Sistemas de tratamiento de residuos líquidos

Consideraciones generales

Son los distintos procesos implicados en el tratamiento y control sanitario de los productos de desecho arrastrados por el agua y procedentes de viviendas e industrias. El tratamiento de los residuos líquidos cobró importancia progresivamente desde principios de la década de 1970 como resultado de la preocupación general expresada en todo el mundo sobre el problema, cada vez mayor, de la contaminación humana del medio ambiente, desde el aire a los ríos, lagos, océanos y aguas subterráneas, por los desperdicios domésticos, industriales, municipales y agrícolas.

Características de los residuos líquidos

a) Características físicas

el agua residual es más del 99.9% agua potable, pero el material remanente tiene efectos muy importantes sobre la naturaleza de la mezcla. El agua residual doméstica fresca tiene un olor escasamente jabonoso o aceitoso, es turbia y contiene sólidos reconocibles, a menudo de tamaño considerable. A medida que envejece, su carácter cambia como resultado de fenómenos biológicos y químicos. El agua residual descompuesta tiene un olor pronunciado de sulfuro de hidrogeno, es gris, oscura y contiene sólidos más pequeños aunque en ocasiones reconocibles.

El cambio de agua fresca a descompuesta requiere entre 2 y 6 horas a una temperatura de 20ºC, dicho tiempo depende en primera medida de la concentración de materia orgánica, la cual varía con el uso de agua por habitante, la infiltración y la cantidad de residuo industrial que entra al sistema de recolección. La cantidad de residuos domésticos producidos por persona es relativamente invariable sobre una base de sólidos secos, pero la cantidad de agua de transporte no lo es.

b) Características químicas

El agua residual contiene tanto químicos inorgánicos como orgánicos. Los constituyentes inorgánicos están presentes en el agua transportada y se incrementan a causa del uso del agua. En general, el tratamiento del agua residual no tiene el objetivo de alterar la concentración de contaminantes inorgánicos, aunque las concentraciones de fósforo y nitrógeno son algunas veces importantes en procesos de tratamiento biológico. El tratamiento terciario, que puede ser requerido en algunos casos para mantener la calidad del agua, remueve contaminantes inorgánicos mediante técnicas similares a aquellas utilizadas en el tratamiento de agua para consumo.

El nitrógeno puede estar presente en el agua residual tanto en forma inorgánica como orgánica y tanto en estado reducido como oxidado. En aguas residuales no tratadas está presente principalmente como amonio o como un constituyente de proteínas (nitrógeno orgánico).

Las aguas naturales y las aguas residuales por lo general tienen composiciones altamente complejas, y normalmente se necesita modificar dicha composición para ajustarlas a un uso en particular. En consecuencia, se requiere una variedad de procesos de tratamiento para separar los diversos contaminantes que con seguridad se encontrarán.

Los contaminantes pueden estar presentes como:

1. Sólidos en suspensión, flotantes o grandes:

En el agua natural: hojas, ramas, etc.

En el agua residual; papel, trapos, arenas, etc.

2. Sólidos suspendidos pequeños y coloidales:

En el agua natural: partículas de arcilla y limo, microorganismos;

En el agua residual; moléculas orgánicas grandes, partículas de suelo, microorganismos.

3. Sólidos disueltos:

En el agua natural: alcalinidad, dureza, ácidos orgánicos;

En el agua residual: compuestos orgánicos, sales inorgánicas.

4. Gases disueltos:

En el agua natural: dióxido de carbono, sulfuro de hidrogeno;

En el agua residual: sulfuro de hidrógeno.

5. Líquidos no mezclables:

Grasas y aceites.

Procesos de tratamiento de residuos líquidos

Existen tres tipos de procesos de tratamiento:

Procesos Físicos

Dependen esencialmente de las propiedades físicas de la impureza, como tamaño de partícula, peso específico, viscosidad, etc. Ejemplos comunes de este tipo de procesos son: cribado, sedimentación, filtrado, y otros.

Procesos Químicos

Son los que dependen de las propiedades químicas de una impureza o que utilizan las propiedades químicas de reactivos agregados. Algunos procesos químicos son: coagulación, precipitación, intercambio iónico.

Procesos Biológicos

La mayor parte de los componentes orgánicos de las aguas residuales sirven como alimento que proporciona energía para el crecimiento microbiano. Este es el principio que se utiliza en el tratamiento biológico de los residuos, en donde ciertos microorganismos, principalmente bacterias, transforman el sustrato orgánico en dióxido de carbono, agua y células nuevas. Los microorganismos pueden ser aerobios (necesitan oxigeno libre), anaerobios (no requieren oxígeno libre), o facultativos (crecen con o sin oxígeno).