Читать книгу Tecnologías limpias y medio ambiente en el sector industrial peruano - Arístides Sotomayor - Страница 18

El tratamiento secundario se aplica generalmente cuando se trata de efluentes industriales o aguas residuales con alto contenido de carga contaminante. Si los contaminantes son de carácter iónico y soluble, se usan técnicas para precipitarlos y separarlos de los lodos; en el caso de los contaminantes con contenido de moléculas orgánicas disueltas, el proceso más utilizado es el tratamiento biológico con bacterias, que tiene la finalidad de convertir la materia orgánica en gases como dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) y otros en menor proporción. Cuando la presencia de capas de aceites y grasas es abundante, se propicia su recuperación y aprovechamiento para la generación de energía, tecnología que ya se viene empleando en los países desarrollados; en el caso de que estos contaminantes no estén presentes en gran cantidad, se los dispone como residuos peligrosos en rellenos de seguridad.

Los procesos biológicos en los que se elimina la materia orgánica soluble biodegradable del agua se efectúan por la acción de microorganismos, fundamentalmente bacterias, que forman parte del sustrato donde encuentran los nutrientes necesarios para su desarrollo. En lo que se refiere a los digestores para el tratamiento de efluentes con carga orgánica soluble, se crea un sustrato para albergar a las bacterias, las cuales deben estar rodeadas por efluentes que contienen nutrientes. Este sustrato se conoce como biopelícula. Cuanto mayor sea el área recubierta por la biopelícula, más grande será la cantidad de bacterias, lo que significa mayor capacidad para la depuración del efluente industrial o del agua residual. En la naturaleza existen mecanismos de autodepuración de efluentes, como son las lagunas y los humedales; en las zonas que están expuestas al aire atmosférico y la luz solar, se lleva a cabo el proceso aeróbico debido a la penetración de los rayos solares; en la parte inferior, donde ya no llega la luz del sol, se produce el proceso anaeróbico (digestión); estas lagunas suelen tener plantas y en sus raíces se desarrollan las colonias de bacterias. Sin embargo, este tipo de procesos de depuración pasiva suele ser bastante lento y depende del entorno natural. Pero sobre la base de este proceso biológico se han desarrollado técnicas intensivas para el tratamiento de los efluentes.

Los tratamientos secundarios comienzan con el proceso aeróbico y continúan con el anaeróbico. La digestión aeróbica se efectúa cuando los microorganismos aeróbicos, es decir, los que requieren oxígeno, descomponen la materia orgánica y obtienen energía para su supervivencia. El metabolismo implica la oxidación de las proteínas, grasas y carbohidratos en una secuencia de reacciones complejas que produce como sustancias terminales agua, dióxido de carbono, sulfatos y amoniaco. Si persisten las condiciones oxidantes, el amoniaco producido se oxida a nitritos y, posteriormente, a nitratos. Esta forma de estabilización de la materia orgánica no implica la formación de compuestos agresivos y contaminantes para el medio ambiente o al menos no duran mucho tiempo, pues se realiza la degradación a óxidos y gases inocuos en un período corto. Por su parte, la digestión anaeróbica requiere de un flujo laminar para desarrollar su actividad, donde los efluentes con carga orgánica deben cumplir unos parámetros previos como la eliminación de sustancias tóxicas que pueden afectar a las bacterias, el pH y la composición de nutrientes, entre otros. Las lagunas de digestión aeróbica operan como un estanque regulador de caudal para el digestor anaeróbico: como consecuencia de la agitación que se produce al inyectar el aire, tiene lugar la oxidación, y mediante la floculación, se facilita la decantación de los elementos tóxicos; asimismo, la floculación debe actuar en el manto de lodos dentro del digestor para la separación del material particulado inorgánico.

El tratamiento biológico de efluentes utiliza cepas bacterianas (conjunto de bacterias también llamadas colonias puras) seleccionadas por su capacidad de degradar diferentes compuestos presentes en el agua, como proteínas, azúcares, almidones, grasas, aceites, nitratos y fosfatos, entre otros, los cuales se ven reflejados en los valores de demanda biológica de oxígeno (DBO), demanda química de oxígeno (DQO) y sólidos totales suspendidos (STS). Como las bacterias son específicas en el proceso de degradación, es importante crear las condiciones óptimas para su metabolismo; por ello, es conveniente controlar en los efluentes el pH, la temperatura y la presencia de tóxicos (desinfectantes, químicos, etcétera); además, deben vigilarse otros factores relacionados con los alimentos de las bacterias, los cambios de composición y estabilidad de los lodos donde actúan.

En el tratamiento de efluentes industriales, es necesario que tengan lugar las operaciones de separación y clasificación para asegurar la retención de sólidos (véase la figura 1.7). Algunas de estas operaciones de separación se aplican en el tratamiento primario, porque en un efluente industrial el arrastre de partículas es limitado; si el efluente ya proviene de un tratamiento primario, la separación no es necesaria. Los lodos de las lagunas o pozas de tratamiento aeróbico se separan, estabilizan y deshidratan, y el destino de los lodos secos va a depender de su composición: pueden transformarse en abono orgánico (compostaje) para mejorar los terrenos. Por último, se debe asegurar la disposición final de los residuos desechados y la parte líquida tiene que continuar con el tratamiento anaeróbico.

Figura 1.7

Tratamiento secundario de efluentes industriales y aguas residuales

Elaboración propia

En la digestión anaeróbica, por un lado, se logra la conversión de la materia orgánica en un conjunto de gases compuestos principalmente por metano (CH₄), además de dióxido de carbono (CO₂), ácido sulfhídrico (H₂S) y otros gases en menor proporción; por otro lado, se consigue separar efluentes que contienen bacterias y virus potencialmente dañinos. Este efluente requiere de un tratamiento para obtener un efluente tratado o purificado. Los lodos que resultan de la metabolización de las bacterias son enviados directamente a un lecho de lodos para su recuperación y aprovechamiento o a los tanques del tratamiento aeróbico para aprovechar el contenido de bacterias.