Sistemas de Tratamiento y Depuración de Aguas

Tratamiento de agua para consumo

El agua natural debe ser tratada para ser potable (es decir, carente de microorganismos patógenos, sustancias tóxicas, turbidez y sabor, color y olor desagradables). Las Estaciones de tratamiento de agua potable (ETAP) realizan la potabilización, mediante los tratamientos global y especial:

1. Tratamiento global:

• Procesos físicos (decantación, filtrado y tamizado).
• Procesos químicos (coagulación, floculación) para separar partículas y eliminarlas.

2. Tratamiento especial:

• Desinfección, por:
  • Cloración: más barato y fácil de controlar, pero aporta un sabor desagradable.
  • Ozonización y radiación UV: más caros, pero eficaces.
  • Cloraminas: más persistentes (se usan cuando la ETAP está lejos de la población).
• Tratamientos de afine, como:
  • Neutralización: reducir la acidez del agua (por ejemplo con sosa o cal).
  • Ablandamiento: reducir la dureza para evitar deposiciones calcáreas.

Autodepuración

Ocurre en las aguas naturales: restablece el equilibrio natural.

Procesos:

• Sedimentación de partículas presentes en el agua.
• Degradación de la materia orgánica, convirtiéndola en materia inorgánica, que sirve de nutriente a las algas (las cuales oxigenan el agua).

Depuración de las aguas residuales

Hay 2 tipos de sistemas: depuración natural o blanda y depuración tecnológica o dura.

Depuración natural o blanda

Reproducen los procesos de autodepuración. Requieren poco gasto. Son adecuados para pequeños volúmenes o para aguas poco contaminadas.

Métodos:

1. Lagunaje: depuración biológica del agua haciéndola permanecer en lagunas artificiales en las que ocurren sedimentación y biodegradación.
   • Hay 3 tipos de lagunas:
     • Aerobias: poco profundas y muy extensas.
     • Anaerobias: muy profundas y poca superficie (generan condiciones de anoxia)
     • Facultativas: combinan ambas.
2. Filtros verdes: son terrenos con árboles de crecimiento rápido (como los chopos) sobre los que se vierten las aguas residuales. Los microorganismos del suelo depuran las aguas.
3. Lechos de turba: se hace pasar el agua residual por el lecho de turba, donde ocurrirán: filtración, absorción, intercambio iónico y degradación bacteriana de la materia orgánica.
   • Utilización de plantas emergentes, que en su medio natural viven enraizadas, para formar un Filtro de Macrofitas en Flotación. Este sistema elimina del agua: materia orgánica, sólidos en suspensión, nutrientes, metales pesados y microorganismos patógenos.

Depuración de las aguas residuales en una EDAR convencional

En una EDAR convencional tenemos 3 líneas de tratamiento:

• a) Línea de agua: camino que recorre el agua desde su entrada hasta la salida.
• b) Línea de lodos (fangos, biosólidos): resultante de concentrar los contaminantes del agua.
• c) Línea de gas: proceso al que se somete el biogás que se genera al tratar los lodos.

Línea de agua. Pretratamiento

Consiste en separar los sólidos de gran tamaño y densidad, que podrían estropear las instalaciones. Incluye:

• Desbaste o retención de los materiales gruesos, mediante rejas. Se llevarán posteriormente a vertederos o incineradoras.
• Desarenado. Las aguas circulan a velocidades controladas para que las arenas se depositen en el fondo.
• Desengrasado y retirada de otros materiales flotantes (por ejemplo, pelos). Se controla la velocidad y se inyecta aire, lo que hace que queden en superficie y sean retirados.

2. Tratamiento primario

Consiste en la separación de sólidos en suspensión que no han sido retenidos en el pretratamiento. Incluye:

• Decantación, producida por efecto de la gravedad. Se realiza en tanques circulares o rectangulares, con mecanismos de arrastre y extracción de grasas o fangos.
• Floculación. Empleo de productos químicos que se combinan con los MES y forman agregados mayores que flotan.
• Neutralización o ajuste del pH.

3. Tratamiento secundario

Es la eliminación de la materia orgánica. Incluye procesos biológicos y decantación secundaria. Este proceso se puede llevar a cabo por: fangos activos o lechos bacterianos.

Fangos activos. Se coloca el agua en depósitos aerobios (turbinas o difusores aportan el oxígeno), dejando que las bacterias presentes o añadidas oxiden la materia orgánica. Todo el proceso está controlado. Los microorganismos y los restos de materia orgánica forman una masa de lodos que se elimina por decantación.

4. Tratamiento terciario

Consiste en: reducir los nutrientes N y P; extraer la materia orgánica que no se haya eliminado y extraer las sales inorgánicas que no se retienen antes. Son métodos más avanzados y caros, que no se aplican en todas las EDAR. El agua tras haber pasado por el tratamiento terciario podría reutilizarse.

5. Desinfección

Es la eliminación de bacterias y virus patógenos. Se puede llevar a cabo mediante:

• Cloración, con cloro gaseoso.
• Ozonización o lámparas UV, métodos más caros.

Línea de lodos

Proceden de la concentración de los contaminantes. Son de apariencia líquida. Su destino final será un vertedero, la incineración o el compostaje. Comprende varios procesos:

1. Espesamiento de fangos. Se reduce el volumen eliminando el agua, por gravedad o flotación.
2. Estabilización de fangos. Se elimina la materia orgánica presente, de 2 posibles formas:
   • Aerobia: para oxidar la materia orgánica se requiere oxígeno, que debe aportarse y encarece el tratamiento.
   • Anaerobia: en digestores, que son depósitos cerrados donde ocurren fermentaciones que transforman la materia orgánica y dan como resultado el biogás (combustible).
3. Acondicionamiento químico. Es la adición de compuestos químicos o de calor, para provocar la coagulación de sólidos.
4. Deshidratación. Para eliminar el agua todavía presente se realiza mediante secado, filtros prensa y centrifugación.

Línea de gas

El biogás que procede de la digestión de los fangos se puede reutilizar como combustible y proporcionar energía a la EDAR. El gas que no se usa se quema en una antorcha.

Control de la calidad del agua

Para detectar rápidamente las alteraciones en la calidad del agua se emplean Sistemas de Redes de Control. Son diferentes estaciones que analizan periódicamente muestras, y vigilan los distintos parámetros. Hay varias redes: COCA, COAS, ICTIOFAUNA, ICA.

El Sistema automático de información de la calidad de las aguas (SAICA) está formado por estaciones de alerta permanente que realizan análisis de forma continua y transmiten los datos a los controles de la Cuenca Hidrográfica. Utilizan el Hispasat para sus comunicaciones.