Tratamiento De Aguas Residuales

TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUALES

PLANTAS Y PROCESOS INDUSTRIALES

INTRODUCCIÓN

El 59% del consumo total de agua en los países desarrollados se destina a

uso industrial, el 30% a consumo agrícola y un 11% a gasto doméstico, según se

constata en el primer informe de Naciones Unidas sobre el desarrollo de los

recursos hídricos del mundo, Agua para todos, agua para la vida (marzo 2003). En

2025, el consumo de agua destinada a uso industrial alcanzará los 1.170 km3 /

año, cifra que en 1995 se situaba en 752 km3 / año. El sector productor no sólo es

el que más gasta, también es el que más contamina. Más de un 80% de los

desechos peligrosos del mundo se producen en los países industrializados,

mientras que en las naciones en vías de desarrollo un 70% de los residuos que se

generan en las fábricas se vierten al agua sin ningún tipo de tratamiento previo,

contaminando así los recursos hídricos disponibles.

Los compuestos orgánicos e inorgánicos se encuentran en aguas residuales

procedentes de instalaciones industriales diversas. A diferencia de las aguas

residuales domésticas, los efluentes industriales contienen con frecuencia

sustancias que no se eliminan por un tratamiento convencional, bien por estar en

concentraciones elevadas, o bien por su naturaleza química. Muchos de los

compuestos orgánicos e inorgánicos que se han identificado en aguas residuales

industriales son objeto de regulación especial debido a su toxicidad o a sus

efectos biológicos a largo plazo.

El control de la contaminación del agua producida por las actividades industriales

comenzó con la aprobación por el Congreso de los Estados Unidos de la

enmienda de 1972 a la “Federal Water Pollution Control Act”, que estableció un

sistema nacional de descarga y eliminación de contaminantes. Las enmiendas de

1977 y 1987, conocidas como “Clean Water Act” y “Water Qualty Act”, completan

la regulación legal norteamericana.

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Entre las principales sustancias contaminantes, de acuerdo a la citada ley

16/2002, que se tomarán obligatoriamente en consideración para fijar valores

límite de emisiones a las aguas se encuentran:

· Compuestos órgano-halogenados y sustancias que puedan generarlos en el

medio acuático.

· Sustancias y preparados cuyas propiedades cancerígenas, o mutagénicas, que

puedan afectar a la reproducción en el medio acuático.

· Hidrocarburos persistentes y sustancias orgánicas tóxicas persistentes y

bioacumulables.

· Cianuros.

· Biocidas y productos fitosanitarios.

· Sustancias que ejercen una influencia desfavorable sobre el balance de oxígeno

(computables mediante parámetros agregados tales como DBO, DQO).

Tratamientos para la eliminación de materia en suspensión

La materia en suspensión puede ser de muy diversa índole, desde partículas de

varios centímetros y muy densas (normalmente inorgánicas), hasta suspensiones

coloidales muy estables y con tamaños de partícula de hasta unos pocos

nanómetros (normalmente de naturaleza orgánica). También la concentración de

los mismos, tanto en el agua a tratar como en el agua una vez tratada, juega un

papel fundamental a la hora de la elección del tratamiento más conveniente.

Las operaciones para eliminar este tipo de contaminación de aguas suelen ser las

primeras en efectuarse, dado que la presencia de partículas en suspensión suele

ser indeseable en muchos otros procesos de tratamiento.

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La eliminación de esta materia en suspensión se suele hacer mediante

operaciones mecánicas. Sin embargo, en muchos casos, y para favorecer esa

separación, se utilizan aditivos químicos, denominándose en este caso

tratamientos químico-físicos.

A continuación se describen las operaciones unitarias más habituales. La

utilización de una u otra es función de las características de las partículas

(tamaño, densidad, forma, etc.) así como de la concentración de las mismas.

Desbaste

Es una operación en la que se trata de eliminar sólidos de mayor tamaño que el

que habitualmente tienen las partículas que arrastran las aguas. El objetivo es

eliminarlos y evitar que dañen equipos posteriores del resto de tratamientos. Suele

ser un tratamiento previo a cualquier otro.

El equipo que se suele utilizar son rejas por las que se hace circular el agua,

construidas por barras metálicas de 6 o más mm, dispuestas paralelamente y

espaciadas entre 10 y 100 mm. Se limpian con rastrillos que se accionan

normalmente de forma mecánica.

En otros casos, si el tipo de sólidos lo permite, se utilizan trituradoras, reduciendo

el tamaño de sólidos y separándose posteriormente por sedimentación u otras

operaciones.

Reja para basura

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2.1.2 Sedimentación

Operación física en la que se aprovecha la fuerza de la gravedad que hace que

una partícula más densa que el agua tenga una trayectoria descendente,

depositándose en el fondo del sedimentador. Esta operación será más eficaz

cuanto mayor sea el tamaño y la densidad de las partículas a separar del agua, es

decir, cuanto mayor sea su velocidad de sedimentación, siendo el principal

parámetro de diseño para estos equipos. A esta operación de sedimentación se le

suele denominar también decantación.

Realmente, este tipo de partículas (grandes y densas, como las arenas) se tienen

en pocas ocasiones en aguas industriales. Lo más habitual es encontrar sólidos

poco densos, por lo que es necesario, para hacer más eficaz la operación, llevar a

cabo una coagulación-floculación previa, que como se explicará más adelante,

consiste en la adición de ciertos reactivos químicos para favorecer el aumento del

tamaño y densidad de las partículas.

La forma de los equipos donde llevar a cabo la sedimentación es variable, en

función de las características de las partículas a sedimentar (tamaño, forma,

concentración, densidad, etc..).

· Sedimentadores rectangulares: La velocidad de desplazamiento horizontal del

agua es constante y se suelen utilizar para separar partículas densas y grandes

(arenas).

Este tipo de sedimentación se denomina discreta, dado que las partículas no

varían sus propiedades físicas a lo largo del desplazamiento hacia el fondo del

sedimentador. Suelen ser equipos poco profundos, dado que, al menos

teóricamente, este parámetro no influye en la eficacia de la separación, siendo el

principal parámetro el área horizontal del mismo.

· Sedimentadores circulares: Son más habituales. En ellos el flujo de agua suele

ser radial desde el centro hacia el exterior, por lo que la velocidad de

desplazamiento del agua disminuye al alejarnos del centro del sedimentador. Esta

forma de operar es adecuada cuando la sedimentación va acompañada de una

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floculación de las partículas, en las que el tamaño de flóculo aumenta al

descender las partículas, y por lo tanto aumenta su velocidad de sedimentación.

· Sedimentadores lamelares: Han surgido como alternativa a los

sedimentadortes poco profundos, al conseguirse una mayor área de

sedimentación en el mismo espacio. Consisten en tanques de poca profundidad

que contienen paquetes de placas (lamelas) o tubos inclinados respecto a la base,

y por cuyo interior se hace fluir el agua de manera ascendente. En la superficie

inferior se van acumulando las partículas, desplazándose de forma descendente y

recogiéndose en el fondo del sedimentador.

Las partículas depositadas en el fondo de los equipos (denominados fangos) se

arrastran mediante rasquetas desde el fondo donde se “empujan” hacia la salida.

Estos fangos, en muchas ocasiones y en la misma planta de tratamiento, se

someten a distintas operaciones para reducir su volumen y darles un destino final.

Taque de sedimentación

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Canal de entrada de flujo al tanque

Filtración

La filtración es una operación en la que se hace pasar el agua a través de un

medio poroso, con el objetivo de retener la mayor cantidad posible de materia en

suspensión.

El medio poroso tradicionalmente utilizado es un lecho de arena, de altura

variable, dispuesta en distintas capas de distinto tamaño de partícula, siendo la

superior la más pequeña y de entre 0.15 y 0.3 mm. Es una operación muy utilizada

en el tratamiento de aguas potables, así como en el tratamiento de aguas para

reutilización, para eliminar la materia en suspensión que no se ha eliminado en

anteriores operaciones (sedimentación). En aguas industriales hay mas variedad

en cuanto al material filtrante utilizado, siendo habitual

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