La A a la Z de las etapas de tratamiento de aguas residuales industriales

El uso del agua para fines industriales, comerciales y domésticos agrega contaminantes indeseables a nuestros cuerpos de agua que alteran las propiedades físicas y químicas del agua, haciéndola inadecuada para su uso y peligrosa desde una perspectiva ambiental. Por lo tanto, las aguas residuales deben someterse a una serie de procesos de tratamiento para mejorar la calidad del agua y, por lo tanto, cumplir con los estándares ambientales, de salud y seguridad.

El tratamiento de las aguas residuales suele darse en tres etapas: primaria, secundaria y terciaria. Existen una serie de parámetros físicos, químicos y biológicos como color, olor, turbidez, pH, DQO, DBO, contenido de nitrógeno, TDS y contenido de patógenos que rigen la reutilización y tratabilidad de las aguas residuales. Cada etapa de tratamiento asegura que los parámetros de las aguas residuales estén más cerca de cumplirse.

1. Tratamiento primario de aguas residuales

El tratamiento inicial de los efluentes industriales ocurre durante el tratamiento primario donde los sólidos suspendidos como plástico, madera, grasa, etc. se eliminan físicamente. Cualquier tipo de material coloidal presente en el agua se somete a un tratamiento químico, utilizando floculantes y coagulantes que se floculan junto con el material coloidal contaminante y hacen que se deposite en el fondo del tanque de tratamiento. Es en esta etapa que el pH del efluente se neutraliza usando un ácido o álcali antes de que las aguas residuales se envíen al tratamiento secundario de aguas residuales. Este es un paso necesario para promover el crecimiento microbiano en la etapa de tratamiento secundario de aguas residuales. Los microbios prefieren un entorno de pH casi neutro para alimentarse, prosperar y reproducirse.

2. Tratamiento secundario de aguas residuales

El tratamiento primario de aguas residuales es seguido por el tratamiento secundario de aguas residuales, que es el corazón del proceso de tratamiento de aguas residuales. El tratamiento secundario también se conoce como proceso de tratamiento biológico en el que el efluente tratado primario se trata aún más utilizando agentes biológicos que provocan la oxidación del carbono y la eliminación de otros nutrientes. El tratamiento secundario de las aguas residuales se realiza mediante agentes biológicos como enzimas o microorganismos.

A. Tratamiento secundario de aguas residuales mediado por Enzimas

Las enzimas son moléculas proteicas biológicas no vivas que catalizan una reacción bioquímica. En los procesos de tratamiento secundario de aguas residuales mediados por enzimas, las enzimas tratan el agua a través de una reacción enzima-sustrato, donde la enzima se une a un sitio del sustrato y provoca la degradación del sustrato. La desventaja es que el uso de enzimas se convierte en un asunto costoso considerando los requisitos continuos en gran volumen. Debido a la especificidad de sustrato de las enzimas, los contaminantes orgánicos adicionales no pueden degradarse. También siguen siendo muy sensibles a cualquier fluctuación en el entorno que fácilmente puede dejarlos inactivos y, por lo tanto, con la necesidad de ser reemplazados. También necesitan infraestructura específica para ser empleados en una instalación de tratamiento.

B. Tratamiento secundario de aguas residuales mediado por microbios

La degradación microbiana de las aguas residuales es el método más versátil, eficaz y sencillo para el tratamiento secundario de las aguas residuales . El tratamiento microbiano de los efluentes puede degradar fácilmente la mayoría de los contaminantes orgánicos que se encuentran comúnmente en las aguas residuales. Los microbios utilizan estos contaminantes orgánicos como fuente de alimento para descomponer los compuestos orgánicos tóxicos de alto peso molecular en agua, dióxido de carbono, biomasa y otros subproductos más pequeños y no tóxicos. La capacidad de los microbios para sobrevivir, adaptarse, multiplicarse y degradar de manera no específica cualquier contaminante orgánico lo convierte en la solución más rentable y eficiente para el tratamiento secundario de aguas residuales. Es aconsejable utilizar un producto microbiano que consista en un consorcio de microbios altamente tenaces y seleccionados científicamente que puedan atacar una amplia variedad de compuestos orgánicos simples y recalcitrantes para obtener mejores resultados durante el tratamiento secundario de aguas residuales.

2.1. Modos de Tratamiento Secundario de Aguas Residuales

El proceso de tratamiento secundario se puede clasificar principalmente en tratamiento aeróbico y anaeróbico, dependiendo de si los microbios en el sistema de tratamiento requieren la presencia de oxígeno para sobrevivir y tratar el agua que ingresa al sistema.

2.1. Tratamiento aeróbico:

En el tratamiento aeróbico, la degradación microbiana del efluente tiene lugar en presencia de aire/oxígeno, que se suministra mecánicamente mediante aireadores. El consumo de energía para operar continuamente los aireadores y monitorear los parámetros del tanque secundario hace que sea más costoso que el tratamiento anaeróbico. Pero la degradación rápida y eficiente de los contaminantes en condiciones aeróbicas le da una ventaja sobre el tratamiento anaeróbico. Una degradación más rápida de los contaminantes asegura un tiempo de retención menor para los efluentes, lo que a su vez reduce la necesidad de un gran espacio de tierra. La tecnología aeróbica es empleada por varias tecnologías tales como:

Tratamiento de lodos activados : es la tecnología más utilizada en el tratamiento secundario de aguas residuales. En este proceso, los microorganismos y los sólidos se suspenden en el tanque utilizando grandes aireadores y agitadores. Los microbios interactúan con los contaminantes orgánicos y los degradan. Los sólidos y los microbios se juntan para formar flóculos como sólidos suspendidos en licor mixto (MLSS). Después de lograr el tratamiento de efluentes deseado, el licor mezclado se descarga en el clarificador secundario donde el lodo se deposita en el fondo y el sobrenadante se somete a un tratamiento terciario. Una parte del lodo se recicla de nuevo a la unidad de tratamiento secundario y sirve como semilla para el tratamiento posterior de las aguas residuales entrantes. Los microbios de este lodo ya están preaclimatados a la carga orgánica del agua, lo que hace que el proceso de degradación sea más rápido y eficiente.

Reactores de biopelícula de lecho móvil (MBBR) : Los MBBR también son un tipo de proceso de lodos activados, pero los microbios se adhieren a la superficie del soporte de polietileno como una biopelícula. Estos portadores inertes pueden moverse fácilmente dentro del tanque de aireación, lo que proporciona un fácil acceso para la interacción microbiana y de desechos debido a su área de superficie más grande. Su movimiento facilita una mayor tasa de degradación.

Reactores discontinuos secuenciales (SBR) : funcionan en el llenado y extracción del sistema de lodos activados a intervalos específicos durante el proceso de tratamiento. Después del tratamiento, se detiene la aireación y la agitación y se permite la sedimentación del lodo. A continuación, el sobrenadante tratado se extrae de la salida. En este proceso para el tratamiento secundario de aguas residuales, la ecualización, la aireación y la clarificación se pueden lograr en un solo sistema.

Biorreactores de membrana: La combinación de tratamiento biológico de aguas residuales como lodos activados junto con procesos de membrana como microfiltración (MF) o ultrafiltración (UF) se puede lograr con biorreactores de membrana. La unidad de filtración se coloca dentro del reactor biológico y el efluente se extrae a través de la unidad de filtración manteniendo la biomasa microbiana dentro del reactor.

2.1.2. Tratamiento anaeróbico-

El tratamiento microbiano del efluente en ausencia de aire/oxígeno se conoce como tratamiento anaeróbico. Esta degradación es llevada a cabo por microorganismos anaerobios. Es un método rentable para el tratamiento secundario de aguas residuales, ya que no requiere un alto consumo de energía. Aunque la entrada de energía para sistemas como agitadores y monitoreo de datos en tiempo real es mínima, el requisito de espacio para tratar un gran volumen de efluentes con tiempos de retención más altos es mucho mayor en comparación con sus contrapartes aeróbicas. Las tecnologías utilizadas en el tratamiento anaeróbico incluyen:

Lagunas anaeróbicas : las cuencas de tierra hechas por el hombre, como los estanques que brindan condiciones anaeróbicas para el tratamiento de efluentes, se denominan lagunas anaeróbicas. Los efluentes se mantienen en lagunas y se les agregan microbios anaerobios potenciales para la degradación de contaminantes. Esta tecnología requiere un mayor tiempo de retención en comparación con cualquier otro sistema anaeróbico.

Reactores de manto de lodo anaeróbico (ASB): en este proceso, el afluente pasa a través de un manto de flóculos o lodo granular en condiciones anaeróbicas. El flujo de efluente puede ser ascendente o descendente. El reactor de manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente (UASB) es la tecnología ASB más utilizada.

Reactores de filtro anaeróbico. En este proceso, se permite que el efluente pase a través de filtros anaeróbicos con biopelículas retenidas en su superficie. El filtro contiene un vehículo inerte que puede ser de origen sintético o natural. Los filtros pueden funcionar con flujo ascendente o descendente.

Eliminación de nitrógeno por nitrificación y desnitrificación: este método de tratamiento secundario de aguas residuales utiliza una combinación de tratamiento aeróbico seguido de un tratamiento anaeróbico para la eliminación de nutrientes como el nitrógeno. El nitrógeno suele estar presente en el agua en forma de amoníaco en pH alcalino, ión amonio en pH ácido y nitrógeno amoniacal en pH neutro. El proceso de eliminación de nitrógeno es un proceso de dos pasos llamado nitrificación y desnitrificación.

Tratamiento Terciario de Aguas Residuales

El tratamiento terciario de aguas residuales es el proceso de tratamiento final que utiliza una combinación de procesos físicos y químicos para eliminar patógenos microbianos dañinos y formas de vida superiores de las aguas residuales. Puede implicar un método físico de separación, como la filtración, seguida de un tratamiento adicional de desinfección física/química. También se pueden emplear adicionalmente otros métodos. A veces, debido a la falta de recursos, esta parte del tratamiento se omite por completo. Esto hace que sea aún más importante que el tratamiento secundario de las aguas residuales sea lo más eficiente posible.

Organica Biotech es una empresa de biotecnología ambiental que ha sido pionera en la industria del tratamiento de aguas residuales durante más de veinte años. Organica Biotech ha ayudado a industrias de todo el espectro a mejorar sus procesos de tratamiento de aguas residuales al proporcionar soluciones de tratamiento secundario de vanguardia que están hechas a medida para optimizar la capacidad de tratamiento de los efluentes a un costo asequible. Organica Biotech tiene una variedad de soluciones de tratamiento de aguas residuales que se adaptan a los diferentes tipos de aguas residuales, así como a los procesos de tratamiento de aguas residuales industriales. Visite nuestro sitio web https://organicabiotech.com/wastewater-treatment/ para saber más sobre nosotros.