Tratamiento de aguas residuales y su análisis en los sectores municipales e industriales

La vida actual, en la que predominan los desechos de industrias, instituciones locales y comerciales y las mismas características domésticas y urbanas han propiciado la necesidad de contar con servicios de tratamiento de aguas residuales, que son el resultado de los desechos líquidos conocidos como aguas residuales, aguas negras o aguas cloacales, que son residuales por haber usado el agua y no servir ya para su uso directo.

 

Las aguas residuales comúnmente se refieren a los desechos líquidos colectados, derivados de la mezcla del agua doméstica e industrial; estos desechos son transportados a las instalaciones de tratamiento a través de un sistema de alcantarillas, es decir de una red de tuberías y bombas que llevan el agua sucia a una planta de tratamiento, que suele estar regida por regulaciones y estándares locales, federales y estatales para eliminar los contaminantes industriales y residuos por medio de procesos especializados.

 

El agua residual es generalmente dividida en dos amplias clasificaciones: doméstica e industrial. La composición química de las aguas residuales es cuidadosamente medida tanto al entrar a tratamiento y antes de ser liberada en los ríos públicos, lagos y el océano. La exactitud de todas las mediciones es críticamente importante.

 

 

En México, las aguas residuales son reguladas por la Comisión Nacional de Agua o CONAGUA, así como también por las agencias estatales y autoridades municipales, cada uno proporcionando diferentes normas que deben seguirse estrictamente. La CONAGUA ha indicado que el 40% del uso total del agua proviene de la sobre extracción del agua subterránea, aunque también indica que solo el 30% de las aguas servidas reciben algún tipo de tratamiento, así como que el 53% de los recursos hídricos de México están muy contaminados, 39% moderadamente contaminados y solo el 9% tiene una calidad aceptable.

 

De hecho en México se vive una problemática constante en el sector de agua y saneamiento, especialmente marcado por la baja calidad de los servicios locales de abastecimiento y saneamiento de agua, así como la cobertura insuficiente y carencia en zonas rurales y de alta marginación.

 

Sin embargo, las empresas de agua potable y saneamiento que no cumplan con los estándares de calidad, pueden ser multadas con miles de dólares por día hasta que cumplan la normativa. Hoy en día encontramos cinco procesos básicos en el tratamiento de aguas residuales:

 

1 | Pretratamiento: El primer paso para tratar las aguas residuales incluye la separación física de los sólidos del flujo, tamizándolos, moliendo los escombros y sacando la arena inerte pesada. Aunque esto se traduce en un muy pequeño porcentaje de sólidos que deben eliminarse, es un paso esencial para evitar problemas posteriores en el proceso de tratamiento y saneamiento de agua.

 

2 | Tratamiento Primario: En esta etapa, la fuerza de gravedad en los clarificadores primarios remueven los sólidos en suspensión, presentes en las aguas residuales; dentro de los procesos físico-químicos que se consideran parte del tratamiento secundario, encontramos:

 

• Sedimentación. Es el proceso físico de separación por gravedad, en la que una partícula más densa que el agua con trayectoria descendente se deposita en el fondo de un sedimentador; entre más grande sea el tamaño y densidad de las partículas, más eficaz será la operación para separar el agua; la operación de sedimentación también se conoce como decantación y se utilizan diferentes formas de equipos (conocidos como fangos) para el proceso, que pueden ser rectangulares, circulares o lamelares.
• Flotación. Es el proceso fundamentado en la diferencia de densidad, donde se separa la materia sólida o líquida pero de menor densidad que la del fluido por medio del ascenso a la superficie, donde las fuerzas que tiran hacia arriba son superiores a la de gravedad; posteriormente se generan burbujas de gas o de aire que son llevadas a la superficie para sacarlas del sistema. Dentro de esta técnica se utiliza la flotación por aire disuelto en la que el sistema se introduce bajo la presión de bombas de presurización, inyección de aire, tanque de retención y una unidad de flotación donde se reduce bruscamente la presión para liberar el aire y formar micro burbujas. La otra técnica es flotación por aire inducido, que se diferencia de la anterior porque la generación de burbujas se realiza por medio de difusores de aire en la parte inferior del equipo.
• Coagulación. También conocido como floculación, consiste en eliminar la materia en suspensión por medio de una sedimentación muy lenta, pero con la adición de reactivos químicos para desestabilizar estos materiales.
• Filtración. Una operación por la que se pasa el agua a través de un medio poroso para retener la mayor cantidad posible de materia en suspensión; este medio suele ser arena.

 

3 | Tratamiento Secundario: El tratamiento secundario se compone por procesos biológicos, que utilizan microorganismos para digerir el material orgánico, el cual permanece después de la clarificación primaria. Este proceso estabiliza la materia prima orgánica que podría amenazar el agua receptora. Procesos adicionales en esta etapa incluyen filtros de goteo, lagunas y estanques de estabilización, contactores biológicos giratorios (RBCs) y varios tipos de procesos de lodos activados.

 

 

4 | Tratamiento Terciario: Este tipo de tratamiento incluye numerosas opciones. Por ejemplo, el uso de estanques de pulido para bacterias y eliminación de DBO han sido añadidas a las plantas de filtración con el fin de mejorar en la eficiencia de remoción total de toda la planta. Si se requiere de un tratamiento adicional para permitir una descarga del sistema, procesos tales como nitrificación/ desnitrificación, precipitación de fósforo y remoción de amoníaco pueden ser implementado.

 

5 | Tratamiento avanzado o desinfección: La desinfección es necesaria con el fin de destruir organismos nocivos en el afluente de aguas residuales. La desinfección de aguas residuales comúnmente se logra a través de cloración, estanques de pulido, ozonización y radiación UV. El tratamiento de aguas residuales es de gran importancia, tanto para la naturaleza como para la sociedad y la salud pública, así como la reutilización del agua para diversos fines.

 

Si el agua residual no recibe un tratamiento, esta vuelve a verterse directamente a los ríos, lagos u océanos, llevando agentes contaminantes a los diferentes ecosistemas, lo cual puede producir un grave impacto ecológico y ocasionar enfermedades debido a las bacterias y productos químicos, que pueden propagarse rápidamente por el agua y enfermar a comunidades enteras que entren en contacto con agua contaminada.