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19 oct 2015

EDAR, EL FINAL DEL RECORRIDO DEL AGUA [PARTE 2]

Pretratamiento de las aguas residuales urbanas

Hace algunos meses comenzamos el relato del camino que recorre el agua, desde que la desechamos en casa hasta su vertido o reúso (haz clic aquí para ver la entrada anterior). Nos asomamos a la principal parada del camino, la estación depuradora de aguas residuales, la EDAR. En este artículo veremos cuál es su primera etapa en esta estación.

Lo primero que hay que saber es que dentro de una EDAR existen distintas líneas de tratamiento debido a los residuos que se van generando: línea de aguas, de fangos y de gas.

Líneas de tratamiento de una EDAR

Líneas de tratamiento de una EDAR: de aguas, de fangos y de gas.

Cuando el agua llega a la depuradora lo primero es deshacerse de todos los sólidos que ha arrastrado y todo aquello que la gente tiramos, no sólo en casa sino también a alcantarillas y demás puntos de recogida de aguas residuales. Es muy habitual encontrarse, piedras de diversos tamaños, plásticos, productos de higiene personal, preservativos,… En mi primera visita a una EDAR me contaron que también se encuentran cosas inesperadas, hasta ¡un cerdo han llegado a encontrarse! Esta primera parada del agua es el pretratamiento que forma parte de la línea de aguas. Hay diversos procesos que se pueden aplicar para llevar a cabo el pretratamiento dependiendo de la capacidad de la planta y de las características del agua, pero todos ellos están orientados a cumplir el mismo objetivo: separar la contaminación que se encuentra en suspensión, flotación o arrastre de la fase líquida.

Aunque esta etapa resulta sencilla, existen diversos procesos que se pueden diseñar para el pretratamiento. A continuación presentamos algunos de ellos y algunas pequeñas pautas para su diseño:

Aliviadero o by-pass y depósitos de retención

El agua de lluvia recogida en los primeros 10 – 15 minutos está tan contaminada como el resto de las aguas residuales urbanas y entre los 20 – 30 minutos se asemeja a un agua residual diluida. Se hace necesario por tanto, recoger el agua de lluvia durante este periodo de tiempo para incluirla en el proceso de tratamiento de las aguas residuales

El agua se recoge en los depósitos de retención que se diseñan con un tiempo de retención de 30 minutos. Los aliviaderos o by-pass permiten la evacuación del exceso de las aguas pluviales.  Para el diseño, se recomienda un coeficiente de dilución de 2-3 antes del resto de operaciones de pretratamiento, es decir, que el cociente (aguas negras + aguas de lluvia) / aguas negras, oscile en este rango de valores. Se podría optar por el diseño de diversos aliviaderos y depósitos de retención a lo largo de la línea de aguas, permitiendo valores algo mayores de este coeficiente a la entrada de la planta.

Pozo de gruesos

Consiste en un pozo de forma trocopiramidal para evitar acumulación de sólidos en las paredes y una cuchara bivalva para la extracción continuada de sólidos. El pozo de gruesos se dispone cuando se espera tener aguas con una gran cantidad de sólidos de gran tamaño, tales como juguetes, muebles, etc.

Procesos del pretratamiento de EDAR: pozo de gruesos

Procesos del pretratamiento de EDAR: pozo de gruesos

El tiempo de retención es muy bajo (entre 30 y 60 s) y continuamente se están retirando los sólidos depositados que posteriormente se llevarán a un contenedor de residuos.

Desbaste o cribado

Consiste en la eliminación de sólidos de diferentes tamaños por la colocación de rejillas, de paso cada vez más estrecho. Hay rejillas de gruesos para eliminar los sólidos de mayor tamaño (5 cm de separación entre barrotes), rejillas de medios (entre 1.5 y 5 cm de separación) y las rejillas de finos o tamices para pequeño tamaño (entre 0.5 y 1.5 cm se separación). Los tamices son capaces de eliminar objetos tales como palillos de limpiar los oídos o filtros de cigarrillos.

Procesos del pretratamiento de EDAR: desbaste o cribado

Procesos del pretratamiento de EDAR: desbaste o cribado

Existen rejas de limpieza manual y de limpieza automática. Las manuales se encuentran bastante inclinadas para facilitar la limpieza y es el operador quien elimina los sólidos depositados en las rejas mediante un rastrillo; mientras que las de limpieza automática disponen de unos peines que se mueven de abajo a arriba arrastrando todos los residuos sólidos. En el mercado, se pueden encontrar rejas automáticas de diverso tipo cuya elección dependerá de las necesidades técnicas en cada caso: de tracción mediante cable, de cadena de un solo peine, de catenaria, de peines múltiples, móviles o hidráulicas.

Desarenador

Consiste en la eliminación de partículas finas de tamaño mayor a 0.15 mm y peso específico 2.7 g/cm3, como arenas, semillas o cáscaras. Estas arenas o similares pueden causar daños en la red de tuberías del resto de la planta.

Su funcionamiento es muy simple: consiste en un ensanchamiento del canal de pretratamiento para hacer que la velocidad del agua sea lo suficientemente lento para permitir la sedimentación de partículas, pero sin que se produzca un asentamiento de materia orgánica. Para el cálculo de la velocidad del agua necesaria para la sedimentación de un tamaño de partícula podemos usar las ecuaciones de Stokes, Newton y Allen.

Existen desarenadores aireados y sin airear. Los aireados generan un flujo de aire en espiral perpendicular al flujo de agua, de manera que se permite la sedimentación de partículas  más pesadas mientras que las más finas son arrastradas fuera del tanque. La retirada de los sólidos del fondo se puede hacer mediante un tornillo sinfín o un puente transversal.

Desengrasado

Consiste en la eliminación de grasas, aceites o espumas. Esto es especialmente importante para evitar fenómenos de bulking (del inglés, aumento de volumen). Esto puede ocurrir cuando las grasas se agregan a los organismos filamentosos generando pilas flotantes lo que supone un verdadero problema.

El desengrasado suele hacerse de manera simultánea con el desarenado, aunque también se puede diseñar en equipos independientes para aguas con un elevado contenido en grasas.

Procesos del pretratamiento de EDAR: desengrasado

Procesos del pretratamiento de EDAR: desengrasado

El sistema más habitual de desengrasado consiste en la aireación del sistema desemulsionando las grasas y espumas lo que provoca su ascensión a la superficie. Posteriormente, se retira mediante rasquetas superficiales y finalmente las grasas se concentran mediante un desnatador.

Coagulación-floculación

Consiste en el aumento de la velocidad de sedimentación de los sólidos para facilitar el posterior tratamiento del agua o para eliminar algunos elementos específicos como metales o fósforo. No es un método muy habitual pero podría diseñarse en una planta existente para aumentar la capacidad de la planta considerablemente con una inversión moderada.

El tratamiento consiste en dos etapas:

1.- La coagulación es la aglomeración de partículas muy pequeñas (coloides) que no pueden sedimentar, formando coágulos. El aumento de tamaño consigue aumentar la velocidad de sedimentación. Para facilitar la unión de partículas, se añaden coagulantes, que son sustancias químicas que desestabilizan las cargas eléctricas de los coloides. Son muy habituales las sales de hierro y de aluminio. El proceso debe ocurrir en agitación rápida y tiempos de residencias cortos.

2.- La floculación consiste en la adición de reactivos orgánicos de cadena larga que reaccionan con los coágulos formando flóculos de gran tamaño y estabilidad. La floculación tiene lugar con una agitación suave y con tiempos de residencia largos.

Si quieres leer el artículo anterior sobre las EDAR de la misma autora (haz clic aquí)

Autora: María Castro Alférez

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