Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas: Procesos y Tipos

Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas (ARU): Secuencias y Tipos

1. Tratamiento de aguas residuales: Necesidad y Objetivos

Según los compromisos de calidad de vida y condiciones del medio ambiente, los objetivos principales son:

  • Prevenir y reducir al máximo la contaminación y sus molestias.
  • Mantener un balance ecológico satisfactorio y asegurar la protección de la biosfera.
  • Prever el desarrollo urbano: agua y redes.
  • Considerar aspectos ambientales en la planificación del suelo y ciudades.

Objetivo general: Reducir la contaminación de las aguas para su posterior vertido a un medio acuático (río, mar, lago, embalse, o terreno) o reutilización en agricultura o industria.

Normas de inmisión: Establecen los criterios y objetivos de calidad del agua en los cauces receptores según los usos a que se vayan a destinar (vida para peces, baño, consumo humano, etc.), obligando a un grado de tratamiento determinado.

Normas de emisión: Límites a las características de los vertidos a recibir en las plantas de tratamiento, controlándolos en origen, especialmente la emisión de contaminantes de origen industrial, que pueden afectar el funcionamiento de la depuradora y del plan de saneamiento.

Red de saneamiento de ARU: Consideraciones sobre caudales de diseño, velocidad en tubería, sistemas de bombeo y tanques de tormentas.

Factores para el diseño de plantas:

  • Caudal de vertido.
  • Calidad del vertido: carga contaminante.
  • Procedencia del vertido: ARU, AI, mezclas.
  • Continuidad o discontinuidad.
  • Segregación o canalización conjunta: pluviales y sanitarias.
  • Acumulación de sedimentos.

Clasificación de los Tratamientos

I. Según el fundamento del proceso

  • Físicos: Fuerzas o principios físicos (desbaste, sedimentación, flotación).
  • Químicos: Adición de productos químicos o reacciones químicas (precipitación, oxidación-reducción, coagulación).
  • Biológicos: Actividad biológica de microorganismos.

II. Según el nivel de tratamiento

  • Pretratamiento: Eliminación de materiales de gran tamaño.
  • Tratamiento primario: Reducción de sólidos suspendidos.
  • Tratamiento secundario: Eliminación de materia orgánica.
  • Tratamiento terciario o avanzado: Eliminación de sólidos disueltos.

III. Según el objetivo del tratamiento o depuración

  • Separación de partículas en suspensión: Sedimentación, flotación, filtración.
  • Eliminación de materia orgánica: Aerobio, anaerobio.
  • Separación de sustancias inorgánicas: Precipitación química, membranas, etc.
  • Separación de contaminantes orgánicos disueltos: Oxidación química, stripping con aire, adsorción.

Consideraciones de diseño de instalaciones de tratamiento de aguas

(a) Factores en la selección de procesos:

  1. Aplicabilidad del proceso.
  2. Aplicable al rango de caudales.
  3. Aplicable a las variaciones de flujo.
  4. Características del agua de entrada.
  5. Constituyentes inhibidores y no afectados.
  6. Restricciones climáticas.
  7. Selección del reactor.
  8. Rendimiento.
  9. Tratamiento de los residuos.
  10. Procesamiento del lodo.
  11. Restricciones ambientales.
  12. Requerimientos de productos químicos.
  13. Necesidades energéticas.
  14. Necesidades de personal.
  15. Mantenimiento y operación.
  16. Procesos auxiliares.
  17. Fiabilidad.
  18. Complejidad.
  19. Compatibilidad.
  20. Disponibilidad de terrenos.

(b) Elementos del diseño de procesos:

  1. Establecimiento del periodo de diseño para las instalaciones.
  2. Desarrollo del diagrama de flujo.
  3. Criterios de carga de trabajo.
  4. Establecimiento del tamaño preliminar de las unidades de tratamiento.
  5. Preparación del balance de materiales.
  6. Consideraciones sobre la implantación de la planta: «layout».
  7. Evaluación del perfil hidráulico: línea piezométrica.

Problemática de las plantas de tratamiento de aguas

La problemática incluye:

  • Naturaleza cambiante de la composición de las aguas residuales.
  • Problema de vertidos industriales en las redes de alcantarillado.
  • Impacto de las pluviales y fuentes contaminantes no localizadas.
  • Necesidades de innovación y mejora de operaciones y procesos.
  • Salud y medio ambiente.
  • Efectividad de los procesos de tratamiento.
  • Uso y empleo de los fangos.
  • Reutilización de las aguas residuales.