El agua jabonosa puede tratarse mediante filtración, coagulación, floculación, desinfección, tratamiento químico, tratamiento con ozono y tratamiento con microorganismos. Para una solución doméstica sencilla, puede emplearse un filtro casero de capas con piedras, grava, arena y carbón vegetal, aunque el agua obtenida no es apta para beber.
En sistemas más completos, el tratamiento de agua jabonosa combina la remoción de sólidos, la floculación de contaminantes, la filtración a presión, la eliminación de materia orgánica y la desinfección. Un proceso fisicoquímico de clarificación que involucra diferentes operaciones de floculación, coagulación y filtrado por medio de tierras diatomáceas puede producir agua adecuada para riego, lavado, servicios sanitarios y, después de etapas adicionales de potabilización, agua que cumple las normas de calidad para poder emplearse para el consumo humano.
Qué es el agua jabonosa o agua gris
Las aguas grises o jabonosas vienen a ser las aguas que resultan después del lavado de ropa, artículos, aseo personal, etc. Donde solo se usan detergentes o jabones y tienen como característica especial una consistencia aceitosa o acuosa por la presencia de partículas de grasa; además de colores blanquecinos.
Las aguas grises son aguas que provienen únicamente de lavabos, fregaderos, lavaderos, regaderas y lavadoras. Normalmente, estas aguas no son tan peligrosas para la salud o el medio ambiente como las aguas negras (que son las que provienen de los escusados / WC / inodoros), pero sí contienen cantidades significativas de nutrientes (como fósforo), materia orgánica, grasas y pueden contener bacterias.
Las aguas jabonosas, como aquellas aguas residuales producidas por las personas al bañarse tienen como principal problema la separación de los compuestos orgánicos e inorgánicos solubles tales como jabones, detergentes y shampoo. La solubilidad de dichos compuestos hace que los tratamientos con filtros de arena sean altamente ineficientes.
Por qué es necesario filtrar el agua jabonosa
Si no reciben un tratamiento previo a su descarga o reutilización, pueden tener efectos nocivos como contaminación del medio ambiente (suelos y cuerpos de agua) y generan un mal olor, especialmente si se estancan. Sin embargo, con un sistema de tratamiento adecuado, las aguas jabonosas proporcionan nutrientes esenciales que las plantas aprovechan para crecer.
Estas aguas, muchas veces, son reutilizadas en el inodoro o para la limpieza del hogar, pero también pueden usarse en la agricultura urbana para el riego de los cultivos; sin embargo, antes deben filtrarse a través de un proceso sencillo para eliminar el exceso de grasas; pues estas impedirán que las raíces de las plantas puedan absorber el líquido elemento del suelo.
Al ser arrojados a lagos y ríos a través de las aguas residuales, estos químicos crean desequilibrios en el crecimiento de las plantas y algas del ecosistema acuático y aceleran el proceso de eutrofización. Este proceso impide la fotosíntesis a los vegetales acuáticos y provoca la disminución de oxígeno en el agua, y con ello, la muerte de la flora y faunas acuáticas.
Contaminantes presentes en el agua jabonosa
Los contaminantes de aguas residuales jabonosas varían del contenido de aguas de albercas y por supuesto de aguas negras. El grado de contaminación de agua es variable y depende del uso que este tenga, los contaminantes de aguas residuales jabonosas varían del contenido de aguas de albercas y por supuesto de aguas negras.
Las aguas jabonosas contienen jabones, detergentes, shampoo, grasas, materia orgánica, nutrientes, sedimentos y partículas suspendidas. También pueden contener bacterias y otros microorganismos, especialmente cuando el agua permanece almacenada durante un tiempo prolongado.
Los detergentes duros tienen una composición química a base de fosfatos, cloruros o antibacterianos, y generan efectos nocivos sobre la salud de las personas y del medio ambiente. Se trata de un producto que utilizamos en nuestro día a día y tiene una gran relevancia en la contaminación del agua.
La extensa variedad de detergentes que existen en el mercado utilizan compuestos como el cloro, los fosfatos o los antibacteriales para luchar contra la dureza del agua y eliminar la suciedad de la superficie de nuestras prendas. A esto se suma la muerte de la vida bacteriana acuática, que logra equilibrar la flora y fauna de los lagos, ríos y mares.
Cómo funciona un filtro casero para agua jabonosa
Este filtro está elaborado con un envase de plástico que contiene varios materiales distribuidos en capas ordenadas de acuerdo a su tamaño de partícula y van desde las más grandes en la parte inferior hasta las mas pequeñas o finas en la parte superior.
Este filtro simula la limpieza natural del agua que discurre por un río o corriente de agua, donde en cada tramo se va filtrando con los materiales que conforman el lecho del cauce.
El proceso de filtrado se produce al discurrir el agua jabonosa a través de las diferentes capas, desde las mas finas como el carbón y arena, hasta las mas gruesas como el canto rodado; Siendo en las capas finas donde se produce la retención de la grasa, pues el carbón vegetal, por su textura, impide el paso de estas partículas y las demás capas limpian el agua de las impurezas o partículas extrañas; resultando al final agua limpia libre de grasa y apta para el uso en la agricultura.
Materiales para construir el filtro
Los materiales utilizados pueden encontrarse en la ribera de los ríos, a lo largo de las acequias o canales de riego de los parques, o en locales de venta de materiales de construcción.
- Un recipiente de plástico de preferencia con tapa y de forma cuadrada o rectangular.
- Un metro de manguera delgada traslúcida de plástico.
- Medio kg de piedra chancada tipo ripio.
- Medio kg de piedra para pecera.
- Un kg de arena de construcción.
- Un metro de malla contra insectos sintética o tela tipo gasa, cortada de acuerdo al diámetro del recipiente.
- Un cuarto de kg de yeso.
- Medio kg de carbón de madera triturado.
- Silicona líquida.
Materiales filtrantes y función principal
| Material | Características o función |
|---|---|
| Piedras de borde redondeado o canto rodado | Tamaño de partículas de entre 2 - 4 cm. |
| Piedra molida fina o grava | Tamaño de partículas de entre 0.5 - 1 cm. |
| Arena de río o de construcción fina | Debe ser lavada para reducir el contenido de sales. |
| Carbón vegetal | Absorbe los malos olores y ayuda a retener partículas de grasa. |
| Yeso | Actúa como un neutralizante del jabón. |
| Malla sintética o gasa | Sirve para separar los componentes del filtro. |
Piedras de borde redondeado o canto rodado, con tamaño de partículas de entre 2 - 4 cm. Piedra molida fina o grava, puede ser de las que se usan en peceras, con tamaño de partículas de entre 0.5 - 1 cm.
Arena de río o de construcción fina, previamente debe ser lavada, es decir remojada en agua y posteriormente escurrida para reducir el contenido de sales, sobre todo si es arena de construcción. Carbón vegetal molido o en trozos pequeños, viene a ser el carbón que se utiliza para las parrillas, este debe ser chancado en trozos mas pequeños.
Los materiales que se utilizan para el filtro, son el carbón que absorbe los malos olores del agua jabonosa, el yeso que actúa como un neutralizante del jabón y la piedra chancada de diversos tamaños, por su porosidad actúan como limpiadores de la grasa y otras partículas del agua jabonosa.
Orden de las capas del filtro casero
Estos materiales se colocan dentro de un envase de plástico con la siguiente disposición: Piedras de borde redondeado o canto rodado, con tamaño de partículas de entre 2 - 4 cm. Piedra molida fina o grava, puede ser de las que se usan en peceras, con tamaño de partículas de entre 0.5 - 1 cm.
En un filtro casero más elaborado, se colocan los materiales en el siguiente orden: carbón, malla, arena, malla, yeso, malla, piedra de pecera, malla, piedra chancada o ripio, dejando espacio para que circule el agua jabonosa.
La malla se coloca así para poder separar los componentes. En la última capa, se puede agregar trozos de paja vegetal o una tela, de manera que no se erosionen los materiales superiores (arena y carbón) con los chorros del agua jabonosa.
Construcción paso a paso
- En primer lugar, hacemos un agujero circular al envase plástico, más o menos a dos cm de la base y de acuerdo al diámetro de la manguera e introducimos la manguera, como indica la figura.
- Luego pegamos la manguera contra el recipiente de plástico, con la silicona líquida.
- En seguida, colocamos los materiales en el siguiente orden: carbón, malla, arena, malla, yeso, malla, piedra de pecera, malla, piedra chancada o ripio, dejando espacio para que circule el agua jabonosa.
- La malla se coloca así para poder separar los componentes.
- Por último, se agrega al recipiente con las capas ordenadas el agua jabonosa y se va filtrando.
Al inicio el agua no sale tan cristalina, debido a que las capas no se compactan, pero luego de unos minutos, va filtrando gota a gota, el agua transparente libre de jabón y grasa, que no es apta para beber, porque es agua dura, pero si para otros usos como la limpieza de pisos o sanitarios.
Recomendaciones para el funcionamiento del filtro
El envase donde se van a colocar las diversas capas del filtro debe ser lo mas grande posible, sobre todo en altura; además no es recomendable llenar todo el envase con las capas de materiales, a lo mucho un poco más de la mitad, pues se va a necesitar espacio extra para que el agua se acumule, debido a que el proceso de filtrado es un poco lento, es decir el agua filtrada va a Salir de a pocos.
Para la prueba en este experimento, se utilizó gasa sanitaria, para separar las capas de materiales, pero de preferencia para que dure más tiempo, nuestro filtro y para poder dar mantenimiento a los materiales que llevan, se debe utilizar malla sintética flexible, para que pueda adaptarse a la forma del recipiente.
También sugiero utilizar recipientes de plástico en forma rectangular o cuadrada, para poder sacar los materiales y cambiar por otros nuevos cuando ya no cumplan su función filtrante.
Mantenimiento y sustitución de materiales
El periodo de uso del filtro varía dependiendo del volumen de agua que se va a tratar, por lo general dura entre 2 semanas hasta 1 mes; al final de este periodo se deben extraer todos los materiales y lavarlos remojándolos en agua, refregándolos y secarlos al sol; todos a excepción del carbón, el cual deberá ser reemplazado por nuevas partículas.
El proceso de filtrado es lento porque el agua atraviesa progresivamente las capas finas y gruesas. Cuando el medio filtrante se carga de grasa, jabón, sedimentos y otras impurezas, disminuye el paso del agua y es necesario limpiar o sustituir los materiales.
Limitaciones del filtro casero
El agua obtenida mediante un filtro doméstico puede verse transparente y libre de grasa, pero la apariencia no demuestra que sea potable. La filtración con capas de materiales retiene partículas y parte de la grasa, pero no garantiza la eliminación de microorganismos, sales, nutrientes disueltos ni todos los compuestos orgánicos e inorgánicos solubles.
El agua transparente libre de jabón y grasa, que no es apta para beber, porque es agua dura, pero si para otros usos como la limpieza de pisos o sanitarios. Estas aguas pueden reutilizarse en el inodoro o para la limpieza del hogar, y también pueden usarse en la agricultura urbana para el riego de los cultivos después de un tratamiento adecuado.
Tratamiento avanzado con coagulación y floculación
El método de tratamiento de agua de la presente invención consiste en un proceso fisicoquímico de clarificación que involucra diferentes operaciones de floculación, coagulación y filtrado por medio de tierras diatomáceas.
Las etapas de floculación y coagulación promueven una aglomeración de los contaminantes y es una etapa esencial del procedimiento. En virtud de que el jabón, detergente y shampoo son solubles en agua, se requiere que estos adquieran diámetros de partícula lo suficientemente grande como para ser retenidos en un medio filtrante.
Una fuente de agua residual, por ejemplo agua jabonosa, es conducida a través de una red hidráulica independiente hacia un cárcamo de almacenamiento (1). Acto seguido, se envía el agua a un tanque de floculación (2) por medio de una bomba (3).
Durante el trayecto, se inyectan en la tubería por medio de dos dosificadores (4) y (5), el floculante-coagulante y una base o sal alcalina respectivamente.
Control del pH y tiempo de reacción
La base o sal alcalina tiene por objeto incrementar el pH de la solución hasta concentraciones ligeramente alcalinas. De conformidad con la presente invención se ha encontrado que las etapas de floculación y coagulación tiene un mejor desempeño a un pH entre 7.5 y 8.0.
La base o sal alcalina puede ser cualquier base o sal orgánica o inorgánica, sin embargo se prefiere el empleo de carbonato de sodio ligero (Soda Ash), en virtud de que tiene la propiedad de disolverse rápidamente en agua así como de conservar un valor de pH alcalino no obstante existan variaciones de concentración de carbonado de sodio.
La composición de agua residual, por ejemplo agua residual jabonosa, el floculante y la base o sal, se retienen en el tanque 2 el tiempo suficiente para que las partículas sean floculadas y aglomeradas, se ha encontrado que el tiempo óptimo de floculación-coagulación es de aproximadamente 15 a 20 minutos.
Floculantes y coagulantes
Como agentes floculantes pueden emplearse cualquier tipo de floculante conocido en la técnica. Sin embargo se prefiere el empleo de polímeros inorgánicos, y en particular de polímeros de clorhidróxido de aluminio de fórmula (Aln(OH)mCI3nm) al 50% V/V.
Dicho floculante tiene la capacidad de flocular el jabón, Shampoo, detergentes orgánicos y aún detergentes inorgánicos. Normalmente los detergentes inorgánicos se eliminan por proceso fisicoquímico por ejemplo mediante el empleo de sales de hierro o aluminio y otros medios bien conocidos en la técnica.
El empleo del floculante de polímeros de clorhidróxido de aluminio de la fórmula (Aln(OH)mCI3nm) al 50% V/V, ofrece la posibilidad de eliminar también los detergentes inorgánicos.
Filtración con tierras diatomáceas
Una vez que el agua residual ha permanecido en el tanque 2 para que las sustancias dispersas flocules y coagulen, el agua es enviada a una etapa de filtrado en filtros 7 que contienen tierras diatomáceas.
El método de tratamiento de la presente invención se opera en lotes. De modo que debe prepararse el filtro de tierras diatomáceas cada vez que se trata un lote de agua.
Se prefiere emplear tierras diatomáceas que poseen un diámetro de poro promedio de 1 miera. Al hacer pasar el agua residual que contiene partículas suspendidas en el filtro de tierras diatomáceas, las partículas floculadas son eliminadas junto con los sólidos suspendidos que no flocularon.
La filtración puede realizarse en uno o mas filtros que contienen tierras diatomáceas. Al terminar la etapa anterior, se deposita el agua clarificada resultante en un tanque (8).
Preparación del filtro de tierras diatomáceas
Los filtros de tierras diatomáceas se preparan en el sitio del procedimiento por cualquier método conocido en la materia, sin embargo se prefiere sea preparado por el siguiente método.
En un recipiente que comprende una base para el filtro, de preferencia una malla de acero inoxidable se hace pasar una suspensión de tierra diatomácea por medio de una bomba. Al ponerse en contacto la tierra diatomácea con la malla la tierra comienza a depositarse en la malla.
La corriente se hace recircular hasta que el total de la tierra diatomácea se ha depositado sobre la malla. Cuando esto sucede, el agua de la suspensión comienza a salir del filtro clarificada.
Una ventaja de usar este método es que el filtro de tierra diatomácea se compacta por acción de la presión debida a la bomba, de modo que durante la operación de filtrado el lecho de tierra diatomácea no será disgregado.
Control de saturación y limpieza
En el método de la presente invención, se disponen opcionalmente manómetros o medidores de flujo que indican el grado de saturación de los filtros.
Cuando los filtros se obstruyen en virtud de que los filtros se encuentran saturados de las impurezas retiradas de la corriente de agua residual principal, se procede a reemplazar la tierra de los filtros.
Para reemplazar la tierra de los filtros se aplica a contracorriente una corriente de aire o vapor sobre el filtro. La totalidad de la tierra se desprende de la malla de soporte.
La tierra diatomácea es entonces compactada en un filtro prensa y eventualmente desechada como una plasta compuesta de tierra y lodo que es de fácil manejo.
Qué calidad de agua puede obtenerse
El agua tratada que se obtiene en el tanque 8 es una agua cristalina que tiene aplicaciones para riego y lavado e inclusive como agua para albercas. Cando se trata de agua para albercas debe agregarse algún agente que evite la proliferación de algas y microorganismos.
La filtración es una forma eficaz de tratar el agua jabonosa. Esto puede ayudar a eliminar los sedimentos y partículas suspendidas, así como los contaminantes orgánicos y los nutrientes.
La remoción de nutrientes también puede ser una forma eficaz de tratar el agua jabonosa. Esto puede ayudar a reducir el contenido de nutrientes como nitrógeno y fósforo.
La calidad final depende de factores como el contenido de jabón, el contenido de nutrientes, el pH del agua y la temperatura. En virtud de que los contaminantes del agua residual son removidos del agua en diferentes etapas a lo largo del proceso, es conveniente determinar al inicio del proceso y en cada una de las etapas subsiguientes la concentración de dichos contaminantes, para determinar las condiciones de operación más adecuadas para el tratamiento de agua y la eficiencia del método.
Potabilización del agua clarificada
En una modalidad de la presente invención se incluye una etapa de potabilización que comprende filtrar una corriente de agua clarificada en un filtro de tierras diatomáceas y posterior oxidación con ozono (03) y peróxido de hidrógeno (H202), pasando al final por filtros de carbón activado, con lo que se obtiene agua que cumple las normas de calidad para poder emplearse para el consumo humano.
La desinfección es una forma común de tratamiento de aguas jabonosas. Esto puede ayudar a eliminar las bacterias, los virus y los organismos patógenos.
El tratamiento con ozono puede ser una forma eficaz de tratar el agua jabonosa. Esto puede ayudar a eliminar los contaminantes orgánicos y los microorganismos patógenos.
La potabilización del agua normalmente implica adición de grandes cantidades de cloro, normalmente hipoclorito de sodio. La desventaja asociada al empleo de cloro se relaciona principalmente a que debe agregarse una cantidad sustancial de cloro para que sea efectivo, tal adición de cloro ocasiona que el agua adquiera sabor.
Por otra parte la adición de cloro requiere un tiempo considerable para que el cloro comience a eliminar microorganismos, además, no posee alta efectividad como oxidante de compuestos orgánicos e inorgánicos.
Sistemas de filtración para regaderas, lavabos y lavanderías
El sistema ODIS OPTIMUM, recicla el agua jabonosa utilizada en regaderas y lavanderías, a través de Filtros de Medios Múltiples que son particularmente efectivos para el filtrado y reciclaje del agua utilizada en baños públicos, clubes deportivos, hoteles, fábricas, etc.
OPTIMUM lleva a cabo el siguiente proceso:
- Remoción de los sólidos mayores a 3 mm.
- Floculacion de los contaminantes; sólidos en suspensión, materia coloidal, unidades deturbiedad y solidos disueltos.
- Filtración a presión para remover los contaminantes.
- Una vez que el agua ha sido clarificada, se pasa a través de un filtro para remover la materia organica (Jabones, grasas,etc).
- Para su desinfección se dosifica hipoclorito de sodio, controlado automáticamente.
- Para su limpieza periódica, se efectúa el retrolavado automático por diferencia de presión entre la entrada y la salida del sistema.
Otros métodos de tratamiento
El tratamiento de aguas jabonosas puede ser llevado a cabo a través de una variedad de técnicas, incluyendo filtración, desinfección, tratamiento químico, lixiviación, remoción de nutrientes, tratamiento con ozono y tratamiento con microorganismos.
El tratamiento químico también puede ser utilizado para tratar el agua jabonosa. Esto puede incluir la adición de productos químicos como el cloro para eliminar los microorganismos patógenos.
La lixiviación es una forma de tratamiento de aguas jabonosas que puede ayudar a eliminar los minerales del agua.
El tratamiento con microorganismos también puede ser una forma eficaz de tratar el agua jabonosa. Esto puede ayudar a eliminar los nutrientes, los sedimentos y los contaminantes orgánicos.
Se pueden hacer filtros jardinera o zonas de infiltración subsuperficiales. La elección del sistema de tratamiento depende de las condiciones del terreno (desniveles, tipo de suelo) y de cómo se reutilizará el agua tratada.
Filtros de arena y sus limitaciones
Para realizar el filtrado se conocen diferentes tipos de filtros, por ejemplo filtros de arena, filtro prensa y filtros de tierras diatomáceas.
Los tratamientos con filtros de arena tienen algunas desventajas. En primer instancia requieren de demasiado tiempo para ser preparados antes de que empiecen a filtrar de manera efectiva.
En segunda instancia es difícil lograr filtrar partículas que tengan menos de 23 mieras de diámetro de poro. Además debe desecharse una gran cantidad de agua al realizar el retrolavado de los filtros, tal cantidad de agua es significativa en comparación a los volúmenes de agua filtrados.
La solubilidad de jabones, detergentes y shampoo limita la eficacia de los filtros de arena, porque estos compuestos pueden permanecer disueltos y atravesar el medio filtrante. Por ello, los procesos avanzados incorporan coagulación y floculación antes de la filtración.
Tratamiento del agua de alberca
En el caso de aguas de alberca, en estas se encuentra suspendida una gran cantidad de productos orgánicos como cabello grasa y polvo que deben ser retirados de dichos cuerpos de agua.
Por otra parte, en virtud de que dicha agua se encuentra estancada, tiende a la formación de algas, hongos y microorganismos, por lo que dichas aguas deben ser periódicamente tratadas y eventualmente sustituidas por agua potable nueva.
Los métodos de tratamiento de aguas de alberca incluyen tratamiento con filtros de arena y compuestos químicos clorados, otros métodos incorporan compuestos de amonio.
Si bien las aguas de alberca no se consideran aguas grises o jabonosas comparten características deseables y problemas de tratamiento similares a las anteriores, conforme a la presente invención las aguas de alberca se consideran aguas jabonosas.
Con respecto al tratamiento químico de aguas de alberca, es común el empleo de ácido tricloroisocianúrico. La adición indiscriminada de dicho agente químico durante periodos prolongados de tiempo ocasiona un incremento en la concentración del cianuro que puede llegar a ser tóxico.
Medidas para reducir la contaminación por detergentes
La mayoría de detergentes que encontramos en el mercado son no biodegradables. Estos productos son conocidos como detergentes duros, lo que hace referencia a su composición y biodegradabilidad: productos producidos sintéticamente que provocan una contaminación persistente en las aguas, ya que esta no desaparece.
En el lado opuesto, encontramos los detergentes blandos, que son aquellos que son biodegradables. Existen alternativas mucho más sostenibles para el medio ambiente y que no provocan una contaminación permanente del agua, como los detergentes duros.
Es el caso de los detergentes blandos, una solución a la contaminación del agua, siempre y cuando sean de origen natural o vegetal y se consideren biodegradables. Otra opción es hacer tu propio detergente a base de productos naturales.
En la búsqueda de alternativas a los detergentes que logren no tener un impacto negativo en el medio ambiente, ha aparecido un nuevo sistema de limpieza: la limpieza con ozono.
Este nuevo formato de limpieza se basa en agua tratada con un sistema de ozono, una opción que supone un gran avance para la naturaleza. Es capaz de limpiar nuestra ropa y eliminar las bacterias de ella, sin necesidad de usar detergentes y evitando que los residuos que desprenden se queden en el tejido de nuestras prendas.
Posibles etapas adicionales
Como será evidente a un técnico en la materia, pueden incorporarse etapas adicionales en el procedimiento, por ejemplo incorporarse etapas de filtrado con filtros de arena o cualquier otro filtro antes de que el agua sea depositada en el tanque de floculación 2, o bien antes o después de que el agua se deposita en el tanque 8.
De manera similar, puede disponerse una etapa de decantación en la que sean retiradas las partículas que precipiten antes de que el agua que contiene las partículas floculadas sea dirigida a los filtros 7.
La desinfección, el tratamiento químico, la filtración adicional, la remoción de nutrientes y el tratamiento con microorganismos pueden incorporarse de acuerdo con la calidad del agua de entrada y el uso previsto del agua tratada.
Sistema de tratamiento de aguas grises casero con trampa de grasas
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