Conocimientos básicos sobre Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (Módulo III)

3
650
  • Conocimientos básicos Plantas Tratamiento Aguas Residuales (Módulo III)

Tratamiento Secundario

Todo tratamiento secundario supone la aplicación previa de otros tratamientos denominados primarios de tipo: físicos donde se produce la separación de solidos suspendidos mediante la sedimentación, flotación de partículas, o de acción físico químico donde se produce la separación de partículas con la ayuda de la coagulación – floculación de solidos presentes en estado coloidal.

Cuando los líquidos previamente tratados en un proceso primario son sometidos a tratamiento en donde interfieren los organismos vivientes para transformar la materia orgánica biodegradable en materia estable, que permita su disposición final sin causar daño al ambiente se dice que el tratamiento es secundario.

Entre los tratamientos secundarios podemos citar:

Lodos activados, zanjas de oxidación, filtros biológicos, lagunas de estabilización, filtros intermitentes de arena, lechos de secado, discos rotativos o biodiscos entre otros.

Estos tratamientos secundarios en general son capaces de remover en términos de DBO en un 80% a 100% de la cantidad presente en el líquido bajo tratamiento.

Por tratarse de procesos biológico, básicamente de oxidación, estos sistemas deben ser capaces de suministrar la masa microbiana, responsable de la transformación el oxígeno requerido para garantizar el ambiente aeróbico.

1.- Lodos Activados

En este proceso secundario de oxidación biológica el efluente de un tratamiento primario es puesto en contacto con un lodo activado de alta concentración microbiana.

El lodo activado se desarrolla inicialmente por una aireación prolongada bajo ciertas condiciones que favorecen el crecimiento de organismos que tienen la capacidad de oxidar la materia orgánica.

Como primera etapa del proceso de lodos activados ya el desecho crudo ha recibido un tratamiento preliminar donde se eliminaron arenas, arcilla, solidos gruesos grasas y aceites, etc. y se produjo una remoción de sólidos en suspensión y reducción de la DBO, tendrá que pasar por dos distintas unidades de tratamiento: el tanque de aireación o reactor y el sedimentador secundario.

En este proceso el paso más importante es la aireación, se logra por difusión de aire atmosférico, que se inyecta por medio de sopladores y a través de tuberías y difusores de aire bajo la superficie del licor mezclado, o por agitación mecánica con ruedas de paletas, o hélices, que provocando turbulencia en la mezcla de aguas negras y lodos, expondrán el líquido al contacto con la atmosfera y absorberán el oxígeno.

Estos tanques pueden medir unos 4.5mts de profundidad y el periodo de retención es de 24 a 36 horas. Los sedimentadores secundarios son de iguales características a los sedimentadores primarios pero no poseen barre lodos para quitar la nata y la espuma. Se retorna 25% al sistema y el resto va a su disposición final.

En la entrada del reactor biológico o tanque de aireación se mezclan las aguas del proceso con lodos activados extraídos del sedimentador secundario para formar lo que se conoce como licor mezclado. En este reactor se produce la acción bioquímica en presencia de un adecuado suministro de aire, de tal forma que la mezcla sea homogénea y bien acondicionada para la separación siguiente, puesto que este líquido sigue a un sedimentador secundario donde el lodo y el líquido se separan. Este líquido se podrá disponer si está estable y los lodos una porción regresan al reactor nuevamente para la formación del licor mezclado y el resto a su disposición final.

2.- Lagunas de Estabilización

Pueden ser considerados como uno de los principales procesos de tratamiento de aguas residuales complementados con procesos convencionales de tratamientos.

Las lagunas aeróbicas son aquellas donde la descomposición de la materia orgánica la realizan las bacterias aeróbicas y anaeróbicas facultativas, que obtienen el oxígeno disuelto de las mismas aguas, de la atmosfera, y el producido por la fotosíntesis de las algas existentes en las lagunas.Son estanques o reservorios, de relativa poca profundidad, excavados en la tierra y rodeados de terraplenes, allí se vierten los líquidos cloacales crudos o los provenientes de un tratamiento primario para ser retenidos por cierto tiempo.

Por procesos naturales se logra la reducción de la DBO del líquido a tratar, y un proceso de estabilización.

El proceso depende del aprovechamiento de la degradación de la materia orgánica (por efecto de las bacterias, y el suministro de oxígeno por las algas).

De acuerdo al proceso biológico que se desarrolla en las lagunas, pueden clasificarse en: anaeróbicas, aeróbicas, y facultativas.

Las lagunas anaeróbicas son aquellas donde el proceso se desarrolla sin oxígeno disuelto, y predominan bacterias del tipo anaeróbicas y facultativas, quienes se encargan de la transformación de la materia orgánica presente en las aguas.

Se puede proveer oxígeno a la laguna si el diseño lo requiere a través de agitadores mecánicos, o por difusión de aire en este caso se habla de lagunas aireadas

Consideraciones de Diseño

1.- Deben ubicarse en sitios donde no ocasionen problemas, ni a la población, ni al ambiente tomando en cuenta ciertos aspectos:

  • A mínimo 400 mts. de la edificación más cercana.
  • En sitios donde los vientos alejen los olores.
  • Se ubicaran donde pueda llegar a su superficie la máxima cantidad de luz
  • Se prefieren suelos de poca permeabilidad, para evitar la infiltración y posible contaminación de las aguas subterráneas.

2.- Forma y Tamaño:

Se sugiere hacer el menor movimiento de tierra, pueden ser circulares, cuadradas, o rectangulares pero deben tratar de redondearse las esquinas para evitar zonas muertas, si se construyen rectangulares el largo no debe superar a 3 veces el ancho .Las lagunas deben rodearse de diques de altura de 0.60 a 1 mts sobre el nivel máximo de las aguas con la laguna en operación. Su eficiencia estimada es del 75% al 90%en remoción de DBO.

3.- Biodiscos o Discos Rotativos

Los discos rotativos se usan en los procesos biológicos de tipo aeróbico y de película fija para el tratamiento secundario de aguas residuales.

Este sistema consiste en una serie de discos con diámetros entre 1mt y 3.5 mts montados sobre una flecha o eje horizontal que gira mientras que aproximadamente el 40% del área superficial de los discos se encuentra sumergida en el agua de desecho.

Cuando el proceso inicia su operación los microorganismos del agua residual se adhieren a la superficie del material plástico y se desarrollan hasta que toda la superficie queda cubierta con una película microbiana.

Al girar, los discos y la película biológica entran en contacto, de forma alternada, con el líquido residual que se encuentra en el tanque y con el oxígeno atmosférico.

Los discos arrastraran sobre la superficie de la película biológica una película de agua residual hacia la zona aireada permitiendo la oxigenación del agua y de los microorganismos.

Los microorganismos utilizan el oxígeno molecular disuelto para llevar a cabo la degradación aeróbica de la materia orgánica. Cada vez que la biomasa pasa por el agua residual absorbe materia orgánica que es utilizada como fuente de nutrientes, los microorganismos desprendidos se mantienen en suspensión en el líquido y salen del tanque con el agua tratada a continuar el tratamiento, la eficiencia es en el orden de 80% en remoción de DBO.

4.- Filtros Intermitentes de Arena

Estos requieren grandes extensiones de terreno y su uso es limitado a pequeñas localidades o instalaciones privadas. Ofrecen un tratamiento sencillo que genera efluentes claros y estables.

Son lechos de arena con granulometría entre 0.20 mm y 0.5mm y colocadas en capas de 0.75 a 1.20 mts sobre cuya superficie se descarga el efluente del tratamiento primario cubriendo el área solo hasta una altura de 5 a 8 cm.

Las aguas que atravesaran el lecho filtrante serán recogidas por tuberías perforadas con pendiente adecuadas que están colocados en los fondos recubiertos por una capa de grava. Los sólidos en suspensión se separan por filtración y la materia orgánica coloidal y en solución conjuntamente con las bacterias queda retenida por adsorción.

Se usan en forma intermitente, cada dosis descargada debe desaparecer de la superficie del lecho en no más de 30 minutos.

Cuando ya no es posible la filtración y ocurre la inundación y se mantiene por largo tiempo es necesario rastrillar la superficie del lecho para remover el exceso, periódicamente debe añadirse la arena que se vaya perdiendo debido a estas limpiezas.

Algunos equipos utilizados en el tratamiento secundario

  • Difusores de aire

Los difusores de aire son el medio de aireación más usado en los sistemas de difusión de aire, se utilizan para lograr una transferencia eficiente de oxígeno en los sistemas de tratamiento de efluentes residuales donde se usan.

Están diseñados de modo tal que producen burbujas finas, medias o relativamente gruesas y se pueden adaptar a todas las necesidades de aireación. Con el uso de difusores de aire podemos asegurar una excelente mezcla completa y suspensión de los sólidos, eliminando así los residuos acumulados en el fondo de los tanques

  • Sopladores de aire

Son equipos utilizados en el tratamiento de efluentes residuales para el suministro de oxígeno para poder mantener vivas las bacterias encargadas de degradar la materia orgánica en los procesos de lodos activados.

El funcionamiento es muy simple, están formados por dos rotores iguales montados sobre ejes paralelos y alojados en una carcasa que gira en direcciones opuestas; al girar los rotores el aire es aspirado hacia el espacio entre rotores y carcasa, donde queda retenido cuando un extremo del rotor pasa por la boca de aspiración. Al continuar la rotación, el extremo opuesto del rotor pasa hacia la boca de impulsión y este aire retenido es impulsado .Se puede determinar la velocidad a la que el soplador debe funcionar para suministrar el caudal de aire requerido

  • Bombas

Son equipos mecánicos destinados a transportar un fluido desde un nivel de energía bajo a uno generalmente más alto.

Las bombas más utilizadas en los sistemas de tratamientos de efluentes son las de tipo sumergible que tienen el motor y la bomba integrada, de diseño compacto y robusto que ocupa muy poco espacio y son fáciles de manejar.

Están diseñadas para bombear líquidos con impurezas sólidas. La selección de la bomba a usar en las plantas de tratamiento depende de la cantidad y variación del caudal a tratar.

  • Bombas tornillo

Las bombas tipo tornillo de canal tubular se usan para transportar efluentes de un sitio a otro mediante el uso de un tornillo que permite manejar grandes caudales de agua con sólidos de gran tamaño sin peligro de bloquearse, la capacidad de la bomba se ajustará automáticamente al volumen de agua recibido en el canal de entrada, son equipos que operan a baja velocidad, evitando con esto el desgaste y aumentando la vida útil de la bomba.

La bomba consiste en un tubo de acero central que normalmente tiene dos o tres mantos helicoidales soldados continuamente a ambos lados. La soldadura continua evita cualquier posibilidad de corrosión entre el tubo del torque y los alabes.

  • Barrelodos

Son equipos usados para separar los sólidos suspendidos en los efluentes residuales, esta separación se logra por medio de la sedimentación.

En estos equipos el agua residual es conducida hasta el centro del depósito por una tubería suspendida en el puente, en el centro del tanque el agua penetra en un tanque circular destinado a distribuir el caudal por igual en todas direcciones.

El mecanismo de extracción gira lentamente y puede tener dos o cuatro brazos equipados con gomas, los brazos tienen unas cuchillas en la superficie para la recolección de la espuma.

Comentarios