Medidas de tratamiento
Depuración de aguas
Hace años las aguas se vertían directamente en el cauce
de los ríos, los cuales mediante un proceso natural de autodepuración
eran capaces de restablecer la calidad de las aguas. Actualmente los cauces
no son capaces de contrarrestar la contaminación mediante procesos
naturales, por lo que se debe recurrir a técnicas de depuración
artificial.
La depuración consiste en la eliminación de la contaminación
e impurezas incorporadas al agua a tratar y los procesos que se emplean
para ello dependen de las características del afluente y pueden
clasificarse en:
- Procesos físicos, utilizan métodos basados en fuerzas
físicas
- Procesos químicos, se basan en la utilización de determinados
productos químicos
- Procesos biológicos, se basan en las reacciones que tienen lugar
a través de organismos vivos
A. Superficiales:
A.1.-Para poblaciones pequeñas
-Tratamientos primarios con anaerobiosis:
Fosas sépticas
La fosa séptica es un sistema muy sencillo de construir y explotar que se utiliza desde finales del siglo XIX. Es apropiado para pequeñas comunidades y viviendas aisladas que no pueden ser conducidas a redes de saneamiento. Consiste en uno o más compartimentos en los que se produce la sedimentación de los sólidos sedimentables y una posterior fermentación anaeróbica de los mismos hasta su estabilización. Esta fermentación da lugar al desprendimiento de metano y dióxido de carbono. Puede generar problemas de contaminación de las aguas subterráneas.
Tanques de decantación-digestión
Consta de dos cámaras situadas una encima de la otra. En la cámara superior se efectúa la separación sólido-líquido y en la inferior se produce la digestión anaerobia de los sólidos sedimentados.
- Aplicación subsuperficial:
Zanjas y lechos filtrantes
Se trata de zanjas de poca profundidad y anchura excavadas en el terreno que recogen y distribuyen las aguas residuales sobre un lecho de tierra vegetal, grava y arena.
Pozos filtrantes
Alrededor de un pozo perforado se sitúa una capa de grava que desarrolla la capacidad de retener la contaminación
Lechos de turba
Se trata de filtrar el agua a tratar haciéndola pasar a través de una capa de turba (de unos 40-50 cm) asentada sobre una capa de gravas y arenas provista de un drenaje inferior. El lecho funciona unos quince días recibiendo el agua a tratar, luego se interrumpe el paso de esta agua y se deja secar retirando la capa superficial reseca. La turba se mueve para que se oxigene y regenere y pueda volverse a utilizar.
-Aplicación superficial
Riego-filtro verde
Consiste en el vertido controlado de aguas residuales sobre una extensión de terreno donde se cultivan especies vegetales. La depuración del agua se lleva a cabo gracias a la absorción y adsorción de las partículas y moléculas contaminantes por parte de los componentes del suelo (edafodepuración) y de las plantas cultivadas (macrofitodepuración).
Se eligen cultivos que admitan altas cargas de aplicación, con altas tasas de asimilación de nutrientes, altos consumos de agua y altas tolerancias a las condiciones de humedad con la finalidad de minimizar la superficie necesaria.. Los más comunes son los pinares y las choperas.
Infiltración rápida
El agua residual se aplica sobre un terreno permeable con escasa o nula vegetación, de modo que solamente tienen lugar fenómenos de edafodepuración.
Escorrentía superficial
Consiste en la aplicación del agua residual previemente tratada o no, sobre un terreno de baja permeabilidad, sembrado de pastizales u otra vegetación. La carga en nutrientes del agua sirve para abastecer a la vegetación, parte de esa agua se evapora y parte se infiltra en el terreno.
-Lagunajes:
Lagunas anaerobias
Se trata de lagunas con una profundidad de unos tres metros y una carga orgánica elevada para mantener condiciones anaerobias en las que se deja sedimentar los sólidos siendo mineralizados en el fondo. Son por tanto, un tipo de tratamiento primario que puede verse seguido de otros procesos aerobios.
Lagunas facultativas
Se trata de lagunas que se caracterizan por tener profundidad intermedia (1-2 m), de modo que en la superficie se dan condiciones aerobias, gracias al aporte de oxígeno por la fotosíntesis que realizan las algas verdes y el intercambio de gases con la atmósfera, mientras que en el fondo se dan condiciones anaerobias.
A.2.- Para poblaciones grandes
Estaciones depuradoras de aguas residuales (E.D.A.R.)
En ellas los procesos de tratamiento se presentan en combinaciones diversas y se agrupan en tres líneas fundamentales:
- Línea de agua:
En ella se llevan a cabo los tratamientos que recibe el agua desde su entrada en la estación depuradora (agua bruta) hasta su evacuación al cauce, estos son:
- Pretratamiento
Comprende el conjunto de operaciones físicas y mecánicas que tienen por objeto separar del agua residual aquellos materiales que puedan crear problemas en los equipos o procesos posteriores. Para ello se lleva a cabo un proceso de:
Desbaste, que elimina los objetos en suspensión de gran tamaño
Desarenado, que elimina arenas y sustancias en suspensión con una densidad mayor que la del agua.
Desengrasado, que elimina grasas y aceites.- Tratamiento primario
Consiste en la separación por medios físicos de los sólidos sedimentables, de naturaleza orgánica e inorgánica no eliminados en la etapa anterior. El proceso se realiza en unos tanques denominados decantadores primarios, donde se disminuye la velocidad de la corriente, para permitir la separación de los sólidos en suspensión sedimentables por acción de la gravedad.
Los sólidos depositados en el fondo de los decantadores en forma de fango primario son barridos mediante rasquetas de fondo hasta una tolva de donde son extraídos.
- Tratamiento secundario
En esta etapa se pretende eliminar la materia orgánica biodegradable presente en el agua y los sólidos no sedimentables que no se han retirado en el tratamiento primario. Para ello se lleva a cabo un proceso biológico basado en el desarrollo de microoganismos capaces de asimilar la materia orgánica biodegradable y trasformarla en materia mineral insoluble fácil de retirar por decantación y una posterior decantación.
- Tratamiento terciario
Es un tratamiento que se lleva a cabo cuando es necesario mejorar la calidad de las aguas para su vertido al cauce o por exigencias del uso posterior. Suelen realizarse procesos de tratamiento químico de las aguas y de eliminación de nutrientes, principalmente nitrógeno y fósforo.
- Línea de fangos
En ella se realizan un conjunto de operaciones y procesos encaminados a reducir el volumen de fangos generados en la línea de agua y el carácter contaminante de los mismos.
- Línea de gas
La línea de gas la constituyen los tratamientos que recibe el gas generado en aquellas estaciones depuradoras donde los fangos se someten a digestión anaerobia.
El biogás obtenido se puede utilizar en la propia planta depuradora: como combustible, como sistema de agitación de los digestores anaerobios o como generador de energía eléctrica.
B. Subterráneas
Los acuíferos tienen una cierta capacidad de autodepuración, mayor o menor según el tipo de roca y otras características. Las sustancias contaminantes, al ir el agua avanzando entre las partículas del subsuelo se filtran y dispersan y también son neutralizadas, oxidadas, reducidas o sufren otros procesos químicos o biológicos que las degradan. De esta manera el agua va limpiándose.
Es muy importante, de todas formas, tener en cuenta que las posibilidades de depuración en el acuífero son limitadas y que el mejor método de protección es, por tanto, la prevención. No contaminar, controlar los focos de contaminación para conocer bien sus efectos y evitar que las sustancias contaminantes lleguen al acuífero son los mejores métodos para poder seguir disfrutando de ellos sin problemas.
Cuando un acuífero está contaminado y hay que limpiarlo el proceso es muy difícil y muy caro. Se han usado procedimientos que extraen el agua, la depuran y la vuelven a inyectar en el terreno, pero no siempre son eficaces y consumen una gran cantidad de energía y dinero.
Potabilización de aguas (ETAP)
El objetivo del tratamiento potabilizador de las aguas es eliminar la materia en suspensión, sustancias disueltas, flora bacteriana y corregir algunas características físico-químicas de las aguas almacenadas o captadas para el consumo.
El origen del agua que se toma para potabilizar puede ser subterráneo, superficial (ríos o lagos) o del mar.
En los dos primeros casos el proceso de potabilización del agua se lleva a cabo en estaciones de tratamiento de aguas potables (ETAP). Una ETAP moderna puede constar de los siguientes procesos de tratamiento:
- Tamizado y/o eliminación de gruesos, se aplica a aguas superficiales en las que flotan materiales más o menos gruesos. Consiste en hacer pasar el flujo de agua a través de tamices o rejas de un determinado tamaño de malla.
- Preoxidación. Se trata de añadir al agua ciertos reactivos químicos oxidantes (cloro, dióxido de cloro, ozono, permanganato potásico, aire, etc.) para conseguir la oxidación de la materia presente en el agua y facilitar su eliminación.
- Coagulación-floculación y decantación, estos procesos tienen por objeto eliminar las materias coloidales del agua. Mediante la adición de un reactivo químico (coagulante) y un reactivo coadyuvante al agua con cargas opuestas a los coloides se consigue que éstos se desestabilicen. Las partículas coloidales desestabilizadas chocan unas con otras, se establecen puentes químicos entre ellas, como consecuencia de lo cual se aglutinan y aglomeran en masas de mayor tamaño llamadas flóculos que ya son capaces de sedimentar.
- Filtración-adsorción, mediante este proceso de tratamiento se pretende eliminar o separar las partículas sólidas del líquido, para lo cual se hace atravesar al agua por un lecho de materiales filtrantes. Estos materiales pueden ser filtros cuyo tamaño de poro es suficiente para retener partículas superiores a los mismos o bien filtros con carbón activo u otros absorbentes que retienen las partículas por interacción electrostática.
- Desinfección, tiene como objeto la eliminación de ciertas materias minerales disueltas indeseables, la supresión de olores o sabores, y principalmente, la destrucción o inactivación de gérmenes peligrosos para la salud. Este proceso debe garantizar además que el agua potable producida y enviada a la red de abastecimiento cuente con una calidad residual de desinfectante que garantice la automática eliminación de microorganismos que ocasionalmente pueden aparecer en la red.
Los agentes desinfectantes más empleados son el cloro y sus compuestos (cloro gas, hipoclorito, dióxido de cloro y cloraminas) y el ozono.
- Acondicionamiento final, se trata de una serie de procesos que garantizan la adecuación de la calidad físico-química del agua a los requerimientos exigidos por la normativa. Los más frecuentes son: ajuste del pH, fluoración y recarbonatación.
Desalación
Se entiende por desalación la obtención de agua dulce a partir de agua salada o salobre. Es un moderno sistema de utilización de recursos mediante el cual se incrementan las disponibilidades de agua en un territorio sin embargo presenta una serie de problemas. En primer lugar se puede destacar que tiene un elevado coste, de modo que, salvo en determinados cultivos de valor añadido, en agricultura no es práctica su aplicación. Otros problemas derivan de su funcionamiento, ya que las plantas desaladoras y desalinizadoras tienen un elevado consumo energético y complejos problemas técnicos derivados de la corrosión en los equipos, las incrustaciones,etc Para solucionar este ultimo problema se realiza un pretratamiento del agua haciendo que las sales precipiten, eliminando la materia en suspensión,las microalgas, etc, desgasificando... Posteriormente se lleva a cabo el tratamiento que puede realizarse mediante distintos procedimientos.
-Evaporación
Consiste en destilar el agua y recuperar el calor latente del vapor obtenido para calentar más agua y minimizar así el gasto energético.
-Ósmosis inversa
Consiste en la transferencia de agua pura hasta la disolución salina a través de una membrana semipermeable hasta alcanzar el equilibrio y una posterior aplicación de presión por encima de la solución salina de modo que vuelve a producirse una trasferencia pero en sentido contrario quedando retenidas las sales en la membrana semipermeable.
-Destilación solar
Los módulos de destilación solar son unas balsas de poca altura, totalmente cerradas y con el techo formado por placas de cristal transparente. El suelo está formado por dos capas, una de material aislante de calor, y sobre ella, una superficie negra que absorbe todas las radiaciones que llegan
-Electrodialisis
La electrodiálisis permite la separación de mezclas por intercambios de iones a través de membranas que poseen una carga neta. El campo eléctrico aplicado, pone los iones salinos en movimiento hacia el electrodo de signo contrario. Las membranas resultan impermeables para los iones de carga de igual signo.
El principio de separación obedece a un rechazo por interacción coulombiana entre membranas y los iones de la misma carga.
Existe la ventaja de no involucrar al flujo osmótico ni al electroosmótico, ya que la separación o purificación del fluido se produce por transporte de iones a través de las membranas lo cual reduce el gasto de energía por irreversibilidades internas en procesos muy fuera del equilibrio.