¿Qué tipos de tratamiento existen para las aguas servidas?
El tratamiento de aguas servidas puede realizarse mediante diferentes procesos y tecnologías, dependiendo de las características del agua que ingresa a la planta, el caudal, la carga contaminante, el espacio disponible, las condiciones de operación y la calidad que debe alcanzar el efluente.
No existe una única forma de tratar las aguas servidas.
En algunos proyectos puede ser suficiente una combinación relativamente simple de procesos físicos y biológicos. En otros, pueden requerirse sistemas más avanzados que permitan reducir nutrientes, sólidos, microorganismos u otros contaminantes específicos.
Por esta razón, antes de seleccionar una tecnología es importante comprender qué función cumple cada etapa del tratamiento y cómo se relaciona con las demás.
El tratamiento se compone de diferentes etapas
De manera general, una planta de tratamiento de aguas servidas puede incorporar varias etapas consecutivas.
Estas pueden incluir:
pretratamiento → tratamiento primario → tratamiento biológico o secundario → tratamiento terciario → desinfección → descarga o reutilización.
No todas las plantas incorporan exactamente la misma secuencia.
Algunas tecnologías integran varias funciones dentro de una misma unidad, mientras que otras utilizan procesos separados.
Lo importante es que el sistema completo sea capaz de transformar el afluente, es decir, el agua que ingresa a la planta, en un efluente con características compatibles con los objetivos del proyecto.
Pretratamiento: retirar materiales que pueden generar problemas
El pretratamiento constituye normalmente la primera barrera dentro de una planta.
Su objetivo es remover aquellos elementos que podrían dañar equipos, obstruir tuberías o afectar las etapas posteriores del proceso.
Para ello pueden utilizarse:
rejas, tamices, cámaras de desarenado, separadores de grasas y sistemas de retención de sólidos gruesos.
Estos procesos no buscan eliminar la mayor parte de la carga orgánica del agua.
Su función principal es proteger la infraestructura y facilitar el funcionamiento del tratamiento posterior.
Una adecuada etapa de pretratamiento puede reducir fallas en bombas, acumulación de residuos y problemas de mantenimiento.
Tratamiento primario: separar sólidos por medios físicos
Después del pretratamiento, algunas plantas incorporan una etapa de tratamiento primario.
En esta etapa se busca separar parte de los sólidos suspendidos mediante procesos físicos.
Uno de los mecanismos más utilizados es la sedimentación, que permite que los sólidos con mayor densidad se depositen en el fondo de una unidad mientras el agua continúa hacia las etapas siguientes.
También pueden utilizarse otros procesos de separación dependiendo de las características del agua.
El tratamiento primario puede disminuir parte de la carga contaminante antes de que el agua ingrese al tratamiento biológico.
Tratamiento biológico o secundario
Una parte importante de la contaminación presente en las aguas servidas corresponde a materia orgánica biodegradable.
Para reducirla se utilizan procesos biológicos en los que microorganismos consumen o transforman esa materia.
Esta etapa constituye uno de los componentes principales de muchas plantas de tratamiento.
Existen diferentes tecnologías capaces de realizar esta función.
Lodos activados
El sistema de lodos activados utiliza microorganismos suspendidos en el agua para degradar la materia orgánica.
Normalmente el proceso considera una unidad de aireación donde se suministra oxígeno y posteriormente una etapa de separación de sólidos.
Parte de la biomasa separada puede retornar al proceso para mantener una concentración adecuada de microorganismos.
Este tipo de sistema puede ofrecer un tratamiento eficiente, pero requiere controlar distintas variables operacionales para mantener condiciones adecuadas para la biomasa.
Aireación extendida
La aireación extendida corresponde a una variante de los procesos de lodos activados.
Se caracteriza por utilizar tiempos de aireación mayores y operar generalmente con una menor carga orgánica respecto de otros sistemas convencionales.
Este tipo de solución puede encontrarse en plantas de menor y mediana escala.
Entre sus características se encuentra una operación biológica relativamente estable cuando el sistema se encuentra correctamente dimensionado y operado.
Sin embargo, al igual que otros procesos aeróbicos, requiere energía para el suministro de aire y una adecuada gestión de los equipos de aireación.
Sistemas de biomasa adherida
En otros procesos, los microorganismos no permanecen solamente suspendidos en el agua.
También pueden crecer adheridos a superficies especialmente diseñadas para favorecer el desarrollo de biomasa.
Dentro de esta categoría existen diferentes tecnologías.
Un ejemplo son los biodiscos, donde la biomasa crece sobre superficies que rotan parcialmente sumergidas en el agua.
Otra alternativa corresponde a sistemas de soporte fijo o móvil donde los microorganismos se desarrollan sobre un medio especialmente diseñado.
MBBR
Los sistemas MBBR, o reactores biológicos de lecho móvil, utilizan pequeños soportes plásticos que se mantienen en movimiento dentro del reactor.
Sobre estos elementos se desarrolla una película biológica que participa en la degradación de la materia orgánica.
Una de las ventajas conceptuales de este sistema es que permite disponer de una elevada superficie para el crecimiento de microorganismos dentro de un volumen relativamente compacto.
Sin embargo, su correcta aplicación requiere considerar aspectos hidráulicos, aireación, retención de los soportes y condiciones de operación.
Sistemas con membranas
Existen también procesos que incorporan membranas para separar sólidos y microorganismos del agua tratada.
Una de las tecnologías conocidas es el MBR, o reactor biológico con membranas.
En estos sistemas, el proceso biológico se combina con una separación mediante membranas.
Esto puede permitir obtener un efluente con baja concentración de sólidos suspendidos y una elevada calidad física.
A cambio, estos sistemas pueden requerir mayores niveles de control, mantenimiento y consumo energético.
Por esta razón, su utilización debe evaluarse considerando las condiciones reales del proyecto y los objetivos de tratamiento.
Tratamiento terciario o avanzado
Después del tratamiento biológico pueden incorporarse procesos adicionales cuando se requiere mejorar aún más la calidad del efluente.
Estos procesos suelen agruparse bajo el concepto de tratamiento terciario o tratamiento avanzado.
Dependiendo de los objetivos del proyecto, pueden utilizarse para reducir:
sólidos remanentes, nutrientes, materia orgánica residual, color, turbidez u otros compuestos específicos.
Entre las alternativas pueden encontrarse procesos de filtración, tratamientos físico-químicos, sistemas de membranas u otras tecnologías especializadas.
La necesidad de incorporar estas etapas dependerá principalmente de la calidad requerida para el efluente.
Eliminación de nutrientes
En algunos sistemas puede ser necesario reducir compuestos como nitrógeno y fósforo.
Estos nutrientes pueden tener efectos importantes sobre cuerpos de agua receptores cuando se encuentran en concentraciones elevadas.
Su reducción puede realizarse mediante combinaciones de procesos biológicos y, en algunos casos, químicos.
Para lograrlo es necesario controlar cuidadosamente las condiciones dentro de los reactores.
Por esta razón, la eliminación de nutrientes normalmente requiere un diseño y una estrategia operacional más específicos.
Desinfección
La desinfección tiene como objetivo reducir la presencia de microorganismos antes de la descarga o reutilización del agua tratada.
Existen diferentes métodos para realizarla.
Entre ellos pueden encontrarse sistemas basados en cloración, radiación ultravioleta u otras tecnologías.
La alternativa más adecuada dependerá de factores como el caudal, la calidad del agua, el destino del efluente y las condiciones de operación.
La desinfección no reemplaza las etapas anteriores del tratamiento.
Su eficacia depende también de que el agua haya alcanzado previamente determinadas condiciones de calidad.
¿Cuál es la mejor tecnología para tratar aguas servidas?
No existe una tecnología que sea universalmente mejor para todos los proyectos.
Una solución que funciona correctamente en una instalación puede no ser la más adecuada para otra.
La selección debe considerar diferentes variables, entre ellas:
caudal de diseño, características del afluente, variaciones de carga, espacio disponible, consumo energético, facilidad de operación, disponibilidad de personal, generación de lodos y calidad requerida del efluente.
También debe evaluarse la capacidad de mantener y operar la instalación durante toda su vida útil.
Una tecnología técnicamente avanzada puede transformarse en una mala solución si la instalación no cuenta con las condiciones necesarias para operarla correctamente.
La operación también define el resultado
El desempeño de una planta no depende únicamente de la tecnología seleccionada.
También depende de cómo se opera.
Variables como niveles, caudales, aireación, estados de bombas, funcionamiento de sopladores, concentración de oxígeno y condiciones de los reactores pueden afectar directamente el tratamiento.
Por esta razón, la automatización y la telemetría pueden transformarse en herramientas importantes para apoyar la operación.
La automatización permite controlar equipos y secuencias de funcionamiento, mientras que la telemetría permite supervisar variables, alarmas y estados a distancia.
Cuando estas herramientas se integran correctamente, pueden ayudar a mejorar la continuidad operacional y entregar información útil para comprender el comportamiento de la planta.
El tratamiento debe analizarse como un sistema completo
Una planta de tratamiento no debe evaluarse observando solamente una tecnología o un equipo individual.
El resultado final depende de cómo interactúan todas sus etapas.
Un sistema puede disponer de un buen reactor biológico, pero presentar problemas si el pretratamiento es insuficiente.
También puede lograr una adecuada reducción de materia orgánica y, sin embargo, tener dificultades si la separación de sólidos o la gestión de lodos no funcionan correctamente.
Por esta razón, el tratamiento debe analizarse como un sistema integrado, donde cada proceso cumple una función y condiciona el desempeño de los siguientes.
Si quieres conocer primero cómo funciona una planta en términos generales, revisa nuestro artículo sobre qué es una planta de tratamiento de aguas servidas y cómo funciona.
Cada proyecto requiere una solución propia
Seleccionar un sistema de tratamiento implica mucho más que comparar capacidades nominales de diferentes equipos.
Es necesario comprender las características del afluente, determinar la calidad requerida para el efluente, evaluar las condiciones reales de operación y considerar la sostenibilidad de la solución durante toda su vida útil.
La tecnología debe adaptarse al proyecto y no el proyecto a una tecnología seleccionada previamente.
En ADDSYS abordamos los sistemas sanitarios integrando ingeniería, operación, automatización y tecnología, buscando soluciones que respondan a las condiciones reales de cada instalación y puedan mantenerse de manera confiable en el tiempo.