Tratamientos
de efluentes líquidos industriales
Los tratamientos de los efluentes líquidos industriales
varían en función de la caracterización (físico, química y biológica) del
líquido crudo. A continuación se observa un diagrama de bloques de un sistema
de tratamiento de efluentes líquidos.
Tratamiento
Preliminar
Tiene como objetivo remover aquellos componentes que
pueden causar dificultad de operación y mantenimiento en los procesos
posteriores.
Rejas: Son dispositivos
construidos de manera general con barras metálicas, distribuidas paralelamente,
colocadas verticalmente e igualmente espaciadas. La luz entre las barras está
dada por la clase de material que se quiere remover y la forma de retirar el material
contenido.
Tamices: El proceso de
tamizado es netamente físico, se utilizan para eliminar los residuos sólidos,
hay tamices con separación de hasta 0,2 mm y los que más se utilizan son de
abertura 1mm.
Desarenador: La
función de la sedimentación es remover de la fase líquida, por acción de la gravedad,
las partículas orgánicas e inorgánicas que se encuentran en suspensión. El
desarenador remueve el material particulado más pesado inorgánico (arenas). Sus
objetivos son: separar, por acción de la gravedad, partículas suspendidas, principalmente
“inertes” o “ minerales”; proteger los dispositivos de bombeo y otros elementos
electromecánicos; evitar sedimentación en cañerías y canales y disminuir la posibilidad
de la excesiva acumulación de sólidos sedimentables “inertes” en las
posteriores etapas de tratamiento.
Ajuste de pH
El ajuste de pH se puede realizar a fin de proteger
conducciones, minimizar el efecto sobre etapas de tratamiento posteriores,
precipitar metales o evitar afectaciones al cuerpo de agua de descarga.
Tratamiento
Primario Físico
Se refiere a la remoción parcial de sólidos suspendidos y
materia orgánica mediante la sedimentación u otro medio y constituye un modo de
preparar el efluente para el tratamiento secundario.
Sedimentación primaria
La función de este tratamiento es separar por acción de
la gravedad los sólidos de naturaleza floculenta presentes en el líquido
residual.
Efectos:
> Mejoran la eficiencia del
sistema de tratamiento.
> El barro primario separado
puede espesarse y secarse más fácilmente que un barro secundario.
> Disminuyen la cantidad de
barros secundarios.
> Disminuyen la carga orgánica
aplicada a la etapa secundaria.
> La etapa primaria influye
sobre el tamaño de la etapa secundaria y suele afectar la calidad del líquido
tratado.
Flotación
Su función es remover sólidos suspendidos, grasas y
aceites. También puede ser utilizado para separar barros de origen químico o
biológico.
Tratamiento
Primario Químico
Los tratamientos primarios químicos son aquellos procesos
primarios en los cuales se mejoran los resultados por medio de la utilización
de coagulantes químicos, tales como las sales de aluminio o hierro y cal.
Es cuando en alguna de las unidades descriptas como
tratamiento primario físico se agregan compuestos químicos que ayuden a la
rápida remoción de los sólidos del efluente.
Coagulación – Floculación
Es el proceso fisicoquímicos por el cual, debido al agregado
de sustancias coagulantes, las partículas en suspensión se aglutinan en
pequeñas masas con peso específico superior al del agua. El proceso consta de
dos etapas, la primera coagulación, y la segunda floculación.
1. Coagulación: en esta etapa, por el agregado de
productos químicos se produce la desestabilización de las partículas
suspendidas y coloidales.
2. Floculación: en esta etapa se produce el
aglutinamiento de las partículas desestabilizadas.
Tratamiento
Secundario
Este tratamiento se utiliza para la remoción de la
materia orgánica y sólidos suspendidos.
Los tratamientos secundarios son tratamientos biológicos.
Son procesos que mediante la acción de microorganismos transforman-degradan la
materia orgánica presente en el líquido residual en energía, nuevo material
celular y compuestos orgánicos e inorgánicos más sencillos.
Condiciones para la degradación biológica:
• Materia orgánica biodegradable.
• Microorganismos.
• Condiciones ambientales (oxígeno, pH, temperatura).
• Nutrientes (micronutrientes y macronutrientes como el
nitrógeno y fósforo).
Lagunas de estabilización
Son estanques artificiales, generalmente excavados
parcialmente en el terreno, con un área superficial y volumen suficientes para
proveer los extensos tiempos de tratamiento que requieren para la degradar la
materia orgánica mediante los mecanismos de “autodepuración”.
Lagunas Aireadas
Las lagunas aireadas son similares a las lagunas de
estabilización, con una única diferencia, están provistas de equipos de
aireación cuya finalidad principal es introducir oxígeno a la masa líquida.
El área de las lagunas aireadas es menor que la de las
lagunas de estabilización debido a su mayor profundidad y al tiempo de
retención para estabilización de la materia orgánica, que también es menor.
Barros activados
El proceso de barros o lodos activados es biológico, de
flujo continuo, caracterizado por una masa de microorganismos en suspensión que
se mantiene relativamente homogénea por efecto de la turbulencia y mezcla
inducida en coincidencia con la incorporación de oxígeno.
La mezcla del efluente líquido orgánico (alimento) y el
lodo recirculado (biomasa activa) es agitada y mezclada en tanques de aeración
(reactores) formando un licor dentro de los mismos. Con el oxígeno se consigue
transformar las materias orgánicas inestables en productos estables bajo forma
oxidada.
El lodo recirculado proviene de los sólidos depositados
en las tolvas de sedimentadores secundarios. En todos los casos, se considera
el tanque de aireación y el sedimentador secundario como una sola unidad
operacional.
Las funciones del sedimentador secundario son, bajar la
concentración de sólidos suspendidos y concentrar los lodos para la
recirculación.
Lechos percoladores
Este proceso se aplica para tratamiento secundario de un
líquido industrial orgánico (que no presente inhibidores) mezclado con líquido
cloacal.
Los lechos percoladores son un sistema de depuración
biológica en el que la oxidación se produce al hacer circular, a través de un
medio poroso, aire y agua. La circulación del aire se realiza de forma natural
o forzada, generalmente a contra corriente del agua.
Consta básicamente de un manto soporte de piedras
partidas o material sintético (plásticos) y de un sistema de distribución sobre
la superficie del lecho. Como elementos complementarios se menciona el mástil
sostén de los brazos giratorios, la columna central de ingreso, el fondo
soporte del manto que constituye el sistema de drenaje y ventilación del lecho.
En los barros activados la biomasa está suspendida en el
líquido a procesar. En cambio en los lechos percoladores, la biomasa está
adherida al material del reactor que conforma el manto.
Tratamiento
Terciario
El tratamiento terciario proporciona una etapa final para
aumentar la calidad del efluente al estándar requerido, antes de que éste sea
descargado al cuerpo receptor. Más de un proceso terciario del tratamiento
puede ser usado en una planta de tratamiento.
Filtración
La filtración de arena remueve gran parte de los residuos
de materia suspendida.
Lagunaje
El tratamiento de lagunas proporciona el establecimiento
necesario y fomenta la mejora biológica de almacenaje en charcos o lagunas
artificiales. Se trata de una imitación de los procesos de autodepuración que
somete un río o un lago al agua residual de forma natural. Estas lagunas son
altamente aerobias.
Desinfección
El propósito de la desinfección en el tratamiento de las
aguas residuales es reducir substancialmente el número de organismos vivos en
el agua que se descargará. La efectividad de la desinfección depende de la calidad
del agua que es tratada del tipo de desinfección que es utilizada, de la dosis
de desinfectante, y de otras variables ambientales. Los métodos comunes de
desinfección incluyen el ozono, la clorina o la luz UV.
La Cloramina, que se utiliza para el agua potable, no se
utiliza en el tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia.
La desinfección con cloro sigue siendo la forma más común
de desinfección de las aguas residuales debido a su bajo costo y al largo plazo
de la eficacia. Una desventaja es que la desinfección con cloro del material
orgánico residual puede generar compuestos orgánicamente clorados que pueden
ser carcinógenos o dañinos al ambiente.
La radiación UV se utiliza para dañar la estructura
genética de las bacterias, virus, y otros patógenos, haciéndolos incapaces de
la reproducción. Las desventajas son la necesidad del mantenimiento y del
reemplazo frecuentes de la lámpara y la necesidad de un efluente altamente
tratado para asegurarse de que los microorganismos objetivo no están blindados
de la radiación UV.
El ozono es muy inestable y reactivo y oxida la mayoría
del material orgánico con que entra en contacto, de tal manera que destruye
muchos microorganismos causantes de enfermedades. El ozono se considera más
seguro que la clorina porque, mientras que la clorina tiene que ser almacenada
en el sitio, el ozono es colocado según la necesidad. Dentro de los aspectos positivos,
la ozonización produce menos subproductos que la desinfección con cloro.
Como contrapartida una desventaja es el alto costo del
equipo (generador de ozono) y la eleva calificación de los operadores.
Tratamiento
de Barros
1. Espesamiento.
2. Estabilización.
> Química: tiene por objetivo
dar condiciones a los barros (elevado pH) para que no puedan desarrollarse
microorganismos. Mejor sus características físico-químicas para el proceso de
deshidratación. No disminuye sino que aumenta la masa total de sólidos a
disponer.
> Biológica: este tratamiento
reduce la masa total de sólidos a disponer, disminuye el contenido de materia
orgánica fácilmente biodegradable y restringe el contenido de organismos
patógenos.
3. Secado: El objetivo es disminuir la humedad hasta
niveles que faciliten el manejo y disposición.
> Natural: playas de secado o
lagunas de almacenamiento de lodos. Este tipo de secado necesita barros
estabilizados, no requiere agregado de productos químicos, requieren grandes
superficies y son muy sensibles a las condiciones climáticas.
> Mecánico: filtro de bandas,
filtro prensa, filtro vacío o centrífuga. Este tipo de secado no necesita que
los barros estén estabilizados, requieren acondicionamiento químico, son
sistemas compactos y son menos sensibles a las condiciones climáticas.
Métodos
de Aforo
A continuación se describen algunos de
los métodos de aforo más frecuentes para la medición de caudales en canales
abiertos:
1. Vertederos:
> Triangulares.
> Rectangulares
> sin contracción lateral.
> con contracción lateral.
2. Canaleta Parshall
Los vertederos son placas de
relativamente pequeño espesor que se ubican dentro del canal de forma
perpendicular a la dirección del flujo.
La altura del flujo (h) sobre el
vertedero es función del caudal, por lo tanto se puede calcular el caudal del
efluente a raíz de la medición de h.