¿Qué es un sistema de tratamiento de aguas residuales y cómo funciona?

- Jul 28, 2017-

¿Qué es un sistema de tratamiento de aguas residuales y cómo funciona?

Para las empresas industriales que producen aguas residuales como parte de su proceso, generalmente se necesita algún tipo de sistema de tratamiento de aguas residuales para garantizar que se cumplan las precauciones de seguridad y se cumplan las normas de descarga. El sistema de tratamiento de aguas residuales más apropiado ayudará a las instalaciones a evitar daños al medio ambiente, a la salud humana y al proceso o productos de una instalación (especialmente si las aguas residuales se vuelven a utilizar). También ayudará a la instalación a frenar fuertes multas y posibles acciones legales si las aguas residuales se descargan incorrectamente en un POTW (obras de tratamiento público) o al medio ambiente (generalmente bajo un Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes o NPDES, permiso).

Pero, ¿qué es un sistema de tratamiento de aguas residuales y cómo funciona ?

La respuesta compleja a esta pregunta (que depende en gran medida de la caracterización del agua residual en relación con los requisitos reglamentarios para la descarga de la planta) se simplifica y desglosa a continuación:

¿Qué es un sistema de tratamiento de aguas residuales ?

Un sistema de tratamiento de aguas residuales es un sistema compuesto por varias tecnologías individuales que abordan sus necesidades específicas de tratamiento de aguas residuales .

El tratamiento de aguas residuales rara vez es un proceso estático, y un sistema de tratamiento de aguas residuales que está diseñado para adaptarse a las fluctuaciones en las necesidades de tratamiento contribuirá en gran medida a evitar costosas sustituciones / actualizaciones en el futuro.

Un sistema de tratamiento de aguas residuales eficiente y bien diseñado debería poder manejar:

  • procesar variaciones en contaminación y flujo

  • variaciones en las necesidades de la química del agua y ajustes de volúmenes químicos requeridos

  • posibles cambios en los requisitos de efluentes de agua

¿Qué se incluye en un sistema básico de tratamiento de aguas residuales ?

Como se mencionó anteriormente, los componentes exactos de un sistema de tratamiento de aguas residuales dependen de la caracterización del agua residual en relación con los requisitos regulatorios para la descarga de la planta, pero en general, un sistema básico de tratamiento de aguas residuales generalmente incluye algún tipo de:

  • clarificador para sedimentar sólidos en suspensión que están presentes como resultado del tratamiento

  • alimentación química para ayudar a facilitar la precipitación, floculación o coagulación de cualquier metal y sólidos en suspensión

  • filtración para eliminar todas las trazas sobrantes de sólidos en suspensión (de nuevo, el nivel de filtración necesario dependerá del grado de eliminación de sólidos en suspensión requerido para aprobar las regulaciones de descarga locales)

  • Ajuste de pH final y cualquier tratamiento posterior

  • panel de control (dependiendo del nivel de operación automatizada necesaria)

Dependiendo de las necesidades de su planta y proceso, estos componentes estándar suelen ser adecuados; sin embargo, si su planta requiere un sistema que proporcione un poco más de personalización, es posible que tenga que agregar algunas características o tecnologías . Por ejemplo, para las instalaciones que generan demanda biológica, como alimentos y bebidas, se requerirá un sistema de tratamiento biológico para reducir la DBO (demanda bioquímica de oxígeno), etc.

¿Qué típicamente elimina un sistema de tratamiento de aguas residuales ?

Un sistema de tratamiento de aguas residuales podría estar compuesto por las tecnologías necesarias para eliminar cualquier cantidad de lo siguiente:

Demanda de oxigeno bioquímico

La demanda bioquímica de oxígeno, o DBO, se refiere a la cantidad de oxígeno disuelto que necesitan los organismos biológicos aeróbicos para descomponer la materia orgánica en moléculas más pequeñas. Los altos niveles de DBO indican una concentración elevada de material biodegradable presente en las aguas residuales y pueden ser causados ​​por la introducción de contaminantes como desechos fecales, limpieza y lavado del procesamiento de alimentos o la escorrentía de fertilizantes.

Nitratos y fosfatos

Si grandes cantidades de nitratos y / o fosfatos no se eliminan de las aguas residuales y estos nutrientes se descargan en los ambientes locales, pueden conducir a un aumento de la DBO y al crecimiento extenso de algas, algas y fitoplancton. Esto puede conducir a la eutrofización, o la desoxigenación en un cuerpo de agua, matando a los organismos y potencialmente llevando a hipoxia o zonas muertas ambientales.

Patógenos

Los patógenos son bacterias, virus, hongos o cualquier otro microorganismo que pueda estar presente en las aguas residuales y que puede ocasionar todo tipo de problemas de salud, como enfermedades agudas, problemas digestivos graves o la muerte. Cuando las aguas residuales domésticas o industriales contienen estos patógenos nocivos y no se tratan, pueden propagar enfermedades y enfermedades como el cólera, la disentería, la salmonelosis, la hepatitis A, el botulismo y la giardiasis, por nombrar algunos.

Rieles

En su mayoría se encuentran en las aguas residuales como resultado de diversas industrias, procesos de fabricación, cuando se dejan en aguas residuales en altas concentraciones, los metales pueden causar un daño extensivo al medio ambiente y la salud humana. Son particularmente dañinos porque no se descomponen y tienden a acumularse, causando entornos tóxicos.

Solidos totalmente suspendidos

Los sólidos suspendidos totales (SST) en las aguas residuales, el material sólido orgánico e inorgánico suspendido en el agua, pueden dañar, como muchos de los demás contaminantes, la vida acuática. También pueden ser problemáticos si las aguas residuales se reutilizan para un proceso, por lo que dependiendo de si debe descargar sus aguas residuales en un tratamiento público (POTW) o en el medio ambiente, o reutilizar las aguas residuales para el proceso, determinará cuán dañino el TSS será. TSS puede disminuir los niveles de oxígeno en ambientes acuáticos y matar insectos. También pueden escalar y ensuciar tuberías y maquinaria.

Sólidos disueltos totales

Los sólidos totales disueltos (TDS) son cualquier anión, cationes, metales, minerales o sales que se encuentran en las aguas residuales. Pueden causar problemas con la vida acuática, el riego y los cultivos, y también pueden filtrarse al agua subterránea. TDS se puede generar en aguas residuales de casi cualquier industria.

Productos químicos sintéticos

Cuando los pesticidas y otras sustancias químicas se utilizan / fabrican en el proceso de fabricación, pueden transmitirse a los seres humanos y al medio ambiente a través de las aguas residuales, lo que puede dañar el medio ambiente y la salud humana. Algunos químicos comunes que se encuentran en las aguas residuales incluyen dietilestilbestrol, dioxinas, PCB, DDT y otros pesticidas. Estos "disruptores endocrinos" pueden bloquear las hormonas en el cuerpo y afectar las funciones que estas hormonas controlan.

¿Cómo funciona un sistema de tratamiento de aguas residuales ?

Los procesos específicos de tratamiento varían, pero un proceso típico de instalación de tratamiento de aguas residuales generalmente incluirá los siguientes pasos:

Coagulación

La coagulación es un proceso en el que se agregan diversos productos químicos a un tanque de reacción para eliminar los sólidos suspendidos a granel y otros diversos contaminantes. Este proceso comienza con una variedad de reactores de mezcla, generalmente uno o dos reactores que agregan sustancias químicas específicas para eliminar todas las partículas más finas del agua al combinarlas en partículas más pesadas que se sedimentan. Los coagulados más ampliamente utilizados son a base de aluminio, como el alumbre y el cloruro de polialuminio.

A veces, un ligero ajuste de pH también ayudará a coagular las partículas.

Floculación

Cuando se completa la coagulación, el agua ingresa a una cámara de floculación donde las partículas coaguladas se agitan lentamente junto con polímeros de cadena larga (moléculas cargadas que agarran todas las partículas coloidales y coaguladas y las junta), creando partículas visibles y sedimentables que se asemejan a copos de nieve.

Sedimentación

El sedimentador por gravedad (o parte de sedimentación del proceso de tratamiento de aguas residuales ) es típicamente un gran dispositivo circular donde el material floculado y el agua fluyen hacia la cámara y circulan desde el centro hacia afuera. En un proceso de sedimentación muy lento, el agua se eleva hacia la parte superior y se desborda en el perímetro del clarificador, permitiendo que los sólidos se asienten en la parte inferior del clarificador en una manta de lodo . Los sólidos se rastrillan luego al centro del clarificador en un tubo cilíndrico donde se produce una mezcla lenta y el lodo se bombea desde el fondo hacia una operación de manejo o deshidratación de lodo.

El proceso de deshidratación saca toda el agua del lodo con filtros o prensas de cinta, produciendo una torta sólida. El agua del lodo se coloca en la prensa y corre entre dos cintas que extraen el agua, y el lodo luego se coloca en una tolva grande que va a un vertedero oa un lugar que reutiliza el lodo. El agua de este proceso generalmente se reutiliza y se agrega al extremo frontal del clarificador.

Filtración

El siguiente paso es generalmente ejecutar el desbordamiento de agua en filtros de arena de gravedad. Estos filtros son áreas grandes donde ponen de dos a cuatro pies de arena, que es arena de sílice finamente triturada con bordes irregulares. La arena generalmente se instala en el filtro a una profundidad de dos a cuatro pies, donde se empaqueta herméticamente. El agua de alimentación se pasa a través, atrapando las partículas .

En sistemas industriales más pequeños, puede optar por un filtro multimedia de presión de cama compactada frente a la filtración de arena por gravedad. A veces, dependiendo de la fuente de agua y de si tiene mucha hierro, también puede usar un filtro de arena verde en lugar del filtro de arena, pero en la mayoría de los casos, el paso de pulido para el tratamiento de aguas residuales convencionales es la filtración de arena.

La ultrafiltración (UF) también se puede usar después de los clarificadores en lugar del filtro de arena por gravedad, o puede reemplazar por completo el proceso de clarificación. Las membranas se han convertido en la tecnología más nueva para el tratamiento, bombeando agua directamente desde la fuente de aguas residuales a través del UF (post-cloración) y eliminando todo el clarificador / tren de filtración .

Desinfección

Después de que el agua fluye a través del filtro de arena por gravedad, el siguiente paso es típicamente la desinfección o la cloración para eliminar las bacterias en el agua .

A veces, este paso se realiza antes del filtrado para que los filtros se desinfecten y se mantengan limpios. Si su sistema utiliza este paso antes de la filtración, necesitará usar más desinfectante. . . De esta manera, los filtros se desinfectan y se mantienen libres de bacterias (y del agua filtrada). Cuando agrega el cloro por adelantado, está eliminando las bacterias y tiene menos incrustaciones. Si las bacterias se sientan en la cama, es posible que crezca baba y tenga que retrolavar los filtros con mayor frecuencia. Entonces todo depende de cómo opere tu sistema. . . si su sistema está configurado para clorar aguas arriba (antes de la filtración) o aguas abajo (después de la filtración).

Distribución

Si las aguas residuales se reutilizan en un proceso industrial, normalmente se bombea a un tanque de retención donde se puede usar en función de las demandas de la instalación. Si para uso municipal, el agua tratada generalmente se bombea a un sistema de distribución de torres de agua y varios dispositivos de recolección y distribución en un circuito por toda la ciudad.

Otros pasos posibles para el proceso de tratamiento de aguas residuales

Ablandamiento de la cal

En aguas donde tiene alta dureza o sulfatos, u otros constituyentes que necesita precipitar o extraer, se utiliza un proceso de cal y refresco de lima. Aumenta el pH, lo que hace que la dureza y los metales en el agua se precipiten . Se pueden usar procesos de cal fríos, cálidos o calientes, y cada uno tendrá una eficiencia diferente. En general, el agua más caliente elimina más dureza.

Ablandamiento de intercambio iónico

En algunas aplicaciones industriales y municipales, si hay una gran dureza, puede haber un tratamiento posterior para eliminar la dureza. En lugar de cal, se puede usar una resina suavizante; un fuerte proceso de intercambio catiónico de ácido, mediante el cual la resina se carga con un ion de sodio, y cuando la dureza llega, tiene una mayor afinidad por el calcio, el magnesio y el hierro, de modo que atrapará esa molécula y liberará la molécula de sodio al agua .

Procesos especiales

Como dijimos anteriormente, las regulaciones de aguas residuales y efluentes varían a donde sea que vaya. Hemos discutido algunos de los pasos más comunes en una planta de tratamiento de aguas residuales . Normalmente hay pasos de proceso especiales para tratar problemas específicos, como la eliminación de ciertos metales u orgánicos, o para reducir TDS para el reciclaje, etc. Para estos diversos problemas específicos a sus necesidades individuales, se debe considerar cuidadosamente el método adecuado. de tratamiento

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