizado, desarenado, sedimentado y otros, también puede realizarse procesos que aprovechan las diferencias en sus densidades específicas de las partículas para la obtención de dos fases como es el caso de los aceites y grasas por flotación procediendo luego a su posterior desnatado ó separación.

Este proceso no es aplicable cuando se encuentra en emulsión los aceites y/o grasas ó los sólidos suspendidos se encuentran en forma coloidal, siendo la tecnología de preferencia en la actualidad la Flotación por Aire de estos contaminantes con el concurso de compuestos químicos (coagulante y polímero), para optimizar o hacer más eficiente la remoción. Se incluyen en esta etapa los sistemas de ecualización y neutralización para homogenizar y balancear el pH del afluente.

Recomendaciones para la planta de tratamiento de aguas residuales

Para que la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) opere de manera eficiente, es de vital importancia medir de manera continua y precisa la concentración de algunos elementos fisicoquímicos en el proceso de depuración de los afluentes. He aquí algunos ejemplos:

En las de tratamiento biológico (MBBR, CSBR, MBR, SBR, etc.) y de remoción de nutrientes (BNR), dada la variedad de procesos que se pueden diseñar, como sistemas anaeróbicos, anóxicos, aeróbicos, etc. es posible hacer un control en línea las 24 horas del día de las variaciones de algunos de los elementos fisicoquímicos. Para las Plantas aeróbicas, el sensor de Oxígeno Disuelto colocado en el tanque de aireación es de suma importancia tanto en el control del consumo energético del sistema como en el proceso de remoción de compuestos orgánicos reduciendo la Demanda Bioquímica de Oxígeno. Igualmente para las Plantas Combinadas donde se presentan las fases de nitrificación y denitrificación, la oxidación del amonio se puede controlar con sensores de nitrato y la reducción de nutrientes como Fósforo se puede determinar con monitores de ortofosfatos.

En el caso de los sistemas secundarios o biológicos que están diseñados para degradar las sustancias orgánicas biodegradables, el principal sistema de tratamiento es el de lodos activados, que descrito en su forma más elemental, comprende la mezcla del agua residual (substrato) con una masa heterogénea de microorganismos en condiciones aeróbicas. El proceso se puede dividir en tres etapas. La primera etapa es la homogenización y ecualización de las diferentes variaciones de carga y flujo que ocurren durante el día. En la segunda etapa, se mantiene en agitación la mezcla (licor mezclado) por medio de la introducción de oxigeno, ya sea por difusión de aire comprimido o por aireación mecánica .En esta etapa los microorganismos del lodo oxidan y sintetizan nuevas células, produciéndose la biodegradación de los compuestos solubles y coloidales.

La Planta de Tratamiento de Aguas Acidas instaladas en zonas mineras, en la que se utiliza álcalis de calcio o sodio para su neutralización y precipitación de metales pesados como Hierro, Cobre, Manganeso, Plomo, etc., se hace necesario el seguimiento de parámetros importantes con sensores digitales tales como el pH, oxido-reducción (redox) y conductividad.

Además de la síntesis, se produce alguna destrucción de biomasa por respiración endógena. La tercera y última etapa consiste en separar el lodo del licor tratado para descargar el líquido clarificado, como efluente del proceso. Otras variantes del tratamiento biológico pueden ser la presencia de lechos fijos o los de lechos móviles, otros como las lagunas aireadas, biodiscos, etc. También se consideraran como tratamiento secundario los procesos anaeróbicos, aquellos que no requieren ser aireados, entre los cuales podemos tener el RAFA (reactor anaeróbico de flujo ascendente) y otros similares.

Los sistemas terciarios que proporcionan una mejora en la calidad del agua tratada, son todos aquellos procesos que se instalan después del tratamiento biológico, como la post-filtración, clorinación, oxidación química, microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y hasta el uso de equipos de osmosis inversa. Hay que considerar que en varias de las etapas del tratamiento, especialmente en el tratamiento primario y secundario se forman lodos que son formados como consecuencia del tratamiento y del arrastre de sólidos suspendidos, aceites y grasas cuya humedad fluctúa entre el 1% y el 2% en la mayoría de casos. Entonces es recomendable deshidratarlos y compactarlos hasta una humedad del 70% – 80% antes de ponerlo a disposición. Esto se realizará con equipos como una centrífuga, una prensa en banda o un Filtro prensa.

La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, tanto domésticas como Industriales, requieren del control en continuo a través de Sensores de Sólidos Suspendidos para la determinación del licor mixto en los tanques de aireación. En Tratamientos Industriales donde se utilizen tanques de sedimentación, es relevante el uso de Sensores de interfase sólido-líquido para la ubicación del nivel del lodo. Ultimamente se han instalado en PTAR municipales sensores espectrofotométricos (rango UV-Vis) para la determinación de compuestos como nitratos, nitritos, Demanda Química de Oxígeno (DQO), turbidez, etc. en respuesta a la cada vez más exigente calidad de agua medioambiental.