Procesos de tratamiento de aguas

El proceso de tratamiento de aguas consiste en una serie de pasos para eliminar o minimizar las impurezas del agua y hacer que la calidad del agua tratada sea adecuada para un propósito particular.

El propósito puede ser cualquier cosa, desde el uso recreativo del agua hasta agua potable. Los criterios y estándares de calidad se determinan en relación con la idoneidad del agua para ese propósito particular.

La cadena de procesos involucrados en el tratamiento del agua incluye procesos químicos, biológicos y físicos. La combinación de pasos, operaciones unitarias y procesos se conoce como el «tren de tratamiento».

El diseño del tren de tratamiento se rige por las características específicas de la fuente de agua que se trata y por los criterios de calidad para el uso previsto. Consideraciones adicionales incluyen la capital para la inversión inicial, costos operativos y residuos.

Por ejemplo, el tratamiento de aguas superficiales con fines potables puede incluir coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección. El agua subterránea, por otro lado, generalmente requiere un nivel más bajo de tratamiento, debido a que contiene menos sedimentos y está menos expuesta a contaminantes. Sin embargo, el agua subterránea generalmente contiene un mayor nivel de sólidos disueltos, hierro y manganeso. Por lo tanto, el proceso de tratamiento puede incluir ablandamiento, oxidación, desalinización, etc.

El tratamiento de las aguas residuales requiere un proceso más complejo y el tratamiento también puede incluir procesos para la eliminación de arena, lodos activados, adsorción de carbono y desnitrificación.

Describamos brevemente algunos de los principales procesos de tratamiento de aguas y operaciones unitarias:

Coagulación-floculación: en el proceso de coagulación, se agrega al agua un químico que neutraliza las cargas negativas de las partículas suspendidos y coloidales y las permite agregarse.

La floculación consiste en una agitación suave del agua, a fin de favorecer el contacto entre las partículas para que se unen y formen partículas más grandes. Las partículas más grandes se pueden eliminar mediante sedimentación o filtración convencional.

Filtración: la filtración es un proceso de separación y eliminación de partículas sólidas y otras impurezas, como el color y el sabor, del agua. Esto se logra haciendo pasar el agua a través de un medio poroso.

Existen varios métodos de filtración, incluidas la filtración lenta por arena, la filtración rápida por arena, la filtración por membranas y más.

Sedimentación: este proceso de tratamiento de aguas se utiliza para eliminar los sólidos suspendidos. La disminución de la velocidad del agua permite que las partículas sólidas suspendidas se depositen por gravedad, a medida que el agua fluye lentamente a través del tanque de sedimentación.

Procesos biológicos de tratamiento de agua: existen varios tratamientos biológicos que se utilizan para eliminar contaminantes orgánicos del agua. Por ejemplo, lodos activados, filtros percoladores y biorreactores de membrana. El lodo activado es el proceso más común utilizado en el tratamiento de aguas residuales. El proceso es un proceso biológico aeróbico, en el cual se usan bacterias para biodegradar la materia orgánica en el agua.

A medida que las bacterias crecen, se asientan en el fondo del tanque. Este flóculo biológico se conoce como «lodo activado». Parte del lodo sedimentado se devuelve al tanque para mantener el proceso continuo.

Desinfección: el proceso de desinfección tiene como objetivo inactivar microorganismos, como hongos, bacterias y virus. Los métodos de desinfección incluyen desinfección química (por ejemplo, con cloro, dióxido de cloro u ozono), desinfección con luz ultravioleta y desinfección térmica.

Desalinización: se refiere a la eliminación de sales disueltas del agua. Los métodos de desalinización incluyen la ósmosis inversa, intercambio iónico, nanofiltración, destilación y otros métodos. El intercambio iónico elimina iones específicos del agua, intercambiándolos con otros iones. Por ejemplo, se usa para ablandar el agua, eliminando el calcio y el magnesio. La ósmosis inversa, por otro lado, elimina la mayoría de los iones del agua y no se agregan iones «nuevos» al agua.

RESUMEN 

Hay muchos procesos de tratamiento de aguas y operaciones unitarias disponibles. Un diseño «correcto» del proceso  requiere conocer el uso previsto del agua, los criterios de calidad del agua para este uso específico y la composición y propiedades del agua que se debe tratar.