Ecodena México
Elaborado por: Ing. Carlos Becker Duprat
Introducción
Enfrentamos hoy día la preocupación de la falta de agua y de la creciente necesidad de darle un tratamiento a las aguas usadas o residuales, para descargarlas a un cuerpo receptor, pero el tratamiento que se le da al agua, mediante lo que se denomina como, plantas de tratamiento en realidad son distintas y muy variadas infraestructuras que se diseñan para el tratamiento o depuración del agua y que las hay de diferentes tamaños, materiales, formas, equipos, eficiencias, costos y procesos, y que para poder explicar mejor esta pregunta, nos basaremos más en los procesos y condiciones que llevan a cabo las plantas para poder cumplir con una cierta calidad, conociendo las características del agua al principio y al final.
En este blog se abordará sobre los casos generales y aquellos no tan específicos que pueden ocurrir en ciertos procesos industriales, sin embargo todas las plantas de tratamiento, deberían ser diseñadas, no solo para sanear el agua con la finalidad de mitigar los impactos en cuerpos receptores, sino que es necesario que tengan otros propósitos, sobre todo para poder sustituir el agua potable por agua tratada para muchos usos e incrementar con ellos su disponibilidad y combatir la escasez que es hoy una realidad en México y en muchos países del mundo, además de evitar su abandono, entre otros muchos factores que están evitando un tratamiento conveniente, al contar con mayores atractivos para sus propietarios, organismos y la sociedad en general.
EL AGUA ES SOLO UNA
¿Pero es esto posible? ¿Es posible diseñar estos sistemas para poder reaprovechar el agua contaminada o comúnmente llamada agua residual?
Cuando hablamos de tratamientos de agua, es fundamental saber que solo hay un solo tipo de agua, cuya fórmula química es H2O y que no existe otro compuesto o bien, no existen varios tipos de agua. Es decir que no existe más que una sola agua. Y la realidad es que lo que varía en el agua líquida es su composición. Es imprescindible para cualquier tratamiento, por más complejo que sea, poder conocer o considerar dicha composición mediante parámetros que miden de forma directa o indirecta las sustancias presentes en el agua.
Es sabido, por la ciencia, que los salmones reconocen el río donde nacieron, cuando necesitan desde el mar, identificar a dicho río y poder desovar en él, increíblemente, por su gran sentido del olfato y del gusto que les permite detectar las variaciones de sales en el agua dulce. En resumen, esta especie de pez es capaz de identificar eso, la composición del agua.
¿Qué es el tratamiento del agua?
Pues bien, el tratamiento del agua mediante plantas de tratamiento, consiste precisamente en cambiar su composición en ellas, pudiendo pasar de un agua negra o residual que ya no debe ser usada por su alto grado de contaminación, a un agua casi potable o potable, por medio de una serie de etapas u operaciones unitarias, que paso a paso van eliminando y separando los contaminantes dentro de las plantas y que lleva el agua mediante varios equipos o bien en uno solo, como leerás más adelante.
Estas etapas pueden ser de tipo físico, químico o biológico. Es importante también decir que los procesos de tratamiento buscan ir separando sobre todo los sólidos por sus tamaños. Primero los más grandes y al final los de menor tamaño hasta lograr una calidad específica que es determinada con frecuencia por estándares o normas que contienen los límites máximos para ciertos parámetros de calidad.
TRATAMIENTOS PRIMARIOS
Para los sólidos de gran tamaño visibles y que llamamos en el argot tecnológico como “sólidos gruesos” se utilizan sistemas físicos o equipos generalmente como rejillas, cribas, tamizados, tornillos sin fin, etc. es decir sistemas o equipos que separan a éstos del agua que los va arrastrando. En este punto cabe mencionar que el agua más que un disolvente universal, es un muy eficaz transporte que se lleva hasta sustancias no solubles como la basura, la arena y las grasas y aceites principalmente.
La eliminación de todos estos sólidos y líquidos, lo denominamos tratamiento primario y que a diferencia de las plantas medianas y grandes y de tipo municipal, en nuestras plantas de tratamiento de aguas residuales de tipo doméstico, utilizamos tanques multifuncionales para llevar a cabo esta separación en un solo proceso, como mencionaba anteriormente.
También denominamos a procesos para hacer precipitar o sedimentar sólidos agregando sustancias químicas como el sulfato de aluminio o el cloruro férrico y polímeros que en conjunto son llamados floculantes y coagulantes, como parte del tratamiento primario que es necesario aplicar ocasionalmente en aguas residuales municipales o industriales y que se lleva a cabo en sedimentadores o tanques, llamados primarios, que pueden ser circulares o rectangulares.
Hoy en día el agua tratada que se obtiene de este tipo de tratamientos y que lleva aún, una gran cantidad de solidos o sustancias biodegradables, muchas veces no cumple con las normativas para descargas a cuerpos receptores ni debe de ser reutilizada.
TRATAMIENTOS SECUNDARIOS
Para efluentes municipales, domésticos, de centros comerciales, etc. y algunos efluentes industriales es necesario aplicar lo que se conoce como tratamientos biológicos o secundarios que consisten en el uso, generalmente de bacterias que normalmente ya están presentes en el agua y que se desarrollan en el medio acuático con el sustrato o “alimento” que lleva todavía el agua residual y que ellas pueden aprovechar por sus condiciones metabólicas y cuyos procesos se dan también en la naturaleza a tasas o concentraciones normalmente, mucho menores.
Esta materia orgánica que es posible degradar por estos organismos contienen esencialmente carbono. hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, transformándolos en compuestos mucho más simples, incluyendo diversos gases y en material celular o nuevas bacterias y microorganismos también presentes y que en conjunto se conocen como lodos activos o activados y por ello el término plantas de lodos activados que se utiliza para denominar también a las plantas convencionales, que se caracterizan principalmente y en general por requerir un alto consumo eléctrico pero cuyas eficiencias superan el 90% en cuanto a la eliminación de materia orgánica como DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno) y que se miden generalmente en un laboratorio para saber indirectamente y comúnmente cuanta materia orgánica oxidable y biodegradable, puede estar presente en el agua.
Los lodos activados son en realidad un conjunto de microorganismos vivos que es preciso mantener dentro de un tanque o reactor. Este reactor es el núcleo mismo de la planta biológica y los lodos se pueden reciclar o retener para lograr concentraciones más altas y eficiencias mayores. Otra parte son retirados y tratados con equipos especiales para evitar lodos en exceso. Éstos cuando no existen en el agua contaminantes como metales pesados entre otras sustancias peligrosas, que puedan impedir que puedan ser reutilizados como abono o mejoradores de suelos.
Al final un proceso biológico debe de producir siempre lodos en mayor o menor medida y finalizar los aeróbicos en agua y bióxido de carbono y los anaeróbicos en biogás que es principalmente metano y bióxido de carbono. Por tanto, las plantas no deben de causar malos olores, salvo donde tengamos agua cruda o sin tratamiento, o por ser un proceso anaeróbico donde se desprenda sulfuro de hidrógeno o ácido sulfhídrico y otros gases como el amoniaco que generan muy malos olores y es necesario por tanto prever la afectación de dichos malos olores por estos gases, hermetizando los tanque y sus tapas y en sistemas anaeróbicos separándolos del sistema, donde estos van a producirse. Al final una planta que cuenta con todas las medidas preventivas y se opera correctamente, no debe de oler mal.
Pues bien, como ya se comentó, los tratamientos biológicos se dividen fundamentalmente en tratamientos aeróbicos y anaeróbicos. Estos se pueden ir combinando con diferentes propósitos. La principal diferencia es que los aeróbicos requieren del oxígeno y en los anaeróbicos, el oxígeno debe de encontrarse totalmente ausente. Estos procesos implican también caminos distintos dando como resultado, residuales diferentes y especies de bacterias características para cada uno de estos dos medios y por tanto consideraciones para operar diferentes.
Existe hoy por hoy un mayor conocimiento por tanto de los sistemas aeróbicos frente a los anaeróbicos, sin embargo, estos últimos suelen contar con características muy interesantes como su bajo requerimiento energético, menor espacio por lo general y su baja producción de lodo residual. También suelen tratar cargas orgánicas mucho mayores y pueden ser una buena opción en zonas tropicales o templadas donde las temperaturas ambientales son muy favorables para dichos sistemas.
El sistema anaeróbico más utilizado en el mundo es el UASB por sus siglas en inglés o RAFA (Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente) en español, pero también una fosa séptica puede funcionar como pretratamiento anaeróbico en plantas pequeñas o antes de un humedal artificial o también conocidos como fitodepuración o evapotranspiración a base de plantas subacuáticas como los juncos, los tules, el carrizo y las espadañas por mencionar solo algunos, que juntos representan el costo de operación y de mantenimiento más bajo entre todas las plantas de tratamiento. La combinación por tanto anaerobios y aerobios es muy atractiva por todas sus ventajas.
Es importante aclarar que a veces se utiliza el término Digestor Anaeróbico y que es utilizado más bien para poder estabilizar los lodos activados de desecho o residuales y no para el tratamiento del agua.
Avances las plantas de tratamiento
En el tratamiento de aguas residuales, se utilizan materiales filtrantes como membranas y plásticos para mejorar la eficiencia y reducir el espacio necesario. Hoy en día, las empresas buscan sistemas que minimicen costos de inversión, mantenimiento y operación, mientras maximizan la eficiencia en la depuración.
Para obtener agua de alta calidad, se implementan tratamientos terciarios que pueden incluir filtros de arena, antracita, multimedia, carbón activado y desinfección final. Estos procesos eliminan sólidos finos, color y turbidez. A veces, se usan técnicas avanzadas como ósmosis inversa y electrodeionización para eliminar sales disueltas, especialmente en la desalinización de agua de mar. La ósmosis inversa utiliza membranas para filtrar el agua bajo alta presión, mientras que la electrodeionización usa electrodos para separar iones. Tras estos procesos, es necesario ajustar la composición del agua para su potabilización.
Además, se aplican tratamientos bioquímicos para eliminar nitrógeno y fósforo, que también contaminan cuerpos de agua. Las plantas de tratamiento deben gestionar adecuadamente los residuos generados y evitar la liberación de sustancias tóxicas, buscando alternativas más amigables con el medio ambiente.
Conclusión
Pues bien, resumiendo las plantas de tratamiento son sistemas diversos que buscan cambiar la composición del agua mediante operaciones unitarias que preferentemente y en la actualidad, logren contar con un agua de mejor calidad con costos y espacios menores, preferentemente para su reutilización y ahorro de agua potable.
En Ecodena México nos preocupamos profundamente por el medio ambiente, especialmente por la preservación y reutilización del agua. Creemos firmemente que las aguas residuales merecen una segunda oportunidad, y estamos dedicados a implementar soluciones sostenibles para su tratamiento y reutilización. No duden en contactarnos para conocer más sobre nuestros servicios y cómo juntos podemos contribuir a un futuro más limpio y verde.
El término aguas y no simplemente agua es un modismo que busca identificar agua con composiciones distintas, así como sus usos y propiedades. Hoy en día estamos ya acostumbrados a utilizar la palabra agua en plural y hablamos de aguas residuales, nacionales o pluviales, etc., pero es importante estar consciente que siempre se trata de la misma agua con composiciones distintas.
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