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7 jul 2015

EDAR, EL FINAL DEL RECORRIDO DEL AGUA

Principales parámetros para el diseño de una EDAR

Quizá nunca te hayas parado a pensar qué ocurre con el agua que se traga el desagüe o al tirar de la cadena del váter. Es un viaje largo. El destino no es siempre el mismo: puede ser vertido al mar o a los ríos o reusarse en alguna otra actividad humana.

El agua fluye a través de tuberías y alcantarillado hasta la EDAR más cercana. Las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales son aquellas plantas de tratamiento de aguas que modifican algunas de las características del agua mejorando su calidad, mediante diversos procedimientos físicos, químicos y biológicos. Las hay de dos tipos principalmente: las que tratan agua residual urbana procedente del consumo ciudadano y las que tratan agua residual industrial. Estas últimas suelen tener algunos tratamientos especializados para reducir los contaminantes más predominantes de sus vertidos, mientras que de manera general, las EDAR de aguas urbanas tienen tratamientos convencionales.

EDAR Huesca con caudal medio 26.000 m3/día (Obra realizada por ASTEISA)

EDAR Huesca con caudal medio 26.000 m3/día (Obra realizada por ASTEISA)

Las EDAR suponen una visita excepcional para grupos de niños que cursan Física y Química en la ESO. Para la gran mayoría de ellos será la primera vez que vean una planta real a escala industrial. Además es gran una oportunidad para concienciarlos sobre el respeto medioambiental que debe comenzar con el aprovechamiento inteligente y el ahorro de los recursos que nos proporciona la naturaleza y tan necesarios en nuestra vida cotidiana como es el agua; así como el tratamiento de los residuos producidos por el ser humano y si es posible reutilizar siempre estos residuos descontaminados. Por otra parte podrán ver en directo y escuchar de boca de especialistas qué procesos se lleva a cabo en las EDAR, algunos de los cuales forman parte de los contenidos del segundo ciclo de ESO.

En este artículo vamos a intentar resumir los principales parámetros que se deben tener en cuenta para el diseño y para el funcionamiento de una EDAR. Para ello, en primer lugar hay que estimar el caudal de agua a tratar (Qm) del cual dependerá el tamaño de las instalaciones. El cálculo es sencillo, basta multiplicar la población (p) por la dotación (d) que es la cantidad de agua que se consume por cada persona y por día. La dotación se estima en función del tipo de área demográfica en cuestión, pero se puede usar un valor estándar de 200 litros/persona/día.

Q_m=p\cdot d

De modo, que en una localidad como Santillana del Mar (Cantabria) con unos 4.000 habitantes, el agua a tratar sería de unos 33 m3/h; o en una ciudad como Granada con más de 237.000 habitantes se genera un caudal de agua de cerca de 2.000 m^3/h… ¡casi nada!

En el diseño de una EDAR es necesario calcular también el caudal punta (Q_p) para sobredimensionar la planta con el fin de que no saturarla si en algún momento se produce un vertido mayor de lo habitual.

Q_p=Q_m\cdot (1,5+\frac{2,5}{Q_m})

Lo siguiente es conocer qué tipos de aguas son las que van a llegar a la planta y su análisis. Por ejemplo, junto a un núcleo urbano lo normal es encontrar aguas residuales provenientes de excretas, residuos domésticos, arrastres de lluvia, infiltraciones y residuos industriales.

El análisis físico, químico y biológico del agua se denomina caracterización, mediante la cual se obtienen los parámetros que definen el agua y por tanto el tratamiento posterior más idóneo.

Entre las características físicas se encuentran:

  • Olor: debido a la presencia de fenoles, materia en descomposición, hongos, etc.
  • Color: el color pardo-rojizo es característico de aguas ferruginosas, el verde de agua provenientes de macizos calcáreos y las negras de aguas sépticas.
  • Temperatura: las altas temperaturas pueden afectar al tratamiento convencional de aguas, dañando la microbiota del sistema biológico y disminuyendo la solubilidad del oxígeno.
  • Densidad: varía en función de la cantidad de sólidos totales.
  • Sólidos totales: es la materia residual resultante tras evaporar agua entre 103 y 105ºC. Se clasifican en sólidos en suspensión ya sean sedimentables o no y en sólidos filtrables que pueden ser coloidales o disueltos. Los sólidos totales pueden ser materia orgánica (que se convierte en gas a 600ºC, volátil) o inorgánica (que no se convierte en gas a 600ºC, fija). Conocer la cantidad de cada tipo de sólidos totales permite estimar la porción de partículas que se eliminarán en cada proceso del tratamiento.
Tipos de sólidos que se encuentran en las aguas de una EDAR

Tipos de sólidos que se encuentran en las aguas de una EDAR

Las características químicas más relevantes son:

  • Materia orgánica: compuesta principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno y en ocasiones también por nitrógeno, azufre, fósforo y hierro. Son proteínas, hidratos de carbono, grasas, agentes tensioactivos, contaminantes prioritarios, compuestos orgánicos volátiles (COV) y pesticidas.

Existen tres parámetros muy importantes relacionados con el contenido en materia orgánica del agua:

  • La Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) es la cantidad de oxígeno consumida por los microorganismos durante el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica. El proceso oxidativo puede durar muchos días pero la medida está estandarizada al quinto día, lo que se conoce como DBO5.
  • La Demanda Química de Oxígeno (DQO) es la cantidad de oxígeno consumida por compuestos reductores por medios químicos. Aunque esta medida pretende medir la cantidad de materia orgánica, a veces sufre interferencias por la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas.
  • El Carbono Orgánico Total (COT) es un parámetro que sirve como indicador de la cantidad de materia orgánica y se está usando cada vez más. Una de sus principales ventajas es la duración de la medida (menos de 1 hora, frente a 3 horas de las DQO y 5 días de la DBO).
  • pH: afecta a la viabilidad de la microbiota del sistema biológico si no se encuentra dentro del rango óptimo.
  • Nitrógeno y fósforo: son dos elementos nutritivos indispensables para el crecimiento de los microorganismos del sistema biológico.
  • Compuestos tóxicos como el cobre, el plomo, el boro o el cromo necesitan ser controlados para que el reúso del agua tratada o su vertido se haga dentro de los márgenes de la legislación.
  • Gases: el nitrógeno y el oxígeno son necesarios en el sistema biológico. Durante el tratamiento se forma varios gases: metano, sulfuro de hidrógeno, dióxido de carbono y amoniaco.

La caracterización biológica consiste en la determinación y enumeración de las especies que viven en el agua:

  • Microorganismos: bacterias, hongos, virus, protozoos, rotíferos, etc. Algunos de ellos se encuentran en muy pequeña concentración por lo que se usan microorganismos indicadores de la contaminación micriobiológica. Los más habituales son Escherichia coli y Aerobacter.
  • Organismos macroscópicos: gusanos, insectos y otros que ayudan a la descomposición de la materia orgánica.

 

En próximos artículos te mostraré más sobre este apasionante mundo, no te lo pierdas. Clic aquí para ver la 2ª parte

 

Autora: María Castro Alférez

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