Las aguas residuales generalmente requieren tratamiento antes de ser reutilizadas o devueltas al medio ambiente. Existen varios tipos de procesos de tratamiento de aguas residuales, y el tratamiento necesario se basa en la fuente de aguas residuales y el nivel de calidad del agua efluente requerido.
En esta entrada del blog, nos centraremos en las aguas residuales comerciales e industriales. Se describen los diferentes tipos de plantas de tratamiento de aguas residuales, por qué es necesaria la filtración y cómo seleccionar el sistema de filtración de aguas residuales adecuado. También se ofrece un resumen de algunas soluciones para minimizar los costos operativos.
Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Residenciales y Comerciales
Las aguas residuales residenciales o domésticas son los términos utilizados para describir las aguas residuales generadas dentro de un hogar debido a la preparación de alimentos, uso de electrodomésticos, higiene personal, etc. Las aguas residuales residenciales se dividen en dos tipos:
Aguas negras: aguas residuales de los inodoros
Aguas grises: aguas residuales de todas las demás fuentes
Aunque ambos tipos tienen propiedades diferentes, cada uno contiene una variedad de contaminantes y debe ser tratado en una planta de tratamiento de residuos.
Las aguas residuales comerciales son generadas por las empresas (excluyendo la fabricación y la construcción), como tiendas y centros comerciales, mercados, edificios de oficinas, restaurantes, hospitales, hoteles, etc.
Las aguas residuales de fuentes comerciales contienen contaminantes y requieren tratamiento.
¿Qué es la Filtración para el Tratamiento de Aguas Residuales?
En general, después de su uso, las aguas residuales requieren tratamiento antes de que puedan devolverse al medio ambiente y existen regulaciones estrictas para garantizar que las instalaciones cumplan con los requisitos necesarios.
Hay varios tipos de plantas de tratamiento de aguas residuales, dependiendo de la fuente de agua y el nivel de tratamiento necesario.
Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (WWTP)
Las plantas de tratamiento de aguas residuales tratan el agua de uso residencial, comercial e industrial. Al tratar las aguas residuales, el agua limpia resultante puede reutilizarse para usos industriales, como el agua de reposición de una torre de enfriamiento, y para fines de riego agrícola y paisajístico e incluso para agua potable.
La filtración se puede encontrar en varias etapas del proceso de la planta de tratamiento de aguas residuales, aunque se aplica más comúnmente en la etapa de tratamiento terciario. A continuación, una breve explicación de cada etapa:
- Alcantarillas de recolección: recolección de todas las aguas residuales industriales de los distintos procesos productivos
- Sistema de bombeo: distribución de las aguas residuales a los procesos de tratamiento posteriores
Cribado con rejas: remoción de escombros gruesos, arena, rocas, etc. - Ajuste químico y de pH: agregado de productos químicos para llevar los niveles de pH a un nivel óptimo
- Tanque de tratamiento primario 1: tanque de sedimentación abierto
- Tanque de tratamiento primario 2: tanque de aireación abierto
- Tratamiento secundario: clarificador
- Desinfección: cloración o tratamiento UV
- Tratamiento terciario: etapa de pulido final, filtración para reducir los niveles de TSS y DBO
- Deshidratación / Descomposición de lodos: secado de lodos para su eliminación o reutilización como fertilizante de acuerdo con estrictas regulaciones ambientales.
A continuación una ilustración de una planta típica de tratamiento de residuos, que muestra el proceso de tratamiento de aguas residuales y las diversas etapas del tratamiento:
(haga click en la imagen para ampliarla)
Puede encontrar información detallada sobre estos procesos de tratamiento de aguas residuales en nuestra publicación del blog relacionada.
Planta de Tratamiento de Aguas de Alcantarillado (STP) |
| La STP trata aguas cloacales residenciales y comerciales y, ocasionalmente, también aguas residuales comerciales. Las aguas cloacales normalmente tienen altos niveles de materia orgánica, pero también pueden contener desechos inorgánicos. El tratamiento de aguas cloacales incluye etapas primaria, secundaria y terciaria. |
Planta de Tratamiento de Agua Efluente (ETP) |
| Las ETP tratan efluentes industriales que contienen metales pesados, aceites y grasas, fósforo y otros contaminantes. El proceso de tratamiento de aguas residuales generalmente implica tratamientos físicos, químicos y biológicos. Es fundamental que las aguas residuales sean tratadas antes de su reutilización o antes de ser devueltas al medio ambiente para evitar la contaminación. |
Tratamiento de Agua por Ósmosis Inversa |
| El tratamiento de ósmosis inversa es un proceso de purificación de agua utilizado para reducir significativamente el total de sólidos disueltos, contaminantes orgánicos, metales pesados, bacterias y otros contaminantes disueltos utilizando presión para forzar el agua a través de membranas semipermeables. Después del tratamiento, las aguas residuales pueden reutilizarse o eliminarse de manera segura. Las membranas de ósmosis inversa son relativamente caras y para protegerlas, se utiliza una filtración fina para evitar obstrucciones y daños físicos en la superficie y las capas de la membrana y para reducir la formación de biofilm. Se utiliza como etapa de pulido final después del tratamiento terciario, generalmente para su reutilización industrial. |
Plantas de Tratamiento de Desmineralización |
| La desmineralización, a veces llamada desionización, es un proceso físico para eliminar sales minerales mediante el intercambio iónico. El agua tratada con desmineralización es reutilizada en una variedad de industrias, como química / farmacéutica, centrales eléctricas, automotriz, textiles, y petróleo y gas. Este proceso utiliza 2 resinas de intercambio iónico: anión: libera iones hidroxilos, generalmente cargados negativamente y catión: libera iones de hidrógeno, generalmente cargados positivamente. Hay dos métodos de desmineralización: 1. Dos lechos: este método utiliza 2 recipientes, uno con una resina catiónica y otro con una resina aniónica. El agua fluye primero a través del intercambiador de cationes, donde los cationes son reemplazados con iones de hidrógeno. El agua luego fluye a través del intercambio aniónico y los aniones son reemplazados con iones hidroxilos. 2. Lecho mixto: las resinas catiónicas y aniónicas se combinan en un recipiente a presión. Aunque este método es más eficiente que el anterior, el proceso es más complejo y se utiliza cuando se requiere un nivel más alto de purificación. El método de lecho mixto también se utiliza como etapa de pulido posterior al método de los dos lechos. |
Casos de Uso de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Industriales Innovadoras e Inteligentes |
| Las plantas de tratamiento de aguas residuales tratan el agua de una amplia variedad de fuentes: de uso doméstico, de actividades comerciales y aplicaciones industriales. Estos son algunos ejemplos de cómo se implementaron las soluciones de filtración de Amiad para aguas residuales: |
| Tratamiento de Aguas Residuales Terciarias en Contenedores, Irlanda El sistema existente debía realizar grandes esfuerzos para hacer frente a la carga de la planta de tratamiento de aguas residuales y, en particular, el valor de TSS del efluente final (Sólidos Suspendidos Totales) estaba muy cercano al límite de descarga del sitio (30 mg/l de TSS). El grupo buscaba una actualización rentable de la planta de tratamiento de aguas residuales que garantizara el cumplimiento continuo de las normas de descarga del sitio. El sitio existente tenía espacio limitado para un sistema nuevo y necesitaba una solución que fuera rentable y pudiera adecuarse al área disponible, y que, además, mantuviera la producción durante todo el proyecto. |
| Reciclaje de Aguas Residuales de Granjas Lecheras para Riego, EE. UU. Las granjas lecheras utilizan agua dulce diariamente para sus operaciones normales, como el lavado de las vacas, el proceso de producción de leche y para el suministro de agua potable para las vacas. Estas tareas producen aguas residuales, principalmente del lavado de las vacas y del proceso de ordeñe y esta agua es recogida en estanques. Para utilizar el agua del estanque para el riego, se requería una solución de filtración para el tratamiento de las aguas residuales, con la capacidad de manejar altas cargas de sólidos suspendidos, así como también las cargas orgánicas suspendidas del estanque. |
| Planta de Tratamiento Terciario de Agua montada sobre Patines, Australia Logan Water Alliance de Australia necesitaba una planta compacta de tratamiento terciario de agua que pudiera reducir los sólidos suspendidos totales y la turbidez. La solución instalada fue un sistema de 2 etapas que incluyó filtración de mallas y multimedia. |
| Filtración de Aguas Residuales en un Sistema de Almacenamiento de Energía Térmica en Acuífero (ATES) Este proyecto utiliza aguas residuales municipales como fuente de calefacción para el agua subterránea. La energía de las aguas residuales se transfiere a través de intercambiadores de calor al edificio ATES, y se requería una filtración confiable para proteger dichos intercambiadores. La solución funciona con muy baja presión, cumpliendo con el principio de utilizar la menor cantidad de energía posible. |
Soluciones Rentables: tratamiento primario, secundario y terciario de aguas residuales |
| La operación de plantas de tratamiento de aguas residuales es costosa, y el proceso de aireación normalmente es el que utiliza la mayor cantidad de energía de todos los procesos. Este sería el mejor proceso para analizar y optimizar con el fin de lograr ahorros. |
| Sopladores Los sopladores tienen una vida útil de aproximadamente 20 años, incluso aunque se les realicen los mantenimientos necesarios de forma adecuada. Esta tecnología ha mejorado mucho en los últimos años y los turbosopladores de alta eficiencia tienen la capacidad de adaptarse a la cantidad de oxígeno disuelto necesaria. También tienen un rango de operación más amplio que las unidades instaladas hace décadas. Una solución alternativa es utilizar un variador de frecuencia (VFD) para hacer que las unidades centrífugas más antiguas sean más eficientes. |
| Configuración de la cuenca Aquí también ha habido mejoras en forma reciente. Los difusores de aireación de burbujas finas aumentan la eficiencia de transferencia de oxígeno, lo que resulta en una disminución de la demanda de aireación que lleva a una reducción en el consumo de energía eléctrica. |
| Recuperación de energía Los digestores anaeróbicos en las plantas de tratamiento de aguas residuales producen biogás metano que se puede utilizar para generar electricidad y calor. El biogás de metano también es creado por los digestores en el proceso de estabilización de lodos que se pueden quemar en motores para la producción de energía eléctrica. En lugar de estar conectados a motores eléctricos, los motores de pistón se pueden vincular a sopladores de aireación, con el biogás suministrando la energía requerida, ahorrándose de esta forma energía eléctrica. Mediante el uso de generadores de vapor con recuperación de calor (HRSG), el escape de combustión del biogás a alta temperatura hace hervir el agua y el vapor resultante es utilizado para operar los sopladores. Este método se puede utilizar en lugar de motores eléctricos, ahorrando energía y costos. |
| Reducir el uso de productos químicos Los productos químicos son costosos y pueden ser peligrosos. Mediante el uso de sistemas de desinfección UV, en lugar de productos químicos, se pueden reducir los costos. Además, la cloración es el método más utilizado para tratar las aguas residuales, ya que es muy eficaz para eliminar bacterias y virus. Sin embargo, el uso de cloro da como resultado la formación de trihalometanos (THMs), como consecuencia de una reacción entre el cloro y la materia orgánica natural existente en el agua. Los THMs constituyen peligros ambientales y algunos han sido etiquetados como cancerígenos. El tratamiento por decloración (el proceso de eliminar el cloro residual de las aguas residuales desinfectadas antes de su descarga en el medio ambiente) es esencial para proteger la vida acuática y asegurarse de que las aguas residuales sean seguras para su reutilización. |
| Actualizar la iluminación Una solución sencilla es reemplazar las lámparas fluorescentes más antiguas que consumen energía (T-12) por lámparas más nuevas y eficientes (T-8). |
| Aprovechar la gravedad La gravedad es gratuita y juega un papel importante en la forma en que se transporta el flujo en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Al realizar mejoras en el proceso, verifique si la gravedad está siendo maximizada. |
| Automatizar operaciones (IoT) Los sistemas de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) automatizan las operaciones de la planta de tratamiento de aguas residuales y permiten a los operadores monitorear el equipo de forma remota, lo que les habilita más tiempo para realizar otras tareas. Los datos sobre equipos y procesos se pueden analizar para determinar cuándo se puede reducir el uso de energía. Además, el control inteligente (IoT) se está volviendo cada vez más popular para optimizar el rendimiento de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales. |
Tecnologías Exclusivas de Amiad para Filtración en el Tratamiento de Aguas Residuales |
| Contando con una gama completa de tecnologías de filtración de agua, Amiad ofrece soluciones para el tratamiento eficiente de las aguas residuales. |
| Tecnología de Succión-Escaneo de Mallas Combina un lavado focalizado con la automatización del escáner de succión para proporcionar autolimpieza de una malla de acero inoxidable de varias capas garantizando una filtración de alta eficiencia. |
| Tecnología de Discos Spin KlinTM Los discos de plástico ranurados proporcionan un gran volumen de filtración para la retención de materia orgánica produciendo filtración profunda con alta capacidad de retención de partículas contaminantes. |
| Tecnología de Media Disponible en una amplia gama de tipos de filtros con variedad de media filtrante: arena, vidrio, carbón activo, antracita, basalto, etc. y con diversos materiales de construcción de tanques, que cumplen con los estándares internacionales de agua potable. |
| Tecnología de Microfibras Las microfibras finas enrolladas en capas alrededor de plásticos ranurados forman los casetes de hilo, proporcionando filtración con un grado fino y con un sistema de autolimpieza eficiente. Esta tecnología recibió la aprobación para su uso bajo los Criterios de Reciclaje de Agua de California, también conocidos como Título 22. |
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| Seleccionar el sistema de filtración de aguas residuales adecuado puede ser un desafío. A continuación se presentan algunos de los factores a tener en cuenta que pueden ayudar a comprender los conceptos básicos, aunque es fundamental realizar una consulta con los profesionales correspondientes. |
| Diagnóstico: Fuente y calidad del agua: otro factor importante para elegir la solución correcta es conocer la fuente de agua. ¿El agua contiene cloruros o aceites y grasas? ¿Cuál es el pH del agua? ¿Estamos tratando con agua calentada a altas temperaturas? Todo esto determinará qué material de construcción se utilizará para su sistema de filtración y qué tan simple o complejo deberá ser. Tipo / Carga de contaminantes: Esto tiene un efecto directo en la elección del filtro. ¿Necesitamos eliminar materiales orgánicos, minerales, tal vez fibras de papel? Diferentes tipos de contaminantes requieren diferentes soluciones de filtración. Distribución del tamaño de partícula (PSD): comprender la distribución del tamaño de las partículas en el agua también afectará el tipo de solución que necesitará. En algunos casos, una solución con una filtración más gruesa dará resultados suficientes sin necesidad de acudir a una filtración mucho más fina. |
| Tecnología: Cada tecnología tiene ventajas y desventajas, dependiendo de la aplicación, la fuente de agua y de cuáles contaminantes estén contenidos en las aguas residuales. |
Preguntas frecuentes¿Cuáles son los diferentes tipos de plantas de tratamiento de aguas residuales? El agua se trata en una de las siguientes plantas de tratamiento de aguas residuales, y la que se utilice estará determinada por la fuente de agua y el nivel de tratamiento necesario.
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| ¿Cuáles son los normas de cumplimiento que rigen el tratamiento de aguas residuales?
Las políticas y regulaciones con respecto a las aguas residuales difieren significativamente en todo el mundo. La Directiva de Agua Potable de la UE y la Ley de Agua Limpia en los Estados Unidos son solo 2 ejemplos. |
| ¿Cuáles son algunos de los usos de las aguas residuales tratadas?
Las aguas residuales que han sido tratadas adecuadamente se pueden utilizar para el riego agrícola / paisajístico y para fines industriales, como el agua de reposición de una torre de enfriamiento e incluso para la producción de agua potable (aplicando regulaciones estrictas). |
Nuestros expertos en filtración estarán encantados de ayudarle a seleccionar el mejor sistema de filtración para sus necesidades de filtración de aguas residuales.
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