Aguas Residuales

WES – Consultoría y Proyectos propone soluciones técnicas adaptables al tratamiento de aguas residuales urbanas y Residuos Industriales Líquidos (RILES).
El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos destinados a eliminar los contaminantes presentes en el agua y genera procesos productivos.

Estos procesos de tratamiento se indican a continuación:

  • PRETRATAMIENTO Y TRATAMIENTO PRIMARIO: Asentamiento de sólidos y grasas (desbaste, desarenado-desgrasado, DAF, coagulación-floculación)
  • TRATAMIENTO SECUNDARIO: Tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en el agua residual, transformándola en sólidos suspendidos que se eliminan. Los cultivos bacterianos se utilizan de diferentes maneras. Tradicionalmente, se distinguen 3 procesos: cultivos libres (Lagunas Aireadas, Wetland, Lodos Activados SBR), cultivos fijos (Biofiltros, Biodiscos, Filtros Percoladores/MBR) y cultivos híbridos (Cultivos Fluidizados y Mixtos).
  • TRATAMIENTO TERCIARIO: El objetivo es el de higienizar y adecuar el agua para el consumo urbano y aplicaciones industriales que requieran la máxima pureza del agua (adsorción, intercambio iónico, membranas).

Coagulación-floculación

Algunos contaminantes en el agua son excepcionalmente finos y el mecanismo de aglomeración puede ser difícil debido a efectos eléctricos a superar. Además, el proceso puede volverse aún más difícil si la cantidad de sólidos a retirar es baja.

COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN es el proceso de crear las condiciones adecuadas para que estas partículas puedan unirse para formar flóculos, los cuales decantarán fácilmente, produciendo agua tratada de buena calidad.

El proceso de coagulación-floculación permite, por la mezcla entre sales de hierro o de aluminio y cal, provocar una ruptura de la estabilidad de las suspensiones coloidales formando flóculos.

 

 VENTAJAS

  • Eficiente en pretratamiento, reduce contenido de materia orgánica para su posterior tratamiento biológico
  • Requiere una inversión mínima
  • Tecnología probada en Chile

DAF

La flotación por aire disuelto es un proceso de separación de partículas sólidas (sólidos en suspensión), líquidas (aceites y grasas), y de concentración de fangos. Consiste en unir las partículas que entran en el flotador, en pequeñas burbujas de aire, para que estas formen un conjunto de densidad menor que la del agua y floten; de esta forma, se consigue separar del agua partículas de mayor densidad que ésta. Cuando a la flotación por aire disuelto le precede un tratamiento de coagulación-floculación, el rendimiento en la separación de la materia sólida en suspensión es mucho mayor, pudiendo llegar sin dificultad a una eliminación del 95%; ésto supone, además, una reducción de la DBO del orden de, al menos, un 40%, dependiendo del tipo de vertido.

WES propone esta tecnología como pretratamiento de aguas residuales e industriales con alto contenido de grasa y materia orgánica (industria láctea, purines de cerdos, mataderos, papeleras, industria maderera y pisciculturas, entre otras).

 VENTAJAS

  • Reducción del contenido de la materia orgánica para su posterior tratamiento biológico
  • Menor consumo de polímeros
  • Fácil operación
  • Instalaciones pequeñas comparadas con los sedimentadores

Cultivos Libres

En las técnicas de cultivos libres, el desarrollo de un cultivo bacteriano se produce dentro del efluente a tratar, en forma de flóculos dispersos dentro de una piscina, laguna o reactor. El reactor es agitado/aireado para mantener los cultivos en suspensión, favoreciendo la distribución homogénea del oxígeno que necesitan las bacterias para sus necesidades energéticas y para su reproducción.

 LAGUNAS AIREADAS

Esta tecnología se basa en utilizar una gran superficie disponible (dimensión del reactor), lo que permite: obtener un flujo o tiempo de retención lento (favoreciendo a la biomasa presente), mineralizar la materia orgánica y producir un volumen reducido de lodos que se acumulan en el fondo del reactor o laguna. El primer vaciado de estos lodos se realiza tras 7-10 años de funcionamiento de este sistema.

Es una solución adaptada para aguas servidas domiciliarias, entre 400-5.000 habitantes.

 VENTAJAS

  • Oxigenación optimizada, máximo gradiente de transferencia de O2
  • Baja generación de lodos
  • Mantención y operación a bajo costo
  • Bajo consumo de energía

 WETLAND (humedales artificiales)

Los humedales artificiales permiten tratar principalmente aguas servidas domiciliarias mediante el principio de fito-remediación (vegetal). La depuración aeróbica del agua servida se hace principalmente a través de la biomasa microorgánica presente en el substrato y en la superficie de las raíces de los vegetales. Además, como el agua servida pasa a través del substrato que actúa como medio filtrante, una parte de las partículas quedan retenidas en el lecho para ser mineralizadas por la biomasa.

Existen dos tipos de humedales:

VERTICALES: es un sistema tipo batch, o discontinuo, donde el agua percola rápidamente generando una fuerte aireación por las descargas discontinuas del afluente y de los colectores.

HORIZONTALES: es un sistema continuo donde el agua para a través del substrato totalmente saturado, por lo que la transferencia de O2 es más baja.

 VENTAJAS

  • Sin olores ni vectores
  • Baja generación de lodos
  • Bajo costo operativo y de mantenimiento
  • Integración óptima en el paisajismo

 LODOS ACTIVADOS SBR

Las bacterias consumen la materia orgánica disuelta para multiplicarse, lo que produce lodos fácilmente decantables – los cuales serán recirculados o purgados del proceso. El proceso SBR (Sequencial Biologic Reactor) permite reproducir todas las etapas necesarias para la depuración del agua en un solo estanque o reactor.

A continuación se detallan las distintas etapas que se realizan en el reactor.

LLENADO: el agua a tratar es enviada al reactor donde hay presencia de colonias de bacterias listas para degradar la polución orgánica.

AIREACIÓN PROFUNDA: una vez terminada la alimentación, la aireación permite, en paralelo con el consumo de la materia orgánica, multiplicarse a las bacterias. El flóculo bacteriano natural se refuerza.

DECANTACIÓN: se deja reposar la biomasa para que sedimente en el fondo del reactor y se pueda clarificar el agua.

VACIADO DEL AGUA TRATADA: el agua clarificada es extraída.

PURGA DE LODOS: el exceso de lodo es extraído; la otra parte queda en el reactor con el fin de mantener la biomasa necesaria para degradar la materia orgánica presente en el próximo volumen de agua servida a tratar.

WES utiliza contenedores marítimos modificados en la fabricación de sus SBR, lo que permite modularidad y mejora del desplazamiento de dichas unidades. Estas plantas compactas están diseñadas para lugares con poco espacio y son ideales en comunidades desde 100 a 5000 habitantes.

 VENTAJAS

  • Sistema compacto
  • Instalación y puesta en marcha rápidas
  • Unidades autónomas y modulares
  • Simplicidad en la operación
  • Integración con el entorno
  • Bajo nivel de ruido
  • Sin olores
  • Reutilización de agua tratada para el riego

Cultivos Fijos

En los procesos de cultivos fijos, se utiliza la capacidad que tienen la mayoría de los micro-organismos para reproducir expolímeros que les permiten adherirse, en forma de biopelícula o biofilm, a soportes variados. Esta biopelícula se desarrolla en toda la superficie del soporte y la producción de nuevas células bacterianas hace que aumente su espesor. El oxígeno y los nutrientes solubles son transportados por el agua a tratar, que es difundida mediante el biofilm. Las bacterias fijas tienen, generalmente, unos niveles de actividad específica superiores a las observadas en cultivos libres. Para optimizar una línea de tratamiento que utiliza cultivos fijos, conviene pretratar el efluente por decantación o, al menos, mediante un buen tamizado. La actividad de un cultivo bacteriano depende, particularmente, de la superficie de intercambio entre sustrato y oxígeno. En los fangos activados (cultivos libres), esta superficie está restringida debido al estado de floculación de los microorganismos.

Existen una serie de soportes donde destacan:

 FILTROS PERCOLADORES O LECHOS BACTERIANOS

La biopelícula está fijada sobre soportes inertes muy porosos. Se realiza una aspersión del agua a tratar mientras un flujo de aire circula en continuo, de abajo hacia arriba. Este proceso utiliza cultivos fijos no sumergidos.

 VENTAJAS

  • Soporta gran variabilidad de efluente (caudal y carga orgánica)
  • Producción de lodos estables, fácil de decantar

 BIODISCOS

Esta técnica consiste en una serie de discos circulares situados a corta distancia entre ellos y parcialmente sumergidos (generalmente 40%) en el agua a tratar, que giran alrededor de un eje horizontal. Esta rotación pone la biomasa desarrollada sobre los discos en contacto con el agua y el oxígeno del aire, de forma alternativa.

 VENTAJAS

  • Oxigenación optimizada, máximo gradiente de transferencia de O2
  • Gestión mínima de los lodos
  • Mantención a bajo costo y mínimo riesgo de fallas

 BIOFILTROS

Cuando los microorganismos se adhieren a unos soportes granulares de tamaño efectivo inferior a 5 mm, la superficie específica de intercambio es muy importante. Esta constatación dio lugar al desarrollo de filtros biológicos, donde el soporte granular al que se adhieren las bacterias es sumergido en el agua a tratar. La aireación se realiza mediante aporte de aire a la base del medio filtrante. El soporte granular sirve asimismo de separador.

 VENTAJAS

  • Modularidad: la biomasa soporta bien periodos de inactividad, y la puesta en marcha es sencilla luego de una detención
  • Soporta gran variabilidad del efluente (caudal y carga orgánica)
  • Producción de lodos estables – fácil de decantar
  • Funcionamiento por gravedad – economiza energía

Cultivos Fluidizados y Mixtos

En el caso de los cultivos fluidizados que se utilizan en el tratamiento de aguas residuales urbanas, las bacterias se adhieren a unos soportes bastante fijos y/o ligeros para mantenerse en suspensión en el reactor biológico. Estos materiales soporte (Biomedia), de densidad cercana a la del agua y de pequeño tamaño, se ponen en movimiento y se mantienen sumergidos en el tanque biológico gracias a una agitación suficiente. Dada su gran superficie, desde 200 hasta 800 m²/m3, estos materiales son capaces de soportar una biomasa importante en forma de biopelícula (en el interior del material, principalmente).

Como resultado, los volúmenes eficaces del tanque son ampliamente reducidos. En cualquier caso, el hecho de que los soportes se mantengan en el reactor significa que, a la salida de éste, se necesitan unas rejillas de retención con espacios adaptados al tamaño del material. Para este proceso, llamado Moving-Bed Biofim Reactor (MBBR), se debe introducir una gran cantidad de material soporte, el cual debe ocupar entre un 30% y un 60% del volumen del reactor.

Este tipo de cultivo ofrece una alta capacidad de respuesta y una verdadera flexibilidad de tratamiento gracias a la proliferación masiva de bacterias sobre los soportes. De esta manera, la biomasa responde mejor a las eventuales variaciones de carga, de caudal o de temperatura.

Gracias a la estructura de estos soportes que ofrecen una superficie sustancial para la colonización, los reactores son dos veces más pequeños que aquellos que funcionan únicamente en cultivo libre. Esta ventaja permite paliar las limitaciones de espacio y reducir los costes de obra civil.

 VENTAJAS

  • Menor inversión, al requerir un menor tamaño de reactor
  • Gran capacidad de remoción de nitrógeno y fósforo
  • Baja producción de lodos