Consisten en una serie de procedimientos que tratan de devolver al medio natural el agua con unas características físicas, químicas y biológicas lo más parecidas a su estado natural.
A través de diferentes tratamientos, pueden volver al medio natural tras eliminar sus residuos dejando de ser un peligro para el medio ambiente y para los seres vivos. A través de estos procesos se pretende producir agua limpia o reutilizable con el fin de proteger y salvaguardar el medio ambiente.
La depuración de aguas residuales depende de la composición, del uso y del destino final del agua que se ha sometido a tratamiento, produciéndose variaciones en algunos casos.
Qué son los mecanismos de depuración natural
La naturaleza dispone de sus propios mecanismos de supervivencia y autogestión. De ahí que la frase ‘la naturaleza es inteligente’ haya adquirido su sentido completo en muchas ocasiones en las que se comprueba, en efecto, que hay sistemas y procesos naturales que las personas podemos utilizar a favor de un objetivo o un beneficio común.
Las aguas residuales generadas en las viviendas, en el sector servicios y en las industrias agroganaderas contienen una serie de sustancias que se incorporan al agua por los diferentes usos, provocando su contaminación.
Las aguas residuales domésticas incorporan restos de nuestras necesidades fisiológicas (heces y orina), de la preparación de alimentos (aceites, desperdicios...) y de los productos de limpieza e higiene (jabones, geles, champús, detergentes, limpiadores...). Además pueden contener todo aquello que alguien decida tirar por los desagües de casa.
La gestión incorrecta de las aguas residuales en los entornos rurales y en los espacios protegidos puede ocasionar serios problemas ambientales y sanitarios y alterar la fragilidad de los ecosistemas implicados, si no son recogidas y tratadas adecuadamente antes de devolverlas al medio sin riesgo.
Los sistemas de depuración de bajo coste energético pueden ser una alternativa de tratamiento de las aguas residuales en entornos rurales al basarse en reproducir, en espacios acotados, los procesos de depuración que se dan en la naturaleza, necesitando pocos o nulos aportes energéticos externos.
Además, los residuos que generan los procesos de depuración, así como el mantenimiento que requieren, son mínimos.
Principales mecanismos naturales de tratamiento
Entre los sistemas naturales de tratamiento de las aguas residuales que pueden generar productos aplicables directamente en el entorno rural, cabe destacar los filtros verdes, filtros de turba, los humedales artificiales, las lagunas facultativas y de maduración o la combinación de diferentes métodos.
Filtros verdes
Los filtros verdes son un tipo de solución basada en la naturaleza en la que las aguas residuales se utilizan para regar una plantación forestal, tratando el agua y produciendo biomasa.
La depuración se produce gracias a la acción conjunta de los árboles de la plantación, del suelo y de los microorganismos que en él habitan.
Esta tecnología es una buena solución como sistema de tratamiento de aguas residuales, especialmente para poblaciones dispersas o edificios aislados que carecen de conexión a sistemas de alcantarillado.
Los filtros verdes presentan unos costes de instalación y mantenimiento relativamente bajos en comparación con un sistema de depuración convencional.
Además, también aportan numerosos servicios ecosistémicos, todos ellos alineados con diversos Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).
Para que este sistema pueda desarrollar su función de forma satisfactoria y eficiente, es necesario un buen diseño previo.
La presencia de suelos con textura fina, con una estructura bien desarrollada y con altos contenidos en materia orgánica es uno de los factores clave.
Los suelos arcillosos ralentizan el avance del agua a través del terreno, aumentando el tiempo durante el cual se dan los procesos de atenuación natural de los contaminantes.
Por otro lado, también es importante realizar una correcta selección de la vegetación a plantar.
Determinadas especies pueden presentar mejor respuesta que otras en función de cada caso particular.
En general, especies como los chopos o los sauces son buenos candidatos, pues soportan muy bien las condiciones de inundación al ser vegetación de ribera.
También es importante tener en cuenta otros factores de diseño, como el tratamiento previo del agua, que puede ayudarnos a eliminar elementos que pongan en peligro la eficiencia del sistema.
Un programa de riego que favorezca los ciclos de humectación y secado del suelo, adaptado a la climatología de la zona, también es vital.
Aún quedan por estudiar diversos aspectos sobre la utilidad de los filtros verdes. Además, siempre hay margen de mejora para estos sistemas.
En concreto, los estudios de selección de especies o genotipos de plantas en función del tipo de agua pueden mejorar la capacidad de tratamiento.
Humedales artificiales
En el medio natural, los humedales son terrenos inundados con una cierta profundidad y con plantas emergentes.
En estos sistemas el agua fluye continuamente y la vegetación proporciona superficies adecuadas para la formación de películas bacterianas, facilitando así la filtración y la absorción de los constituyentes del agua residual.
A imitación de este mecanismo natural, la fitodepuración recrea el mismo funcionamiento que en la naturaleza tienen los humedales a través de la creación de un entorno acuático con macrófitas en flotación.
Estas plantas, mediante procesos biológicos y físico-químicos, depuran progresivamente el agua residual hasta alcanzar el nivel óptimo de depuración para, posteriormente, verterlo al medio.
Este tipo de sistemas combina la acción de un sustrato determinado (grava principalmente) con la de plantas acuáticas emergentes.
Las plantas acuáticas facilitan la integración paisajística de los sistemas y recrean ecosistemas complejos donde intervienen otros elementos como insectos, anfibios y aves, regulando el sistema.
Las plantas acuáticas además, ofrecen la posibilidad de obtener productos valorizables con diversos fines.
Las libélulas, u odonatos, son algunas de las especies emergentes utilizadas en los sistemas de depuración en el proyecto DEPURANAT.
Son insectos predadores que poseen hábitos carnívoros, alimentándose de otros invertebrados e incluso de larvas de peces.
Lagunas de depuración
Las lagunas permiten el almacenamiento de las aguas residuales durante un tiempo variable en función de la carga aplicada (cantidad de materia orgánica contenida en el agua residual) y las condiciones climáticas, de forma que la materia orgánica es degradada mediante la actividad de bacterias presentes en el medio.
La reaireación se produce a través de la interfase aire-agua.
La fitodepuración como sistema natural
La fitodepuración es un ejemplo de cómo los procesos naturales pueden utilizarse para tratar aguas residuales.
La Fitodepuración es un sistema de depuración de aguas residuales ideal para casos en los que hay un aislamiento de la red de desagüe de unidades como, por ejemplo, industrias o almacenes hortícolas, hoteles rurales, cuadras o refugios de animales, explotaciones ganaderas, pequeñas poblaciones y urbanizaciones de viviendas o poblaciones de hasta 2.000 habitantes.
Las fito-depuradoras utilizan un proceso de tratamiento de agua natural, sin consumo de energía eléctrica y de bajo coste de mantenimiento.
Además de estas importantes ventajas, los sistemas de fitodepuración necesitan muy poco mantenimiento y pueden soportar fuertes variaciones de carga hidráulica y orgánica.
Existen varios sistemas de fitodepuración, nosotros utilizamos sistemas de flujo subsuperficial que evitan el contacto de las aguas residuales con el aire, lo que evita la presencia de malos olores e insectos.
De esta forma es posible su ubicación muy cerca de viviendas y núcleos urbanos, creando así una zona verde que integra perfectamente con el jardín o el espacio público.
El hecho de que se trate de un sistema de depuración compuesto por plantas naturales, presenta numerosas ventajas en lo que se refiere a los costes asociados a su instalación y mantenimiento posterior.
Si hacemos una comparación de la fitodepuración con respecto a las depuradoras tradicionales, la fitodepuración presenta un mínimo o nulo consumo eléctrico, escaso mantenimiento, y gracias a su simplicidad, no se presentan averías mecánicas.
Componentes de una instalación de fitodepuración
Es un sistema prefabricado de fácil instalación y bajo coste pensado para viviendas unifamiliares o pequeños hoteles.
Como primer pretratamiento se sitúa un tanque de tamizado específico para retener los sólidos gruesos y no biodegradables.
La particular forma de este tanque permitirá además de retener las grasas, las espumas y las sustancias sólidas flotantes.
Posteriormente como tratamiento primario, antes del proceso de fitodepuración, se instalará una fosa séptica específica de dos compartimientos; sedimentación y clarificación.
La fosa séptica, oportunamente dimensionada, tendrá la función de sedimentar la mayor parte de los sólidos suspendidos presentes en el agua (aproximadamente el 80%), clarificando así el flujo de salida.
Además la particular forma de esta fosa séptica permitirá atrapar las grasas, espumas y sólidos flotantes que no hayan sido retenidos por el tanque de tamizado.
A continuación se instalará una balsa de fitodepuración prefabricada, de firma cilíndrica y con capacidad suficiente para permitir la depuración del caudal de aguas residuales generadas.
La balsa estará fabricada en PRFV y contendrá un lecho filtrante de relleno compuesto por cuerpos esféricos de polipropileno isotáctico antiácido.
En la superficie de la balsa se plantarán plantas específicas y posiblemente autóctonas para favorecer su aclimatación.
La superficie necesaria, para la instalación, será de aprox. 30 m², según la distribución de los componentes en el terreno (incluida la balsa).
El vaciado de la fosa séptica, suele realizarse una vez al año.
La balsa de fitodepuración no suele necesitar operaciones de mantenimiento.
Flujo subsuperficial
Los sistemas de flujo subsuperficial evitan el contacto de las aguas residuales con el aire, lo que evita la presencia de malos olores e insectos.
Un humedal de flujo horizontal puede combinar distintos tipos de plantas y una laguna facultativa.
El agua, ya depurada, se vierte al barranquillo próximo, favoreciendo la recuperación de los sistemas riparios.
Aplicaciones de la fitodepuración
La fitodepuración puede ser utilizada como proceso depurativo completo o como sistema terciario para otros tratamientos (fangos activos, filtros biológicos etc.).
También podemos suministrar solamente geomembranas impermeabilizantes en polietileno o PVC , geotextiles, material complementario y manual de instrucciones, para que el cliente pueda realizar su propio sistema de fitodepuración con balsas excavadas en el terreno.
Evapotranspiración
La evapotranspiración es un proceso depurativo natural de aguas residuales prácticamente idéntico al de fitodepuración.
La única diferencia es que, mientras en la fitodepuración tenemos un vertido del agua depurada, en los tratamientos de evapotranspiración, el agua es recirculada al comienzo del sistema.
De esta forma se puede conseguir una completa evaporación del agua tratada, gracias al poder de evaporación de las plantas y del sol.
La evapotranspiración reúne todas las ventajas de la fitodepuración; la única desventaja es la necesidad de un sistema de bombeo para la recirculación del agua.
Aún así el consumo de energía eléctrica es muy bajo, debido a la utilización de bombas de bajo consumo y a su arranque discontinuo mandado por sondas de medición del nivel del agua.
También podemos suministrar solamente geomembranas impermeabilizantes en polietileno o PVC, geotextiles, material complementario y manual de instrucciones, para que el cliente pueda realizar su propio sistema de evapotranspiración con balsas excavadas en el terreno.
Etapas generales de la depuración
Generalmente estos procesos se realizan en plantas especializadas.
En estas instalaciones se realiza, en primer lugar, la separación física y asentamiento de sólidos.
Tras esto, se lleva a cabo un tratamiento biológico de materia orgánica disuelta presente en el agua.
En primer lugar, las aguas residuales son recogidas por una serie de tubos colectores que la trasladan a la EDAR para someterse a tratamiento.
Pretratamiento
La línea de agua es el camino que recorre el agua desde su llegada a la instalación, pasando por distintos tratamientos, hasta su vertido final al receptor.
En una primera etapa de desbaste se eliminan primero los sólidos de mayor tamaño y pesados por medio de un pozo de gruesos y una cuchara anfibia.
Después se eliminan los sólidos grandes flotantes.
Y posteriormente se retienen los sólidos flotantes mayores de 10mm.
La segunda etapa del pretratamiento se realiza en los desarenadores-desengrasadores, flotarán las grasas y aceites que son recogidos por sendas raquetas a un pozo desde el cual se bombea a un contenedor.
El desarenado elimina por acción de la gravedad gravas, minerales y otras partículas no orgánicas que provocarían una fuerte abrasión y desgaste de las instalaciones.
Tratamiento primario
Se realiza en tanques en los que el agua fluye muy despacio (los decantadores primarios).
Allí se sedimentan por gravedad los sólidos en suspensión.
La sedimentación se desarrolla en unos tanques llamados decantadores donde las partículas caen al fondo gracias a la acción de la gravedad.
Tratamiento secundario o biológico
Esta fase de la depuración de aguas residuales se realiza mediante diferentes tipos de tratamientos biológicos para eliminar la materia orgánica.
En él se dan los fenómenos biológicos por los que crecen colonias de microorganismos que se alimentan de la materia orgánica presente en las aguas, disminuyendo su contaminación.
Los procesos aerobios se hacen con oxígeno que se introduce en los tanques.
Tratamiento terciario
El tratamiento terciario se centra en la eliminación de agentes patógenos, aunque también disminuye sólidos en suspensión y materia orgánica de carácter residual.
Este tipo de tratamiento de depuración de aguas residuales está altamente recomendado cuando se quiere reutilizar el agua y que no suponga un riesgo para la salud humana.
Excepcionalmente se puede realizar un tercer tratamiento que proporciona al agua de alta pureza apta para el consumo humano (ósmosis, intercambio iónico, oxidación,…).
La radiación ultravioleta requiere que las aguas estén muy claras y sin material particulado disuelto para que la luz llegue a todas partes.
Línea de fangos o lodos
De estos procesos de depuración surgen unos lodos o fangos.
Algunos se recirculan (parte de los de la decantación secundaria vuelven al tratamiento biológico) y otros han de eliminarse estabilizando previamente su contenido orgánico por digestión aerobia, anaerobia o química.
Antes de ser evacuados al exterior, los fangos se deshidratan en varias máquinas de filtrado de banda continua a las que se bombea el fango a través de bombas de tornillo.
Línea de gas
El gas es almacenado en un gasómetro de campana flotante y el sobrante se incinera en una antorcha que actúa automáticamente en función del volumen almacenado.
Ventajas ambientales y energéticas
Hoy en día, la preocupación medioambiental va en aumento y la búsqueda de formas de reducir los residuos y crear una economía circular está en auge.
En este contexto, las soluciones basadas en la naturaleza (SBN) desempeñan un papel muy importante.
El tratamiento de las aguas residuales es una alternativa sostenible que pretende promover la gestión sostenible del agua.
La idea fundamental es aprovechar las aguas captadas localmente, tratar el agua residual in situ, por medio de pequeños sistemas, y reutilizar los subproductos obtenidos (agua, biomasa vegetal, nutrientes, etc.).
Los sistemas naturales de depuración pueden necesitar pocos o nulos aportes energéticos externos.
Las fito-depuradoras utilizan un proceso de tratamiento de agua natural, sin consumo de energía eléctrica y de bajo coste de mantenimiento.
La evapotranspiración puede conseguir una completa evaporación del agua tratada gracias al poder de evaporación de las plantas y del sol, aunque necesita un sistema de bombeo para la recirculación del agua.
Entre los sistemas de oxidación total disponibles en el mercado, el nuestro es seguramente entre los más avanzados.
Es muy compacto y tiene un 30% menos de volúmenes, respecto a un sistema de oxidación total convencional.
Su consumo total (60 w temporizados 15 horas diarias), es el más bajo de todos.
Ejemplos de aplicación en entornos rurales
Con el deseo de apoyar la protección y ordenación de los recursos naturales, a la vez que promover actividades económicas respetuosas con el medio ambiente, varias instituciones del entorno atlántico están desarrollando conjuntamente el proyecto DEPURANAT.
Este proyecto persigue investigar e implantar esquemas de desarrollo sostenible en el mundo rural y espacios naturales protegidos.
En la finca de la Data del Coronado, situada en el término municipal de El Rosario, existe una explotación ganadera de vacuno dedicada a la producción lechera.
Los residuos sólidos y líquidos de los animales de la explotación son retirados en seco para su posterior tratamiento.
Las aguas residuales generadas en la limpieza de la sala y maquinaria de ordeño se conducen hasta el sistema de depuración para evitar su vertido directo al medio.
El sistema está constituido por una fosa séptica seguida de dos lagunas facultativas con macrófitos de ribera, unidas a través de un pequeño filtro de gravas.
A la salida de la segunda laguna y como última etapa de tratamiento se dispone de un filtro de gravas con macrófitos.
El agua tratada puede ser recirculada al primer lagunaje desde la arqueta de salida, con la ayuda de una bomba de recirculación.
Estación depuradora de Los Carrizales
El Parque Rural de Teno, espacio natural protegido situado en el extremo noroccidental de la isla de Tenerife, se caracteriza por tener un relieve abrupto y montañoso, profundos barrancos y grandes acantilados costeros.
Este territorio rural cuenta con una población de más de 1.300 habitantes asentados en caseríos dispersos; tiene aún una relevante cabaña ganadera y un número creciente de equipamientos de uso público, especialmente restaurantes, que reciben diariamente un importante contingente de visitantes.
La estación depuradora de Los Carrizales se encuentra en el pequeño caserío del mismo nombre, cercano al de Masca, y situado en uno de los principales barrancos de la vertiente suroccidental del Macizo de Teno.
Este enclave, tradicionalmente dedicado a las actividades agrarias, se encuentra bastante despoblado hoy, pero cuenta con un alto atractivo turístico.
Por ese motivo el SDN fue diseñado para los 47 inmuebles que constituyen el núcleo de Carrizal Alto, instalando una red de saneamiento de unos 500 metros de longitud, que conduce las aguas residuales hasta una fosa séptica de 180 m3, donde el agua sufre un pretratamiento de carácter anaerobio.
A continuación, el agua pretratada pasa a un humedal artificial, que consiste básicamente en una superficie impermeabilizada de 200 m2 y 1,5 m de profundidad, sobre el cual descansa un sustrato de picón que soporta 5 líneas de plantación de diferentes especies vegetales: ñameras, carrizos, orejas de burro, etc.
Albergue de Bolico
En el entorno del Parque Rural de Teno existen otras instalaciones de depuración de aguas residuales como la que trata los vertidos del Albergue de Bolico, situado cerca del barrio de La Portela Alta, en el Valle de El Palmar.
Este albergue tiene una capacidad para alojar a 36 personas y en él se combinan actividades de recreo con otras de educación ambiental, acercamiento al patrimonio local, deportes en la naturaleza, etc.
El sistema de depuración es similar al de Los Carrizales: una fosa séptica de 100 m3, un humedal de flujo horizontal de 80 m2, en el que se combinan distintos tipos de plantas y una laguna facultativa.
Además, existe una tercera instalación de depuración en proceso de adaptación, en el mirador de Cruz de Hilda, próximo a Masca.
Actualmente, se trabaja para implantar este tipo de sistemas a núcleos de población como Masca, y a equipamientos complejos, como el Centro de Servicios de Los Pedregales, que contiene un complejo agroalimentario, las oficinas de gestión del parque rural, talleres, etc.
Reutilización y servicios ecosistémicos
Estas depuradoras suponen un importante ahorro de agua, al reutilizar un recurso escaso en la zona, y reducen de forma considerable el volumen y los costes de la gestión de los residuos sólidos.
Así mismo, favorecen la recuperación paisajística y ambiental del entorno, contribuyendo a la integración de los equipamientos, creando zonas húmedas ajardinadas, sirviendo para el mantenimiento de palmerales y vegetación de cauces, etc.
La idea fundamental es aprovechar las aguas captadas localmente, tratar el agua residual in situ, por medio de pequeños sistemas, y reutilizar los subproductos obtenidos (agua, biomasa vegetal, nutrientes, etc.).
El estudio de las diferentes aplicaciones posibles de los subproductos generados puede incluir la reutilización del agua o la producción de planta acuática con fines ornamentales, forrajeros, artesanales o para el aporte a la producción local de abono.
Requisitos de diseño y funcionamiento
La depuración natural no consiste únicamente en colocar plantas o agua en un terreno.
Para que este sistema pueda desarrollar su función de forma satisfactoria y eficiente, es necesario un buen diseño previo.
La presencia de suelos con textura fina, con una estructura bien desarrollada y con altos contenidos en materia orgánica es uno de los factores clave.
Los suelos arcillosos ralentizan el avance del agua a través del terreno, aumentando el tiempo durante el cual se dan los procesos de atenuación natural de los contaminantes.
También es importante realizar una correcta selección de la vegetación a plantar.
Determinadas especies pueden presentar mejor respuesta que otras en función de cada caso particular.
También es importante tener en cuenta otros factores de diseño, como el tratamiento previo del agua, que puede ayudarnos a eliminar elementos que pongan en peligro la eficiencia del sistema.
Un programa de riego que favorezca los ciclos de humectación y secado del suelo, adaptado a la climatología de la zona, también es vital.
Gestión responsable de las aguas residuales
Infórmese sobre la situación de la depuración de las aguas residuales en su municipio.
¿Funciona la depuradora de aguas residuales? ¿Qué características tiene?
Los restos de comida también deben ir al cubo de la basura siempre que sea posible.
Vacíe bien los platos en la basura antes de dejarlos en la fregadera.
Si tienen parte líquida y sólida (por ejemplo sopa) podemos escurrir el líquido por la fregadera pero dejar los sólidos para el cubo de basura.
Utilice las dosis justas de detergentes de lavadora y lavavajillas, geles, champús, etc.
Esto también contribuye a contaminar menos el agua y facilitar el trabajo de las depuradoras.
Si tiene un negocio o empresa no tire a los desagües los productos que utilice en sus procesos y actividades.
En el Gobierno de Aragón, o en su Ayuntamiento o Mancomunidad, le informaremos acerca de todas aquellas dudas que tenga sobre el circuito del agua en su localidad.
Un humedal artificial para el tratamiento de aguas residuales en Xalapa, México
tags: #mecanismos #de #depuracion #natural
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