Una estación depuradora de aguas residuales (EDAR), también llamada planta de depuración o planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR), es una instalación que tiene el objetivo genérico de conseguir, a partir de aguas negras o mezcladas y mediante diferentes procedimientos físicos, químicos y biotecnológicos, un agua efluente de mejores características de calidad y cantidad, tomando como base ciertos parámetros normalizados.
En general, las estaciones depuradoras de aguas residuales tratan agua residual local, procedente del consumo ciudadano en su mayor parte, así como de la escorrentía superficial del drenaje de las zonas urbanizadas, además del agua procedente de pequeñas ciudades, mediante procesos y tratamientos más o menos estandarizados y convencionales. Existen también EDAR que se diseñan y construyen para grandes empresas, con tratamiento especializado al agua residual que se genera.
El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.
La tesis fundamental para el control de la polución por aguas residuales, ha sido tratar las aguas residuales en plantas de tratamiento que hagan parte del proceso de remoción de los contaminantes y dejar que la naturaleza lo complete en el cuerpo receptor. Para ello, el nivel de tratamiento requerido es función de la capacidad de auto purificación natural del cuerpo receptor. A la vez, la capacidad de auto purificación natural es función, principalmente, del caudal del cuerpo receptor, de su contenido en oxígeno, y de su "habilidad" para reoxigenarse.1 Por lo tanto el objetivo del tratamiento de las aguas residuales es producir efluente reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reutilización. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.
Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Estas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por ejemplo, tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías –y eventualmente bombas– a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetas a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado.
Típicamente, el tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el agua residual. Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación, que se utilizan para eliminar plomo y fósforo principalmente. A continuación sigue la conversión progresiva de la materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biológica es separada o removida (proceso llamado sedimentación secundaria), el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratamiento terciario) como desinfección, filtración, etc. El efluente final puede ser descargado o reintroducido de vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u otro ambiente (terreno superficial, subsuelo, etc). Los sólidos biológicos segregados experimentan un tratamiento y neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada.
La diferencia principal entre la DBO y la DQO es que la DQO engloba la DBO, es decir , la DBO es parte de la DQO pero incluye más cosas. DBO y DQO son dos conceptos relacionados.
La DBO es la demanda biológica de oxígeno que tiene un agua. La cantidad de oxigeno que la biología presente en el agua echa en falta. Se mide en miligramos de oxígeno por litro de agua (mg O2/l).
La DQO es la demanda química de oxígeno del agua. Se mide también como la DBO en mgO2/l. Es la cantidad de oxígeno que químicamente demanda el agua.
La diferencia principal entre la DBO y la DQO es que la DQO engloba la DBO, es decir , la DBO es parte de la DQO pero incluye más cosas. DBO y DQO son dos conceptos relacionados.
La DBO es la demanda biológica de oxígeno que tiene un agua. La cantidad de oxigeno que la biología presente en el agua echa en falta. Se mide en miligramos de oxígeno por litro de agua (mg O2/l).
La DQO es la demanda química de oxígeno del agua. Se mide también como la DBO en mgO2/l. Es la cantidad de oxígeno que químicamente demanda el agua.
El dato de DBO que se suele dar es la DBO5 o la DBO a los 5 días. La DBO se puede medir en cualquier momento, a la hora, al primer día o al séptimo, valor que preferían los alemanes hace algún tiempo. Sin embargo se ha estandarizado la medición a 5 días. ¿Por qué se ha tomado 5 días? Porque es el tiempo medio que los ríos británicos tardan en llegar al mar. Ellos decidieron que era el valor que les interesaba medir para ver la contaminación biológica que de sus ríos llegaba al mar. El valor de DBO varia si es a la hora o al día.
Como hemos dicho la DQO siempre incluye a la DBO, por tanto la DQO siempre ha de ser mayor que la DBO. Algún laboratorio ha enviado analíticas de agua en los que la DBO era mayor que la DQO. Es un error de concepto. Puede ser que por la forma de medir, por un error de escala, lo que sea, salga mayor el número que da el valor de la DBO que el de la DQO pero nunca se debería dar ese resultado externamente. Yo creo que es mejor no dar nada y hablar con el suministrador de la muestra que dar un dato imposible.
La DQO es una medida que abarca no solo el valor total máximo de DBO sino también otras necesidades de oxígeno del agua. Al hacer la prueba se busca la oxidación completa de la muestra.
DBO y DQO están relacionadas y mantienen su relación para cada tipo de agua. La relación entre ellas no es igual para diferentes tipos de agua, es decir un agua residual urbana puede tener un 60% de la DQO en forma de DBO (valor promedio), pero las diferentes aguas industriales tienen diferentes porcentajes. Por ejemplo, un agua residual que provenga de una fábrica de tomates o de zumos, puede tener un 80-90% de la DQO en forma de DBO mientras que un agua proveniente de una industria tipo metalúrgica tendrá una DQO con un 30% de DBO. Los porcentajes por supuesto pueden variar según los casos, pero la relación para cada tipo de proceso entre DBO/DQO será parecido.
De cara al futuro, a mi modo de ver, la DQO se acabará convirtiendo en la referencia fundamental a tomar. Con el fin de poder actuar sobre el agua para su mejor depuración, hacer estudios, etc, no tiene sentido una medida que necesita 5 días para ser analizada (con los errores que además se suelen producir). Tiene mucho más sentido una medida instantánea y falta de algo medible al instante, una medida como la DQO cuyos resultados se pueden obtener en menos de 3 horas.
El futuro es la DQO y creo que debemos empezar a pensar ya en términos de DQO. Será necesario haber realizado previamente un estudio para saber la relación DBO/DQO aproximada para conocer las necesidades biológicas de oxígeno, pero en estos momentos donde todo va tan rápido y cada día más, 5 días para una medida parecen un exceso que igual tenemos que empezar a pensar que no es aceptable.
El 6 de octubre de 2009 tuvo lugar en el Auditorio ORT Centro la charla "Bioalternativas a la matriz energética", a cargo de la Dra. Liliana Borzacconi, el Cr. Arisbel Ambrossi y el Ing. Pablo Zamonsky. Los expositores abordaron el accionar de la biotecnología en la generación de energía a partir de recursos biológicos. La actividad integra el Ciclo de Charlas Biotecnológicas, en el marco del lanzamiento de la Licenciatura en Biotecnología.
Les mostramos cómo funciona la Planta de Ósmosis Inversa, o Planta Concentradora de Vinaza, la primera de Sudamérica, instalada en la Planta de Alcoholes de Petropar, ubicada en M.J. Troche, Guairá. Además, cómo se obtiene Fertilizante Orgánico a partir del aprovechamiento de este desperdicio. A través de la misma, la Planta de Alcoholes se convertirá en un periodo de 2 años, en una con RESIDUO CERO!! Programa emitido el 02/09/2012.
El 6 de octubre de 2009 tuvo lugar en el Auditorio ORT Centro la charla "Bioalternativas a la matriz energética", a cargo de la Dra. Liliana Borzacconi, el Cr. Arisbel Ambrossi y el Ing. Pablo Zamonsky. Los expositores abordaron el accionar de la biotecnología en la generación de energía a partir de recursos biológicos. La actividad integra el Ciclo de Charlas Biotecnológicas, en el marco del lanzamiento de la Licenciatura en Biotecnología.
Liliana Borzacconi es Dra. en Ingeniería Química y Máster en Ingeniería Química. Área de especialidad: tratamiento de residuos. Profesor titular de la Facultad de Ingeniería UDELAR. Presidente del CONICYT, Miembro de la Academia Nacional de Ingeniería.
El tratamiento biológico de las aguas residuales en las estaciones depuradoras de aguas residuales a menudo se lleva a cabo por medio de la aplicación de sistemas basados en lodos activos. Estos sistemas generalmente requieren grandes superficies para la implantación de las diversas unidades de tratamiento y posterior separación de la biomasa, debido a la pobre sedimentabilidad de los lodos. En los últimos años se han desarrollado nuevas tecnologías buscando mejoras en estos sistemas. El uso de lodo granular aerobio es una de ellas.
Biomasa aerobia granular
Una definición para distinguir entre un gránulo aerobio y un simple flóculo con buena sedimentabilidad se propuso en los debates que tuvieron lugar durante el “1er IWA-Workshop Aerobic Granular Sludge” en Munich (2004) y dice literalmente:
“Los gránulos que forman un lodo granular aerobio son agregados de origen microbiano que no coagulan en condiciones de bajo estrés hidrodinámico y que sedimentan significativamente más rápido que los flóculos de lodo activo.” (de Kreuk et al. 2005)"
Formación de gránulos aerobios
La biomasa granular aerobia se forma en reactores discontinuos secuenciales (Sequencing Batch Reactors, SBR) sin materiales de soporte. Estos sistemas cumplen los requerimientos necesarios para la formación de los gránulos, como son:
Periodos de saciedad-hambruna: se utilizan tiempos cortos de alimentación para crear periodos de saciedad seguidos de periodos de hambruna (Beun et al. 1999[2]), caracterizados por la presencia o ausencia de materia orgánica en el medio líquido respectivamente. Con esta estrategia de alimentación se logra la selección de los
microorganismos adecuados para la formación de los gránulos. Cuando la concentración de sustrato en el medio líquido es alta, los organismos que forman gránulos pueden almacenar materia orgánica en forma de poly-''β''-hidroxibutirato que pueden consumir en el periodo de hambruna, con lo que estos organismos estarán en ventaja en esas condiciones sobre los organismos filamentosos.
Tiempos cortos de sedimentación: esta presión selectiva hidráulica sobre los microorganismos permite retener la biomasa granular dentro del reactor, mientras la biomasa floculenta es lavada. (Qin et al. 2004[3]) Estrés hidrodinámico: las pruebas muestran que la aplicación de altas fuerzas de corte favorece la formación de gránulos aerobios y mejora las características físicas de los mismos. Los gránulos sólo se forman con valores de esfuerzo cortante superiores a un valor umbral de 1,2 cm/s en términos de velocidad superficial ascensional del aire en un reactor SBR. Se forman gránulos más regulares, más redondeados y más compactos cuanto más alta sea la fuerza de corte hidrodinámica. (Tay et al., 2001).
