Tratamiento de aguas residuales
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¿Cómo funciona un sistema de tratamiento de aguas residuales?
Los procesos de tratamiento específicos varían, pero un proceso típico de una instalación de tratamiento de aguas residuales generalmente incluirá los siguientes pasos:
Coagulación
La coagulación es un proceso en el que se agregan varios productos químicos a un tanque de reacción para eliminar los sólidos suspendidos a granel y otros contaminantes diversos. Este proceso comienza con una variedad de reactores de mezcla, generalmente uno o dos reactores que agregan químicos específicos para eliminar todas las partículas más finas del agua combinándolas en partículas más pesadas que se sedimentan. Los coagulados más utilizados son los a base de aluminio, como el alumbre y el policloruro de aluminio.
A veces, un ligero ajuste del pH también ayudará a coagular las partículas.
floculación
Cuando se completa la coagulación, el agua ingresa a una cámara de floculación donde las partículas coaguladas se agitan lentamente junto con polímeros de cadena larga (moléculas cargadas que agarran todas las partículas coloidales y coaguladas y las juntan), creando partículas visibles y sedimentables que se asemejan a los copos de nieve.
Sedimentación
El sedimentador por gravedad (o parte de sedimentación del proceso de tratamiento de aguas residuales) suele ser un dispositivo circular grande donde el material floculado y el agua fluyen hacia la cámara y circulan desde el centro hacia afuera. En un proceso de sedimentación muy lento, el agua sube a la superficie y se desborda en el perímetro del clarificador, permitiendo que los sólidos se sedimenten en el fondo del clarificador formando una manta de lodo. Luego, los sólidos se rastrillan hasta el centro del clarificador en un tubo cilíndrico donde se realiza una mezcla lenta y el lodo se bombea desde el fondo hacia una operación de manipulación o deshidratación de lodos.
El proceso de deshidratación extrae toda el agua del lodo con filtros o prensas de banda, produciendo una torta sólida. El agua del lodo se coloca en la prensa y corre entre dos correas que exprimen el agua, y luego el lodo se coloca en una tolva grande que va a un vertedero o a un lugar que reutiliza el lodo. El agua de este proceso normalmente se reutiliza y se agrega al extremo frontal del clarificador.
Filtración
El siguiente paso generalmente es hacer pasar el agua desbordada por filtros de arena por gravedad. Estos filtros son áreas grandes donde ponen de dos a cuatro pies de arena, que es arena de sílice finamente triturada con bordes irregulares. La arena generalmente se instala en el filtro a una profundidad de dos a cuatro pies, donde se compacta firmemente. Luego pasa el agua de alimentación, atrapando las partículas.
En sistemas industriales más pequeños, puede optar por un filtro multimedia a presión de lecho compacto en lugar de una filtración de arena por gravedad. A veces, dependiendo de la fuente de agua y de si tiene o no mucho hierro, también se puede utilizar un filtro de arena verde en lugar del filtro de arena, pero en su mayor parte, el paso de pulido para el tratamiento de aguas residuales convencional es la filtración con arena.
La ultrafiltración (UF) también se puede utilizar después de los clarificadores en lugar del filtro de arena por gravedad, o puede reemplazar por completo el proceso de clarificación. Las membranas se han convertido en la tecnología más nueva para el tratamiento, bombeando agua directamente desde la fuente de aguas residuales a través de UF (postcloración) y eliminando todo el tren clarificador/filtración.
Desinfección
Después de que el agua fluye a través del filtro de arena por gravedad, el siguiente paso suele ser la desinfección o cloración para matar las bacterias en el agua.
A veces, este paso se realiza antes de la filtración para que los filtros se desinfecten y se mantengan limpios. Si su sistema utiliza este paso antes de la filtración, necesitará usar más desinfectante. . . de esta forma se desinfectan los filtros y se mantienen libres de bacterias (al igual que el agua filtrada). Cuando agregas cloro desde el principio, matas las bacterias y generas menos suciedad. Si se acumulan bacterias en la cama, es posible que se forme baba y que tengas que lavar los filtros a contracorriente con más frecuencia. Entonces todo depende de cómo funciona su sistema. . . si su sistema está configurado para clorar aguas arriba (antes de la filtración) o aguas abajo (después de la filtración).
Distribución
Si las aguas residuales se reutilizan en un proceso industrial, normalmente se bombean a un tanque de almacenamiento donde se pueden utilizar según las demandas de la instalación. Si es para uso municipal, el agua tratada generalmente se bombea a un sistema de distribución de torres de agua y varios dispositivos de recolección y distribución en un circuito por toda la ciudad.
Las instalaciones de tratamiento de aguas residuales utilizan procesos físicos, químicos y biológicos para la purificación del agua. Los procesos utilizados en estas instalaciones también se clasifican en preliminares, primarios, secundarios y terciarios. Las etapas preliminar y primaria eliminan trapos y sólidos en suspensión. Los procesos secundarios eliminan principalmente materia orgánica suspendida y disuelta. Los métodos terciarios logran la eliminación de nutrientes y un mayor pulido de las aguas residuales. La desinfección, el paso final, destruye los patógenos restantes. Los lodos residuales generados durante el tratamiento se estabilizan, se deshidratan y se envían a vertederos por separado o se utilizan en aplicaciones terrestres.
¿Qué son las aguas residuales?
Las aguas residuales son la forma contaminada de agua generada por la escorrentía de agua de lluvia y las actividades humanas. También se les llama aguas residuales. Por lo general, se clasifican por la forma en que se generan, específicamente, como aguas residuales domésticas, aguas residuales industriales o aguas residuales pluviales (aguas pluviales).
Las aguas residuales domésticas resultan del uso del agua en residencias, negocios y restaurantes.
Las aguas residuales industriales provienen de vertidos de las industrias manufacturera y química.
El agua de lluvia en las zonas urbanas y agrícolas recoge desechos, arena, nutrientes y diversos productos químicos, contaminando así el agua de escorrentía superficial.
¿Qué es un sistema de tratamiento de aguas residuales industriales?
Para las empresas industriales que producen aguas residuales como parte de su proceso, suele ser necesario algún tipo de sistema de tratamiento de aguas residuales para garantizar que se cumplan las precauciones de seguridad y las normas de descarga. El sistema de tratamiento de aguas residuales industriales más apropiado ayudará a que la instalación evite dañar el medio ambiente, la salud humana y los procesos o productos de la instalación (especialmente si las aguas residuales se reutilizan). También ayudará a la instalación a frenar fuertes multas y posibles acciones legales si las aguas residuales se descargan inadecuadamente en una POTW (obras de tratamiento de propiedad pública) o al medio ambiente (generalmente bajo un permiso del Sistema Nacional de Eliminación de Descargas de Contaminantes, o NPDES).
Pero ¿qué es un sistema de tratamiento de aguas residuales y cómo funciona?
La compleja respuesta a esta pregunta (que depende en gran medida de la caracterización de las aguas residuales en relación con los requisitos reglamentarios para la descarga de la planta) se simplifica y desglosa a continuación:
¿Qué es un sistema de tratamiento de aguas residuales?
- Un sistema de tratamiento de aguas residuales es un sistema compuesto por varias tecnologías individuales que abordan sus necesidades específicas de tratamiento de aguas residuales.
- El tratamiento de aguas residuales rara vez es un proceso estático, y un sistema de tratamiento de aguas residuales diseñado para adaptarse a las fluctuaciones en las necesidades de tratamiento contribuirá en gran medida a evitar costosos reemplazos/actualizaciones en el futuro.
Un sistema de tratamiento de aguas residuales eficiente y bien diseñado debería poder manejar:
- Variaciones del proceso en contaminación y flujo.
- Las variaciones en las necesidades químicas del agua y los ajustes requeridos en los volúmenes químicos.
- Posibles cambios en los requisitos de efluentes de agua.
¿Qué incluye un sistema básico de tratamiento de aguas residuales?
Como se mencionó anteriormente, los componentes exactos de un sistema de tratamiento de aguas residuales dependen de la caracterización de las aguas residuales en relación con los requisitos regulatorios para la descarga de la planta, pero en general, un sistema básico de tratamiento de aguas residuales generalmente incluye algún tipo de:
Clarificador para sedimentar los sólidos en suspensión que se presenten como consecuencia del tratamiento.
Alimentación química para ayudar a facilitar la precipitación, floculación o coagulación de cualquier metal y sólido suspendido.
filtración para eliminar todas las trazas sobrantes de sólidos suspendidos (nuevamente, el nivel de filtración necesario dependerá del grado de eliminación de sólidos suspendidos requerido para cumplir con las regulaciones de descarga locales).
Ajuste final del pH y cualquier tratamiento posterior.
Panel de control (dependiendo del nivel de operación automatizada necesaria).
Dependiendo de las necesidades de su planta y proceso, estos componentes estándar suelen ser adecuados; sin embargo, si su planta requiere un sistema que proporcione un poco más de personalización, es posible que deba agregar algunas características o tecnologías. Por ejemplo, para instalaciones que generen demanda biológica como alimentos y bebidas se requerirá un sistema de tratamiento biológico para reducir la DBO (demanda bioquímica de oxígeno), etc.
Un sistema de tratamiento de aguas residuales industriales podría estar compuesto por las tecnologías necesarias para eliminar cualquiera de los siguientes:
Demanda de oxigeno bioquímico
La demanda bioquímica de oxígeno, o DBO, se refiere a la cantidad de oxígeno disuelto que necesitan los organismos biológicos aeróbicos para descomponer la materia orgánica en moléculas más pequeñas. Los niveles altos de DBO indican una concentración elevada de material biodegradable presente en las aguas residuales y pueden ser causados por la introducción de contaminantes como desechos fecales, limpieza y lavado del procesamiento de alimentos o escorrentía de fertilizantes.
Nitratos y fosfatos
Si no se eliminan grandes cantidades de nitratos y/o fosfatos de las aguas residuales y estos nutrientes se vierten en los ambientes locales, pueden provocar un aumento de la DBO y un crecimiento extensivo de malezas, algas y fitoplancton. Esto puede conducir aún más a la eutrofización o desoxigenación de una masa de agua, matando a los organismos y potencialmente provocando hipoxia ambiental.
Patógenos
Los patógenos son bacterias, virus, hongos o cualquier otro microorganismo que pueda estar presente en las aguas residuales y que pueda provocar todo tipo de problemas de salud, incluidas enfermedades agudas, problemas digestivos graves o la muerte. Cuando las aguas residuales domésticas o industriales contienen estos patógenos dañinos y no se tratan, pueden propagar enfermedades como el cólera, la disentería, la salmonelosis, la hepatitis A, el botulismo y la giardiasis, por nombrar algunas.
Rieles
Los metales, que se encuentran principalmente en las aguas residuales como resultado de diversas industrias y procesos de fabricación, cuando se dejan en las aguas residuales en altas concentraciones, pueden causar grandes daños al medio ambiente y a la salud humana. Son particularmente dañinos porque no se descomponen y tienden a acumularse, generando ambientes tóxicos.
Solidos totalmente suspendidos
Los sólidos suspendidos totales (SST) en las aguas residuales, el material sólido orgánico e inorgánico suspendido en el agua, pueden, como muchos de los otros contaminantes enumerados, dañar la vida acuática. También pueden ser problemáticos si las aguas residuales se reutilizan para un proceso, por lo que dependiendo de si necesita o no descargar sus aguas residuales en una planta de tratamiento de propiedad pública (POTW) o en un medio ambiente, o reutilizar las aguas residuales para un proceso, determinará qué tan dañinas son. el TSS será. Los TSS pueden disminuir los niveles de oxígeno en ambientes acuáticos y matar insectos. También pueden incrustarse y ensuciar tuberías y maquinaria.
Sólidos disueltos totales
Los sólidos totales disueltos (TDS) son aniones, cationes, metales, minerales o sales que se encuentran en las aguas residuales. Pueden causar problemas con la vida acuática, el riego y los cultivos, y también pueden filtrarse al agua subterránea. Los TDS se pueden generar en aguas residuales de casi cualquier industria.
Productos químicos sintéticos
Cuando se utilizan/fabrican pesticidas y otros productos químicos en el proceso de fabricación, pueden transmitirse a los humanos y al medio ambiente a través de las aguas residuales, causando daños al medio ambiente y a la salud humana. Algunas sustancias químicas comunes que se encuentran en las aguas residuales incluyen dietilestilbestrol, dioxinas, PCB, DDT y otros pesticidas. Estos "disruptores endocrinos" pueden bloquear las hormonas en el cuerpo y afectar las funciones que controlan estas hormonas.
Otros posibles pasos del proceso de tratamiento de aguas residuales
Ablandamiento de cal
En aguas donde tiene alta dureza o sulfatos u otros componentes que necesita precipitar o eliminar, se utiliza un proceso de cal y/o cal soda. Eleva el pH, provocando la precipitación de la dureza y los metales del agua. Se pueden utilizar procesos de cal fría, tibia o caliente, y cada uno producirá una eficiencia diferente. En general, el agua más caliente elimina más durezas.
Ablandamiento por intercambio iónico
En algunas aplicaciones industriales y municipales, si hay una dureza alta, es posible que se realice un tratamiento posterior para eliminar la dureza. En lugar de cal, se puede utilizar una resina suavizante; un proceso de intercambio catiónico de ácido fuerte, mediante el cual la resina se carga con un ion de sodio y, a medida que aumenta la dureza, tiene una mayor afinidad por el calcio, el magnesio y el hierro, por lo que agarrará esa molécula y liberará la molécula de sodio en el agua.
Procesos especiales
Como dijimos anteriormente, las regulaciones sobre aguas residuales y efluentes difieren dondequiera que vaya. Hemos comentado algunos de los pasos más comunes en una planta de tratamiento de aguas residuales. Por lo general, existen pasos de proceso especiales para tratar problemas específicos, como la eliminación de ciertos metales u compuestos orgánicos, o la reducción de TDS para reciclaje, etc. Para estos diversos problemas específicos de sus necesidades individuales, se debe considerar cuidadosamente el método adecuado. de tratamiento.
¿Cómo funciona una planta de tratamiento de aguas residuales?
Las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan cuatro etapas de tratamiento:
Tratamiento preliminar:Se trata de la separación de sólidos de gran tamaño (botellas, telas, plásticos) que se encuentran en el agua mediante rejillas y mamparas.
Tratamiento primario:Tratamientos físico-químicos para sedimentar y precipitar sólidos en suspensión y reducir la demanda bioquímica de oxígeno de los sólidos orgánicos. Además, el tratamiento neutraliza el agua, elimina contaminantes volátiles, elimina grasas y aceites, etc.
Tratamiento secundario:Tratamientos biológicos que reducen la cantidad de materia orgánica en las aguas residuales. Incluyen procesos aeróbicos que degradan la materia orgánica en presencia de oxígeno, así como procesos anaeróbicos que oxidan la materia orgánica sin oxígeno, seguido de una decantación secundaria.
Tratamiento terciario:Procesos físicos, químicos y biológicos avanzados, que eliminan metales pesados, nitrógeno, fósforo y patógenos. En algunas EDAR el agua se somete a un tratamiento adicional para permitir su reutilización para fines como el riego de parques y zonas verdes, el lavado de calles o usos industriales.
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Originario de Europa en 2002, con más de 290 proyectos de reciclaje de plástico actualmente en funcionamiento, GET Recycling le brinda un asesoramiento claro con una solución hecha a medida en función de sus plásticos y requisitos. GET es uno de sus socios ideales en el campo del reciclaje de inicio de la negociación hasta la búsqueda de las mejores soluciones, y desde la fabricación de máquinas hasta el servicio postventa.
