Las aguas residuales se conocen más comúnmente como aguas residuales. El tratamiento de aguas residuales es una parte vital para garantizar que vivamos en un ambiente agradable y saludable. Las aguas residuales suelen contener patógenos y, normalmente, materia orgánica que permite que los patógenos se multipliquen y absorban oxígeno del agua. También contiene nutrientes , que en el contexto adecuado son buenos, pero que en un cuerpo de agua natural pueden resultar muy perjudiciales, en un proceso conocido como eutrofización .
Contenido
Tratamiento y tecnología de aguas residuales.
Queremos aguas donde se pueda pescar y nadar. Otra aplicación es evitar el uso despiadado del agua subterránea siempre que sea posible para que nuestra reserva sea sostenible. Las tecnologías apropiadas para el tratamiento de aguas residuales pueden ser capaces de reducir el impacto de las aguas residuales sobre la salud y el medio ambiente. Esto puede incluir cualquiera de los siguientes:
- Reducir la cantidad de agua que utiliza la gente, lo que reduciría la cantidad de residuos,
- Tratar las aguas residuales anaeróbicamente con un digestor de biogás , que extraería energía de los residuos y reduciría el volumen.
- Tratar las aguas residuales en un sistema de planta de tratamiento de aguas residuales con filtro no eléctrico , o
- Eliminación de nutrientes , para nitrógeno y fósforo.
Comentarios:
- Con nuestros niveles de vida avanzados, la necesidad de agua per cápita seguramente aumentará. Necesitamos conocer la reutilización inteligente de los mismos.
- El tratamiento anaeróbico necesita una gran inversión y la energía generada es menor.
- Se recomienda encarecidamente la eliminación de nutrientes.
Cómo se tratan las aguas residuales
Las aguas residuales son tratadas en Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales. Hay dos tipos principales de plantas de tratamiento de aguas residuales, las biológicas y las físicas/químicas.
Las plantas biológicas se utilizan principalmente para tratar aguas residuales domésticas e industriales combinadas de los municipios. Las plantas biológicas utilizan microorganismos para tratar las aguas residuales, casi el mismo proceso que ocurre de forma natural. Sin embargo, en las plantas de tratamiento biológico, las aguas residuales se tratan en condiciones controladas. Esto es para garantizar que el agua esté completamente limpia antes de devolverla al medio ambiente.
La mayoría de las veces se utilizan plantas físico-químicas para tratar aguas residuales industriales. Esto se debe a que normalmente contienen contaminantes químicos que podrían matar los microorganismos en las plantas de tratamiento biológico. El proceso físico de la planta generalmente trata los contaminantes suspendidos , en lugar de los contaminantes disueltos, mediante el proceso de adsorción , típicamente con carbón activado .
Plantas de tratamiento de aguas residuales
Una planta de tratamiento de aguas residuales típica tiene una secuencia de procesos unitarios individuales. El proceso unitario tiene una salida o efluente y una entrada o afluente. Con el proceso unitario, el efluente de uno se convierte en el influente de otro.
La primera etapa es un proceso físico que elimina los contaminantes fácilmente eliminables . Los contaminantes sobrantes se tratan luego con un proceso biológico o químico más avanzado. Los procesos biológicos y químicos harán entonces una de las siguientes cosas: 1) convertir impurezas disueltas o coloidales en forma sólida o gaseosa, de modo que puedan eliminarse físicamente fácilmente, 2) convertirlas en materiales disueltos que permanecen en el agua, pero no se consideran tan malos como los contaminantes que comenzaron al principio. Los sólidos, más comúnmente conocidos como lodos o residuales, formados en el proceso anterior también deben ser tratados para su eliminación.
Una Planta de Tratamiento Municipal típica tendrá un proceso de tres pasos.
Admisión: bombas y cribado.
El flujo de aguas residuales normalmente fluirá hacia las plantas de tratamiento por gravedad. Esto significa que las tuberías de aguas residuales bajarán aproximadamente 1 metro cada ??? metro de recorrido. Esta pendiente debe ser suficiente para garantizar que el caudal sea lo suficientemente rápido como para garantizar que los sólidos no se sedimenten en la tubería, provocando ennegrecimientos. Cuando la tubería llega a la planta de tratamiento, normalmente estará muy abajo y tendrá que ser bombeada a la superficie utilizando bombas de aguas residuales especializadas diseñadas para hacer frente a los sólidos en el flujo de aguas residuales sin obstruirse.
El tratamiento preliminar elimina los sólidos más grandes, que podrían obstruir o dañar el equipo. El equipo generalmente es similar a lo siguiente: trituradoras (trituradoras), cribas de barras o canales de arena. Los trituradores cortan cosas como trapos y basura. Mientras que las pantallas de barra atrapan los objetos más grandes, los que se pueden sacar de la pantalla. Los canales de arena ayudan a que los materiales más pesados se sedimenten, esto es para evitar un desgaste intenso del equipo utilizado más adelante en el proceso. Los canales de arena también ayudan a eliminar las partículas de comida más grandes que quedan.
Tanque de sedimentación
La siguiente parte son las cuencas de sedimentación primaria . Aquí el agua fluye lentamente durante varias horas para que la materia sólida pueda sedimentarse. Los principales estanques de sedimentación son circulares o rectangulares. Cualquier tipo de balsa de decantación debe tener algún tipo de rascador en el fondo, para que pueda recoger los lodos decantados y dirigirlos a un foso desde donde se puedan bombear para recibir un mayor tratamiento. La cuenca también necesita skimmers en la superficie, para recoger el material que flota hacia la superficie.
Tratamiento secundario
La siguiente parte de este proceso se llama tratamiento secundario . El tratamiento secundario suele ser un proceso biológico, que intenta eliminar la materia orgánica restante disuelta o coloidal. El proceso es la biodegradación , que tiene lugar en un lugar donde se puede suministrar abundante aire a los microorganismos. Esto promueve la formación de productos oxidados menos ofensivos. El diseño y la capacidad de esta unidad de tratamiento se establecen de manera que se eliminen suficientes impurezas para evitar una demanda significativa de oxígeno en el agua receptora después de la descarga. Hay dos tipos principales de tratamiento biológico. Estos dos tipos son: crecimiento adherido y crecimiento suspendido.
Filtro de crecimiento o goteo adjunto
Durante el proceso de crecimiento adherido, los microorganismos crecen en una superficie. El afluente del tanque de sedimentación se rocía sobre un sustrato rocoso adecuado. Se requiere oxígeno para establecer una población bacteriana aeróbica. Los diseños más nuevos suelen utilizar para ello maquinaria accionada eléctricamente. Los diseños más antiguos y aquellos diseñados para ser independientes de la electricidad utilizan alimentación por gravedad y corrientes de aire naturales. Con el tiempo, crece una capa de bacterias aeróbicas sobre el sustrato. A medida que el agua fluye sobre este, los microorganismos comen los contaminantes del agua residual, convirtiéndolos en agua, dióxido de carbono y otros óxidos.
Crecimiento suspendido o lodos activados
El proceso de crecimiento suspendido también se conoce como sistema de lodos activados. Este sistema consta de dos partes, un tanque de aireación y un tanque de sedimentación. El tanque de aireación tiene un "lodo", que se describe mejor como un cultivo microbiano mixto. Contiene principalmente bacterias, así como protozoos, hongos, algas, etc. Este lodo se mezcla y airea constantemente mediante burbujeadores de aire comprimido ubicados en el fondo o mediante aireadores mecánicos en la superficie. El agua residual a tratar ingresa al tanque y se mezcla con el cultivo, que utiliza los compuestos orgánicos para el crecimiento (produciendo más microorganismos) y para la respiración, lo que resulta principalmente en la formación de dióxido de carbono y agua.
Una vez que el lodo ha tenido el tiempo de aireación adecuado, se transporta al tanque de sedimentación. El lodo recolectado en el fondo luego se recicla al tanque de aireación para consumir más material orgánico. Se utiliza el término lodo activado porque cuando el lodo regresa al tanque de aireación, los microorganismos han estado en un ambiente sin alimento durante algún tiempo y están hambrientos o activados, ansiosos por comenzar a biodegradarse un poco más. desechos. Dado que la cantidad de microorganismos , o biomasa , aumenta como resultado de este proceso, algunos deben eliminarse periódicamente para su posterior tratamiento y eliminación, agregándolos a los sólidos producidos en el tratamiento primario.
Energía usada
El tratamiento de aguas residuales consume actualmente unos 15 GW o alrededor del 3% de la energía eléctrica producida en Estados Unidos. Sin embargo, las aguas residuales domésticas, industriales y animales contienen en conjunto alrededor de 17 GW de energía potencial. En la actualidad, esta energía aún no está explotada, pero podría extraerse mediante células de electrólisis microbiana (MEC) . [1]
Ver también
- Tratamiento primario de aguas residuales
- Tratamiento secundario de aguas residuales.
- Tratamiento terciario de aguas residuales
Referencias
- ^ Conversión de desechos en bioelectricidad y productos químicos mediante el uso de tecnologías electroquímicas microbianas por Bruce E.Logan, Korneel Rabaey
- Hoja informativa de la Universidad Estatal de Ohio sobre tratamiento de aguas residuales. [1]
- Siemens, una instalación de tratamiento de agua, página. [2]
- La página de Servicios Geológicos de EE. UU. [3]
- Plantas y sistemas de tratamiento de aguas residuales explicados.
- Tratamiento de aguas residuales
- Explicación del proceso y sistemas de tratamiento de aguas residuales.
- Aireación extendida
- Proceso de lodos activados explicado