Sistemas de Depuración Tecnológica o Dura
La depuración tecnológica, o dura, se realiza mediante mecanismos en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) (Fig.14). Estas estaciones utilizan procesos físico-químicos y biológicos, combinados o aislados, para transformar o concentrar los contaminantes del agua residual. El objetivo es minimizar las alteraciones del agua antes de devolverla al receptor.
Estos sistemas requieren una inversión considerable en instalaciones, equipos y energía, lo que dificulta su implementación en áreas con recursos económicos y sociales limitados. Su ventaja frente a los sistemas de depuración blanda radica en la rapidez y el volumen de depuración.
Las instalaciones y equipos de las EDAR varían según la naturaleza del agua residual (doméstica, agrícola o industrial) y el volumen a depurar (m3/día).
En una EDAR convencional, se distinguen:
a) Línea de agua: Recorrido del agua residual a través de los distintos tratamientos, desde su entrada hasta su vertido final (color azul en la figura).
b) Línea de fangos, lodos o biosólidos: Concentración de los contaminantes del agua residual, con un recorrido y tratamientos específicos (color marrón en la figura).
c) Línea de gas: Proceso aplicado al biogás generado en el tratamiento de lodos o fangos (color rojo en la figura).
Línea de Agua
La línea de agua comprende los siguientes tratamientos:
1. Pretratamiento
El pretratamiento separa los sólidos en suspensión o flotantes de gran tamaño y densidad (trapos, palos, hojas, plásticos, arenas, piedras y grasas) que podrían afectar las conducciones, bombas u otras fases del tratamiento. Los procesos incluyen:
- Desbaste o retención: Rejas gruesas o finas retienen los materiales voluminosos, que luego se transportan a vertederos o incineradoras.
- Desarenado: Cámaras con velocidades controladas permiten el depósito de arenas en el fondo para su posterior extracción. Se inyecta aire para evitar malos olores.
- Desengrasado: Se eliminan grasas, aceites y materiales flotantes mediante control de velocidad del agua y aireación. Las grasas suben a la superficie y se recogen con dispositivos específicos. El desarenado y desengrasado suelen realizarse conjuntamente.
2. Tratamiento Primario
Separa sólidos en suspensión y material flotante no retenidos en el pretratamiento. Incluye:
- Decantación: Tanques circulares o rectangulares con mecanismos de arrastre extraen grasas y fangos.
- Floculación: Productos químicos (iones, sales metálicas) aglomeran los sólidos en suspensión para facilitar su sedimentación.
- Neutralización: Ajuste del pH para los tratamientos posteriores.
3. Tratamiento Secundario
Procesos biológicos y decantación secundaria para eliminar la materia orgánica. Se destacan:
- Fangos o lodos activos: En depósitos aireados (condiciones aerobias), bacterias degradan la materia orgánica por oxidación. El oxígeno se aporta mediante turbinas o difusores. Los microorganismos y la materia orgánica residual forman lodos que se eliminan por decantación secundaria. Se controlan el O2, la temperatura, el pH y las sustancias tóxicas.
- Lechos o filtros bacterianos: Depósitos con material inerte poroso (piedras, fragmentos sintéticos) donde se adhieren microorganismos descomponedores (biopelícula). El agua residual se rocía sobre el filtro, y los microorganismos degradan la materia orgánica en condiciones anaerobias (aireación natural a través de los poros). El agua depurada se recoge en la parte inferior.
4. Tratamiento Terciario
Métodos avanzados para extraer materia orgánica residual o reducir nutrientes (N, P y sus compuestos). Son costosos y se aplican para la reutilización del agua.
5. Desinfección
Elimina bacterias y virus patógenos. Se utilizan la cloración (gas), ozonización y lámparas ultravioleta.
Línea de Fangos o Biosólidos
La concentración de contaminantes del agua residual genera fangos o lodos, cuyo tratamiento se realiza en la línea de fangos (Fig. 15 y 16):
1. Espesamiento de fangos
Reduce el volumen de los fangos eliminando agua para facilitar su manejo y los tratamientos posteriores. Se utilizan espesadores basados en gravedad o flotación.
2. Estabilización de fangos
Elimina la materia orgánica mediante procesos aerobios (oxidación con aporte de oxígeno) o anaerobios.