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

Por aguas residuales se entiende cualquier agua que se haya utilizado para uso industrial, comercial o doméstico. Por lo tanto, las aguas residuales son generadas por actividades como el lavado, el baño, la escorrentía del agua de lluvia y la fabricación. Antes de que esta agua pueda volver a utilizarse, es necesario limpiarla y liberarla de contaminantes.

Las tres categorías de aguas residuales son:

• Aguas residuales municipales: Proceden del uso cotidiano del agua en hogares o empresas comerciales. Estas aguas residuales proceden de inodoros, lavabos y duchas.
• Aguas residuales industriales: Estas aguas residuales son las sobrantes de los procesos de fabricación que tienen lugar en las industrias farmacéutica, textil y alimentaria, por citar algunas.
• Aguas pluviales: Las aguas pluviales son aguas de escorrentía que se producen durante y después de las precipitaciones. Esta agua se contamina con suciedad y otros residuos.

Dependiendo del uso que se haya dado al agua y de las sustancias con las que haya estado en contacto, algunas aguas residuales son más fáciles de tratar que otras.

Si las aguas residuales se dejaran sin tratar, la salud humana y el medio ambiente correrían peligro. El agua no tratada transporta bacterias y enfermedades que afectan al agua potable, a los hábitats de la fauna salvaje y a actividades como la natación, la navegación y la pesca. Sin aguas residuales tratadas, toda interacción con el agua podría ser potencialmente peligrosa. Los tratamientos de aguas residuales nos permiten abrir grifos, beber agua o disfrutar de un día de playa sin dudar de nuestra seguridad.

El tratamiento de las aguas residuales también permite su reutilización en algunos casos, lo que reduce la presión sobre los recursos de la empresa. El agua regenerada puede utilizarse en para fines agrícolas o paisajísticos, control del polvo, descarga de inodoros o como agua de proceso en molinos y refinerías, por ejemplo.

La Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos (EPA) hace cumplir la Ley de Aguas Limpias (CWA). En virtud de la CWA, existe un programa de Sistema Nacional de Eliminación de Vertidos Contaminantes (NPDES) que se ocupa del tratamiento de las aguas residuales.

Los gobiernos estatales, territoriales y tribales tienen autoridad para hacer cumplir el programa NPDES en su zona y ejercer el control administrativo sobre el mismo. Sin embargo, la EPA sigue supervisando todos los programas de la CWA.

Cuando las aguas residuales permanecen llenas de contaminantes, la salud humana está en peligro, al igual que otras especies y ecosistemas. Desde pequeños inconvenientes, como el cierre de playas, hasta problemas mayores, como la restricción del consumo de agua potable, los contaminantes nocivos pueden tener efectos devastadores en el medio ambiente.

Ejemplos de efectos nocivos de las aguas residuales no tratadas incluyen:

• Restricciones forzosas: Los virus, bacterias y enfermedades contaminarán el agua, lo que provocará restricciones en el agua potable, el consumo de marisco y las actividades recreativas humanas, como el baño en lagos o la navegación.
• Nutrientes excesivos: Cuando el agua contiene demasiados nutrientes, como nitrógeno y fósforo, puede producirse una sobrefertilización tóxica, que modifica los hábitats y puede provocar el declive de ciertas especies.
• Aumento de metales: El agua no tratada contiene niveles más altos de arsénico, cadmio, cromo, plomo y mercurio, que pueden ser tóxicos para diversas especies.
• Supervivencia de peces y especies acuáticas: Los residuos y la materia orgánica en descomposición que quedan en el agua acaparan el oxígeno del agua, imposibilitando la supervivencia de peces y otras especies acuáticas.
• Riesgos para la salud: Además de metales y nutrientes excesivos, las aguas residuales también pueden contener productos de cuidado personal o sustancias farmacéuticas que suponen una amenaza para la vida acuática, la fauna y la salud humana.
• Cultivos contaminados: Los cultivos regados con aguas residuales no tratadas pueden contaminarse y no ser seguros para el consumo.

Los efectos negativos de las aguas residuales no tratadas ponen de relieve la importancia de su tratamiento. Existen tres etapas clave en el tratamiento de las aguas residuales - primaria, secundaria y terciaria. La mayoría de las plantas también añaden un cuarto paso conocido como pretratamiento. 

Tratamiento previo

Durante esta fase opcional, se utilizan procesos como la filtración para eliminar físicamente del agua cualquier partícula sólida u objeto de gran tamaño. Los grandes tamices de barras eliminarán objetos como hojas, ramas de árboles y plástico, mientras que los tanques de ecualización filtran partículas más pequeñas como arena, grava, suciedad e incluso posos de café.

También pueden utilizarse métodos químicos durante el proceso de pretratamiento. Algunas plantas pueden utilizar la coagulación y la floculación para cambiar el pH del agua y favorecer que los residuos sólidos formen grumos más grandes para facilitar su retirada.

Algunos pretratamientos también se ocupan de la eliminación de grasas, pero esto puede variar según la planta de aguas residuales, ya que algunas optan por abordar esta filtración en la etapa de tratamiento primario.

Tratamiento primario

El tratamiento primario utiliza procesos físicos y la gravedad para filtrar los sólidos. Las aguas residuales permanecerán en los clarificadores primarios durante un largo periodo de tiempo mientras se precipitan los residuos y sólidos restantes. Los equipos de raspado mecánico pueden ayudar a acelerar la eliminación de contaminantes sólidos. Si la grasa no se ha eliminado previamente, se retirará de la superficie del agua durante esta fase del tratamiento.

Tratamiento secundario

Después de tratar las aguas residuales con eliminación física, se producen procesos bacterianos durante la fase de tratamiento secundario. Se utilizarán microorganismos para descomponer aún más las impurezas. Existen varias opciones de tratamiento que pueden utilizarse durante esta fase, entre ellas:

• Tratamiento anóxico: La desnitrificación de las aguas residuales se produce durante los procesos de tratamiento anóxico que descomponen las moléculas de nitrógeno y liberan oxígeno.
• Tratamiento anaerobio: Para las aguas residuales con altos niveles de sólidos biodegradables, se utilizará el tratamiento anaeróbico. Durante este tratamiento, las aguas residuales se almacenan en lagunas de digestión cubiertas donde las bacterias descomponen los residuos orgánicos.
• Tratamiento aeróbico: Durante el tratamiento aeróbico de las aguas residuales ¿Qué es el tratamiento secundario de aguas residuales y cómo funciona? , los contaminantes orgánicos se convierten en productos finales más seguros, como dióxido de carbono, agua y microorganismos. A diferencia de los tratamientos anóxicos y anaeróbicos, este proceso requiere aireación para suministrar oxígeno que alimente a los microorganismos que consumirán los residuos dentro de las aguas residuales.

Tratamiento terciario

El tratamiento terciario es un paso opcional que somete las aguas residuales a un proceso adicional de filtración y desinfección. Algunas formas comunes de desinfección durante la fase de tratamiento terciario incluyen:

• Cloración
• Filtrado de aire
• Intercambio iónico
• Tratamiento con ozono
• Desinfección ultravioleta

Se formarán diferentes tipos de aguas residuales en función de su procedencia. Algunas aguas residuales requieren tratamientos específicos y variados, por lo que existe un sistema de tratamiento para cada tipo de aguas residuales.

Hay muchas formas de tratar las aguas residuales, incluidos los siguientes sistemas de proceso:

• Sistemas de cámaras
• Fosas sépticas
• Unidades de tratamiento aeróbico
• Sistemas de humedales artificiales
• Sistemas de túmulos
• Sistemas de distribución por goteo
• Sistemas de recirculación de arena
• Sistemas de evapotranspiración

Aunque estos son algunos de los sistemas de aguas residuales más comunes , también se pueden utilizar otros métodos.

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