Depuración de aguas. Funcionamiento de una depuradora.

Actualmente las noticias sobre vertidos incontrolados en nuestros ríos o en el mar están a la orden del día.  No es raro encontrarse en prensa noticias sobre mortandad de peces, sanciones a empresas, problemas con la instalación de plantas depuradoras, etc.

Pese a ser un tema tan a la orden del día. ¿Sabemos como funciona realmente una depuradora? En esta entrada intentaré explicarlo.

El agua contaminada al entrar en una depuradora debe de pasar por varias etapas de tratamiento sucesivas, el número de etapas y la complejidad de las mismas depende del tipo de agua que se va a depurar; no es lo mismo, el agua residual de una población pequeña, de una ciudad, de una empresa alimentaria o de una empresa química. 

Intentaré describir de forma sencilla las partes de una depuradora típica.

La primera etapa de depuración es un PRETRATAMIENTO que normalmente consta de dos partes, un tamizado y una fase de homogenización:

Tamizado: Se utilizan tamices con diferente luz de malla, normalmente de 0,5 a 1 mm (ya que tamaños menores de la malla hace que esta se obstruya demasiado a menudo), para hacer una separación inicial de los sólidos más compactos.

Normalmente los residuos que va separando el tamiz son transportados por un tornillo transportados hasta un contenedor, pudiendo ser gestionados como residuos sólidos.

Homogenización: La homogenización se lleva a cabo en balsas agitadas por medios mecánicos o aireación a donde el agua llega tras pasar el tamiz. Esta etapa es importante pues sirve para amortiguar variaciones de pH (se puede adiccionar en este paso correctores de pH) y la llegada de efluentes imprevistos. Ya que para la correcta eficacia de los tratamientos biológicos posteriores es importante que las características del vertido no sean muy variables con el tiempo.

Después del pretratamiento viene el TRATAMIENTO PRIMARIO el cual, puede utilizarse como operación única de depuración si las condiciones de vertido lo permiten.

Según el tipo de tratamiento primario, se elimina materia en suspensión muy fina o densa que no ha quedado retenida en los tamices, material coloidal, proteínas, grasas…

Dentro del tratamiento primario podemos tener

Separación por gravedad: Para la separación por gravedad se utilizan tanques o depósitos de decantación primaria, que permiten separar los sólidos pesados por sedimentación en el fondo y la materia orgánica grasa y los sólidos más finos por flotación en la superficie. Uno de los problemas de este método es la generación de malos olores.

Flotación por Aire Disuelto: La flotación de aguas residuales se emplea para la eliminación de materias flotables, es decir, materias sólidas y/o liquidas de densidad inferior a la del agua.En el proceso de flotación por aire disuelto (DAF, Disolved Air Flotation), los sólidos suspendidos se separan introduciendo burbujas de aire en las aguas residuales. Se forma una capa espumosa de sólidos que pueden separarse por rebose o arrastre mediante una especie de peine.

Coagulación-Floculación: Los procesos físicos de sedimentación o flotación por si solos, no permiten eliminar proteínas solubles, grasas emulsionadas y material coloidal de las aguas.

Para esta eliminación es necesario ajustar el pH y añadir coagulantes y floculantes que forman agregados con la materia orgánica, lo que facilita su eliminación por un proceso físico.

El TRATAMIENTO SECUNDARIO O BIOLÓGICO es el más complejo de todos, en esta etapa la materia contaminante es degradada por microorganismos. Para un óptimo funcionamiento los microorganismos deben de tener unas condiciones estables que les permitan crecer y desarrollarse correctamente; el pH, debe estar entre 6.5 – 8.5, también es muy importante la temperatura.

Tratamiento anaerobio: En la depuración anaerobia la materia orgánica presente en las aguas residuales es convertida en metano y dióxido de carbono en ausencia de oxígeno por bacterias acidogénicas, acetógenas y metanógenas.

La principal ventaja de este tratamiento es su bajo coste de funcionamiento, sin embargo tiene un elevado coste de instalación, necesita altos tiempos de residencia, temperaturas de hasta 35ºC para el desarrollo del proceso y se generan malos olores.

Tratamiento aerobio: En la depuración aerobia la materia orgánica es metabolizada por bacterias aerobias heterótrofas generando CO2 y nueva biomasa. 

Se puede hacer mediante biodiscos, que son unas estructuras de soporte cilíndricas y giratoria que se  sumergen parcialmente (40%) en las aguas residuales a tratar, contenidas en depósitos con aireación. Los biodiscos giran a baja velocidad y se exponen alternativamente al aire y al agua. Cuando salen del agua arrastran consigo parte del agua que forma una fina película de líquido con condiciones óptimas para su oxigenación.

El crecimiento biológico va aumentando hasta que tanto por el proceso biológico como por la rotación del disco, se efectúa el desprendimiento, pasando a estar en suspensión en el

agua en forma de fango biológico, que se separa por sedimentación. 

De esta forma, se lleva a cabo la captura de sustancias orgánicas solubles a nivel de la superficie celular y su transformación en materia sólida separable por procedimientos físicos.

Un sistema más empleado que los biodiscos son los fangos activados. Consisten en desarrollar un cultivo microbiano en suspensión en forma de flóculos en un depósito o balsa agitado y aireado que se alimenta con el agua que va a depurase. La agitación permite homogenizar la mezcla de biomasa y agua residual y evita la formación de sedimentos. Posteriormente, se clarifica el efluente en un decantador o tanque de sedimentación separando la biomasa en forma de fangos, parte de los cuales se recircula como lodo activado.

Para que este sistema funcione bien debe de estar perfectamente controlado por personal experto. Las disfunciones en el proceso biológico generan problemas de bulking, crecimiento desmesurado de microorganismos filamentosos que van a impedir la sedimentación de los fangos o de foaming, fenómeno similar en el que se forman espumas.

·   En ocasiones puede existir también TRATAMIENTO TERCIARIO que  consiste en someter el vertido a un proceso avanzado final (ósmosis inversa, adsorción con carbón activo, electrodiálisis, intercambio iónico…) con el fin de aumentar su calidad.

A la vista de la complejidad de estas etapas, se deduce que para que nuestros cauces estén limpios es necesario no sólo la instalación de depuradoras, si no que también es imprescindible que se invierta dinero en ellas, pues deben de contar con personal técnico para el mantenimiento y control de las condiciones adecuadas de funcionamiento, además de inversión en productos químicos necesarios para las etapas de separación de contaminantes.