Diseños de Plantas de tratamiento de aguas residuales o sistemas sépticos

¿En qué consiste el tratamiento de aguas residuales?

El tratamiento o depuración de aguas residuales provenientes de diversos sectores, busca la remoción de contaminantes con el propósito de obtener un efluente aceptable para las condiciones del ambiente. La transformación de contaminantes presentes en el agua se realiza constantemente de manera natural, a este fenómeno se le denomina autodepuración, sin embargo, el tiempo que se requiere para lograr un nivel mínimo de calidad que no altere las condiciones físicas, químicas y biológicas del cuerpo de agua, es bastante. Es por ello, que en los últimos años se han implementado diversos tipos de tratamiento que logren acelerar el proceso de depuración, como también aumentar su capacidad.

¿Qué parámetros deben considerarse para el diseño de un sistema de tratamiento?

Antes de proponer el diseño de una planta de tratamiento se requiere realizar una caracterización de la calidad del agua del efluente, donde se identifique cuáles son las sustancias contaminantes con mayor presencia, es decir, aquellas que presenten altas concentraciones y que puedan ser nocivas para el ambiente o la salud pública. Los principales parámetros a ser evaluados son:

Turbiedad
Solidos suspendidos totales
Demanda Química de Oxigeno
Demanda Bioquímica de Oxigeno
Contenido de nutrientes
Presencia de microorganismos
Presencia de metales

¿Por qué implementar un sistema de tratamiento de aguas residuales?

La necesidad de implementar un sistema de tratamiento puede surgir a partir de varias razones, como por ejemplo razones higiénicas o de salud pública, económicas, estéticas o legales. Pero sea cual sea el motivo, lo que se busca a través del tratamiento de aguas residuales es evitar la degradación de la calidad del agua destinada a consumo humano, recreación, esparcimiento, actividades agrícolas y piscícolas, como también el impacto al entorno ecológico.

Aspectos a considerar antes y durante el diseño de una PTAR.

Más allá de proponer el diseño de una planta de tratamiento con base a las sustancias y concentraciones reportadas en un análisis, también es importante considerar otros aspectos que intervienen en la selección del tipo de tratamiento, con el fin de garantizar la viabilidad del proyecto propuesto. Dentro de los criterios a tener en cuenta esta:

Necesidad del cliente
Experiencias previas
Requerimientos según lo establecido por la normatividad o por el ente regulador
Selección y análisis de los procesos unitarios
Compatibilidad con estructuras existentes (si las hay)
Costo: operación, mantenimiento
Capital disponible
Impacto de la instalación: pérdida de terreno, flora, fauna y suelo
Impacto operacional: emisión de gases y ruidos
Generación de residuos:
Calidad de las aguas residuales
Tecnología Adecuada
Disponibilidad de equipos y repuestos
Personal requerido
Energía requerida

¿Qué tecnologías existen en el mercado para el tratamiento de aguas residuales?

Una vez presentados los aspectos y criterios que se deben tener en cuenta a la hora de proponer cada uno de los procesos unitarios que van a ser parte de la planta de tratamiento que se quiere implementar, a continuación, si indicaran algunos de las tecnologías disponibles en el mercado.

Tratamiento Preliminar

Durante esta etapa se busca acondicionar o preparar el agua residual, con el propósito de proteger y optimizar la operación de los procesos posteriores. Actualmente la tecnología más común corresponde a:

Rejas o tamices: Eliminación de solidos gruesos
Trituradores: Desmenuzamiento de solidos
Desarenadores: Remoción de arenas y gravilla
Trampas de grasas: Eliminación de grasas
Pre aireación: Control de olores indeseados

Tratamiento Primario

Puede ser físico o físico-químico y se realiza con el objetivo de remover material sedimentable o flotante, adicional a ello se remueve gran parte de la materia orgánica, logrando reducir entre un 25% a 40% de la DBO y entre un 50% y 60% de los sólidos suspendidos. Entre los tipos de tratamiento primario se encuentran:

Sedimentación primaria
Flotación
Precipitación
Filtros gruesos
Oxidación química
Coagulación, floculación, sedimentación y filtración

Tratamiento Secundario

Es esencialmente biológico, los microorganismos son los encargados de consumir gran parte de los contaminantes que no fueron capaces de ser removidos en el tratamiento primario. Esta etapa permite reducir la DBO entre un 85% a 95% y se compone de:

Filtración biológica:

Filtros comunes.
Biofiltros
Aero filtros.

Lodos activados

Convencional
Alta capacidad.
Contacto estabilización.
Aireación prolongada.

Lagunas de estabilización:

Aerobia.
Facultativa.
Anaerobia.

Lagunas Aireada:

Mezcla completa.
Aireada facultativa.
Facultativa con aeración mecánica.
Difusión de aire.

Otros:

Reactor anaeróbico de flujo ascendente.
Discos rotatorios.

Tratamiento terciario

Los procesos que hacen parte del tratamiento terciario, tienen como objetivo complementar los procesos anteriores logrando efluentes con una mejor calidad, menor carga contaminante y que garantice que el recurso hídrico puede ser usado y aprovechado de forma segura. Las sustancias y compuestos que son removidos durante esta etapa en la mayoría de los casos corresponden a Bacterias, virus, parásitos, algas, fosfatos, nitratos y sustancias tensoactivas. Los procesos de tratamiento más comunes se indican a continuación:

Desinfección química con cloro
Ozonización
Radiación UV
Ionización
Osmosis inversa
Nitrificación – desnitrificación
Oxidación química
Electrodiálisis
Precipitación química
Reducción
Destilación
Carbón activado

Manejo de lodos

Durante las etapas de tratamiento mencionadas anteriormente se forman subproductos, gran parte de este material corresponde a los sólidos generados en el tratamiento preliminar, primario y secundario. Antes de definir cuál va a ser la disposición final de los lodos generados, primero deben ser acondicionados dado su alto contenido de materia orgánica putrescible. El acondicionamiento tiene como finalidad la reducción de la materia orgánica y de la humedad, y pueden ser realizados a través de las siguientes técnicas:

Espesamiento
Digestión
Incineración
Oxidación por vía humedad
Normatividad aplicable

Normatividad

Actualmente en Colombia, el diseño y construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales está regulado a través de las siguientes normas:

RAS – REGLAMENTO TÉCNICO PARA EL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO RAS.
Decreto 3039 de 2010
Decreto 1575 de 2007
Resolución 0330 – Por la cual se adopta el reglamento técnico para el sector agua y saneamiento básico RAS y se toman otras disposiciones
Resolución 2115 de 2007
Resolución 0631 de 2015
Resolución 3956 de 2009
NTC 1500 Código Colombiano de Fontanería

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