Tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de aguas residuales que pueden formar parte de las aguas residuales domésticas y efluentes de plantas industriales es un proceso mediante el cual se eliminan los contaminantes. Se utilizan muchos procesos para eliminar estos contaminantes, incluidos los procesos químicos y biológicos, así como los físicos. El efluente tratado resultante debe estar lo suficientemente limpio para ser descargado al medio ambiente o reutilizado y los residuos sólidos sobrantes eliminados. Los efluentes y las aguas residuales se pueden tratar de varias formas, una de ellas es una planta de tratamiento municipal. En esta planta, las aguas residuales se someten a varias etapas de tratamiento, incluido el pretratamiento, primario, secundario y terciario.
Pretratamiento
Durante el pretratamiento, los materiales que se eliminan fácilmente se separan o se filtran, incluidos arenilla (arena y grava), aceites, grasas y grasas y objetos más grandes.
Tratamiento primario
Por lo general, se trata de la eliminación de sólidos suspendidos por sedimentación y flotación. En el proceso de tratamiento primario, el efluente se transporta a través de clarificadores primarios, que son grandes tanques donde los lodos se hunden hasta el fondo y las grasas y aceites suben a la superficie (donde pueden ser desnatados). Durante este proceso, los sólidos y los líquidos se separan y los sólidos se depositan en el fondo de los tanques. Allí se pueden recoger, mover y tratar por separado. A veces se agregan productos químicos para ayudar a eliminar pequeñas partículas sólidas suspendidas.
Tratamiento secundario
Durante el tratamiento secundario, se utilizan procesos biológicos aeróbicos para descomponer el contenido biológico del efluente (desechos humanos o alimentarios y jabones, entre otros). También en esta fase, hay una mezcla y agitación rápidas que pueden dar lugar a que se genere mucha espuma. El proceso biológico elegido depende de la cantidad de aguas residuales y la biodegradabilidad del agua.
Tratamiento terciario
Durante el tratamiento terciario se mejora la calidad del efluente a través de diversos procesos de desinfección como la cloración, el uso de ozono o luz ultravioleta, así como algunos otros métodos como la filtración de arena o el vertido del efluente en lagunas altamente aeróbicas o humedales artificiales. El cloro es abundante y rentable, pero potencialmente puede crear compuestos cancerígenos y / o efluentes que son tóxicos para las especies acuáticas (a menos que estén declorados). La luz ultravioleta crea agua que es más saludable para el medio ambiente. Es mortal para las bacterias y los virus porque altera su estructura genética, haciéndolos incapaces de reproducirse. No siempre es eficaz si el agua está turbia y los patógenos están protegidos de la luz ultravioleta. El ozono destruye los patógenos debido a su inestabilidad y su naturaleza reactiva hacen que oxide la mayoría de los materiales orgánicos. A veces, se requiere una combinación de tratamientos terciarios.
Problemas de formación de espuma
Las causas de la formación de espuma en una planta de tratamiento de aguas residuales son variadas y pueden deberse a procesos químicos, biológicos o mecánicos. En los sistemas de tratamiento secundario, la espuma normalmente es causada por actividad biológica. También puede resultar de acción mecánica, contaminación química, tensioactivos en el afluente o algunos tratamientos con polímeros. Aparte de la causa, la formación de espuma en las áreas de tratamiento secundario y de efluentes finales puede provocar problemas ambientales, de salud y seguridad.
El exceso de espuma en el depósito de aireación puede dar lugar a varios problemas. Una capa de espuma aquí puede interferir con la absorción de oxígeno de los microorganismos y dificultar la reducción de DBO.
Existe una amplia gama de antiespumantes - polioles esterificados, emulsiones acuosas de alcoholes grasos y productos a base de silicona - para tratar la formación de espuma en la cubeta de oxigenación.
Estos antiespumantes se han formulado especialmente para no interferir con el contenido de oxígeno disuelto. Estos antiespumantes tienen un impacto medioambiental menor debido a su baja toxicidad y buena biodegradabilidad. Para la mayoría de las aplicaciones, la espuma ligera no es problemática, pero la espuma excesiva y / o la espuma densa a menudo pueden provocar diferentes problemas de procesamiento. Estos problemas van desde lecturas falsas de equipos de control y medición (como termómetros y transmisores de nivel y flujo másico). Además, la mala mezcla de reactivos en los tanques de procesos químicos y los productos que se atascan en la espuma pueden causar pérdidas en la producción. Los antiespumantes se utilizan para limitar, reducir, evitar o eliminar la formación de espuma.
El mecanismo de muchos productos para el control de la espuma es agregar hidrocarburos o aceites de silicona que son hidrófobos. Estos productos funcionan con espumas inducidas por surfactantes y espumas inducidas por polisacáridos causadas por deficiencia de nutrientes. Sin embargo, la formación de espuma debida a bacterias en forma de Nocardia y bacterias de tipo filamento Microthrix son de naturaleza bastante diferente y requieren un antiespumante que sea químicamente diferente. Estos filamentos son hidrófobos y típicamente están presentes cuando están presentes concentraciones altas de FOG (grasa, aceite y grasa) y / o ácidos grasos en concentraciones significativas. Los aceites de silicona y de hidrocarburos pueden empeorar el problema.
Los antiespumantes a base de glicol sin aceite mineral o aceites de silicona se pueden optimizar para este tipo de espuma microbiana. El antiespumante ayuda a romper la masa de filamentos enredados en la espuma y dispersa los filamentos para acelerar el lavado.
Problemas de aguas residuales
La acumulación de lodos y espuma son dos desafíos indeseables, complicados e impredecibles para muchas plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR). Los filamentos que originan lodos voluminosos tienden a flotar y por tanto producen grandes cantidades de espuma que pueden variar en profundidad y pueden extenderse por todo el circuito biológico, así como a digestores anaeróbicos y unidades de deshidratación.
El enfoque tradicional consiste en dosificar continuamente antiespumante en el proceso a una velocidad que normalmente se ajusta para hacer frente a la espuma durante los picos de demanda. Sin embargo, esta cantidad es, en su mayoría, demasiado alta ya que en algunos sistemas hay poca o ninguna generación de espuma la mayor parte del tiempo. Alternativamente, la adición de productos químicos se realiza al azar, en cantidades demasiado grandes y demasiado tarde. En algunos casos, una EDAR puede sufrir durante años sin encontrar una solución sostenible al problema. Los productos químicos utilizados también se suman al problema de la formación de espuma y el costo de los productos químicos y la energía a través del bombeo innecesario puede volverse sustancial.
Antiespumantes
Los tipos de antiespumantes que se utilizan en las plantas de tratamiento de aguas residuales son variados, desde el tipo a base de silicona, a base de aceite mineral y al tipo polialquilenglicol. Como se mencionó anteriormente, los antiespumantes que contienen propiedades hidrófobas pueden empeorar el problema de la formación de espuma en los basados en bacterias. Lankem está desarrollando activamente una serie de productos de base biológica para este tipo de espumas.
El Dfoam AX1 es un antiespumante a base de aceite mineral y se puede utilizar como uno de uso general a niveles de dosificación de 5 a 50 ppm.
Dfoam AR2 es un antiespumante blanco a base de aceite con partículas hidrófobas y es una mejora de rendimiento superior al Dfoam AX1 y se utilizaría en niveles más bajos.
Diagrama de flujo de una planta de tratamiento de aguas residuales típica
