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Ingeniería de Procesos



Una depuración de aguas residuales moderna, de acuerdo con el estado de las técnicas actuales, se basa en la aplicación de etapas de tratamiento sucesivas. El agua residual doméstica, industrial o de actividades agrícolas es sometida a una preclarificación físico-mecánica, a una depuración biológica y a una clarificación final físico-mecánica, para luego ser reintegrada al ciclo natural del agua. Esta forma natural de tratamiento de aguas residuales no requiere de aditivos químicos. En el caso de aguas residuales especiales, la inclusión de una etapa de tratamiento químico puede fortalecer considerablemente los procesos naturales.
Para cumplir con requerimientos aún más estrictos, se encuentran disponibles etapas de depuración posteriores, como la desinfección. El diseño modular de System S&P® ofrece la posibilidad de realizar variedad de combinaciones de los procesos mencionados anteriormente, según las exigencias.


La preclarificación físico-mecánica se lleva a cabo generalmente en depósitos polivalentes o con la ayuda de un proceso equivalente. En plantas de mayor tamaño se incluyen unidades de procesos acordes con las técnicas más actuales, como sistemas de rejillas, desarenadores o tamices rotativos. En muchas casos puede ser necesario prever un separador de grasas. La meta es la separación de todos los sólidos y así evitar su ingreso a la etapa de tratamiento biológico, puesto que pueden tener una efecto negativo. Con el tratamiento mecánico es posible obtener eficiencias de tratamiento de hasta 35%.


La etapa de tratamiento biológico constituye la parte principal del tratamiento de aguas residuales. En esta etapa, la materia orgánica contaminante, principalmente compuestos de carbono, es biodegradada por microorganismos en presencia de oxígeno.
Aplicando los procesos adecuados, también es posible obtener la transformación biológica de nitrógeno amoniacal en nitrato, sustancia inofensiva para el medio ambiente. A este proceso se le llama nitrificación. Finalmente, a través del proceso anaerobio de desnitrificación, el nitrógeno es removido por completo del agua. Aguas con cargas contaminantes muy altas pueden ser tratadas mediante una etapa de tratamiento biológico anaerobio, la cual permite la eliminación del fósforo.
Entre los procesos convencionales en la etapa de tratamiento biológico se encuentra el proceso de lodos activados, en el cual la biomasa está suspendida en el agua residual y el suministro de oxígeno requerido por los microorganismos se realiza mediante aireadores. Por el contrario, en los procesos biológicos de lecho fijo, el crecimiento de la biomasa se lleva a cabo sobre superficies, las cuales están en contacto permanente o periódico con el oxígeno de la atmósfera. Igualmente es posible combinar los dos procesos mencionados anteriormente.


La etapa de clarificación final es necesaria, puesto que el agua residual depurada biológicamente aún contiene productos de los procesos de biodegradación. Estos son conocidos como lodo de exceso y deben ser separados en un proceso físico-mecánico. Separadores por gravedad, como tanques Emscher, o separadores por flotación son sistemas apropiados para este procedimiento.


Un tipo especial de separadores por gravedad, es el llamado separador de lamelas o clarificador inclinado, el cual está comprobado en combinación con el tratamiento biológico de lecho fijo. El lodo separado en la preclarificación es llamado lodo de origen fecal, y debido a su consistencia y grado de estabilidad no puede ser empleado con fines agrícolas. Por el contrario, el lodo de exceso, producido en los procesos de lecho fijo es continuamente estabilizado y por lo tanto puede ser utilizado como abono en cultivos. Otras formas de disposición del lodo son el compostaje, el entierro y la incineración.


Las etapas de tratamiento terciarias son empleadas para incremento adicional de la calidad del agua depurada. Esto es necesario especialmente en aguas residuales que van a ser reutilizadas para irrigación, en sistemas de aire acondicionado o en retretes. Un proceso corriente para esto es la precipitación química para la remoción de fosfatos o de metales pesados. La remoción de partículas finas en suspensión se realiza mediante sistemas de filtración físico-mecánica, tales como filtros de arena. Mediante filtros de carbón activado es posible remover compuestos no biodegradables. La desinfección UV o la cloración se emplea para la eliminación de gérmenes del agua depurada. Aplicando únicamente estos procesos de tratamiento terciario a aguas superficiales o subterráneas se obtiene un acondicionamiento de la misma para ser usada como agua potable.

Para el acondicionamiento del agua potable, se emplean, además de los procesos mencionados anteriormente, la ultra y la nanofiltración y la ósmosis inversa, así como también la tecnología de membrana. La meta de estos procesos es la obtención de agua potable libre de sustancias perjudiciales para la salud de las personas.


En áreas especialmente sensibles, como hospitales u hoteles, se recomienda la instalación de filtros para las emisiones gaseosas para asegurar un ambiente libre de olores. Para esto se emplean fundamentalmente filtros biológicos.