Introducción
El tratamiento de las aguas residuales es crucial para preservar la salud de las personas y el entorno. El agua bruta que no ha sido sometida a ningún tipo de depuración es muy peligrosa para el medio ambiente y los seres humanos. Este artículo se centra en los diferentes tipos de aguas residuales y en los procesos de tratamiento que se utilizan para tratarlas, haciendo hincapié en el hecho de que hay que seleccionar el proceso de tratamiento adecuado en función del tipo de aguas residuales de que se trate.
¿Qué es el tratamiento de aguas residuales?
El tratamiento de aguas residuales es el proceso de eliminación de contaminantes del agua que se ha utilizado para que pueda verterse al medio ambiente o reciclarse. Se trata de un proceso físico, biológico y químico que implica la eliminación de sustancias indeseables como materiales orgánicos, nutrientes, microorganismos y compuestos tóxicos. La gestión de las aguas residuales es importante para prevenir la contaminación del agua, proteger la salud humana y garantizar el suministro de agua en el futuro, ya que el mundo está experimentando el problema de la escasez de agua. También desempeña un papel crucial en la prevención de enfermedades transmitidas por el agua, mejorando así la salud y el saneamiento de la población.
Tipos de aguas residuales y sus características
Las aguas residuales no son un producto único; se generan a partir de distintas fuentes y cada una de ellas tiene sus propias características y grado de contaminación. Hay que saber a qué tipo de aguas residuales nos enfrentamos para elegir el plan de tratamiento adecuado.
Aguas residuales domésticas
Las aguas residuales se definen como aguas residuales domésticas que se producen en establecimientos residenciales, comerciales e institucionales. Es el agua de alimentación que se va por el desagüe después de tirar de la cadena, lavarse, lavar los utensilios o la ropa. Este tipo de aguas residuales es compuesto, pero los contaminantes típicos incluyen materia fecal y partículas de alimentos, nitrógeno y fósforo de jabones y fluidos corporales, y bacterias, virus y otros microorganismos patógenos que causan tipos de problemas de salud. El volumen de aguas residuales domésticas generado en las zonas urbanas es muy elevado y su gestión constituye un problema crítico de salud pública.
Aguas residuales industriales
El tratamiento de las aguas residuales industriales es crucial en la gestión de las aguas residuales procedentes de entornos industriales como la generación de energía, las fábricas y las industrias de transformación. A diferencia de las aguas residuales domésticas, su composición depende del tipo de empresa y de los procesos que tienen lugar en ella. Por ejemplo, las industrias químicas pueden generar aguas residuales con finos pesados, alta dureza, calcio y magnesio, mientras que las industrias farmacéuticas pueden generar residuos de antibióticos. Las plantas de procesado de alimentos vierten aguas residuales con alto contenido en SST, materia orgánica y manto de lodos. Debido a la alta concentración y toxicidad de las aguas residuales industriales, es necesario utilizar la ultrafiltración, la evaporación y otros métodos específicos de tratamiento de aguas industriales según el tipo de contaminantes.
Aguas residuales agrícolas
La agricultura genera diversas formas de residuos, como el agua que se arrastra por los campos, los desechos animales y el agua utilizada en el riego. Algunos de los contaminantes que pueden encontrarse en las masas de agua son fertilizantes, iones, herbicidas y sedimentos procedentes de las explotaciones. La ganadería produce grandes volúmenes de estiércol que contiene dureza, nutrientes (nitrógeno y fósforo) y organismos patógenos. Se están contemplando tecnologías de vertido cero de líquidos (ZLD) para eliminar la contaminación y mejorar la utilización del agua en el riego de los cultivos. Es necesaria una gestión adecuada para evitar la contaminación por nutrientes, que provoca la proliferación de algas y el agotamiento del oxígeno en las masas de agua y, por tanto, afecta a los peces y otros animales acuáticos.
Aguas pluviales y escorrentía urbana
El agua de lluvia es el agua que fluye sobre la tierra y otras superficies, como carreteras, aceras y edificios, durante una tormenta. En las zonas urbanas, esta escorrentía se conoce como escorrentía urbana y, a medida que fluye hacia los sistemas de drenaje y masas de agua como ríos y lagos, puede acumular varios contaminantes. Algunas de las fuentes habituales de contaminación son los productos de corrosión de las estructuras, el aceite y la grasa de los automóviles, los metales pesados de los forros de freno y los neumáticos, los objetos desechados, los pesticidas y fertilizantes del césped y los desechos de animales domésticos. Para resolver este problema, se requieren sistemas de filtración de arena por gravedad y métodos de clarificación en la gestión de las aguas pluviales para evitar la contaminación de las fuentes de agua.
Proceso de tratamiento de aguas residuales
El proceso de tratamiento de las aguas residuales desde su origen hasta un efluente tratado se divide en varias etapas, cada una de las cuales tiene por objeto la eliminación de determinados tipos de contaminantes. Estas etapas suelen clasificarse en tres: tratamiento primario, secundario y terciario.
Tratamiento primario
El tratamiento primario es el primer paso en el proceso de tratamiento de aguas residuales, cuyo principal objetivo es eliminar la materia sólida de gran tamaño y fácilmente sedimentable. Es como la primera barrera contra los contaminantes brutos de las aguas residuales. Algunos de los procesos utilizados en el tratamiento primario incluyen el cribado, en el que los elementos de gran tamaño como trapos, palos y plásticos se eliminan utilizando tamices de diferentes tamaños de malla. Tras el cribado, se produce la sedimentación en grandes depósitos llamados clarificadores, donde los materiales más pesados, como los lodos, se depositan en el fondo, mientras que los materiales más ligeros, como la grasa y los aceites, flotan en la superficie y se retiran. Otro proceso es el desarenado, en el que se eliminan la arena y otros materiales abrasivos para evitar dañar otros equipos aguas abajo. El tratamiento primario es capaz de eliminar unas 50-60% de sólidos en suspensión y 30-40% de demanda bioquímica de oxígeno (DBO), que es la cantidad de oxígeno necesaria para la descomposición de la materia orgánica por los microorganismos.
Tratamiento secundario
El tratamiento secundario implica el uso de métodos biológicos para eliminar la materia orgánica disuelta y en suspensión de las aguas residuales. Esta etapa implica el uso de microorganismos, especialmente bacterias, para descomponer los contaminantes orgánicos presentes en el agua. Existen varios métodos de tratamiento biológico y uno de ellos es el proceso de fangos activados, en el que las aguas residuales se mezclan con un cultivo de microorganismos conocido como fangos activados en un tanque de aireación. Los microorganismos se alimentan de la materia orgánica y producen más lodos que luego se separan del efluente tratado en un clarificador secundario. Otro tipo es el filtro percolador, en el que las aguas residuales se rocían sobre un lecho de materiales como rocas o plástico en el que crece una película microbiana. Cuando las aguas residuales se filtran a través del medio, los microorganismos de la biopelícula degradan los contaminantes orgánicos. Normalmente, el tratamiento biológico puede reducir la DBO y los sólidos en suspensión en 90% y mejorar la calidad de las aguas residuales.
Tratamiento terciario
El tratamiento terciario o avanzado es el proceso que sigue al tratamiento secundario para eliminar ciertos contaminantes que no se eliminan en las etapas anteriores. Esta etapa suele ser necesaria cuando las aguas residuales tratadas se van a verter en ecosistemas delicados o para fines particulares como el consumo humano. Hay muchos procesos de tratamiento que se pueden utilizar dependiendo del tipo de contaminantes que se quieran eliminar. Pueden ser la precipitación química para eliminar el fósforo, la filtración por arena o membranas para eliminar los sólidos en suspensión y los microorganismos restantes, y la desinfección por radiación ultravioleta, cloro u ozono para eliminar los agentes patógenos restantes. También se utilizan la ósmosis inversa y la ultrafiltración para mejorar la calidad del agua y cumplir normas estrictas de vertido.
Diferentes métodos de tratamiento de aguas residuales
Métodos de tratamiento físico
Los métodos de tratamiento físico implican el uso de fuerzas físicas para eliminar los contaminantes de las aguas residuales y los procesos de sedimentación por gravedad y filtración eliminan los sólidos gruesos. El tamizado, como ya se ha comentado, es un ejemplo de las operaciones físicas en las que los sólidos de gran tamaño se eliminan mediante el uso de barreras. La sedimentación y la flotación se basan en los principios de gravedad y flotabilidad para separar las partículas sedimentables de las flotantes. La filtración consiste en hacer pasar las aguas residuales a través de una capa de arena, grava o una membrana para eliminar los sólidos en suspensión. Se utilizan en el tratamiento primario de las aguas residuales para ayudar en la eliminación de partículas grandes y otros materiales fácilmente eliminables.
Métodos de tratamiento biológico
Los métodos de tratamiento biológico implican el uso de microorganismos para degradar los compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales. Los procesos aerobios implican el uso de oxígeno y se aplican en sistemas de lodos activados y filtros percoladores donde las bacterias y otros microorganismos se alimentan de materia orgánica. Los procesos anaeróbicos son los que tienen lugar en ausencia de oxígeno y se aplican para el tratamiento de aguas residuales y lodos orgánicos de alta resistencia y generan biogás como subproducto que puede utilizarse como fuente de energía renovable. Las lagunas y los humedales artificiales son otros tipos de sistemas de tratamiento biológico que se basan en procesos naturales para tratar las aguas residuales.
Métodos de tratamiento químico
Los métodos de tratamiento químico incluyen el uso de productos químicos para mejorar la eliminación de contaminantes en las aguas residuales. La coagulación y la floculación son procesos de adición de productos químicos que hacen que las partículas pequeñas se agreguen y formen partículas más grandes conocidas como flóculos que pueden eliminarse fácilmente por sedimentación o filtración. La neutralización es el proceso de llevar el pH de las aguas residuales a un nivel más estándar o normal. Los procesos de oxidación implican el uso de productos químicos como el cloro o el ozono para oxidar y desintegrar contaminantes específicos. Estos métodos se aplican especialmente en el acondicionamiento del agua de calderas y en el tratamiento del agua de refrigeración para evitar la corrosión y las incrustaciones. El intercambio iónico también entra dentro de los métodos de tratamiento químico y es uno de los más eficaces para la eliminación de determinados metales, incluidos los pesados, en el tratamiento de aguas residuales industriales.
Tecnologías avanzadas y emergentes
El campo del tratamiento de aguas residuales es dinámico, y se introducen tecnologías nuevas e innovadoras para mejorar la eficacia del proceso y aumentar el nivel de depuración y recuperación de recursos. Los MBR integran el tratamiento biológico con la filtración por membrana, y producen un efluente de alta calidad en una superficie relativamente pequeña en comparación con otros sistemas. La ósmosis inversa (RO) es un proceso que aplica una alta presión para forzar el agua a través de una membrana semipermeable con el fin de eliminar las sales y minerales disueltos en el agua, por lo que puede utilizarse en aplicaciones de reutilización del agua, como la producción de agua potable. La nanotecnología también se está utilizando para diseñar materiales de filtración altamente eficaces y selectivos para el tratamiento de aguas residuales.
Objetivos y beneficios del tratamiento de aguas residuales
Los objetivos del tratamiento de aguas residuales son amplios e incluyen la protección de la salud pública, la protección del medio ambiente y el uso eficiente de los recursos hídricos. Las ventajas de un tratamiento adecuado de las aguas residuales son las siguientes y también muy amplias:
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Preservación de la salud de las personas y el ecosistema: Esta es la ventaja más básica. El tratamiento de las aguas residuales reduce el número de enfermedades transmitidas por el agua y el impacto de los contaminantes sobre el agua y los organismos que viven en ella.
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Recuperación de recursos (reutilización del agua, producción de biogás, recuperación de nutrientes): La nueva generación de plantas de tratamiento tiene como objetivo la reutilización del agua tratada, la producción de biogás y la recuperación de nutrientes, convirtiendo así las aguas residuales en recursos. Las aguas residuales tratadas pueden utilizarse para el riego, los procesos industriales e incluso para beber. Los lodos pueden digerirse anaeróbicamente para producir biogás, que es una fuente de energía renovable. Algunos de los nutrientes, como el nitrógeno y el fósforo, pueden recuperarse de las aguas residuales y utilizarse para formular fertilizantes.
El papel de las válvulas industriales en el tratamiento de aguas residuales
Por qué son importantes las válvulas en los sistemas de tratamiento de aguas residuales
Las válvulas industriales son los trabajadores silenciosos de los sistemas de tratamiento de aguas residuales. Las válvulas son un componente crítico de las tuberías y equipos que componen una planta de tratamiento de aguas residuales; sin ellas, la planta no funcionaría como debiera. Son cruciales para controlar el flujo de aguas residuales a través de varias etapas, controlar la presión en tuberías y depósitos, y aislar ciertas partes del sistema para su limpieza o sustitución. Hay varios tipos de válvulas, como las de bola para el control de apertura y cierre, las de mariposa para controlar el caudal, las de compuerta para separar dos secciones y las de retención para evitar el reflujo. Estas válvulas son muy importantes en el sistema de tratamiento de aguas residuales y su selección y uso deben hacerse de la manera correcta. Ayudan a evitar fugas, garantizan que los caudales sean adecuados para el proceso de tratamiento y permiten que la planta funcione de forma segura y eficaz.
Soluciones de válvulas actuadas de alta calidad de Vincer para el tratamiento de aguas residuales
Vincer, fabricante con más de 20 años de experiencia, proporciona las mejores válvulas actuadas adecuadas para el severo entorno del tratamiento de aguas residuales. Ofrecen válvulas de bola, mariposa, compuerta y globo con actuadores eléctricos y neumáticos para fluidos corrosivos y abrasivos. Las válvulas de Vincer son duraderas y garantizan la estabilidad a largo plazo del rendimiento del equipo. Tienen eficiencia energética soluciones eléctricas y económico soluciones neumáticas que permiten controlar y automatizar los procesos. Con la ayuda de soporte técnico y de muestras, Vincer ofrece válvulas personalizadas de alta calidad que aumentan la productividad y disminuyen los gastos en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Para más información:
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Correo electrónico: sales@vincervalve.com
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Teléfono: +86 13724477011 / +86 13724477011
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Dirección: No.203, Building 1, No.110, Dayuan Road, Zhangcun, Dongcheng, Dongguan, GuangDong, China
Elección del método de tratamiento de aguas residuales adecuado a sus necesidades
La selección del método más adecuado para el tratamiento de las aguas residuales es una decisión compleja que requiere una cuidadosa consideración de varios factores clave. La siguiente tabla puede ayudarle a tomar una decisión:
| Tipo de aguas residuales | Objetivo del tratamiento | Métodos comunes | Estimación de costes | Idoneidad |
| Aguas residuales domésticas | Eliminar materia orgánica, patógenos | Tratamiento biológico (lodos activados, MBR) | Medio | Hogares, zonas residenciales |
| Aguas residuales industriales | Eliminar metales pesados, productos químicos | Tratamiento químico, intercambio iónico, filtración por membrana | Alta | Fábricas, empresas industriales |
| Aguas residuales agrícolas | Reducción de nitratos y pesticidas | Humedales artificiales, sedimentación | Bajo-Medio | Granjas, sistemas de riego |
| Aguas pluviales y escorrentía urbana | Reducción de sedimentos y contaminantes | Filtración, estanques de detención, infraestructuras verdes | Bajo | Ciudades, zonas urbanas |
Conclusión
El tratamiento de las aguas residuales es un paso esencial en la gestión del agua en las sociedades pobladas y en la protección del medio ambiente, ya que permite producir agua potable a partir de agua contaminada. Al comprender los diferentes tipos de aguas residuales, los diversos procesos de tratamiento disponibles, la importancia de una evaluación realista de los costes y el papel crucial de equipos industriales fiables como las válvulas actuadas de alta calidad que ofrece Vincer, las industrias, los municipios y los particulares pueden tomar las decisiones correctas para la mejora del medio ambiente. La eliminación de las aguas residuales es una decisión que va más allá de elegir la forma más conveniente de tratar el asunto; es una decisión que afecta a la calidad de vida de las comunidades y a la salud de la tierra.
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