¿Qué es el tratamiento secundario de aguas residuales y cómo funciona?

La fase de tratamiento secundario es una parte crucial del proceso de tratamiento de aguas residuales porque purifica aún más el agua para eliminar más residuos tras la fase primaria. Después de que la fase de tratamiento primario elimine los sólidos en suspensión mediante procesos físicos y la gravedad, los sistemas de tratamiento secundario utilizan procesos biológicos para seguir tratando el agua.

El tratamiento secundario de aguas residuales introduce microorganismos en las aguas residuales, y estos microorganismos eliminan los residuos del agua mediante procesos metabólicos. Los tres tipos de tratamiento secundario son el tratamiento aeróbico, anaeróbico y anóxico. Cada método difiere en su proceso biológico, pero todos eliminan eficazmente las impurezas del agua.

El tratamiento de aguas residuales es importante para el medio ambiente, la salud humana y la preservación del agua. El tratamiento de las aguas residuales elimina los materiales nocivos que pueden matar o dañar a animales, plantas y hábitats cuando se vierten de nuevo en una fuente natural, protegiendo el medio ambiente de posibles daños. Protege la salud humana purificando el agua con la que los seres humanos pueden entrar en contacto y alivia la escasez de agua haciendo que sea segura para su reutilización.

Los vertidos de aguas residuales comerciales e industriales pueden contener niveles peligrosos de contaminantes que interfieren con las obras de tratamiento de propiedad pública (POTW). Es crucial que las plantas de tratamiento de aguas residuales apliquen sistemas eficientes para depurar adecuadamente las aguas residuales antes de devolverlas a las fuentes naturales o públicas.

La fase de tratamiento secundario de aguas residuales elimina las impurezas del agua mediante procesos bacterianos. Esta fase elimina biológicamente los contaminantes del agua mediante microorganismos. Esto ocurre después de que las fases de pretratamiento y tratamiento primario eliminen muchos sólidos en suspensión del agua mediante procesos físicos y la gravedad. El tratamiento secundario elimina más del 90% de los sólidos en suspensión restantes de las aguas residuales.

Las plantas de tratamiento de aguas residuales aplican métodos de tratamiento aeróbico, anaeróbico o anóxico para tratar el agua durante el tratamiento secundario. Cada método utiliza un tipo diferente de colonia bacteriana. 

Tratamiento aeróbico y de lodos activados

Los sistemas de tratamiento aeróbico convierten los contaminantes orgánicos en productos finales como agua, dióxido de carbono y microorganismos adicionales. Este método de tratamiento utiliza microorganismos con procesos metabólicos que requieren oxígeno. Los sistemas de tratamiento aeróbico utilizan la aireación para suministrar oxígeno a las aguas residuales, lo que alimenta a los microorganismos que luego consumen los residuos de las aguas residuales.

El tratamiento de lodos activados es un proceso aeróbico común. Mediante aireación y floculación, este proceso utiliza una manta de lodos formada por biosólidos aglomerados conocidos como flóculos. Estos flóculos se forman durante el proceso de aireación y se depositan en el fondo del depósito de agua.

Durante el proceso de tratamiento de lodos activados Sistemas de tratamiento de aguas residuales IFAS , las plantas de tratamiento de aguas utilizan clarificadores secundarios para mezclar las aguas residuales sedimentadas con los lodos brutos o primarios. A continuación, utilizan compresores de aire para añadir aire comprimido a la mezcla y bombear los flóculos de vuelta al agua dentro del tanque de aireación, lo que permite a los microorganismos del lodo de retorno descomponer más residuos. Las plantas de tratamiento utilizan diferentes procesos y equipos para esta opción de tratamiento:

1. Aireadores o difusores de superficie

Algunas plantas de tratamiento mezclan aire en el agua mediante aireadores de superficie en lagunas. Otras plantas utilizan difusores cerámicos o difusores de membrana de caucho en los tanques de aireación.

Un tanque de aireación bombea aire a través de un tubo o de difusores en forma de disco que contienen varias perforaciones pequeñas. El aire fluye a través de las perforaciones y entra en el tanque de aireación en forma de pequeñas burbujas. Estas burbujas ascienden por el depósito de agua para transferir oxígeno y facilitar la digestión aeróbica.

2. Filtros de medios

Algunas plantas de tratamiento facilitan la digestión aeróbica utilizando filtros de medios. El sistema de reactor de biopelícula de lecho móvil Sistemas de tratamiento de aguas residuales con reactores de biopelícula de lecho móvil (MBBR) (MBBR) es un sistema común de filtro de medios. Este tipo de sistema utiliza miles de pequeñas piezas de plástico dentro de una cubeta. Se forma una biopelícula en las piezas de soporte cuando las bacterias se adhieren a ellas.

Las piezas de medio comprenden aproximadamente entre el 50% y el 70% del volumen de la cubeta y proporcionan superficies para el crecimiento bacteriano. Las piezas maximizan el espacio suspendiéndose en el agua, lo que es posible gracias a su densidad. Cada intrincada pieza del medio se asemeja a una rueda con varios radios pequeños, lo que proporciona una superficie máxima para el crecimiento bacteriano. La forma y densidad óptimas de los trozos de medio les permiten alcanzar la mayor cantidad posible de residuos y digerirlos eficazmente para reducir el tiempo de retención hidráulica. 

Tratamiento anaeróbico

Los procesos anaeróbicos funcionan sin oxígeno para convertir los contaminantes orgánicos en gas biocombustible. Este proceso funciona sin ninguna forma de oxígeno y suele producirse en lagunas de digestión cubiertas. En el interior de las lagunas, las bacterias anaerobias descomponen los residuos orgánicos. El proceso anaeróbico consume menos energía que el aeróbico porque no requiere equipos para bombear oxígeno a las aguas residuales.

El tratamiento anaeróbico del agua suele producir subproductos de biogás como vapor de agua, dióxido de carbono y metano. Las plantas de tratamiento de aguas residuales suelen reutilizar el metano resultante como combustible. El tratamiento anaeróbico es ideal para plantas que tratan aguas que contienen cantidades concentradas de materiales biodegradables, como residuos alimentarios, excrementos de animales o residuos municipales.

Tratamiento anóxico

El tratamiento anóxico trata el agua mediante microbios con procesos metabólicos que no requieren oxígeno. Este proceso se produce sin oxígeno molecular libre, pero puede ocurrir en presencia de algo de oxígeno en forma de sulfatos, nitratos o nitritos. Las plantas suelen utilizar este proceso para desnitrificar las aguas residuales con alto contenido en nitrógeno.

La desnitrificación anóxica utiliza un sistema de crecimiento en suspensión o un filtro percolador para convertir el nitrógeno en nitrato. A continuación, la planta de aguas residuales introduce determinados microbios para que consuman el nitrógeno contenido en el nitrato y dejen sólo moléculas de oxígeno. Las plantas de tratamiento suelen sellar herméticamente los reactores para evitar la interferencia del oxígeno molecular.

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El tratamiento de las aguas residuales contribuye a preservar el medio ambiente, proteger la salud humana y paliar la escasez de agua. El tratamiento secundario de aguas residuales utiliza métodos biológicos para purificar aún más el agua tras el proceso físico de tratamiento primario. Esta fase del tratamiento de las aguas residuales utiliza microorganismos para consumir y eliminar los residuos, preparando el agua para la fase de tratamiento terciario antes de que vuelva a una fuente de agua natural.

El tratamiento secundario de las aguas residuales es una parte esencial del proceso de tratamiento del agua porque elimina las impurezas más pequeñas que deja la fase primaria. SSI Aeration, Inc. proporciona equipos y servicios de tratamiento de aguas de alta calidad. SSI Aeration diseña y fabrica equipos y sistemas para plantas de tratamiento de aguas residuales en todo el mundo.

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