Procesos en una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR)

Pretratamiento:
  • Rejas de desbaste: Separación de sólidos grandes. Pueden ser gruesas (> 6 mm), finas (1.5-6 mm) y microtamices (< 1 mm).
  • Desarenado: Eliminación de arena para prevenir la abrasión de los equipos mecánicos. Pueden ser de tipo convencional o aireado, con flujo horizontal o vertical.
  • Flotación: Separación de materia flotante como grasas y aceites, especialmente cuando las partículas son muy finas para sedimentar. Se inyecta aire para crear burbujas que llevan los sólidos a la superficie.
  • Homogeneización: Igualación del caudal de entrada, pH y nutrientes orgánicos en un tanque para asegurar un funcionamiento normal de la planta.
Tratamiento primario fisicoquímico:
  • Sedimentación o decantación: Se permite que el agua repose en un tanque durante aproximadamente 2 horas para que los sólidos sedimenten. Puede mejorarse con la adición de coagulantes y floculantes.
Tratamiento secundario biológico: Degradación aeróbica de la materia orgánica por microorganismos. Los sistemas más comunes incluyen:
  • Fangos activados: Utiliza un tanque de aireación y un decantador secundario.
  • Filtros percoladores: Se forma una biopelícula en un material de soporte donde los microorganismos tratan la DBO.
  • Biodiscos: Alternan ciclos con presencia de oxígeno y anaerobios para eliminar DBO y Nitrógeno.
  • Lagunas: Requieren grandes extensiones de terreno y pueden combinar zonas aeróbicas y anaeróbicas.
Tratamiento terciario fisicoquímico y/o biológico: Etapa necesaria si el agua va a ser reutilizada. Los procesos comunes incluyen:
  • Reducción de DBO por coagación con Al(OH)3.
  • Filtración por carbón activado.
  • Tratamiento con membranas para eliminar sales o materia en suspensión: osmosis inversa, electrodiálisis inversa, microfiltración, ultrafiltración o combinaciones.
Tratamiento de lodos:
  • Digestión anaeróbica: Descomposición de la materia orgánica en CO2 y CH4.
  • Deshidratación: Eliminación del exceso de agua para reducir el volumen de biosólidos.
  • Compostaje sólido.
Procesos avanzados (para aguas residuales industriales específicas):
  • Tratamiento de VOCs.
  • Procesos de oxidación avanzada (PAOs).
  • Procesos fotocatalíticos.
  • Plasmas fríos.

Procesos en una Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP)

Pretratamiento:
  • Desbaste: Utilización de rejillas de desbaste (barras inclinadas de 25 mm de diámetro y 100 mm de espaciamiento) para evitar la entrada de materiales grandes. La velocidad del agua se limita a 0.5 m/s si la limpieza es manual o mecánica.
  • Colocación posterior de rejillas finas: Mallas con un tamaño de poro de 6 mm de diámetro.
  • En aguas poco contaminadas, se pueden utilizar micro-tamices de 20-40 micras como proceso principal de tratamiento.
  • Pretratamiento químico:
    • Percloración: Inyección de cloro (5 mg/L) en aguas de baja turbidez y alto contenido de coliformes para desinfectar, precipitar hierro y manganeso, y eliminar olores.
    • Carbón activado: Adición de carbón activo (3-20 mg/L) como adsorbente para eliminar algas fotosintéticas, mejorar el color y olor, y eliminar compuestos orgánicos.
Canales de desarenado: Eliminación de arena para prevenir la abrasión de los equipos mecánicos y reducir la formación de sólidos pesados. Pueden ser convencionales o aireados, de flujo horizontal o vertical.
Coagulación-Floculación: Uso de agentes químicos (sales de aluminio y hierro) para promover la agregación de partículas coloidales muy pequeñas (10-7 mm – 0.1 mm) que no sedimentan fácilmente. La floculación es la aglomeración de estas partículas desestabilizadas en flóculos más grandes.
Decantación: Separación por gravedad de los flóculos formados en la etapa anterior.
Filtración: Retención de las partículas que no se sedimentaron. Puede ser:
  • Filtración lenta: Velocidad de 0.1 – 0.2 m/h, tamaño de grano de arena de 0.2 mm, también proporciona tratamiento biológico.
  • Filtración rápida: Velocidad de 5 – 20 m/s, tamaño de grano de arena de 0.8 a 2.5 mm, principalmente física, poca acción biológica.
  • Filtro de carbón activado: Utiliza carbón activado (3-20 mg/L) para mejorar color y olor, y retener pesticidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de desinfección, toxinas, etc.
Desinfección: Eliminación o inactivación de microorganismos patógenos. Los desinfectantes más comunes son:
  • Cloro (Cl).
  • Dióxido de cloro (ClO2).
  • Cloraminas.
  • Radiación UV.
  • Ozono (O3).
Almacenamiento, ecualización y neutralización: Tanques para almacenar agua tratada como medida de seguridad y para equilibrar los flujos que entran a la planta. También ayudan en la sedimentación de residuos pesados. El periodo máximo de almacenamiento debe ser de 7-10 días.
Tratamiento con membranas (tratamientos más innovadores para mejorar la calidad del agua):
  • Osmosis inversa.
  • Electrodiálisis.
Es importante notar que no todas las plantas de tratamiento implementan todos estos procesos, y el orden y la especificidad de cada etapa pueden variar dependiendo de la calidad del agua de origen y los estándares de calidad del agua tratada requeridos.