Introducción a los equipos de tratamiento de aguas residuales y al flujo general de los procesos

I. Clasificación de los equipos de tratamiento de aguas residuales

1.Por fuente de aguas residuales

• Equipo de tratamiento de aguas residuales domésticas:
  Proceso de aguas residuales domésticas (por ejemplo, aguas residuales de inodoros, cocinas y lavanderías), centrándose en la eliminación de materia orgánica (COD, BOD5) y sólidos en suspensión (SS).
• Equipo de tratamiento de aguas residuales industriales:
  Personalizado para industrias específicas (por ejemplo, química, textil, procesamiento de alimentos), que aborda contaminantes como metales pesados, aceites y orgánicos de alta concentración.
• Equipo municipal de tratamiento de aguas residuales:
  Maneja aguas residuales urbanas a gran escala, integrando el pretratamiento, el tratamiento biológico y la gestión de lodos para cumplir con los estrictos estándares de descarga.

2.Por proceso de tratamiento

• Equipo de tratamiento físico:
  Grillas, depósitos de sedimentación, clarificadores, filtros (arena/carbono activado) y sistemas de membrana (UF, MF) para la separación sólido-líquido.
• Equipo de tratamiento químico:
  Sistemas de dosificación (coagulantes, floculantes, desinfectantes), tanques de ajuste de pH y procesos de oxidación avanzados (por ejemplo, generadores de ozono).
• Equipo de tratamiento biológico:
  Reactores de lodo activado (por ejemplo, tanques de aireación, SBR, MBR), digestores anaeróbicos y sistemas de biofilm (filtros de goteo, reactores de biofilm de lecho móvil).
• Equipo de tratamiento avanzado:
  Unidades de ósmosis inversa, columnas de intercambio iónico, sistemas de desinfección UV y cristalizadores de evaporación para la producción de agua de alta pureza.

II. Flujo general del proceso

1Pre-tratamiento

• Evaluación y eliminación del grano:
  • Las pantallas de barras: Eliminar los desechos grandes (por ejemplo, palos, plásticos) para proteger los equipos aguas abajo.
  • Las cámaras de arena: Sedimentos de partículas inorgánicas pesadas (arena, grava) mediante separación por gravedad.
• Tanques de ecualización:
  Buffer flujo y fluctuaciones de concentración para estabilizar los procesos de tratamiento posteriores.

2Tratamiento primario

• Tanques de sedimentación:
  Eliminar los sólidos sedimentables mediante la gravedad, reduciendo la SS en un 50-70% y la carga orgánica en un 30-40%.
• Procesos opcionales:
  • Floración en aire disuelto (DAF): Para la eliminación de aguas residuales oleosas o de sólidos de baja densidad.
  • Coagulación química: Mejora la agregación de partículas para una mejor sedimentación.

3Tratamiento secundario (biológico)

• Proceso de lodo activado:
  • Tanques de aireación: Los microorganismos degradan la materia orgánica en CO2 y agua en condiciones aeróbicas.
  • Aclaraciones secundarias: Separar la biomasa (lodo activado) del agua tratada; el lodo se recicla parcialmente.
• Variantes:
  • Proceso A/O (anaeróbico-óxico): Elimina el nitrógeno y el fósforo a través de zonas anaeróbicas y aeróbicas secuenciales.
  • MBR (biorreactor de membrana): Combina el tratamiento biológico con la filtración por membrana para una calidad superior de los efluentes (SS < 10 mg/L).

4Tratamiento terciario (purificación avanzada)

• Filtración:
  Los filtros de arena/antracita o los sistemas de membrana (UF/RO) eliminan los sólidos residuales y los contaminantes disueltos.
• Desinfección:
  Clorado, irradiación UV o tratamiento con ozono para inactivar los patógenos (por ejemplo, E. coli, virus).
• Eliminación de nutrientes:
  La precipitación química (para el fósforo) o los procesos biológicos (nitrificación-denitrificación).

5Tratamiento de lodos

• El engrosamiento y la deshidratación:
  Reducir el volumen de lodo mediante espesadores por gravedad, prensas de filtros de cinta o centrífugas (contenido de humedad del 99% al 75-85%).
• Estabilización:
  • Digestión anaeróbica: Conversión de lodos orgánicos en biogás (metano) para la recuperación de energía.
  • Compostaje: Descomposición aeróbica con agentes voluminosos (por ejemplo, astillas de madera) para producir biofertilizantes.
• Eliminación final:
  Depósito en vertederos, incineración o aplicación en el suelo (si cumple con las normas reglamentarias).

III. Aplicaciones típicas y selección de procesos

IV. Consideraciones fundamentales para la selección del equipo

1. Calidad y flujo del agua:
   Se analizarán los contaminantes (COD, metales pesados, pH) y la capacidad de diseño (por ejemplo, 1.000 m3/día).
2. Cumplimiento normativo:
   Cumplir con los límites de descarga nacionales (por ejemplo, normas GB) o locales (por ejemplo, zonas costeras más estrictas para el nitrógeno).
3. Análisis de costes y beneficios:
   • Costo de capital: Los sistemas MBR son más caros pero ahorran espacio; los lodos activados convencionales son más asequibles.
   • Costo de funcionamiento: Energía (aeración ~ 50% del coste total), dosificación química y eliminación de lodos.
4. Huella y automatización:
   • Sistemas modulares/contenedores para espacio limitado (por ejemplo, unidades móviles de tratamiento de aguas residuales).
   • Control PLC/DCS para la vigilancia en tiempo real y el control remoto.