Selección de tecnologías para tratamiento de aguas
Elegir la planta de tratamiento no siempre es la tarea más sencilla, muchas veces no sabemos qué tecnología escoger o qué parámetros debemos considerar en nuestro diseño. Esto puede ser un grave problema, ya que un mal diseño nos puede llevar a mayores gastos de operación y mantenimiento, además de no solucionar el problema principal.
En este artículo, revisaremos de forma general cuáles son los criterios básicos que debo considerar al momento de seleccionar un sistema de tratamiento, y qué factores debo analizar para desarrollar mi proyecto de tratamiento de efluentes.
¿Por qué implementar un sistema de tratamiento de aguas residuales?
Muchas veces dejamos de lado esta pregunta tan importante, y es que respondiendo con claridad esto, podemos definir el alcance de nuestro sistema y la calidad de agua tratada que requerimos.
Las principales motivaciones que tienen los tomadores de decisiones al momento de optar por la implementación de un sistema de tratamiento son: necesidad de adecuación a la normativa, y reúso de agua en procesos seleccionados.
Las Plantas de tratamiento de Aguas Residuales ayudarán a cumplir con la calidad de agua tratada según la normativa declarada en un instrumento de gestión ambiental (LMP, VMA, etc), o según los parámetros necesarios para ser reusada en algún proceso.
Problemas típicos en los sistemas de tratamiento de aguas residuales
Una de cada tres plantas de tratamiento de aguas residuales no funciona en el país, y esto se debe a una serie de factores que detallaremos a continuación:
- Inadecuados parámetros de diseño:
Es importante definir bien los parámetros de diseño de un sistema de tratamiento, ya que el caudal y la carga contaminante de este definirán los procesos necesarios para lograr la calidad de agua requerida. Siempre se recomienda realizar monitoreos compuestos que puedan representar de forma fidedigna el comportamiento del efluente y sus variaciones. - Sobrecostos en mantenimiento y operación:
Si las PTAR no están bien diseñadas, los costos de operación durante el funcionamiento pueden incrementarse para lograr las eficiencias requeridas de tratamiento, además que el mantenimiento puede incrementar su frecuencia. - Incapacidad de gestionar lodos:
Todas las PTAR producen lodos, por el simple hecho de que los lodos son los que albergan toda la carga contaminante removida del agua residual durante el tratamiento. Es importante definir la cantidad de lodos y la forma de disponerlos antes del proyecto, ya que esto puede llegar a representar hasta un 60% del costo de operación de una PTAR. - No se tiene espacio suficiente:
Sin el espacio suficiente, se puede condicionar al sistema a prescindir de equipos que pueden hacer la diferencia entre una buena y mala calidad del agua. Es importante definir durante el proyecto el área que ocupará la PTAR y dejarla libre para la instalación y montaje de esta. - No se considera pretratamiento adecuado:
El pretratamiento es un proceso sumamente relevante para asegurar la eficiencia de toda la PTAR. Muchas veces los efluentes necesitan algo más que un desarenador y cámara de rejas; se puede optar también por trampas de grasas, tamices estáticos o rotarios, e inclusive sistemas compactos que ayuden a remover todos los componentes que no queremos en nuestro sistema. - Utilizar sistemas prediseñados:
Aunque es una opción que se está volviendo muy frecuente últimamente, es menester recalcar que estos sistemas trabajan con base en un rango de valores en los parámetros de diseños. Cualquier variación que escape de estos valores puede significar fallos en el sistema. Por eso siempre se recomienda tener un sistema diseñado a medida. - Inadecuado tren de tratamiento:
Parte del trabajo de ingeniería y la experiencia de los proveedores es saber seleccionar los equipos y unidades de tratamiento adecuados para remover; sin embargo, es también muy importante saber el orden y los parámetros que estos remueven.
Tipos de tratamiento de aguas residuales
- Pretratamiento
El pretratamiento de las aguas residuales tiene por objeto remover, reducir o modificar sólidos gruesos, medios y finos, arenas, y en ocasiones grasas y aceites presentes en el agua residual.
- Tratamiento fisicoquímico (Primario)
Los tratamientos fisicoquímicos de aguas residuales eliminan los sólidos en suspensión. Se utilizan procesos como:
- Coagulación (sulfato de aluminio, cloruro férrico, PAC)
- Floculación (polímeros)
- Sedimentación primaria
- Flotación por aire disuelto
Flotación por aire disuelto
- Tratamiento biológico (Secundario)
El tratamiento biológico elimina contaminantes que no se remueven en el tratamiento primario, como materia orgánica disuelta o coloidal.
Aerobias: Requieren oxígeno. Tecnologías comunes:
- Lecho móvil (MBBR)
- Lecho fijo (SAR)
- Lodos activados (ASR)
- SBR (lodos por batch)
- MBR (reactores con membranas)
Anaerobias: No requieren oxígeno. Tecnologías comunes:
- Reactores anaerobios de flujo ascendente (UASB o RAFA)
- Reactores anaerobios de lecho expandido granular (EGSB)
- Tratamientos complementarios (Terciarios)
Procesos adicionales para eliminar contaminantes remanentes y garantizar una alta calidad del efluente tratado. Tecnologías:
- Filtración
- Desinfección (cloro, UV)
- Ozonización
- Oxidación avanzada
- Fotocatálisis
- Tratamiento de lodos (Deshidratación)
La deshidratación reduce el volumen de lodo generado por las PTAR. Tecnologías más comunes:
- Tornillo prensa
- Filtro prensa
- Decantadora centrífuga
¿Cómo elegir correctamente un sistema de tratamiento?
A continuación, mencionamos los principales factores a considerar al definir un proyecto de tratamiento de aguas residuales:
- Selección de parámetros de diseño
Es clave definir los parámetros de diseño a partir de un monitoreo compuesto del efluente, determinando su carga contaminante, variaciones horarias y caudal. Esto permitirá definir la magnitud del sistema, los parámetros a remover, y la infraestructura necesaria.
- Pruebas de tratabilidad o pilotaje
Estas pruebas (como el test de jarras o plantas piloto) permiten determinar la eficiencia del tratamiento frente al efluente real y evitar soluciones inadecuadas.
- Conceptualización del proyecto
Con el tren de tratamiento definido, se debe elaborar:
- Memoria descriptiva del sistema
- Especificaciones técnicas
- Diagrama de flujo del tratamiento
- Análisis de costos CAPEX y OPEX
Tratamiento de efluentes domésticos e industriales
A continuación, se presentan dos diagramas típicos utilizados para el tratamiento de aguas residuales, según el tipo de efluente:
