Neutralización y Tratamiento de Aguas Residuales: Procesos Clave

Neutralización

Proceso de neutralización. Se realiza en un depósito de forma cúbica o cilíndrica, dependiendo el volumen total del depósito de la velocidad de neutralización. La reacción con sosa o con ácidos fuertes es prácticamente instantánea, de forma que con un tiempo de retención mínimo de tres minutos es suficiente. En el caso de utilización de la cal, el tiempo mínimo es de cinco minutos, y si esta es de procedencia dolomítica, el tiempo aumenta de 20 a 30 minutos.

Tipos

La sosa cáustica es una neutralizante muy utilizada debido a su elevada velocidad de reacción y a su gran solubilidad en agua. El precio y las precauciones en el manejo son los dos factores negativos para su empleo.

La caliza se utiliza fundamentalmente en forma de lecho con una profundidad superior a 1 metro, haciendo pasar la corriente de agua a neutralizar en forma ascendente.

El ácido sulfúrico es el más utilizado para neutralizar aguas alcalinas por su bajo precio. Los ácidos clorhídrico y nítrico son más caros y corrosivos, lo que requiere materiales especiales.

Otros compuestos utilizados son ácido nítrico, ácido clorhídrico, carbonato sódico y amoníaco.

Procesos del Tratamiento Primario

Sedimentación primaria

Es un proceso de eliminación de sólidos en suspensión susceptibles de separación por diferencia de densidad, de forma que las partículas más pesadas que el agua son separadas por la acción de la gravedad. El proceso de sedimentación se utiliza tanto al principio del tratamiento (decantadores primarios) como al final del tratamiento secundario (decantadores secundarios).

Flotación con aire

Este proceso se utiliza en el tratamiento de aguas residuales para eliminar sólidos en suspensión con una densidad próxima a la del agua, así como aceites y grasas. La separación se realiza introduciendo o formando burbujas de aire muy finas en el agua residual. Estas se fijan a la materia particulada haciéndola flotar; una vez en la superficie, son retiradas mediante los mecanismos oportunos. Según la forma de producir e introducir las burbujas de aire, se pueden distinguir tres sistemas: Aireación a presión atmosférica, Flotación por aire disuelto, Flotación por vacío.

Coagulación-floculación

La pequeña dimensión de las partículas coloidales presentes en el agua, así como la existencia de cargas negativas repartidas en su superficie, proporcionan una gran estabilidad a las suspensiones coloidales. Para romper estas suspensiones y producir la aglomeración de partículas, se recurre al tratamiento de coagulación-floculación.

Neutralización

En ocasiones, las aguas residuales contienen ácidos o álcalis con un pH muy alto o muy bajo. La acción de los cuales debe ser neutralizada antes de su vertido o de su tratamiento biológico. La neutralización en el caso de vertido debe ser tal que asegure que ese vertido es seguro, y en el caso de tratamiento biológico, debe ser tal que aproxime el pH entre 6,5 y 8,5 para no perturbar la actividad biológica.

Otros

La eliminación de sólidos sedimentables y su digestión anaerobia se consigue en tanques Imhoff y fosas sépticas.

Lamas Activadas y sus Problemas

La biomasa permanece en suspensión en el seno del agua y se mantiene una aportación continua de oxígeno para asegurar una buena biodegradación. Se consiguen rendimientos de eliminación de DBO en torno al 90%.

Problemas de funcionamiento

Lama voluminosa: se produce por la proliferación de organismos filamentosos, los cuales conducen a la formación de flóculos de lamas de baja densidad, con aspecto algodonoso y baja decantabilidad, que se conoce como lama voluminosa o bulking. Corresponde con valores elevados del IVF. Las causas de este fenómeno pueden ser: bajo pH, bajo nivel de oxígeno, bajas concentraciones de nutrientes...

Lama ascendente: fenómeno que consiste en que una lama bien sedimentada flota o asciende hacia la superficie después de un período de sedimentación relativamente corto; este proceso tiene lugar cuando se produce la desnitrificación de los nitritos y nitratos contenidos en el reactor, originándose nitrógeno gaseoso que arrastra hacia la superficie a los flóculos de lama.

Formación de espumas y malos olores: en algunos casos se observa la formación de una espuma viscosa, marrón, que cubre los tanques de aireación y los decantadores secundarios, provocando problemas de malos olores y efluentes de baja calidad. La formación de la espuma parece deberse a la presencia de un organismo filamentoso de crecimiento lento del grupo de los actinomicetos, normalmente de la familia «Nocardia». Las causas más frecuentes son un exceso de detergentes o de aireación.

Flóculos «punta de alfiler»: parte de la biomasa se presenta como pequeños flóculos que sedimentan con dificultad. Se observa en sistemas con una baja carga orgánica en el efluente de entrada al reactor y con una edad de las lamas superior a seis días.

Desfloculación: se produce una fragmentación de los flóculos de la lama en el decantador secundario, originando un agua sobrenadante turbia. Se atribuye a bajas concentraciones de oxígeno disuelto, presencia de inhibidores del proceso o bajos valores de pH.

Filtros Bacterianos: Metodología

Metodología. Se trata de un sistema de depuración biológica en el que la degradación de la materia orgánica se produce al hacer circular agua y aire a través de un medio filtrante o poroso. La biomasa permanece en forma estacionaria adherida sobre un soporte sólido fijo, constituido por un material con gran superficie específica, que forma un filtro o lecho de mayor o menor espesor. El agua residual se hace pasar a través del lecho, pulverizándola en forma de lluvia. La altura del lecho puede oscilar entre 1,5 y 4 metros, en función del tipo de relleno, número de etapas o la carga orgánica que admita. Eliminan en torno al 75% de DBO en una sola etapa.

Radiación Ultravioleta

La radiación ultravioleta (UV) tiene el potencial de desactivar los patógenos. Se aplica sumergiendo lámparas UV en el agua que se va a tratar. Para lograr mayor cobertura, se usan varias lámparas. El factor principal para lograr una adecuada mortalidad de microorganismos es que la luz UV pase por el agua y llegue a los organismos deseados. Así, las lámparas se deben mantener limpias de lodo y precipitados, y el agua no debe tener turbidez. La UV funciona muy bien contra bacterias y virus. Sus principales desventajas son que no deja protección residual para el sistema de distribución y que es muy cara, por eso se reduce su empleo a la desinfección de aguas residuales muy específicas, industriales en casi todos los casos.

Métodos de Tratamiento Terciario

En función de los métodos de tratamiento terciario, tenemos:

• Físicos:
  • Filtración
  • Destilación
  • Flotación
  • Congelación
  • Osmosis Inversa
  • Electroósmosis
  • Extracción
• Químicos:
  • Adsorción
  • Intercambio Iónico
  • Precipitación
  • Desinfección
  • Remineralización
• Biológicos:
  • Asimilación bacteriana
  • Cultivo de algas
  • Eliminación de nutrientes

Procesos de Deshidratación (filtros prensa)

:DeshidrataciÓn pOr filtraciÓn Como parámetros característicos deste tipo de procesos, convén sinalar:a) Resistencia específica,que é a que opón a lama á filtración e que varía coa proporción de especies coloidais hidrófilas neste. O acondicionamento reduce estaresistencia. b)Compresibilidade da lama,que é a tendencia á deformación. O coeficiente de Compresibilidade esta relacionado coa resistencia específica. Ao aumentar a presión diferencial na filtración, péchanse os poros entre partículas e aumenta a resistencia á filtración. A presencia de partículas hidrófilas aumenta os coeficientes de Compresibilidade .c) Sequidade límite, definida como a sequidade da torta de lamas obtida tras un tempo infinito de filtración. Aumenta ao diminuír o contido de materias coloidais da lama a filtrar.Os métodos que poden ser utilizados son: eras de secado, filtros prensa, filtros banda e filtración a baleiro.DeshidrataciÓn por centrifugaciÓnNeste método, o proceso de deshidratación baséase na separación sólido-líquido por diferencia de densidades, ao someter a lama a forzas centrífugas moi importantes, varios miles de veces a gravidade ....Os parámetros de deseño son: dimensións do tambor, velocidades de xiro e tipo e concentración das lamas....Os métodos que poden ser utilizados son: centrífugas de cesta, parafuso sinfin, de discos..Eskema liña de lamas: 12.2.1. - Concentración ou espesamento dAs lamas:Espesamento por gravidade, Espesamento por flotación 12.2.2. – Estabilizacion: dixestión anaerobia, dixestión aerobia, Estabilizacion quimica, Estabilizacion tÉrmica12.2.3.- Deshidratación e secado 12.2.3.1.- Deshidratación a) DeshidrataciÓn pOr filtraciÓn B) DeshidrataciÓn por centrifugaciÓn 12.2.3.2.- Secado 12.2.4.- Evacuación, Aproveitamento agrícola, depósito en vertedoiro, incineración, Acondicionamento de lamas