Las plantas depuradoras, también llamadas estaciones depuradoras de aguas residuales o EDAR, son instalaciones donde las aguas utilizadas en actividades humanas se someten a una combinación de tratamientos físicos, químicos y biológicos para eliminar contaminantes antes de devolverlas al medio natural o destinarlas a determinados usos de reutilización.
La química interviene principalmente en la coagulación y floculación de partículas, la precipitación de fósforo y metales, la corrección del pH, la desinfección, la eliminación del cloro residual, el control de la espuma y el equilibrio nutricional de los microorganismos. Sin embargo, no todas las plantas utilizan los mismos productos químicos: la elección depende del origen del agua residual, la composición de los contaminantes, la tecnología disponible y los requisitos de calidad del efluente.
Qué es una planta depuradora y cuál es su función ambiental
Una depuradora, planta depuradora, estación depuradora o EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) es una instalación donde el agua usada en actividades humanas es sometida a un proceso en el cual, por medio de la combinación de varios tratamientos físicos, químicos y/o biológicos, se eliminan la materia en suspensión y algunas sustancias disueltas.
El agua obtenida no es bastante pura para beber, pero sí para devolver al medio sin malograrlo. Para preparar el agua por el consumo humano, nos hace falta una planta potabilizadora.
Las plantas depuradoras de aguas residuales, conocidas también como estaciones depuradoras o EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales), son instalaciones que someten a procesos de depuración las aguas utilizadas en actividades humanas y que hay que limpiar para su reutilización.
El objetivo es eliminar las sustancias contaminantes (aceites, arenas, residuos, sólidos sedimentables…) mediante tratamientos físicos, químicos y/o biológicos y devolverlas al ciclo del agua.
La actividad desarrollada por una depuradora forma parte del ciclo urbano del agua. Las actividades humanas ensucian el agua. Cuando te lavas las manos, estás utilizando detergentes que contaminan el agua.
El mismo podemos decir de las otras actividades o funciones del hogar, lavar ropa, regar plantas, etc. El agua que se suelta al alcantarillado contiene sustancias contaminantes y residuos orgánicos y, por eso, tenemos que limpiarla antes de entrar en el mar, a ríos, etc.
Una planta depuradora es una instalación que recoge aguas residuales - procedentes de redes urbanas o de procesos industriales - y las somete a una serie de tratamientos para eliminar contaminantes físicos, químicos y biológicos.
El objetivo es:
- Eliminar sustancias nocivas
- Reducir la carga orgánica
- Eliminar sólidos suspendidos
- Neutralizar contaminantes específicos
- Obtener un efluente seguro o reutilizable
En el caso de aguas industriales, además se contempla la eliminación de sustancias propias del proceso (aceites, metales, sólidos minerales específicos, etc.).
Relación entre depuración, química y medio ambiente
El tratamiento de aguas residuales es esencial para mantener el equilibrio ecológico y la salud pública. Las depuradoras, o plantas de tratamiento de aguas residuales, juegan un papel crucial en la limpieza del agua contaminada para que pueda ser devuelta de manera segura al medio ambiente.
Estas instalaciones realizan una serie de procesos físico-químicos diseñados para eliminar contaminantes y mejorar la calidad del agua.
Las depuradoras son esenciales para la protección del medio ambiente. Al eliminar contaminantes y patógenos del agua residual, estas plantas previenen la contaminación de ríos, lagos y océanos.
Además, el tratamiento adecuado del agua residual reduce el riesgo de enfermedades transmitidas por el agua y contribuye a la conservación de los recursos hídricos.
Las aguas residuales no tratadas pueden causar:
- Contaminación de cauces y acuíferos
- Afectación de ecosistemas
- Riesgos sanitarios
- Sanciones medioambientales
- Impacto negativo en la reputación corporativa
Las depuradoras permiten cumplir normativa y minimizar impacto ambiental, además de posibilitar la reutilización de agua tratada en procesos productivos.
Tipos de plantas depuradoras
Existen dos tipos de depuradoras para el tratamiento y eliminación de sustancias residuales del agua:
- Depuradoras físicas: se usan procesos físicos y químicos para depurar el agua residual.
- Depuradoras biológicas: además de los tratamientos físicos y químicos, se le añaden bacterias que mejoran la depuración del agua.
Depuradoras físicas: se utilizan procesos físicos y químicos para limpiar el agua.
Depuradoras biológicas: además de los procesos físicos y químicos, se utilizan seres vivos (bacterias) para mejorar la depuración del agua.
En primera instancia, indicar que hay dos tipos de tratamientos bien diferenciados en depuración en función del origen contaminante, estos son Tratamiento de Aguas Industriales y Tratamientos de Agua Urbana.
En CHM nos centramos en las Aguas Residuales urbanas, en las cuales aunque hay distintos sistemas de depuración, como aireación prolongada, lagunajes, biodiscos, … que se ajustan en función del tamaño de la población o de la carga contaminante, los procesos que se siguen son:
Principales etapas del tratamiento
Pretratamiento
El pretratamiento es la primera fase en el proceso de depuración. En esta etapa, se eliminan los sólidos grandes y los desechos flotantes mediante rejas y tamices.
Además, se utiliza un desarenador para remover arenas y otros materiales pesados que podrían dañar el equipo de tratamiento posterior.
La etapa preliminar donde se regula y mide el nivel de las aguas residuales que entran. Los sólidos de gran tamaño, las grasas y la arena son eliminados mediante filtraciones.
Además, se realiza un proceso de pre-aireación para eliminar los malos olores. Los dispositivos que se emplean son el desbaste de gruesos, de finos y desarenado-desengrasado y el pozo de gruesos.
Las rejas y desarenadores son las primeras estructuras por las que pasa el agua residual. Las rejas eliminan sólidos grandes como ramas y plásticos, mientras que los desarenadores separan la arena y otros materiales pesados.
Tratamiento primario
En el tratamiento primario, el agua residual se somete a un proceso de sedimentación. Durante esta etapa, las partículas sólidas suspendidas se asientan en el fondo de los tanques de sedimentación, formando lodos primarios.
Este paso es fundamental para reducir la carga de contaminantes en las siguientes etapas del tratamiento.
En los decantadores primarios, por medios físicos, se separa una parte de la materia en suspensión. Los desechos se depositan en el fondo de estos depósitos y forman los barros primarios.
En esta fase es habitual tener un separador de grasas, que facilitará mucho los procesos posteriores.
En el tratamiento primario se eliminan los sólidos suspendidos a través de un proceso de sedimentación gravitatoria o de precipitación.
Más adelante, se añaden compuestos (aluminio, polielectrolitos floculantes, sales férricas, etc) y se precipita el fósforo disuelto en pequeños coloides.
Los métodos son la sedimentación gravitatoria (decantador primario), separación de partículas en suspensión mediante burbujas (flotador por aire disuelto) y tratamientos químicos que ayudan a la sedimentación de los sólidos disueltos.
Tratamiento secundario biológico
El tratamiento secundario es un proceso biológico que utiliza microorganismos para descomponer la materia orgánica disuelta en el agua.
Se realiza en tanques de aireación donde las bacterias y otros microorganismos consumen los contaminantes orgánicos.
Este proceso biológico se sigue de una segunda fase de sedimentación para separar el lodo activado del agua clarificada.
En esta parte del proceso de depuración se pretende la degradación de la materia orgánica disuelta: el agua pasa a un depósito llamado reactor biológico, donde se añaden unas bacterias que se nutren de materia orgánica.
Este puede funcionar en tres variantes: medio aeróbico, anaeróbico y anóxico.
El reactor biológico contiene una ancha diversidad de microorganismos. Estos digieren la materia orgánica degradable produciendo dióxido de carbono en condiciones de aireació o metano en condiciones anaeróbicas o anóxicas.
Las plantas aeróbicas resultan menos agresivas para el medio, puesto que no se desprenden mercaptanos durante la digestión. Para facilitar el proceso, hay que bombear aire para suministrar a las bacterias el oxígeno que necesitan para vivir.
En cambio las plantas anaeróbicas y anóxicas producen metano, hecho que las dota de mayor eficiencia energética, puesto que se puede utilizar para generar energía mediante su combustión.
El tratamiento secundario elimina la materia orgánica disuelta y en estado coloidal utilizando procesos de oxidación bioquímicos.
También se degradan sustancias biológicas generadas por los desechos humanos. Podemos encontrar procesos aeróbicos y anaeróbicos.
Los primeros se hacen con oxígeno y se introducen mediante burbujeo en los tanques de almacenamiento.Los segundos son sin oxígeno, y es donde tienen lugar las reacciones de fermentación de la materia orgánica, convirtiéndose en energía liberada, C, CO2 y CH4.
Los más famosos son los lodos activos, lagunas aireadas, filtros verdes o lechos bacterianos.
En esta segunda fase se incluye la decantación secundaria, que consiste en separar el agua tratada y el fango que se ha producido en el proceso biológico.
Tratamiento terciario
El tratamiento terciario es una etapa avanzada que se emplea para eliminar contaminantes específicos que no fueron removidos en las etapas anteriores.
Puede incluir filtración adicional, procesos de adsorción, intercambio iónico, y desinfección mediante cloro o radiación ultravioleta.
Este paso asegura que el agua tratada cumpla con los estándares de calidad exigidos antes de su liberación al medio ambiente.
Este paso permite la utilización del agua en determinados tipos de agricultura, no encaminadas a consumo directo.
En esta fase se aplican los procesos que eliminan los agentes patógenos como bacterias de origen fecal y se aumentan los estándares de calidad necesarios para devolver el agua a su ciclo, ya sea por descarga al mar, ríos, lagos, embalses, etc.
Podemos hablar de filtración en filtros de arena donde el carbón retiene las toxinas.
Además, en esta tercera fase se produce la eliminación de nutrientes. El nitrógeno disminuye mediante oxidación biológica de bacterias (Nitrobacter o Nitrosomus) que convierten el NH3 en nitratos y, más adelante, en N2.
Por su parte, el fósforo se elimina mediante el proceso de retiro biológico.
Y, en último lugar, se hace una desinfección del agua residual para reducir el número de organismos creados en las tapas anteriores.
Tratamiento cuaternario
El objetivo del tratamiento cuaternario es reducir la diseminación de los Contaminantes Emergentes (antibióticos, pesticidas, hormonas, drogas, micro-plásticos) cuya presencia en las aguas superficiales aumenta regularmente, que resulta problemático desde el punto de vista de la salud humana y de la biodiversidad de los ambientes acuáticos.
Las plantas depuradoras no están diseñadas para eliminar todos los contaminantes.
Concretamente, los contaminantes orgánicos no son eficazmente eliminados; van acumulándose en los lugares donde se vierten las aguas, y el compost procedente de los lodos de las depuradoras puede llegar a ser una fuente de contaminantes.
Cuándo se utilizan productos químicos
No todos los sistemas de tratamiento de efluentes utilizan productos químicos. Su utilización dependerá de distintos factores; por ejemplo, del origen del agua residual (cloacal o industrial), de la normativa de aplicación vigente (por ejemplo, si tiene exigencias altas o bajas para la remoción de fósforo), de la tecnología empleada (por ejemplo, si se utiliza desinfección ultravioleta o cloración), entre otros.
Asimismo, en las plantas potabilizadoras también se suelen utilizar productos químicos.
Dicho esto, es importante indicar que la gran mayoría de las plantas depuradoras utilizan uno o más productos químicos.
Los métodos químicos implican el uso de reactivos para precipitar contaminantes específicos o para ajustar el pH del agua.
Por ejemplo, se pueden añadir coagulantes y floculantes para agrupar partículas finas en flóculos más grandes, que luego se pueden eliminar fácilmente.
Productos químicos más habituales
Hipoclorito de sodio
Hipoclorito de sodio: comúnmente llamado “cloro”, probablemente se constituye como el producto químico más ampliamente utilizado en el tratamiento de efluentes.
Se trata de un desinfectante, que permite eliminar microorganismos (bacterias, hongos, virus, etc.) para poder cumplir con los límites microbiológicos de la normativa.
En algunas plantas más modernas, se utilizan otros métodos de desinfección, como la radiación ultravioleta o el ozono.
Sin embargo, esta tecnología no se utiliza ampliamente en la Argentina.
Coagulantes
Se trata de un grupo de productos químicos, principalmente sales metálicas, que tiene la finalidad de eliminar las cargas eléctricas repulsivas de las partículas, permitiendo su posterior aglomeración (coagulación) y separación por métodos físicos, como por ejemplo sedimentación o flotación por aire disuelto.
Uno de sus usos finalidades más habituales es el control de los niveles de fósforo en el efluente tratado.
Algunos ejemplos de coagulantes son el PAC (policloruro de aluminio), el cloruro férrico y el sulfato de aluminio.
En la depuradora, se hace una decantación en grandes tanques circulares o rectangulares a los cuales se añaden productos químicos, como, por ejemplo, sales metálicas e iones, que se combinan con los sólidos con suspensión y crean agregados más gordos, que flotan y se pueden retirar.
Floculantes
Los floculantes son productos químicos cuya finalidad es capturar distintas partículas que generalmente ya se encuentran coaguladas, para formar flocs, pequeñas aglomeraciones de partículas que son fácilmente separables del líquido.
Es un proceso que suele utilizarse en combinación con el de coagulación, y los posteriores procesos de separación física.
Además, también se emplean en los equipos de deshidratación de lodos.
Suelen ser polielectrolitos (por ejemplo, poliamidas), en polvo o líquidos, y pueden ser tanto catiónicos como aniónicos, y de alto o bajo peso molecular, según su aplicación específica.
En la floculación se añaden ciertas sustancias al agua usada para separar tanto los restos de alimentos y excrementos como las partículas que todavía quedan en suspensión, detergentes, etc.
Cuando hay una gran afluencia de caudal o una fuerte contaminación, se añaden floculantesː compuestos químicos para agrupar en grumos las sustancias en suspensión.
Es el que se denomina floculación. De este modo se favorece la decantación.
La floculación fisicoquímica es realizada por ciertos productos químicos y físicos, esto origina la formación de flóculos, que son pequeñas acumulaciones que concentran parte de los elementos en suspensión, emulsión o disolución.
Correctores de pH
En el caso de efluentes industriales, puede suceder que los líquidos ingresen con niveles de pH por fuera de lo permitido por la normativa, o incluso con valores que generan corrosión o perjudican los procesos biológicos.
Por eso, muchas plantas incorporan correctores de pH, ya sean ácidos para bajar el pH (por ejemplo, ácido sulfúrico o gas carbónico), o bases para subirlo (por ejemplo, soda cáustica o cal).
En ambos casos, la finalidad es lograr pH neutros, cercanos a 7.
La neutralización de pH ayuda a proteger los equipos y a mantener condiciones adecuadas para los microorganismos responsables del tratamiento biológico.
Antiespumantes
Algunos efluentes que acarrean cantidades considerables de detergentes u otras sustancias, son susceptibles de generar espuma en la superficie.
Además, un proceso biológico defectuoso también puede acarrear la formación de una capa de espuma.
Para contrarrestar este efecto, se pueden utilizar antiespumantes de distinto tipo, siendo uno de los más habituales las emulsiones de silicona.
Cabe destacar que este producto actúa en el efecto (la espuma) y no en la causa (presencia de sustancias generadoras de espuma o problemas en el proceso biológico).
Metabisulfito de sodio
Se trata de un agente reductor.
Su uso más difundido se da en jurisdicciones donde hay límites estrictos en cuanto a la concentración de cloro activo en el efluente tratado.
En estos casos, primero se utiliza hipoclorito de sodio, para desinfectar las aguas residuales, y después se añade metabisulfito de sodio, que contrarresta la acción oxidativa del cloro.
Suplementos nutricionales
Para lograr una efectiva depuración, los microorganismos consumen diferentes nutrientes en proporciones específicas, tanto macronutrientes (carbono, nitrógeno, fósforo) como micronutrientes (potasio, magnesio, selenio, molibdeno, etc.).
Por lo tanto, si estas proporciones están desbalanceadas, será necesario complementar el nutriente faltante.
Por ejemplo, en una industria química, el efluente puede contar con una alta concentración de DQO (carga orgánica carbonácea) y fósforo, pero estar desprovisto de nitrógeno.
En este caso, se puede utilizar urea, para aumentar la concentración de nitrógeno y balancear los elementos.
Para suplementar el carbono, se utiliza azúcar, alcoholes u otras sustancias orgánicas, mientras que, para incorporar fósforo, se suelen emplear fosfatos de sodio o potasio.
Cuando se requieren micronutrientes, puede recurrirse a suplementos específicos o a productos que incorporan gran cantidad de micronutrientes de forma balanceada, como la sangre vacuna en polvo.
Precipitantes de metales
Se trata de un tipo de producto utilizado en algunas ocasiones, casi exclusivamente en plantas industriales donde existe una alta concentración de algún metal tóxico, como por ejemplo el plomo.
Estos precipitantes reaccionan y se combinan con los metales, formando sales insolubles que son fácilmente separables del efluente mediante procesos físicos.
En tal sentido, su efecto es similar al de un coagulante, pero su finalidad y método de acción es diferente.
Un ejemplo de precipitante es el sulfuro de sodio, utilizado en combinación con agentes alcalinizantes, ya que su efecto se da en pH altos.
Funciones de los tratamientos químicos
| Tratamiento o producto | Función principal | Aplicación habitual |
|---|---|---|
| Hipoclorito de sodio | Desinfección | Eliminación de bacterias, hongos y virus |
| Coagulantes | Desestabilización de partículas | Separación de sólidos y control del fósforo |
| Floculantes | Formación de flóculos | Decantación, flotación y deshidratación de lodos |
| Correctores de pH | Neutralización | Ajuste de aguas industriales |
| Antiespumantes | Control de la espuma | Efluentes con detergentes o problemas biológicos |
| Metabisulfito de sodio | Reducción del cloro activo | Eliminación del efecto oxidativo del cloro |
| Suplementos nutricionales | Equilibrio de nutrientes | Alimentación de microorganismos |
| Precipitantes de metales | Formación de sales insolubles | Eliminación de metales tóxicos |
Diferencias entre aguas residuales urbanas e industriales
No todas las plantas son iguales. Su configuración depende de:
- Origen del agua residual (doméstico o industrial)
- Composición de contaminantes
- Requisitos de calidad del efluente
- Reglamentación aplicable
| Aspecto | Aguas municipales | Aguas industriales |
|---|---|---|
| Composición | Orgánicos humanos, detergentes | Sustancias de proceso, químicos |
| Variabilidad | Estable | Alta y específica |
| Tratamiento típico | Pretratamiento + biológico + terciario | Físico-químico + filtración + tratamiento específico |
| Finalidad | Saneamiento ambiental | Reutilización del agua en procesos |
| Regulación | Normativa sanitaria | Normativa medioambiental y sectorial |
Aunque muchas personas asocian las depuradoras con aguas urbanas, el concepto de depuración también se aplica a aguas industriales, con adaptaciones según cada proceso.
En entornos industriales la composición del agua residual puede incluir:
- Aceites y grasas
- Sólidos minerales
- Metales pesados
- Detergentes
- Sustancias químicas específicas del proceso
Por eso, en la práctica industrial es habitual combinar una planta depuradora convencional con tratamientos específicos adicionales, tales como:
- Tratamientos físico-químicos
- Coagulación / floculación
- Flotación por aire disuelto (FAD)
- Neutralización de pH
- Precipitación química
Estos procesos ayudan a remover partículas finas, aceites, emulsiones y contaminantes que no serían efectivamente eliminados por depuración biológica.
El tratamiento de lodos y la economía circular
Los lodos generados durante el proceso de tratamiento son espesados, deshidratados y, a menudo, estabilizados mediante digestión anaerobia.
Los biosólidos resultantes pueden utilizarse como fertilizantes.
Los lodos generados en distintas fases deben ser tratados:
- Espesamiento
- Digestión
- Deshidratación
- Valorización o disposición segura
Otro de los productos obtenidos en las depuradoras son los lodos; en general, estos lodos son tratados y convertidos en compost, o son incinerados -entre otros tratamientos-.
Las plantas depuradoras no solo protegen los cuerpos de agua de la contaminación, sino que también recuperan recursos valiosos como el agua reutilizable y los biosólidos que pueden ser usados como fertilizantes.
Actualmente las depuradoras se enfocan como un sistema de aprovechamiento de recursos (economía circular) donde se convierte el residuo en nuevas oportunidades: abono agrícola (fertilizantes o compost), agua y energía, al tiempo que generan empleo o se utilizan como aulas de concienciación medioambiental en las visitas de nuestros escolares.
Contaminantes emergentes y límites de la depuración
En las depuradoras no se eliminan eficazmente los contaminantes orgánicos contenidos en el agua.
Estos contaminantes se van acumulando en los lugares donde se vierten las aguas depuradas, así como en el compost obtenido de los lodos producidos en el proceso de depuración.
Se denominan disruptores endocrinos a los contaminantes orgánicos que obstaculizan el funcionamiento hormonal y que pueden ser perjudiciales para ciertos procesos fisiológicos controlados por hormonas.
Entre otros, interceden en el crecimiento de los organismos, en su comportamiento, en la reproducción y en la función inmunitaria.
Para eliminar, en el futuro, tales contaminantes, es necesario determinarlos y cuantificarlos previamente.
Los métodos analíticos desarrollados para su detección son capaces de detectar concentraciones muy pequeñas. Eso es debido a que los disruptores endocrinos se hallan a muy bajas concentraciones en las muestras ambientales.
Cabe destacar que los disruptores endocrinos eficaces pueden tener efectos adversos incluso a concentraciones muy bajas.
Las depuradoras cumplen protocolos de determinación y eliminación de ciertos compuestos de las aguas residuales (sobre todo metales), siguiendo la legislación vigente; por lo tanto, en primer lugar, habría que adaptar la legislación para incorporar los contaminantes orgánicos a estos protocolos.
Pero, todavía queda mucho que investigar, y, además, para eliminar tales contaminantes sería necesario incorporar equipamientos específicos en las plantas depuradoras.
Un primer paso sería instalar equipamiento apropiado para determinar y cuantificar compuestos orgánicos en los laboratorios de las depuradoras; es decir, habría que empezar a sistematizar la monitorización de los citados compuestos.
Los compuestos orgánicos son determinados con equipamiento específico, con cromatógrafos. Y una vez definidos los protocolos de cuantificación de estos contaminantes, se deberían plantear y desarrollar nuevos tratamientos de eliminación eficaz.
Impacto de las depuradoras en los peces y los ecosistemas acuáticos
Las plantas depuradoras de aguas residuales tienen un impacto significativo en los ecosistemas acuáticos, incluyendo las poblaciones de peces.
Si bien el objetivo principal es mejorar la calidad del agua, es importante considerar tanto los efectos positivos como los negativos de estas instalaciones en los peces.
Efectos positivos
Las plantas depuradoras eliminan una gran cantidad de contaminantes químicos y biológicos del agua residual, lo que reduce la toxicidad y mejora la calidad del agua en ríos y lagos.
Esto proporciona un entorno más saludable para los peces y otras formas de vida acuática.
Al eliminar nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, las plantas depuradoras ayudan a prevenir la eutrofización, un proceso que puede causar la proliferación de algas nocivas y la muerte de peces debido a la falta de oxígeno.
Efectos negativos potenciales
Aunque las plantas depuradoras eliminan muchos contaminantes, algunos productos químicos, como los medicamentos y los productos de cuidado personal, pueden no ser completamente eliminados.
Estos compuestos pueden tener efectos hormonales y tóxicos en los peces.
Las plantas depuradoras pueden alterar la temperatura y el flujo del agua, afectando los hábitats naturales de los peces y sus patrones de reproducción.
En algunos casos, los lodos tratados pueden contener metales pesados y otros contaminantes que, si no se gestionan adecuadamente, pueden volver al medio ambiente y acumularse en los peces.
Emisiones de gases de efecto invernadero
Algunas depuradoras de aguas residuales emiten gases de efecto invernadero.
Las depuradoras de aguas residuales producen gases de efecto invernadero; además, filtran metano, un importante gas de efecto invernadero, y los óxidos de nitrógeno (N2O).
Aunque las cantidades de N2O son reducidas, los volúmenes equivalentes tienen prácticamente trescientas veces el potencial de efecto invernadero del dióxido de carbono.
De conformidad con el Acuerdo de París, dichas depuradoras deben reducir sus emisiones y alcanzar la neutralidad climática.
El problema es que las rutas de producción de los N2O son complejas y difíciles de determinar dentro de los procesos de tratamiento de aguas residuales.
La biología subyacente no es especialmente complicada, teniendo en cuenta los cultivos bacterianos puros en condiciones de laboratorio controladas.
Sin embargo, las depuradoras de aguas residuales se componen de una mezcla compleja e intercambiable de numerosas especies bacterianas que tienen diferentes metabolismos.
La composición cambiante de los lodos sin tratar y la aireación física de las depuradoras de aguas residuales complica aún más la situación.
Por consiguiente, comprender el problema de los N2O en condiciones de laboratorio no se traduce necesariamente en el funcionamiento de una depuradora real.
Control de los procesos aeróbicos y anóxicos
Los investigadores descubrieron que las bacterias oxidadoras de amoníaco autótrofas producen N2O durante las fases de tratamiento aeróbicas (oxigenadas) de una depuradora y que en las mismas fases se genera nitrato (NO3) a causa de las bacterias oxidadoras de nitrógeno, según lo previsto.
Aún más importante, el equipo descubrió que las concentraciones elevadas de nitrato al inicio de la fase de tratamiento anóxica (bajo contenido de oxígeno) eran cruciales para eliminar los N2O acumulados en el líquido.
Los organismos heterótrofos preferirán utilizar primero el nitrato, y solo una vez que hayan acabado, utilizarán y eliminarán los N2O líquidos.
Por tanto, es importante controlar tanto las actividades aeróbicas como anóxicas en la planta para que el funcionamiento sea equilibrado.
Esto significa que las depuradoras de aguas residuales deben controlar cuidadosamente los sistemas de aireación, tanto en relación con su duración como con su intensidad.
La primera fue un método para controlar la aireación durante la fase aeróbica para minimizar la tasa de producción de N2O simplemente con la cantidad correcta de aireación.
Además, el equipo desarrolló un método de controlar la eliminación de N2O durante la fase anóxica regulando la fuente externa de carbono.
En la práctica, esto significa la adición intermitente de aguas residuales afluentes durante las fases anóxicas.
Muchas plantas ya disponen de un sistema conocido como Control Supervisor y Adquisición de Datos SCADA.
Así, los operadores podrán analizar sus plantas y elegir la estrategia adecuada para limitar las emisiones de N2O.
El resultado ha sido la obtención de técnicas específicas para limitar la producción de N2O durante el funcionamiento de la depuradora de aguas residuales.
La capacidad de controlarlo contribuirá a mitigar el cambio climático.
Automatización, control y seguimiento ambiental
En la actualidad, las plantas depuradoras industriales y municipales incorporan sistemas de automatización y control para mejorar:
- Estabilidad de procesos
- Gestión de bombas y válvulas
- Control de pH, niveles y caudales
- Registro de datos y tendencias
- Mantenimiento predictivo
Esto asegura una operación más eficiente y minimiza errores humanos.
Los sistemas de control automatizados monitorizan continuamente el rendimiento de la planta, permitiendo ajustes en tiempo real para mantener la calidad del tratamiento.
La monitorización resulta especialmente importante cuando se emplean reactivos químicos, porque permite ajustar su aplicación a las características del agua y evitar tanto una dosificación insuficiente como un uso innecesario.
Reutilización del agua y protección de los recursos
El agua que se depura puede reutilizarse en determinados usos, pero no es bastante pura para beber.
Si además de pasar por un proceso de depuración, también lo hace por una planta potabilizadora, se convierte en lo suficientemente pura para su consumo.
La reutilización del agua tratada puede reducir la presión sobre los recursos hídricos y disminuir la cantidad de agua vertida al medio natural.
Las plantas depuradoras no solo protegen los cuerpos de agua de la contaminación, sino que también recuperan recursos valiosos como el agua reutilizable y los biosólidos que pueden ser usados como fertilizantes.
La gestión eficiente del agua no solo es beneficiosa para el medio ambiente, sino que también reduce los costes operativos a largo plazo.
Ahorrar recursos hídricos, mejorar la eficiencia energética y disminuir los gastos de mantenimiento son algunas de las ventajas que ofrece una gestión adecuada.
Recorrido virtual por una PTAR - VALDICORP AMBIENTAL
El tratamiento de aguas residuales es una pieza clave para garantizar la sostenibilidad ambiental y proteger la salud de nuestras comunidades.
La disminución y eliminación de los contaminantes es fundamental porque el agua es un recurso natural indispensable para los seres vivos.
Considerada esencial en todo ecosistema, es a su vez un recurso que permite la sostenibilidad del medio ambiente.
Su reducción o pérdida de calidad causa efectos negativos en el planeta, por lo que los contaminantes deben ser erradicados lo antes posible, sobre todo los emergentes, de los cuales todavía no se sabe el impacto negativo en la tierra.
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