Nuevos conceptos en la caracterización de agua residual industrial

Cuando se habla de caracterizar un agua residual, lo usual es realizar un análisis fisicoquímico, el cual dependerá del tipo de agua en estudio. Una primera consideración que surge es: ¿Cuál es el propósito para hacer la caracterización? A manera de ejemplo, entre otros, podría ser:

1. Medir impacto ambiental que tendría el agua y/o saber si cumple normas sobre vertimientos.
2. Identificar y cuantificar los contaminantes para propósitos de diseñar un sistema de tratamiento.
3. En el caso de tratamiento de aguas residuales industriales, conocer el impacto que tendrían sobre la calidad del efluente final los distintos afluentes de A.R. generados en los procesos de manufactura, y, de esta manera considerar una potencial segregación de corrientes.

Otra consideración para tener en cuenta en la caracterización de un A.R., es conocer su origen. A este respecto existen dos grandes grupos: Aguas Residuales Municipales (A.R.M.) y Aguas Residuales Industriales (A.R.I). Obviamente, por ser de orígenes y características diferentes, su tratamiento debe también serlo.

Las A.R.M. por tener un origen bastante común, son más uniformes y sus características son ampliamente conocidas. Son esencialmente de naturaleza orgánica y en su mayor parte son fáciles de biodegradar. Igualmente, son ricas en nutrientes (P/N) y con ello fomentan fenómeno de eutroficación (crecimiento exuberante de algas) en lagos y otros sistemas acuáticos donde se vierten. Usualmente su tratamiento es esencialmente biológico, y su caracterización es más simple.

Las A.R.I. tienen una composición y características mucho más amplia, que dependen del tipo de industria que las genere. Su caracterización debe ser más completa. Cada A.R.I. tiene “identidad propia”. En muchos casos los tratamientos físicos y fisicoquímicos pueden ser más prioritarios que procesos biológicos

En general, la caracterización de agua residual comprende la identificación y cuantificación de sus propiedades físicas, químicas y biológicas.

Dentro de propiedades físicas, el tamaño de las diferentes partículas presentes en un A.R. así como también distribución de estas, es algo que pasa desapercibido, siendo que esta información es crítica para seleccionar los procesos unitarios que se usaran en el diseño del Sistema de Tratamiento (PTAR)

Operacionalment,e se ha considerado que los sólidos presentes en un A.R. se pueden agrupar en 4 categorías de rangos de tamaño, a saber:

1. Solidos Disueltos < 0.001 micra
2. Solidos Coloidales = 0.001—1 micra
3. Solidos Supra coloidales = 1-100 micra
4. Solidos Sedimentables > 100 micras

La anterior clasificación no mide directamente el tamaño real de las partículas (algo sofisticado y nada practico), pero si indica los cuatro rangos de tamaño de partículas más usuales encontrados en A.R.

A continuación, algunos ejemplos de la aplicación del concepto "tamaño y Distribución de partículas" en aguas residuales:

• El proceso de sedimentación primaria es adecuado para tratar A.R. con alto contenido de solidos sedimentables. No remueve materia coloidal
• El proceso de coagulación /floculación es adecuado para tratar A.R. con alto contenido de solidos coloidales y supra coloidales (S.S.). No para remover solidos disueltos,
• El proceso de lodo activado es adecuado para remover materia orgánica soluble. No para remover materia orgánica sedimentable.

La anterior información y ejemplos ratifica que: la caracterización de un A.R. especialmente de A.R.I, va más allá de un análisis fisicoquímico convencional, debe considerar también el tamaño de partícula.

Podría decirse entonces que desconocer concepto de tamaño y distribución de partículas en A.R. al caracterizarla, conllevaría a cometer errores en el diseño de sistemas de tratamiento y PTAR en general. Pero, surge la pregunta: ¿Qué parámetros debo tener en cuenta al caracterizar los diferentes tipos de aguas para considerar no solo sus características fisicoquímicas, sino también su tamaño?, veámoslo en los diferentes tipos de agua.

Caracterización de Agua Residuales Municipales

Las características y los parámetros para evaluar en las A.R.M, por ser bastante uniformes y ampliamente conocidos, son los convencionales en un análisis fisicoquímico: DBO—DQO—S.S.T.—Grasas/Aceites—Nutrientes –pH–Coliformes fecales.

Las anteriores características podrían ser suficientes para el propósito de identificar y cuantificar impacto ambiental del agua en estudio, así como también para diseño de algunos sistemas de tratamiento (PTAR).

Caracterización de aguas residuales industriales

Las aguas residuales del sector Industrial, con una composición y características muy amplias, requieren de una caracterización más completa, a saber:

1. Si propósito es identificar y cuantificar el impacto ambiental del agua, pueden usarse el estudio de parámetros convencionales de aplicación en A.R.M y complementarlo con otros típicos de la industria donde se generen las A.R.I.
2. Si propósito es para fines de diseño de un sistema de tratamiento, el análisis requiere mayores detalles de las características y estado físico de los sólidos presentes en el agua de estudio, en términos de: Materia Disuelta- Materia Coloidal-Materia Suspendida-Materia Sedimentable.

Como ya se explicó, esta clasificación está basada en los rangos de tamaño más frecuentes encontrados en las de las partículas presentes en A.R.

En este nuevo esquema de caracterización. No se habla de DBO; Se habla de DBO Total, DBO Disuelto; DBO Suspendido. No se habla de Grasa; se habla de Grasa Total; Grasa libre; Grasa coloidal.

Este esquema de caracterización, propio para A.R.I., es relativamente nuevo, pero es el que está marcando la tendencia de nuevas tecnologías innovadoras en el diseño de un S.T.A.R.

En conclusión, una correcta caracterización de un A.R, basada sobre propósitos específicos, genera información valiosa para toma de decisiones no solo en impacto ambiental, sino también minimiza la generación de A.R en la planta de producción y asegura un buen diseño del Sistema de Tratamiento.

En el caso particular de A.R.I. una correcta caracterización permite siguientes beneficios:

• Mejor selección de procesos y equipos de tratamiento
• Máxima remoción de DBO en tratamiento primario
• Reducción en lodo primario y lodo biológico (Costos)
• Aumentar capacidad en S.T.A.R.I. existentes
• Reducción en tamaño de sistemas de aireación en L.A.