Los tratamientos secundarios de aguas residuales son procesos de depuración adicionales que se aplican después del tratamiento primario con el objetivo principal de eliminar los contaminantes orgánicos disueltos y los sólidos suspendidos finos que no fueron eliminados completamente en la etapa anterior.
Existen una gran variedad de tratamientos de tipo secundario no convencionales, los cuales se basan en el poder autodepurador bacteriano de las aguas residuales, en la bioasimilación vegetal de la materia orgánica o en el papel depurador ejercido por el suelo y la franja no saturada, esto solo por citar los fundamentos de los sistemas más extendidos.
Este tipo de tratamientos han experimentado gran auge en los últimos años, esto se debe principalmente a su poca dependencia energética, a su bajo y fácil mantenimiento y a una integración en el medio excelente con un eficaz rendimiento eliminando patógenos.
Tratamientos biológicos de aguas residuales
Se trata de sistemas de baja velocidad y capacidad de depuración, por lo que solo son aptos para pequeñas comunidades, siendo un factor limitante el que requieran mayor superficie de suelo disponible que los métodos convencionales (entre 4 y 40 m2/ habitante equivalente), lo que en ocasiones restringe su uso a pequeños núcleos de población donde la presión urbanística es menor.
“Hasta los años cincuenta del siglo pasado, la finalidad de estos métodos era la eliminación de efluentes, mediante un sistema barato y técnicamente simple, o el aprovechamiento de éstos para regadío.
Posteriormente, se comenzó a aplicar esta técnica como sistema alternativo de depuración, como un mecanismo eficaz de regulación de recursos de los recursos hídricos en zonas altamente deficitarias e incluso, en determinados casos, como sistema para crear barreras hidráulicas y combatir la intrusión marina” (Moreno Merino y col, 2003)
Así pues, Moreno Merino y col (2003) diferencian, en función del medio receptor de las aguas residuales, dos grandes grupos de técnicas de depuración natural; los métodos de tratamiento mediante la aplicación de agua sobre el terreno, y los sistemas o métodos acuáticos.
Tratamientos secundarios de aguas residuales sobre el terreno
Entre los métodos de tratamiento en el terreno se incluyen habitualmente los siguientes tipos:
- Filtro verde
- Infiltración rápida
- Escorrentía superficial
- Lechos de turba
Estos sistemas de depuración tienen en común que el proceso se consiga a través de medios físicos, químicos y biológicos naturales y que se desarrollan en un sistema planta-suelo-agua.
La aplicación del agua residual en un terreno cubierto de vegetación herbácea o leñosa es un procedimiento natural de depuración, basado en las propiedades de éste para la filtración y degradación de materia orgánica.
Del agua residual que es aplicada en un terreno, parte atraviesa el suelo, sufriendo una depuración, parte es incorporada por la vegetación y parte pasa a la atmósfera debido a la evapotranspiración.
Los nutrientes que porta el agua residual son aprovechados como abono. Debido al alto contenido en patógenos de esta agua, este método no se puede usar en vegetales que se consuman en crudo. Pero es ideal en producciones forestales de aprovechamiento maderero como el chopo.
Los métodos acuáticos que se describen, basan su funcionamiento en crear un flujo bajo control del agua residual, en el que tanto las propias plantas como los microorganismos se encarguen de transformar los contaminantes reduciendo su peligrosidad.
Filtro verde
Un filtro verde es un sistema natural de tratamiento de aguas residuales que consiste en aplicar periódicamente el agua residual sobre una superficie de terreno donde se han establecido especies vegetales mediante métodos de riego.
Este proceso resulta en la depuración del efluente, el crecimiento de las plantas, generalmente árboles, y la recarga artificial de los acuíferos. La depuración ocurre en los horizontes superiores del suelo a través de procesos físicos, químicos y biológicos, incluyendo filtración, intercambio iónico, degradación de materia orgánica y otros fenómenos de oxidación-reducción. Las especies vegetales seleccionadas deben tener capacidad de asimilación de nutrientes, rápido crecimiento, consumo de agua y tolerancia a los suelos húmedos.
Los filtros verdes pueden lograr una eliminación de hasta el 98% de los contaminantes presentes en el agua residual, como sólidos suspendidos, materia orgánica, nutrientes, elementos traza y microorganismos, en los primeros centímetros del suelo.
Infiltración rápida
La infiltración rápida es un método de tratamiento de agua residual que consiste en aplicar de manera controlada el agua sobre balsas superficiales construidas en suelos permeables. Requiere un tratamiento primario previo y se realiza de forma cíclica para permitir la regeneración aerobia de la zona de infiltración.
Las balsas de infiltración no necesitan ser cultivadas, pero deben recibir mantenimiento. El efluente se comporta de manera similar a los sistemas de raíces sumergidas, pero con caudales más altos, es necesario contar con suelos y formaciones subyacentes de buena capacidad hidráulica.
Escorrentía o flujo superficial
La técnica de escorrentía controlada es adecuada para áreas con suelos relativamente impermeables. Consiste en dirigir el flujo del agua residual sobre un suelo preparado previamente con pendiente y vegetación, y luego recolectarla mediante diques artificiales. El agua residual se aplica en ciclos de horas durante 5 a 7 días a la semana, después de un pretratamiento básico que separa las fracciones sólidas más grandes. Este método logra un nivel de tratamiento similar al secundario, con una buena reducción de nitrógeno y del rendimiento del fósforo.
Lechos de turba
El proceso de tratamiento de aguas residuales implica la filtración a través de una capa de turba de aproximadamente 40-50 cm, que se encuentra sobre una capa de gravas y arenas con drenaje inferior. Durante unos quince días, el lecho recibe el agua a tratar, luego se detiene el flujo de agua residual y se permite que se seque. Después de retirar la capa superficial seca, se remueve la turba para que se oxigene y regenere, quedando lista para otro período de uso. Es importante realizar un adecuado pretratamiento para evitar problemas en la distribución del agua y en los lechos.
Tratamientos secundarios de aguas residuales por métodos acuáticos
Lagunajes
Donde almacenaremos el agua por un tiempo determinado en función de las condiciones climáticas y la carga, de forma que los microorganismos presentes en el agua degraden la materia orgánica. En el proceso de lagunaje encontramos modelos que nos aproximan desde un tratamiento primario hasta uno terciario.
Los sistemas de lagunaje son ampliamente conocidos desde hace muchos siglos. Estos sistemas se utilizan para el tratamiento secundario del agua residual y se basan en reacciones biológicas, químicas y físicas que ocurren en las lagunas y que ayudan a estabilizar el agua residual. Los fenómenos involucrados en este proceso incluyen la sedimentación, oxidación, fotosíntesis, aireación, evaporación y digestión, entre otros.
Una de las ventajas de los sistemas de depuración por lagunaje es su capacidad para adaptarse a variaciones en el caudal y la carga contaminante, lo que los hace muy estables. Además, estos sistemas suelen tener costos de operación y mantenimiento bajos.
Sin embargo, también existen algunas desventajas:
Humedales
Los humedales son sistemas donde el agua fluye de manera continua y su superficie se mantiene al nivel o por encima del suelo, lo que los mantiene saturados durante gran parte del año. Existen dos tipos: los humedales de tratamiento originados a partir de zonas húmedas naturales y los humedales construidos de forma artificial.
Humedales naturales
Los humedales naturales forman parte del sistema de escorrentía de la zona y, si se utilizan para la depuración de aguas residuales, deben cumplir con normas de calidad.
Humedales construidos
Por otro lado, los humedales construidos forman parte de un sistema de depuración planificado, con un fondo impermeable donde se deposita un lecho de gravas, suelo u otro medio que permite el desarrollo de las plantas, las cuales juegan un papel fundamental en el proceso de depuración.
Es importante destacar que existen dos tipos de humedales construidos:
- El primero es el de superficie libre de agua (FWS, por sus siglas en inglés), donde el agua está en contacto con la atmósfera y provee oxígeno para la aireación.
- El segundo es el de flujo subsuperficial (VSB, por sus siglas en inglés), en el cual el agua se mantiene a nivel o por debajo de la superficie del lecho permeable.
En ambos tipos de humedales, la transferencia de oxígeno desde las hojas hasta las raíces de las plantas desempeña un papel clave en la oxigenación del agua. Por lo tanto, la presencia de plantas emergentes con raíces es esencial para el funcionamiento adecuado de ambos sistemas de humedales.
Cultivos acuáticos o plantas flotantes
Creación de cultivos acuáticos o humedales artificiales en el que introduciremos una especie de una planta flotante y que tiene el cometido de eliminar a través de sus raíces determinados componentes. Son una variante del lagunaje que incorpora el cultivo de plantas flotantes. Estas plantas ayudan a eliminar ciertos componentes del agua a través de sus raíces, lo cual es una parte importante del proceso de tratamiento. Además, las plantas flotantes también evitan que la luz solar entre al estanque, lo que detiene el crecimiento de las algas.
Estos sistemas no solo proporcionan tratamiento, sino que también se han utilizado para la producción de proteínas o biomasa, donde la depuración del agua es un objetivo secundario. Los jacintos de agua son las plantas más comunes cultivadas en estos sistemas, y existe una amplia documentación sobre su cultivo. Sin embargo, el clima es un factor limitante para su rendimiento, ya que estas plantas solo crecen en ciertas temperaturas.
Bibliografía:
Categorizado en:
Gestión Integrada
958 050 205
