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Tratamiento de Efluentes - Gestión de Residuos Sólidos - Energías Renovables

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Efluentes Líquidos Industriales y Cloacales :

Caracterización de las Descargas:

Una adecuada caracterización de los efluentes resulta de suma importancia para el diseño de una nueva instalación y la ampliación de recursos y estructuras existentes. También el monitoreo periódico de las descargas contribuye a la eficiencia del programa de gestión ambiental de cada empresa. Las mediciones necesarias se puede lograr mediante el empleo de soluciones simples, hasta el uso de modernos equipos de muestreo y aforo, con toma de muestras compensadas en función del caudal, totalmente automatizados. Esto se complementa con los análisis físico-químicos necesarios; lo cual permite realizar un inventario actualizado de las distintas descargas a depurar.

Pre-tratamientos:

La disponibilidad de una serie de moderno equipamiento, como ser desarenadores, tamices auto-limpiantes -construidos en materiales durables, como acero inoxidable-, sedimentadores de alta tasa, desengrasadores (tipo DAF – API) además de una amplia oferta de equipos para bombeo de fluidos; permite mejorar la eficiencia de los tratamientos primarios. Con un adecuado volumen de tanques para “ecualización”, se está en condiciones de diseñar los “tratamientos biológicos” posteriores, que sean necesarios.

Tratamientos Biológicos:

Existen en la naturaleza dos tipos de floras microbianas, las cuales forman parte del “ciclo del carbono” que se produce en la naturaleza. Tienen por fin degradar los biopolímeros (celulosa, lignina, hidratos de carbono, proteínas, lípidos) a través de diferentes procesos enzimáticos hasta moléculas sencillas, aptas para reiniciar los diferentes ciclos biológicos.

Los “microorganismos anaeróbicos”, degradan la materia orgánica, en un tanque cerrado denominado “biodigestor”, produciendo principalmente metano y anhídrido carbónico. Esto determina un mayor contenido energético en los productos de degradación, es decir un rendimiento energético más alto, y una retención de nitrógeno amoniacal en los residuos digeridos. El gas producido por la fermentación anaeróbica se conoce con el nombre de biogás, y es combustible, es decir que desde un líquido residual y contaminante se puede depurar y asimismo obtener energía.

Los “microorganismos aeróbicos”, degradan la materia orgánica produciendo: anhídrido carbónico, amoníaco y agua. Los microorganismos de interés para la depuración biológica de aguas residuales, en orden de importancia -por la cantidad en que participan- son: Bacterias, Hongos, Algas, Protozoos, Rotíferos, y Crustáceos.

La “depuración biológica” de las aguas residuales consiste en provocar el desarrollo de floras microbianas (que forman parte de la naturaleza misma), dentro de instalaciones que se denominan “plantas de tratamiento”, conformadas por tanques y/o cisternas, con su correspondiente equipamiento electromecánico. Mediante condiciones controladas se logra el desarrollo de las especies necesarias, tal que por acción física o fisicoquímica retienen la carga contaminante orgánica, y se alimentan de ella. Las alternativas pueden ser de “biomasa retenida”, donde la flora microbiana activa se organiza en “gránulos”, o “películas”, dentro del equipo de depuración, también de “biomasa suspendida”, donde la flora microbiana se encuentra suspendida “libre” dentro del líquido en tratamiento en forma de “flóculos”, que luego del proceso de depuración, se separa del líquido residual tratado por sedimentación, para ser reutilizados nuevamente al inicio del tratamiento.

Dependiendo de cada caso particular, se puede utilizar la mejor combinación entre las diferentes alternativas tecnológicas disponibles, con el propósito de lograr la mejor ecuación que minimice las inversiones, los costos de operación y mantenimiento; que junto a la optimización de espacios, permita concretar la solución más conveniente.

En el caso de comunidades más aisladas, donde se disponen mayores áreas de terreno para implementar los tratamientos; se puede recurrir a tecnologías de tipo “extensivas” como ser las “lagunas de estabilización” (anaeróbicas cubiertas, con aireación mecánica, o facultativas).

En situaciones relacionadas con centros o parques industriales -con espacios más reducidos-, se impone la adopción de soluciones “intensivas”; con biorreactores de “alta carga” que utilizan microorganismos en gran concentración -con etapas tanto anaeróbicas como aeróbicas-, que permite resolver las diversas situaciones satisfactoriamente.

Complementación de Tecnologías:

El sistema intensivo aeróbico, que se ha difundido ampliamente, necesita de un consumo importante de energía eléctrica para su funcionamiento, que no representaba mayor cuestionamiento hasta la crisis mundial del petróleo ocurrida en 1974, el posterior aumento de los precios decidido en 1979; y más aun actualmente con la entrada en vigencia del Protocolo de Kyoto; agravado más aún con los efectos visibles de cambio climático (huracanes, sequías, inundaciones, etc.) que han determinado recientemente un nuevo y significativo aumento del costo de petróleo. Esta situación de crisis determinó que en materia de saneamiento, los países desarrollados revisaran los tratamientos de líquidos residuales que se utilizaban hasta ese momento, a fin de hacerlos más eficientes, respecto del consumo de energía y los recursos técnico-financieros que ellos demandaban.

 

BALANCE DE ENERGÍA TRATAMIENTO AERÓBICO

 

BALANCE DE ENERGÍA TRATAMIENTO ANAERÓBICO

 

De esta manera países de Europa, Estados Unidos, Canadá, Japón, Australia, y en Sud América fundamentalmente Brasil (en sus estados de San Pablo y Paraná) desarrollan a partir de la década de 70, investigaciones sobre nuevas alternativas de tratamiento, especialmente de tipo “Biológico”, para descontaminar líquidos residuales de agroindustrias y cloacales urbanos.

En consecuencia, se redescubre a los ojos de los científicos e ingenieros, las bacterias anaeróbicas, que degradan los contaminantes orgánicos sin consumo de oxígeno y con producción de energía (biogás combustible), pero no muy valoradas hasta ese momento.

Los grandes esfuerzos llevados a cabo en los últimos años, han conducido a un importante avance en el conocimiento de la microbiología de los sistemas anaeróbicos y a la generación de nuevos tipos de reactores de “alta carga de biomasa retenida”, con gran suceso en la actualidad. Estos tratamientos deben ser considerados como un tratamiento biológico inicial. Con el aprovechamiento del biogás combustible, y en función de los bajos requerimientos del sistema total de tratamiento, se optimiza el funcionamiento de toda la instalación.

Para alcanzar las condiciones requeridas para la descarga de efluentes, en ríos o lagos, es indispensable una depuración final aeróbica.

En tal sentido, teniendo en cuenta la disponibilidad actual, a precios razonables, de rellenos plásticos, se revaloriza la tecnología de los “lechos percoladores” o “filtros biológicos” (que se comenzaran a utilizar a principios del siglo veinte para depurar líquidos cloacales), como opción para completar el tratamiento con la etapa aeróbica necesaria; con un aceptable costo de inversión, que satisfacen un buen rendimiento y con bajos costos operativos y mínimos problemas de funcionamiento.

También los sistemas de “barros activados” (diseño tradicional con decantador secundario, secuencial discontinuo, con separación mediante membranas, etc.), utilizados como etapa final del tratamiento permiten cumplir con las condiciones más exigentes en cuanto a niveles de depuración establecidos por la reglamentación vigente, para determinados lugares geográficos.
Para lograr una gestión integral de todos los residuos, se debe incluir la estabilización y disposición final de sólidos; (sólidos retenidos en zarandas, sedimentados, desengrasadores o purgas de barros de la etapa biológica), ya sea mediante “land-farming” o con el uso de equipamiento especialmente diseñado para su tratamiento y reciclaje (compostaje – digestión anaeróbica)

También en algunos casos se requiere una desinfección final de los efluentes tratados.

Sin duda, siempre se puede optar por una alternativa tecnología adecuada, en el marco de un “desarrollo industrial sustentable”.

Tratamiento Físico - Químico:

Como alternativa de pos-tratamiento de efluentes -con el objetivo de mejorar aún más calidad- se puede eliminar la fracción coloidal que aún posea, mediante el agregado de coagulantes y floculantes los cuales se presentan con una amplia variedad de características y propiedades; obteniéndose un efluente final más homogéneo.

Toda la materia floculada, se retira por decantación –mediante sedimentadores convencionales o compactos de tipo “laminar”-, o alternativamente por flotación.

Los sólidos recuperados se envían a una etapa de espesamiento y/o estabilización según corresponda por la naturaleza de los mismos.


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