En las actividades diarias que se realizan tanto en las ciudades como en el campo, se generan gran cantidad de aguas residuales y, las mismas retornan a la naturaleza llegando a ser una fuente de contaminación. Es por esto que los diferentes Tipos de Tratamiento de las Aguas Residuales, son la solución que más se aplica para eliminar los residuos contaminantes del agua residual que retorna a la naturaleza. Te invito a seguir leyendo.
Tratamiento de Aguas Residuales
Para descontaminar las aguas residuales generadas en las diferentes actividades diarias en ciudades y campos, estás aguas tienen que pasar por las plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Estos tratamientos son la aplicación de una serie de métodos físicos, químicos y biológicos que eliminan los agentes contaminantes presentes en el agua proveniente del uso humano.
Aguas Residuales
Las Aguas Residuales, son aguas que se originan por las actividades antrópicas que ocasionan un impacto negativo en la calidad del agua. Dentro de la categoría de Aguas Residuales se incluyen las aguas desechadas de las actividades domésticas, industriales, agrícolas, mineras, así como también las aguas de lluvias y de ríos que se mezclaron con las aguas antes nombradas.
La FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación), define a las Aguas Residuales como: Son aquellas aguas que no se pueden utilizar de inmediato para el objetivo para la que le dio uso en vista a su calidad y cantidad,…Sin embargo, las Aguas Residuales de un usuario, en un momento dado puede ser una fuente de suministro de otro usuario en un lugar diferente. Dentro de las Aguas Residuales no se incluyen las aguas de refrigeración.
Debido al alto impacto negativo de las Aguas Residuales al ambiente, tienen que pasar por un sistema de canalización. Como ocurre con las Aguas Residuales urbanas estas son encauzadas a través de un sistema de alcantarillado que las lleva hasta las plantas de Tratamiento de Aguas residuales para su purificación antes de ser derramada a las fuentes de agua de la naturaleza. A pesar de su importancia, algunos países no realizan este tipo de tratamientos.
Puede suceder que en algunas zonas residenciales urbanas o en el campo que las Aguas Residuales que se originen desde vivienda o algunas zonas que no ha sido instalado el sistema de alcantarillado central, estas aguas son tratadas en el mismo sitio, por medio de fosas sépticas, y en algunas oportunidades (aunque es muy raro) en campos de drenaje séptico, en oportunidades con biofiltros.
Aguas servidas o cloacales
Las aguas servidas o de cloacas, son un tipo de Aguas Residuales, que se originan desde las casas, escuelas, empresas y otros lugares, en las que el hombre uso el agua limpia para su uso particular y luego la desecho por los drenajes y alcantarillas o cloacas. Entonces, esta agua desechada ya no puede ser usada de inmediato para otros usuarios. Aquellas aguas servidas o cloacales contaminadas con heces fecales y orinas, se les llama “aguas negras”.
Características
En la naturaleza el agua puede estar compuesta de diferentes cantidades de otras sustancias en variadas concentraciones que van desde pocos mg/litro de aguas provenientes de precipitaciones y hasta unos 35 mg/litro de agua marina. Junto con estas sustancias originadas en la naturaleza, se mezclan las aguas residuales, que van con impurezas causadas por el proceso generador de desechos, que es a lo que se llama vertidos. Estas aguas pueden estar contaminadas por desechos domésticos e industriales.
Estas se distinguen por su aspecto físico en: fracción coloidal, fracción suspendida y fracción soluble. En las fracciones suspendidas y coloidales son analizadas a través del ensayo de sólidos suspendidos totales (SST). Estas fracciones vienen siendo el 1% de los sólidos suspendidos de las aguas servidas y, se agrupan en orgánicos e inorgánicos.
- Los sólidos orgánicos, los clasifican de dos maneras los nitrogenados y no nitrogenados. Los nitrogenados, son aquellos que contienen nitrógeno en su molécula, aquí se agrupan las proteínas, ureas, aminas y aminoácidos. Los sólidos orgánicos no nitrogenados, están constituidos por celulosa, grasa (lubricantes) y jabones.
- Para cuantificar la concentración de sólidos orgánicos en las aguas se mide la demanda bioquímica de oxígeno por 5 días DBO5, este indicador permite medir en principio el material orgánico carbonáceo, y el indicador DBO20 permite medir la demanda bioquímica de oxígeno a una temperatura de 20°C en materiales orgánico y nitrogenado.
- Aniones y cationes inorgánicos y compuestos orgánicos.
Bacteriología
Debido a los agentes patógenos que pueden contener las aguas servidas o cloacales es que se realiza la medición de su bacteriología y el Tratamiento de estas Aguas Residuales, con el propósito de eliminar los organismos patógenos provenientes de los seres humanos y que llegan al agua por las excretas. De esta manera cortar una posible causa de contaminación biológica al eliminar el ciclo epidemiológico de transmisión. Estos organismos patógenos son: Coliformes totales; coliformes fecales; Salmonella y Virus.
Materia en suspensión y materia disuelta
Cuando las Aguas van a ser tratadas en la planta de Tratamiento de Aguas Residuales se tiene que conocer las cantidades y composición de materia en suspensión y materia disuelta, para esto se tiene que conocer las diferencias entre ambas:
- La materia en suspensión para determinarle se debe aplicar tratamientos fisicoquímicos para separarla, estos tratamientos son versiones de la sedimentación y filtración. Para la materia en suspensión solida se trata de divisiones sólido-líquido a través de la gravedad o medios filtrantes y, cuando se trata de materia grasosa, se aplica la separación L-L, comúnmente por flotación.
- El material disuelto puede ser orgánica, el tratamiento que por lo común se aplica para este caso el método de insolubilización como material celular o inorgánica (se transforma por una separación S – L). Para esto se usan costosos tratamientos fisicoquímicos como la ósmosis inversa.
Los tratamientos aplicados dependen del tipo de contaminantes, debido a esto para la materia en suspensión, ya sea orgánica e inorgánica se utiliza la sedimentación y la filtración en las diferentes modalidades. Para analizar la materia disuelta se aplican tratamientos biológicos, y en ocasiones la oxidación química, cuando es materia orgánica, y cuando el material es inorgánico se aplica los métodos de membranas (ósmosis).
Procesos en el Tratamiento de Aguas Residuales
La purificación de las Aguas Residuales se realiza en plantas en donde se lleva a cabo la división de los contaminantes, este tratamiento por medio de procesos físicos, químicos y biológicos, que tienen la función de descartar los contaminantes que pueden haber en el agua efluente del uso potable.
Durante los Tratamientos de Aguas Residuales en plantas de tratamientos se lleva a cabo la descontaminación o purificación del agua servida o residual al separar la mayoría de los contaminantes y un pequeño porcentaje se dejan para que sean eliminados por la naturaleza en el lugar de destino. Debido a esto, el tipo de tratamiento dependerá de la capacidad de autopurificación natural del lugar receptor.
Esta autopurificación natural va a depender del caudal del cuerpo receptor donde llegará el agua residual, así como de su contenido de oxígeno, y de su proceso para reoxigenarse. Por esto el propósito del Tratamiento de las Aguas Residuales, es generar efluentes líquido que retornen al ambiente y puedan volver usarse, además un efluente sólido o fango, que le denominan lodo o biosólido, que puede reutilizarse.
Las Aguas Residuales provienen de las casas, industrias, comercios, hospitales, entre otros. Las Aguas Residuales pueden recibir Tratamiento en el mismo lugar de donde proceden, por medio de las fosas sépticas y también ser tratadas en plantas de tratamientos municipales.
La instalación de plantas de Tratamientos para Aguas Residuales, tanto públicas como privadas, está regulada a leyes nacionales, regionales y locales, que permiten hacer el seguimiento de regulaciones y controles. En el caso de los afluentes industriales que contienen las Aguas Residuales, tienen que pasar por procesos especializados para el tipo de compuestos industriales.
Los pasos para que se realice el Tratamiento de Aguas Residuales se inician, con la extracción de los sólidos orgánicos e inorgánicos más grandes, es decir la basura, de la corriente de agua. Para esto se colocan rejillas, esta basura o desecho pueden ser triturados o compactados por equipos diseñados para esto. Este material pasa por un desarenado, en la que se separan los sólidos como la arena y otros sólidos más pequeños y densos. Luego, pasa por una sedimentación primaria en la que se extraen los sólidos suspendidos en el Agua Residual.
Para eliminar primeramente los metales disueltos como el plomo y el fósforo, se aplica un Tratamiento de Aguas Residuales con reacciones de precipitación. Seguido de la transformación paulatina del material biológico disuelta en una masa biológica sólida por el uso de bacterias, que se encuentra en el agua. Una vez terminada esta sedimentación secundaria, el agua pasa por un tratamiento terciario, que consiste en una desinfección y filtrado. El producto final o vertido final descargado en una fuente de agua natural como un río, lago o en la tierra o el subsuelo.
Etapas del Tratamiento de Aguas Residuales
El Tratamiento de las Aguas Residuales se realiza por medio de varios procesos tres etapas e incluso más, estos se denominan tratamientos: primario, secundario y terciario, a saber:
- El tratamiento primario que consiste en el asentamiento de sólidos.
- Tratamiento secundario o biológico, que se aplica a la materia orgánica que se encuentra disuelta en el agua residual, convirtiéndola en sólidos suspendidos en el agua y de esta manera son más fáciles eliminarlos
- El tratamiento terciario que es un paso añadido y se hace desinfección, un microfiltrado o se pasa por lagunas.
Además de las aguas servidas o residuales que se originan de las actividades cotidianas de los seres humanos, cuando se bañan, cocinan, lavan sus manos y ropas y otras actividades, en este tipo de aguas también se tienen que añadir las aguas provenientes de las zonas o centros industriales y comerciales de las ciudades o poblados.
Las Aguas Residuales o servidas las clasifican también dependiendo de su origen en: “aguas grises y aguas negras” las cuales se producen en gran cantidad en las áreas desarrolladas y pobladas, siendo el “agua negra” la que se vierte desde retretes, sanitarios y urinarios, en cambio el “agua gris” se origina en las piletas, fregaderos, bañeras, esta última se puede reutilizar como agua de riego y también para limpieza del inodoro, en este caso se transforma en agua negra.
Entre las Aguas Residuales o servidas se incluyen también las aguas superficiales que caen por las precipitaciones. En los municipios y poblados las aguas servidas, contienen aguas de centros residenciales, comerciales e industrias, y pueden mezclarse con las agua caídas en las lluvias, cuando las tuberías de la canalización de las aguas son de uso mixto residuales-precipitaciones.
Este sistema recibe el nombre de sistemas de alcantarillas combinado o unitario. En la actualidad por las regulaciones sanitarias de las Aguas Residuales o servidas en países como los Estados Unidos, Canadá, Reino Unido y algunos otros países de Europa y América como Argentina, este tipo de alcantarillas cada día son menos comunes con respecto a su uso en el pasado.
En estos países el Agua Residual son vertidas y transportadas a través de sistemas de alcantarillas separadas que las denominan “sistema de alcantarilla separativos”, denominados alcantarillas sanitarias y en los Estados Unidos sistemas de alcantarillas de tormentas. Asimismo, este tipo de sistema de alcantarillado es llamado alcantarillas fétidas y alcantarillas de aguas superficiales. En otros países europeos les llaman cloacas y conductos pluviales.
A través de las agua de precipitaciones se puede arrastrar varios elementos contaminantes que se encuentren por el camino, cuando esta se desplaza por sobre los tejados y la superficie del suelo, como metales pesados, elementos inorgánicos, aceites, desperdicios orgánicos. Por normativa en algunos lugares el agua de lluvia recibe o pasa por algunos niveles del Tratamiento de Aguas Residuales, antes de ser vertidas al ambiente.
En el tratamiento para el agua proveniente de las lluvias se trabajan con tanques de sedimentación, humedales y separadores para quitar o eliminar sólidos gruesos, denominados separadores de vórtices. En las plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, es un proceso relativamente sencillo y es parecido en todos los países, a saber: se inicia por un tratamiento físico, pasa por un tamizado, luego remoción de gas, una precipitación con o sin coagulantes, separación y filtrado de sólidos y al final se agrega cloruro de hierro para eliminar el fósforo y precipitar el lodo o biosólidos.
El proceso biológico
El Tratamiento de las Aguas Residuales por medio del tratamiento biológico, es realizado por medio de la biodigestión anaeróbica y los humedales artificiales en las que se utiliza la materia orgánica biodegradable que se encuentre en las Aguas Residuales, de la que toma los nutrientes de las bacterias que están bajo condiciones controladas y de esta manera mantener a raya los contaminantes que encuentre.
En este tipo de tratamiento biológico, se ejecuta pasando por varias fases de tratamiento en el que todos utilizan microorganismos, usando bacterias principalmente, esto con el objetivo de erradicar los componentes solubles en el agua. Con este tratamiento biológico se aprovecha la capacidad de los microorganismos de absorber materia orgánica, el nitrógeno y el fósforo, que se encuentran disueltos en el agua residual y, usarlos para su propio desarrollo. Al momento de su reproducción se multiplican entre ellos formando unos flóculos de gran tamaño que son eliminados en poco tiempo.
Lo común es la supresión de la materia orgánica soluble y la coloidal, que se biodegrada, además de aquellos compuestos nitrogenados y fosforados. El tratamiento biológico es muy usado, tanto en las aguas residuales de las ciudades, así como además en unas aguas industriales, debido a lo simple del tratamiento y su bajo costo.
Proceso químico
El tratamiento químico suele realizarse con operaciones para eliminar sólidos como el caso de la filtración. Este proceso químico es uno de los Tratamientos de Aguas Residuales, que se aplica en casi todas las plantas con el objetivo de aumentar la calidad del efluente, este certifica lograr que el medio reúna las condiciones inmejorables para que se realice la actividad bacteriana.
Los métodos químicos utilizados en el Tratamiento de Aguas Residuales están condicionados por las particularidades de cada efluente; por lo general se agrega una fase de precipitación química con el que se saca el fósforo y nivela el pH. De igual manera en aquellos procesos que la cantidad de carbón sea poco y se requiera para la modificación biológica del nitrato en nitrógeno se puede agregar una fuente de carbono externo.
A fin de mejorar y garantizar los procesos químicos que se realizan en una planta de Tratamiento de Agua Residual, las estaciones dosificadoras son construidas con materiales resistentes a la corrosión de los productos químicos que según las especificaciones se utilicen para en el proceso. Se tiene que ser muy precisos en los protocolos de seguridad que se usen y, los diseños los tanques de acopio de productos químicos, las bombas para las dosis, los mezcladores y la red de tuberías.
Exceso de hierro del agua potable
Los métodos aplicados para eliminar el exceso del mineral de hierro en el agua potable, se lleva a cabo con la modificación del agua clorada en una solución básica catalizada con la cal apagada; lograr que el hierro se oxide y precipitación férrico de la solución básica. Simultáneamente, el ion OCI elimina los agentes patógenos del hierro excedente depositado en el agua.
Separación del oxígeno del agua
Para cambiar el estado de agua líquida a vapor de agua en las centrales térmicas se instalan en las plantas de tratamiento, calderas que resisten altas temperaturas. Por ser el oxígeno un elemento oxidante, se utiliza el hidrogeno como reductor para eliminar el oxígeno.
Eliminación de los fosfatos
Para el Tratamiento de Aguas Residuales doméstica, se considera la eliminación de los fosfatos. Para la eliminación de los fosfatos en aguas residuales domésticas, el método radica en eliminar los fosfatos con hidróxido de calcio o cal apagada. Una manera como puede presentarse los fosfatos es en su forma de ion hidrogeno fosfato.
Eliminación de los nitratos
Para la eliminación o separación de los nitratos tanto en aguas de origen doméstico e industrial, se realiza el tratamiento con la combinación de dos procesos, uno de nitrificación y otro de desnitrificación, de la combinación de estos procedimientos resulta un fango o lodo biodegradable y reutilizable.
Tipos de Tratamiento de Aguas Residuales
El Tratamiento de las Aguas Residuales se realiza en tres etapas o ciclos para separar los agentes contaminantes y compuestos sólidos. Estas consisten en tres etapas, sean estas las etapas primaria, secundaria y terciaria.
El tratamiento primario
A través del tratamiento primario aplicado a las Agua Residuales se busca de eliminar las grasas, arenas y sólidos de mayor tamaño y así como aceites. Este tratamiento primario se lleva a cabo por medio de maquinarias y, debido a los llaman procedimiento mecánico.
Separación de sólidos por el cribado
El cribado se usa en este primer ciclo para eliminar sólidos. En esta etapa se retiran o eliminan los macrosólidos pelotas, lavadoras, envases de plástico, como las botellas, y otros. Con la eliminación de los elementos sólidos de mayor tamaño, las grasas y aceites, tiene la finalidad de disminuir y evitar los posibles inconvenientes de obstrucción de tuberías de aguas de la planta de tratamiento, ya sea disminuir el flujo de agua o dañar un equipo.
Filtrado con arena y gravas
Esta fase también recibe el nombre de maceración, el Agua Residual pasa por un canal de arena en donde se controla la velocidad para que las piedras y arenas del agua residual puedan agarrar partículas, en el Agua Residual todavía se mantienen materia orgánica. El equipo utilizado es un colector de arena.
Este ciclo se realiza al inicio del tratamiento con la función de retirar a tiempo la arena y piedras para evitar daños a las bombas y otros equipos de la planta de tratamiento. En algunas plantas y procedimiento para tratar las Aguas Residuales también pueden tener un clasificador de arena, junto con un transportador para llevar la arena un contenedor y luego expulsarla. La arena que llega hasta el colector puede proceder desde el incinerador por medio de un incinerador por su procesado en la planta de fango, en otras ocasiones la arena es trasladada hasta un terraplén.
Maceración de sólidos
El Agua Residual ya tratada en la primera etapa es pasada por medio de pantallas rotatorias para separar el material flotante y otros objetos de mayor tamaño, como: restos de comidas, mazorcas de maíz y otros. Estos objetos son recolectados y pasan a la planta de tratamiento de fangos o son trasladados hacia el campo e incinerados.
La maceración de sólidos consiste en cortar los sólidos en pedazos más pequeños por medio de cuchillas rotatorias que se encuentran en cilindros giratorios y son parte de los equipos de las plantas de tratamiento que pueden transformar esta basura en partículas. Estos equipos son costosos en su adquisición, mantenimiento y poco fiables con respectos a las pantallas físicas.
La sedimentación
Muchas plantas de tratamientos están dotadas de grandes tanques circulares o de forma rectangulares estos tanques se les llama tanques de sedimentación primarios o clarificadores primarios, donde se lleva a cabo la sedimentación de los residuos. Estos tanques son muy grandes para que caigan en ellos los residuos fecales, plásticos y grasas se queden en la superficie y desnatarse o eliminarlos.
La función de la primera etapa es lograr producir un líquido homogéneo que pueda pasar por un tratamiento biológico y el fango biodegradable pueda ser procesado por separado. Para lograr cumplir esta primera etapa los tanques o plantas están equipados con raspadores mecanizados, que transportan el lodo o fango producido hasta una tolva ubicada en la base del tanque, desde aquí por bombeo pasa hacia otras partes para pasar por el tratamiento secundario.
Etapa secundaria
En esta fase o etapa secundaria tiene el objetivo de eliminar lo más que se pueda el componente biológico que se encuentre en el Agua Residual, que proceden de las heces fecales, orine, restos de alimentos, detergentes y otros desechos residuales. Las plantas de Tratamiento de Aguas Residuales de las alcaldías o municipios están equipadas para que se realice este proceso aeróbico a los residuos orgánicos.
Fangos o lodos activados
Los tanque para tratar los fangos activados o lodos activados, tienen unos mecanismos que permiten para procesar el oxígeno disuelto y fomentar el crecimiento de organismos orgánicos o biológicos que ayudan a eliminar gran proporción de materia orgánica y, además atrapar partículas de material.
El filtro oxidante
En las antiguas plantas de tratamiento y algunas plantas receptoras de carga variables, tienen dentro de su equipamiento unas camas filtrantes de goteo, en ellas son vertidas las Aguas Residuales sobre la superficie de una cama profunda de formada de carbón, piedra caliza o con plástico. Estas estructuras son de gran superficie para poder almacenar las grasas de material biológico que se forman.
Esta sustancia biológica es removida por medio de brazos perforados giratorios que parten de un eje central. El Agua Residual tratada gotea en la cama y es acopiada en drenes en la base. Estos drenes proveen oxigeno que se dirige hacia arriba de la cama, esto permite que el medio se mantenga aeróbico. En la superficie se forma una capa compuesta de bacterias, protozoarios, y hongos que se benefician al alimentarse compuestos orgánicos del Agua Residual. Esta capa de organismos se alimenta de insectos y lombrices.
Sistema de rotativas y espirales
Este tipo de sistema de rotativas y espirales es parte del equipo de las plantas de tratamiento de aguas Residuales pequeñas. Estas tienen una revolución lenta que tiene anegada en las aguas una parte de su sistema. Por estas rotativas se forma un flóculo o grumo a base de materia orgánica que se van agregando y uniendo durante el proceso. Este flóculo biológico ofrece el substrato que se necesita.
Reactor biológico de cama móvil (MBBR)
Este reactor toma la incorporación del material inerte en vasijas de fangos activos con el objetivo de proporcionar material activo y reunir el material biológico o biomasa. Esto crea un sistema de crecimiento con algunas ventajas:
- Incrementar y lograr mantener la alta población de biomasa
- Aumentar la eficacia del sistema sin tener que aumentar la concentración del licor mezclado de sólidos.
- Dejar de precisar del costo de operación en la línea de retorno de fangos activos (RAS).
Filtros anóxicos
Filtros de aireados biológicos o anóxicos, estos filtros permiten disminuir la reducción biológica del carbono, de la nitrificación y desnitrificación. Los filtros de aireación biológicos (BAF), por lo general tienen un reactor lleno de medios del filtro. Los medios biológicos se encuentran suspendidos o en una capa al pie del filtro.
Este medio tiene doble objetivos, el primero contener la biomasa activa que se une al filtro y además a los sólidos suspendidos del filtro. Durante este proceso se reduce el carbón y la transformación del amoniaco que se produce en un ambiente aeróbico y en oportunidades logrado en un solo reactor y asimismo la transformación del nitrato de forma anóxica. De acuerdo, al diseño podrá ser operado en flujo alto o flujo bajo.
Sistema de reactores biológicos de membrana
El sistema de reactores biológicos de membrana (MBR) tiene el objetivo de lograr la eliminación de los contaminantes que se encuentren en la superficie y los sólidos disueltos. Este consiste en una barrera de revestimientos semipermeables. Su rendimiento está relacionado con su eficaz disminución de nutrientes del paso de fangos activos. El costo del sistema de reactores biológicos de membrana, por lo general es alto con respecto al de un Tratamiento de agua Residual tradicional.
La sedimentación
El último paso de la etapa secundaria, consiste en apartar los flóculos biológicos del material de filtro, y generar Agua Residual tratada con poca cantidad de materia biológica y materia suspendida. En las plantas ubicadas en sectores rurales, se lleva a cabo en el tanque de sedimentación secundaria.
Etapa Terciaria
Esta tercera etapa se realiza para finalizar el Tratamiento de Aguas Residuales y se busca de garantizar la calidad del efluente, de acuerdo a los indicadores establecidos por las normas ambientales, antes de ser descargados al mar, río, campo o cualquier otro ambiente receptor. Este tratamiento o etapa terciaria puede aplicarse varias veces en la planta de tratamiento. Cuando la desinfección del Agua Residual se lleva a cabo en el proceso final, se le llama pulir el efluente.
Filtración de arena
Este paso de filtrado de la arena se lleva a cabo para que retenga la mayor cantidad de residuos o basura que haya en las Aguas Residuales. Las toxinas residuales son retenidas por el carbón activado excedente durante el filtrado.
Lagunaje
Este proceso de depuración llamado lagunaje, tiene el objetivo de realizar en un ambiente artificial la depuración natural que ocurre en los lagos, ríos o el mar. Durante este paso las lagunas ofrecen sedimentación y mayor aporte biológico cuando se almacena el agua residual en charcos o lagunas artificiales. Son lagunas artificiales aeróbicas en donde ocurre la colonización por macrofitos naturales, como cañas. También están presentes invertebrados de los géneros Daphnia y Rotifera, que colaboran en la retención de partículas.
Para llevar a cabo el paso de lagunaje en la etapa tercera del Tratamiento de Aguas Residuales se tiene que tener espacio suficiente, el costo de instalación es bajo. Sin embargo, es poco eficiente para desinfectar gran cantidad de aguas.
Humedales artificiales
Estos humedales artificiales son utilizados para incrementar la mejora biológica aeróbica, estos pueden ser camas de caña u otras estructuras similares. Estos humedales artificiales se pueden usar para sustituir la etapa secundaria en poblaciones pequeñas, así como para la fitorremediacion. Un ejemplo de un humedal artificial es utilizado en el zoológico de Chester en Inglaterra, para limpiar el drenaje en la jaula de elefantes que consiste en una cama de cañas.
Separación de nutrientes
Las Aguas Residuales pueden llegar a tener altas cantidades de Fósforo y nitrógenos que pueden afectar a los peces e invertebrados, como es el caso de la presencia de amoníaco. Asimismo, producir eutroficación, es decir el crecimiento de algas en las lagunas que afecta la luz y oxígeno del agua para otros organismos vivos.
La alta densidad de algas llegan impactar de forma negativa, porque genera toxinas, y al morir son consumidas por bacterias que disminuyen la cantidad de oxígeno del agua y los peces se les dificulta obtenerlo y así cualquier otra vida acuática. Estas condiciones de las Aguas Residuales cuando llegan a los mares bajos, ríos y lagos, entonces al incorporar los nutrientes pueden llevar a la perdida de muchos peces a la contaminación de las aguas. Debido a esto, se tiene que hacer una reducción del fósforo y el nitrógeno por medio de la precipitación biológica y químicos.
La eliminación del nitrógeno se lleva a cabo a través de la oxidación biológica del nitrógeno transformando el amoníaco a nitrato, esto ocurre a través de la nitrificación que conlleva nitrificar bacterias como las Nitrobacter y Nitrosomonus, por reducción el nitrato se transforma en nitrógeno gaseoso a través de la desnitrificación que se libera a la atmósfera.
Para que ocurran estas transformaciones o conversiones se tienen que llevar a cabo en condiciones bastante controladas y garantizar la formación de nuevas comunidades biológicas. Para reducir el nitrógeno se pueden usar los filtros de arena, las lagunas, los humedales artificiales por medio de camas de caña o laminas. En ocasiones, la etapa terciaria se realiza solo para la transformación del amoniaco tóxico en nitrato.
La oxidación anaeróbica se trata de un proceso de descomposición que ocurre sin la presencia de oxígeno, esta oxidación se lleva a cabo por los nitratos, nitritos, sulfatos y el CO2 que aceptan electrones. En la desnitrificación las bacterias facultativas usan los nitratos y nitritos en condiciones de ausencia de oxigeno o anóxicas, que como productos al final forman CO2, agua y nitrógeno.
El retiro biológico realzado del fósforo se utiliza para eliminar el fósforo biológicamente. Se usan bacterias “organismos acumuladores de polifosfato” que se aplican en absorber y acumular alta cantidad de fósforos dentro de sus células. Al retirar de las Aguas Residuales, esta biomasa a través de los biosólidos o lodo se reutiliza como fertilizante. El fósforo también es retirado por la precipitación química a través de cloruro férrico, para separar hierro y con alumbre, para separar aluminio.
Sin embargo, es difícil trabajar con el fango químico resultante del tratamiento y, aplicar productos químicos en esta fase es costoso. Esto conlleva que la operación sea más dificultosa y menos limpia, por este método de eliminación química del fósforo, sin embargo, precisa de una traza más pequeño que hacerlo por retiro biológico y más sencillo de operar.
Propósito de la desinfección
La desinfección en esta fase tercera del Tratamiento de Aguas Residuales, tiene el objetivo de eliminar la mayor cantidad de organismos antes de ser de nuevo vertidas en espacios naturales. Este paso será efectivo dependiendo de la turbidez del agua, su pH y otras cualidades que influyen en la calidad del agua tratada. También de la desinfección aplicada, de la concentración y tiempo de exposición con el desinfectante, así como otras condiciones ambientales.
La efectividad del tratamiento de desinfección del agua turbia es menor en vista que la materia orgánica puede impedir que los rayos de luz ultravioleta no actúen sobre ciertos organismos y también tener menos tiempos de contacto, eliminando menor cantidad de organismos tóxicos presentes en el Agua Residual. Las técnicas más usadas para desinfectar son con ozono, la clorina, la luz ultra violeta. Para desinfectar el agua potable se utiliza la cloramina, la misma no se utiliza en la desinfección del Agua Residual por la permanencia de la misma en estos líquidos.
En los Estados Unidos desde hace tiempo se viene desinfectando con cloro las Aguas Residuales, en vista alta eficacia a largo plazo y su economía. Sin embargo, la desinfección realizada con cloro tiene la desventaja que el material orgánico presente en el medio residual puede transmutarse a compuestos orgánicos clorados que pueden llegar a ser cancerígenos o contaminantes ambientales.
En un cuerpo de agua natural en la que se aplique cloro orgánico las clorinas o cloraminas residuales pueden tener la capacidad tratar la materia orgánica. Cabe destacar que la clorina residual es peligrosa para las especies acuáticas, debido a esto el cuerpo acuático natural tiene que ser tratado químicamente para el desclorinado, lo que hace a este tratamiento más complejo y costoso.
En el Reino Unido la desinfección se realiza con la luz ultravioleta (UV), en vista del impacto negativo que ocasiona la clorina en el Tratamiento de Aguas Residuales y la clorinación orgánica en los ríos, lagos y otro medio acuático que sea receptor. La UV, actúa alterando la estructura genética del agente patógeno sea bacteria o virus u otro, evitando que puedan reproducirse.
Sin embargo, la desinfección con la luz ultravioleta tiene la desventaja del mantenimiento y frecuente sustitución de la lámpara y además, de precisar un efluente o Agua Residual muy bien tratado para garantizar que los organismos objetivos no estén blindados o protegidos de la radiación de luz ultravioleta.
Cuando el oxígeno (O2) pasa a través de un potencial de alto voltaje se transforma en ozono (O3), porque se agrega un tercer átomo de oxígeno. El ozono es un elemento inestable y reactivo que oxida a muchas de la materia orgánica que consiguen. Debido, a esto arrasa muchos microorganismos que producen enfermedades. Otra ventaja del uso del ozono es que es más seguro su uso y por su poca necesidad de almacenaje.
Esto es porque la clorina se tiene que almacenar en lugares muy seguros, en vista que es un material muy venenoso. En cambio el ozono se coloca según lo requerido. Asimismo la desinfección con ozono genera menos subproductos que cuando se hace la desinfección por cloro. La desventaja de la desinfección usando ozono es costosa.
Plantas de paquetes y reactores de la hornada
Para reducir el espacio requerido para el funcionamiento de una planta de tratamiento de Agua Residual, tratar los desechos sólidos, analizar el flujo intermitente y lograr altas pautas ambientales, han sido diseñadas y construido plantas de tratamientos de paquete y reactores de hornadas.
Estas plantas realizan las tres o dos de las etapas del Tratamiento de Aguas Residuales de manera combinada. Son plantas muy usadas en el Reino Unido, y son puestas en funcionamiento en poblaciones pequeñas. Estas plantas son una buena opción para agregarlas en los diseños de los edificios, para que hagan el Tratamiento de las Aguas Residuales de los mismos.
Para explicar el funcionamiento de este tipo de planta y reactor secuencial de la hornada, este por lo general, en el proceso el fango activado se une al agua residual que va entrando y luego de unirse se airean y producen un agua residual y lodo de alta calidad. El lodo o fango biodegradable vertido lo airean y filtran y parte es reutilizado. Estas plantas de paquetes y reactores de la hornada, están cada vez más usadas en diferentes países del planeta.
Las desventajas de estas plantas de paquete, es que se tiene que llevar un control exacto por la combinación de los tratamientos y entonces, debe haber una total sincronización de los pasos, así como al realizar la mezcla y la aireación. Esta sincronización se obtiene por los controles digitalizados y la asistencia llevada por sensores en toda la planta. Este tipo de planta de paquete con sensores tan tecnificados, es poco practica en sitios donde los controles son inadecuados, se realiza un bajo mantenimiento o la fuente eléctrica es intermitente.
Estas plantas de Tratamiento de Aguas Residuales de paquetes por su forma como procesa la carga biológica, son referidas como punto bajo cargado o colmo cargado. Esto se puede explicar porque en los altos sistemas cargados, cuando se lleva a cabo la etapa biológica se presenta con una alta cantidad de material orgánico y, entonces, el material mezclado del flóculo y orgánico se oxigena por pocas horas para de nuevo ser cargada. En el caso de ser un sistema cargado bajo la fase biológica contiene una baja carga biológica y se mezcla con el flóculo para un relativo largo plazo.
El tratamiento de los lodos
Los lodos principales gruesos y los biosólidos secundarios depositados durante el Tratamiento de las Aguas Residuales, se tienen que depositar de forma segura. Por lo general el material depositado se contamina inesperadamente con los materiales orgánicos e inorgánicos tóxicos, como son los materiales pesados. El objetivo de la fase de digestión es disminuir la cantidad de materia orgánica y la cantidad de microorganismos presentes en los sólidos tóxicos. Para esto se tiene que aplicar los tratamientos de: digestión anaeróbica, la digestión aeróbica, y el abonamiento.
La digestión anaeróbica
Este proceso de digestión anaeróbica lo llevan a cabo las bacterias que no requieren oxígeno para desarrollarse. Esta digestión anaeróbica se puede realizar por diferentes procesos como, la digestión termofílica, en esta digestión el fango o lodo es fermentado en tanques a 55°C; y la digestión mesofílica que la fermentación del lodo es a 36°C, con un tiempo de retención más breve. En cambio la digestión termofílica es más expansiva en referencia a la temperatura.
A través de la digestión anaeróbica se llega a producir gas, el mismo tiene una alta cantidad de metano que se puede usar como combustible, con los que se pueden recargar tanques, micro turbinas o motores que permiten el funcionamiento diferentes procesos en sitio.
Estos procesos de digestión anaeróbica en las plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, producen mayor cantidad de energía eléctrica que la que se requiere para el funcionamiento de la planta. Esta producción del metano es un beneficio del proceso anaeróbico. Sin embargo, la desventaja es el alto costo del proceso y el tiempo en que se tarda para la generación eléctrica, alrededor de 30 días.
Sus ventajas
Este tipo de tratamiento permite soportar alta cantidad de cargas orgánicas incluso cuando opera en periodos de resistencia hidráulica muy corto, esto porque puede permite altos periodos sin recargar el sistema y también reunir una alta cantidad biomasas en el sistema. El arraigo de la tecnología de este sistema depende del diseño y operación del mismo. Que a cambio del sistema aeróbico se precisa zonas aeróbicas y la sedimentación estabilizada.
En referencia al volumen para llevar a cabo el proceso anaeróbico, tan solo requiere menos del 80 % de la cantidad de lodo con respecto con los sistemas aeróbicos e incluso llegar a producir gas. El cual le dan el nombre de gas metano, y se puede utilizar en la misma planta por no precisar de mucha cantidad de energía eléctrica durante la operatividad de la misma.
Debido a esto el gas metano se puede usar como energía alterna. Como complemento, se usa lo requerimientos nutricionales indicados, que son bajos y, no así la cantidad demandada de desechos industriales que precisa el sistema aeróbico.
Con respecto a los requerimientos de infraestructura, con respecto a los diferentes sistemas aeróbicos, las exigencias de espacios es baja, esto porque se puede llevar a cabo el proceso anaeróbico en espacios relativamente pequeños si lo comparamos con el proceso aeróbico.
Este sistema de Tratamiento de aguas Residuales, se usa en Goldbar en Edmonton en Alberta, Canadá. La experiencia ha demostrado que en condiciones de laboratorio se puede producir cantidades útiles de electricidad a partir del fango o lodo orgánico a partir de la activación electroquímica de bacterias naturales.
Esta técnica tiene un potencial en ser una forma ecológica de generar energía e incluso electricidad. Sin embargo, para ser un eficaz combustible, una célula microbiana tiene que maximizar el área de contacto entre el efluente o material residual y la superficie bacteriana recubierta del ánodo, lo que llevaría a bajar el rendimiento del proceso.
La Digestión aeróbica
A diferencia del anterior proceso la digestión aeróbica se realiza con la presencia de oxígeno. En condiciones de presencia de oxígeno algunas bacterias absorben rápido la materia orgánica y la transforma en dióxido de carbono. Al terminarse la materia orgánica, estas bacterias se mueren y sirven de alimento para bacterias saprofitas. A esta fase del proceso le denominan respiración endógena y, ocurre una reducción de los sólidos.
Este proceso de digestión aeróbica es más rápido y los costos de inversión son más bajos. Sin embargo, debido a los altos costos del proceso de digestión aeróbica, en vista a los costos energéticos requeridos para la aireación y constante requerimiento de oxígeno para este proceso.
Formación de abono o compost
La formación del abono o compost es un proceso que se puede realizar en la etapa aeróbica que se efectúa al unir los elementos sólidos de la Aguas Residuales con material que proporcionen carbón como: virutas de madera, aserrín, y otros. Las bacterias aeróbicas en presencia del oxígeno consumen los sólidos de las Aguas Residuales y el carbón y generan calor.
Los procesos de digestión anaeróbica y aeróbica pueden llegar a destruir los microorganismos y los parásitos patógenos a un nivel que permita que los sólidos digeridos puedan ser agregados al suelo como material de abono orgánico para la agricultura y como material de enmienda para el suelo, bastante parecido a la turba.
Depolimerización termal
Durante la depolimerización termal, se aplica la pirolisis acuosa, que es la descomposición química de la materia orgánica a partir de la misma se transforman organismos complejos reducidos aceite. El hidrogeno en el agua se insertan entre los polímeros naturales, como las proteínas, grasas y celulosa. Conllevando combustibles como: metano, butano y propano, como consecuencia de la mezcla del carbón e hidrogeno.
El nivel de las sales inorgánicas de nitratos y fosfatos se mantienen en el agua después del Tratamiento del Agua Residual, en altas cantidades por lo se tiene que volver a realizar un tratamiento adicional. La energía utilizada para almacenar el material se recupera y debido a esto se acciona el calor y la presión del proceso a partir de los gases de combustibles ligeros. El aceite se sigue procesando para lograr un refinado más ligero del mismo, como algunos diésel y aceites de calefacción, para luego vender.
Cuando se quiere seleccionar un tipo de tratamiento del material sólido presente en las Aguas Residuales estará determinado por la cantidad de sólidos presentes y otras características. No obstante la elaboración de abono es lo más frecuente que se obtiene en pocas cantidades a partir de la digestión aeróbicas y a mayores cantidades a través de la digestión anaeróbica.
Secado del fango
Durante el Tratamiento de Agua Residual a partir de la materia orgánica sólida se produce un fango que por su alto contenido de agua, tiene que pasar un tratamiento adicional para llevarlo a un grado de secado conveniente para su deposición final. Lo usual es que estos lodos se secan o deshidratan para reducir los volúmenes del material que será transportado hasta el lugar que vaya a depositarse.
Para lograr este secado y eliminar el excedente de agua se debe pasar el material por las lagunas y camas de sequía que tienen la función de producir la torta que pueden depositarse en la tierra o llevar a ser incinerada; para esto el lodo o fango se filtra mecánicamente al pasar por medio de las pantallas del paño para lograr una torta firme, para luego centrifugar donde el fango espeso se vuelve a centrifugar para lograr separar la parte sólida y líquida.
Este lodo o fango es dispuesto a través de la inyección líquida hasta aterrizar o por la deposición, apilado o terraplén. Algunos profesionales y técnicos tienen opiniones encontradas con respecto la incineración del fango, esto por los gases contaminantes y tóxicos que irían al aire por las emisiones durante el quemado del fango. Por esto, aunado al alto costo de combustible que se tiene que usar, Llevando estos medios menos llamativos y pocos construidos del tratamiento para la deposición del fango.
En Australia, en las plantas de tratamiento después de la centrifugación del fango, se logra secar totalmente el fango por medio de la luz del sol, economizando los costos. Esto permite que el lodo o los biosólidos que traen las Aguas Residuales sean rico en nutrientes, que son ofrecidos a los granjeros para que lo aprovechen como fertilizante o compost. Esto ha permitido disminuir la cantidad acumulada por el proceso cada año.
Fotobiodepuración de Aguas Residuales
El proceso de fotobiodepuración de las Aguas Residuales se lleva a cabo durante las horas de luz solar y la presencia de organismo que realizan la fotosíntesis en el proceso de depuración. Este proceso de depuración de las Aguas Residuales realizado a través de la fotobiodepuración la realizan los microorganismos que fotosintétiza como las microalgas y las cianobacterias, que son llevados hasta los fotobioreactores, que son reactores diseñados de manera que se aproveche la luz solar y de esta manera se propagan estos microorganismos.
El ambiente de recepción
La deposición a la naturaleza del Agua Residual que pasó por Tratamiento de Agua Residual, tiene un impacto sobre los cuerpos de agua como lagos y ríos. Esto porque los procesos que se llevan a cabo durante el tratamiento busca de simular a la naturaleza con respecto a los pasos que esta realiza para purificar el agua que luego se canalizaran hasta que se reincorpore de nuevo a un cuerpo de agua o a la tierra.
Si no se han saturado, las bacterias se disiparán los contaminantes orgánicos, esto conlleva a que se disminuirán los niveles de oxígeno del agua lo que impactará el agua de recepción llegando alterar este ecosistema en su totalidad. Las consecuencias son las bacterias del ambiente natural alimentan de los contaminantes orgánicos y, disminuye las poblaciones de los microorganismos patógenos por las condiciones del ambiente natural por la acción de los depredadores, por la acción de la luz ultra violeta y otros factores.
Debido a esto, si resulta que el ambiente natural tiene las condiciones adecuadas para diluir los contaminantes que lleve el agua residual, parte del tratamiento del Agua Residual no será requerido. Aunque en los últimos tiempos se ha evidenciado que la apenas restos en bajo niveles de algunos contaminantes como: las hormonas de uso animal, hormonas para la fertilidad en humanos y materiales sintéticos, pueden alterar de manera negativa el ambiente natural y esta es una amenaza para la salud humana, si esta agua se llega a reutilizar para agua potable.
Las normativas ambientales de los Estados Unidos, regulan y prohíben las descargas o vertidos incontrolados de las Aguas Residuales al ambiente natural y las características de las Aguas Residuales que van a ser devueltas ambiente natural tienen que ser conocidas. En la actualidad y en el futuro es una amenaza importante el incremento de las descargas de Aguas Residuales incontroladas en los países en vía de desarrollo.
El Tratamiento del Agua en el mundo
En los actuales momentos el Tratamiento de Aguas Residuales es deficiente y, esta situación se viene arrastrando más o menos desde la década de los años setenta del siglo XX. Los investigadores responden a esta situación a que esto ocurre por la sobrepoblación, a la problemática de escases del agua, y a los altos costos económicos que implica la construcción de una planta de Tratamiento de Aguas Residuales.
Las consecuencias de esta situación de déficit del Tratamiento de Aguas Residuales en el ámbito mundial, es el incremento importante de la mortalidad sobre todo de enfermedades que se pueden advertir. Este aumento en la tasa de mortalidad es un impacto negativo entre los niños y algunos adultos en los países en subdesarrollo, sobre todo en los continentes de África y Asia.
Desde los inicios del tercer milenio en el año 2000, las Naciones Unidas informó que alrededor de 2.640 millones de personas recibían agua proveniente de un Tratamiento de Agua Residual insuficiente. En el ámbito mundial para ese entonces significó un 44% de la población mundial. Sin embargo, en África y Asia ya era probable que más de la mitad de la población no cuenta con un acceso a algún sistema o Tipo de Tratamiento de Aguas Residuales.
Su impacto ambiental
Las Aguas Servidas originadas en los municipios, ciudades o poblados de origen doméstico e industrial, son portadoras de gran cantidad de sólidos suspendidos y diluidos que son usualmente: materias orgánicas e inorgánicas como, nutrientes, microorganismos portadores de enfermedades, grasas y aceites, y otros productos tóxicos.
Cabe destacar que los desechos provenientes de origen humano, que no se le aplique un tratamiento oportuno desde que son eliminados en su lugar de origen, así como los recogidos y trasladado, representa una amenaza de infección parasitaria sobre todo cuando se tiene contacto directo con las heces fecales.
Llevando las enfermedades por las infecciones por hepatitis y otras enfermedades gastrointestinales, como el cólera y la tifoidea, estas últimas por contaminación de las aguas y por consiguiente la comida. Lamentablemente, se ha evidenciado que las precipitaciones de aguas de lluvias urbanas pueden tener concentraciones altas de agentes contaminantes.
El impacto negativo al ambiente es alto, cuando las Aguas Servidas son tratadas inadecuadamente antes de ser vertidas al ambiente y en algunos casos reutilizados, manteniendo las mismas amenazas que ofrece la calidad del agua próxima al lugar de descarga. Si esta descarga es en un lugar de aguas receptoras, significa una amenaza de peligrosos impactos añadidos, como por ejemplo la alteración del ecosistema acuático y marino por la alta cantidad de sólidos, la disminución de los niveles de oxígeno causada por la descomposición de la materia orgánica.
Asimismo, los organismos tanto de agua dulce como marina pueden ser afectados de forma negativa por las sustancias tóxicas, que por los efectos de la bioacumulación pueden pasar de un organismo a otros en la cadena alimenticia. De ocurrir el vertido y llegar hasta aguas confinadas, como los lagos y bahía, por la alta cantidad de nutrientes pueden producir la eutroficación y por consiguiente la sobrepoblación de plantas acuáticas y debido a esto la disminución del oxígeno y luz afectando a la vida de los peces y uso recreativo de estas aguas.
Por otro lado los desechos sólidos que provienen de Aguas Residuales que pasaron por el Tratamiento de Aguas Residuales, como la grava, lodos o fangos secundarios y primarios y material cernido, son agentes contaminantes de los suelos y de las aguas, cuando no son manejados de manera correcta.
Los proyectos llevados a cabo de diferentes Tipos de Tratamientos de Aguas Residuales, se ejecutan para disminuir o evitar los efectos e impactos negativos de los agentes contaminantes antes referidos tantos para los seres humanos como para el ambiente natural. Cabe destacar que cuando estos diferentes Tipos de Tratamientos de Aguas Residuales son ejecutadas eficazmente, ofrecen un impacto positivo al ambiente.
Los impactos ambientales positivos se reflejan en una disminución de las desmejoras y peligros para la salud pública, una mejor calidad de las aguas donde son vertidos las Aguas Residuales tratadas y por consecuencia un incremento en la cantidad de beneficios de las aguas receptoras.
Por añadidura, la incorporación de un sistema de recolección y Tratamiento de las Aguas Residuales permite un mejor seguimiento y control más eficaz de las aguas residuales provenientes de las industrias por medio de un pre-tratamiento y posterior conexión con la red de alcantarillado público, y al ser bien tratadas tienen el potencial de la reutilización beneficiosa del Agua Residual tratada y los fango o lodos tratados.
Además de estos impactos positivos, se pueden enumerar los impactos indirectos que puede generar el Tratamiento de las Aguas Residuales, los cuales pueden ser la creación de nuevos lugares de servicio para el desarrollo, incremento y mejora en la producción y rentabilidad para los pescadores, un incremento de las actividades turísticas y recreativas y por consiguiente de los beneficios económicos.
Además, mejora de las actividades, agrícolas, pecuarias y forestales y la reducción del uso de los fertilizantes químicos, al ser utilizado los abonos proveniente de los fangos residuales y, disminución de la demanda de agua provenientes de otras fuentes de aguas diferentes al agua reutilizada del efluente.
De esta exposición de impactos beneficiosos por consecuencia del Tratamiento de las Aguas Residuales, pueden ser argumentos a presentar para la medición cualitativa de la justificación de los costos que implica el planificar el desarrollo de algún Tipo de Tratamiento de Aguas Residuales o servidas.
Las bondades de este tipo de proyecto para la salud humana pueden ser calculadas, por medio el cálculo de los costos que se evitarían o disminuirían por los gastos médicos y disminución de la ausencia laboral por enfermedad que, sería el resultado del buen Tratamiento de las Aguas Residuales.
De igual manera, los menores costos del Tratamiento de las Aguas Residuales o servidas de origen doméstico e industrial, y el incremento en la rentabilidad en las actividades de pesca, turismo y otras actividades recreativas pueden ayudar para el seguimiento de mediciones paulatinas de los beneficios alcanzados por la mejora en la calidad de las aguas receptoras.
En caso de ser un lugar con alta demanda de viviendas, se puede informar de los beneficios que ofrecen las parcelas con servicios incorporados de Tratamientos de Aguas Residuales, con respecto a lo que implica los costos de la instalación de una planta con antelación con respecto a los costos que se tendrían que calcular para la adecuación e instalación posterior en comunidades no planificadas.
Sobre todo porque los proyectos de plantas de Tratamiento de Aguas Residuales que no son bien planificados, ubicados, calculados, esbozados, edificados, puesto en operación y realizar su mantenimiento adecuado, terminan siendo proyectos para mejorar la calidad de las aguas servidas o residuales que en vez de beneficiar, impactan de manera negativa, tanto por la alta inversión económica como por los impactos ambientales negativos que ocasiona.
Aspectos socioculturales
Para un proyecto de desarrollo y operatividad de una planta de Tratamiento de Aguas Residuales, implica de superficie de tierra bien ubicada, en vista que su ubicación puede resultar en una repoblación o reubicación involuntaria de personas que hacían vida en ese lugar. Asimismo, las actividades de tratamiento y vertido para la eliminación de las Aguas Residuales, pueden producir ocasionalmente, molestias en los alrededores de la planta.
Esto puede ocurrir porque por lo general, los espacios y poblaciones seleccionadas, son grupos de comunidades vulnerables y con menores posibilidades y capacidad de hacer frente a los costos de la reubicación de una planta de tratamiento y además su ambiente vital ya ha sido afectado.
Por esto durante su planificación, diseño y construcción se tiene que ser cuidadoso en la ubicación de la instalación de la planta de tratamiento y donde será la eliminación para que los olores o ruidos no lleguen afectar y molestar a los habitantes residentes que vivan próximos a esta planta.
Por esto, se tiene que manejar su reubicación con cierta sensibilidad, y prevenir un plan de atenuación del proyecto, maneras de poder compensar o subsanar los impactos negativos sobre todo el ambiente y la calidad de vida. Estas previsiones se tienen que tomar en cuenta en un proyecto de este tipo, a fin de evitar riesgos significativos.
Escogencia de la tecnología adecuada
Para determinar la selección de la tecnología adecuada para el Tratamiento del Agua Residual, se tiene que tomar en cuenta varios aspectos, a saber: aspectos técnicos, institucionales, sociales y económicos. Al tomar en cuenta la dimensión y ámbito técnico e institucional la escogencia de una tecnología poco apropiada, es uno de los factores que han llevado a considerar la poca operatividad o falla de este sistema.
El proyecto en sí de tratar las aguas servidas, crea un medio hostil tanto para el equipo eléctrico, electrónico y mecánico. Se tiene que estar realizando un mantenimiento continuo, y por lo tanto se tiene que estar provisto de material de apoyo, como: repuestos, laboratorio técnico, personal asesor especializado, personal técnico capacitado, y presupuesto adecuado y oportuno.
Por todo lo explicado, en los países más tecnificados las plantas de Tratamiento de Aguas Residuales instaladas, son los proyectos de este tipo con tecnología más sencilla, los que son elegidos y puestos en operatividad, debido al bajo costo de mantenimiento y por brindar un servicio menos complicado.
Estas consideraciones se tienen que tomar en cuenta en los países en desarrollo, en los que puede llegar a faltar en un momento dado algún elemento para el buen desenvolvimiento de un proyecto de este tipo y sobre todo su mantenimiento a largo plazo. Entonces, este debería ser lo primero en tomar en cuenta al momento de seleccionar tecnologías para escoger la planta de tratamiento y estación de bombeo adecuada.
De igual manera, en las localidades pequeñas y espacios campestres, las opciones técnicas tienen que ser las más sencillas y, sobre todo para dar un buen servicio es muy importante que las consideraciones institucionales mantengan un equilibrio con las sociales. Los organismos locales tienen que tener la capacidad de dar respuesta y un oportuno manejo de los programas o sistemas de saneamiento de las Aguas Residuales o servidas.
Así como educar a la comunidad con respecto al Tratamiento de las Aguas Residuales y el mantenimiento adecuado de las instalaciones, ya que puede ser una combinación social e institucional que aporte éxito al proyecto. Esto porque es importante conocer las preferencias y prácticas sociales y tradicionales, en vista que algunas pueden ser modificadas a través de programas educativos ambientales y, otras debido a ser tradiciones culturales desde tiempos remotos, sean menos sujetas a cambios.
El aspecto económico es determinante al momento de seleccionar la tecnología, sin embargo, esta tiene que ser analizada desde dos puntos de vista. Por lo general las tecnologías menos complicadas o sencillas, suelen ser seleccionadas por ser más fácil su manejo y tener menor costo operativo y de mantenimiento.
Sin embargo, es bueno analizar que aunque se crea lo contrario, cuando se tenga que adquirir gran cantidad de tierra para los tanques de estabilización, un sistema más económico puede fracasar, siendo finalmente más costoso que otro que por su tecnología es más costoso y su operatividad más confiable.
Tratamiento de Agua Residual por biotecnología
El proceso natural de purificación del Agua Residual, consiste en que las bacterias anaeróbicas se alimentan de los compuestos orgánicos que están presentes en las Aguas Residuales o servidas. El trabajo oportuno de estas bacterias es lo que llevó a concebir los proyectos de Tratamientos de Aguas Servidas por el método biológico de la biodigestión, que a través de varios procesos se ponen en contacto a las bacterias con el Agua Residual para que sean catalizadoras y acelerar el proceso natural de biodigestión.
Esto se logra utilizando una película fija de bacterias en diferentes lugares estudiados por los ingenieros y biólogos, para que durante el proceso tengan mayores números de contactos con el agua, al momento que está siendo tratada. Al entrar en contacto el agua con la bacteria se provoca la biodigestión empleando menos tiempo que el proceso natural.
En diferentes tipos de plantas de tratamiento, en los que se emplean rodillos, empaques, módulos o molinos, esta película o capa fija tiene el mismo objetivo. La manera en que se acelera el proceso natural, es lo que condiciona a las diferentes tecnologías empleadas para las diferentes plantas de tratamiento. Además, el espacio indicado para la edificación una planta de Tratamiento de Aguas Residuales que cumplan con esta característica.
Con respecto a otros tipos de tecnologías y métodos para llevar a cabo la purificación de las Aguas Residuales, este método donde se emplea la película fija es sin duda una de las tecnologías más empleadas, por su tamaño, fácil utilización, mantenimiento, costo y tamaño del espacio preciso para su construcción e instalación.
Bibliografías y revistas sobre este tratamiento
El libro «Análisis de Aguas y Ensayos de Tratamiento. Principios y Aplicaciones» escrito por el autor Rafael Marín Galvín, explica por medio de estudios y ensayos los principios, aplicaciones y tratamiento de las aguas residuales. El libro está divido en tres partes, sean estas: En la primera parte escribe sobre los principios físicos y químicos del proceso, realizando un análisis descriptivo de los mismos.
La segunda parte describe las aplicaciones, desde la toma de muestras de aguas y la descripción detallada de los diferentes métodos que se usan para su análisis, sean estos métodos analíticos, fisicoquímicos y microbiológicos, así como los más empleados para determinar la calidad del agua. En la tercera parte presenta una serie de ensayos de tratamientos, empezando sobre los fundamentos de los principales procesos para la purificación del agua. Presenta además, ensayos de los tratamientos más empleados en el laboratorio.
Esta publicado otro libro por la editorial Bellisco (2013), en donde el autor muestra un amplio grupo de maquinaria diseñadas y especializadas para trabajar y poner en funcionamiento las estaciones o plantas purificadoras para el tratamiento del agua potable, además también para las plantas desalinizadoras del agua.
Revistas Técnicas Especializadas
La revista A comparison of requirements, es una de las revistas especializadas sobre el estudio de los diferentes Tipos de Tratamientos de Aguas Residuales, en la que se presentan trabajos de profesionales especializados en el tema. Algunos temas tratados son: la prevención que se tienen que considerar debido a los accidentes que pueden llegar a ocurrir al momento de aplicar químicos que dañan al ambiente natural.
En la revista publicada en el Reino Unido llamada Water and Health publicada entre 2003-2012, es una revista que se dedicó en publicar artículos para educar y difundir las consecuencias de uso de sustancias químicas sobre la salud de los seres humanos y en el desarrollo de los países del planeta.
La ONU y el Tratamiento de las aguas
Entre los objetivos propuestos el año 2015 para garantizar el desarrollo sostenible la Organización de Naciones Unidas (ONU), planteó el objetivo de, Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y saneamiento para todos. Con respecto a su saneamiento, caracterizo que el mismo es el resultado del sistema de acantarillado y drenaje urbano y su purificación para su vertido en los cuerpos de aguas naturales.
La ONU para el 2017, presentó una cifra sobre las condiciones deplorables del manejo y saneamiento del agua y la salud de los seres humanos. Acotó que alrededor de 2400 millones de personas carecen de un servicio de adecuado de tratamiento de las aguas, como retretes y letrinas. Conllevando, que un 34% de un total de 7.000 millones de personas que habitan la tierra, no tienen los servicios básicos de saneamiento del agua.
Además más del 80% de las Aguas Residuales que se producen en todo el planeta son devueltas a la naturaleza, sin haber pasado por un Tipo de Tratamiento de Agua Residual, donde sea depurada y eliminados los agentes contaminantes. Por último cada día alrededor de unos 1.000 niños mueren por problemas de salud como enfermedades del tracto digestivo y diarreas previsibles ocasionadas por el agua no tratada.
Tratamiento de las Aguas Residuales en España
España desafortunadamente no se escapa del manejo inadecuado de las Aguas Residuales, la problemática data de 1991, en la que la normativa de entonces estipulaba que los municipios de más de 15.000 habitantes tenían que evitar el vertido de aguas contaminadas a los mares y ríos realizando el Tratamiento de Agua Residual. Sin embargo, en tiempos actuales se detectó una problemática referidas con este tema en 9 localidades, la mayoría ubicadas en Andalucía, por lo que tuvo que pagar una multa a la Comisión Europea de la Unión Europea.
Para el país europeo esta es la mayor cantidad que ha tenido que saldar a Bruselas, y el mismo debería ser un llamado de atención efectivo para el país Ibérico, no tan solo por el impacto económico. Si no también, por la falta de una buena recolección y tratamiento de las Aguas Residuales por los consabidos riesgos que su mal manejo implican para la salud, el deterioro de las aguas de los ríos y el vertido de contaminantes para los mares.
Por el bienestar de la salud de los españoles y de la calidad ambiental, es vital acelerar la planificación, diseño, construcción y operatividad de plantas de tratamientos y colectores para realizar el tratamiento biológico de las Aguas Residuales y cumplir en la aplicación de la estrategia de economía circular que promueve la Comisión Europea: depurar y reutilizar el agua.
Tratamiento de las Aguas Residuales en Venezuela
La fundación ambientalista Vitalis, en una publicación realizada por la celebración del Día Mundial del Agua, resaltó la importancia del manejo de las aguas residuales y la importancia de su desperdicio. Como es sabido, las aguas residuales se originan de las viviendas, escuelas, instituciones de salud, comercios, industrias, la agricultura, minería y otros proyectos. Muchas de estas aguas residuales llegan a la naturaleza sin ningún tipo de tratamiento, llegando a contaminar espacios naturales perdiéndose gran cantidad de ecosistemas y especies de fauna y flora.
En Venezuela el Tratamiento de las Aguas Residuales es considerado, de acuerdo a la directora de la fundación Vitalis, unos de los principales problemas ambientales del país, en vista que alrededor del 25% del agua residual es la que llega a la naturaleza luego de haber sido tratada en una planta de tratamiento.
La profesional puntualizó que en Caracas la capital del país y donde está la mayor concentración urbana, pocas son las plantas de tratamiento instaladas, resultando que estas aguas residuales la mayoría sin tratamiento sean vertidas en la cuenca del Río Tuy, desde allí trasladadas hasta desembocar en el Mar Caribe.
De acuerdo a Martínez, la capital venezolana solo tiene la planta de tratamiento de Aguas Residuales (tipo experimental) instalada en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Central de Venezuela y la de la Empresa del Grupo POLAR, en la urbanización Los Cortijos. Para el presidente de Vitalis, y fundador de la Asociación Venezolana para el Agua, Diego Díaz M, sugiere que en vez de desperdiciar grandes cantidades de Aguas Residuales, lo que se tiene que hacer es disminuir la cantidad que se produce y lograr reutilizar la mayor cantidad.
Sugirió que las aguas residuales en las casa se pueden reutilizar las aguas grises, para asear la casa, limpiar el patio, regar las plantas, asear el retrete, por supuesto dependiendo como se encuentre la misma. Asimismo, en los espacios urbanos estas aguas grises o residuales se pueden rehusar en los parques y jardines, para la limpieza de las calles, en las industrias y cultivos agrícolas, por ejemplo. Aunado a esto ambos profesionales, coinciden en impulsar la construcción de plantas de tratamientos en el país y de esta manera disminuir el negativo impacto ambiental de estas aguas en el país.
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