El tractament d'aigües residuals és el procés d'eliminació de contaminants de les aigües residuals, que es genera per activitats humanes com les pràctiques domèstiques, industrials i agrícoles. L'objectiu del tractament d'aigües residuals és produir aigua tractada que sigui segura per a la seva abocament al medi ambient o per a la seva reutilització.
Hi ha diverses etapes implicades en el tractament d'aigües residuals, que poden incloure:
Tractament preliminar:
El tractament preliminar és la primera etapa del tractament d'aigües residuals i implica l'eliminació física de grans sòlids i residus de les aigües residuals. Això es fa per protegir els processos de tractament aigües avall, evitar l'obstrucció de canonades i equips i millorar l'eficàcia de les etapes de tractament posteriors.
Els següents són els mètodes comuns utilitzats en el tractament preliminar:
Cribratge: les aigües residuals flueixen per una pantalla amb obertures de diferents mides per eliminar objectes grans com pals, draps, plàstics i altres residus. A continuació, el material recollit es llença a un abocador.
Eliminació de sorra: les aigües residuals es fan passar per una cambra de sorra per eliminar sòlids inorgànics com la sorra, la grava i altres materials pesants. Això es fa per evitar el desgast dels equips aigües avall.
Equalització del cabal: és un procés que ajuda a suavitzar les fluctuacions del cabal de les aigües residuals. Implica l'ús d'un dipòsit d'emmagatzematge per retenir les aigües residuals en èpoques de cabals elevats i alliberar-les en èpoques de cabals baixos.
Eliminació de greixos, oli i greixos (BOG): s'elimina amb una trampa de greixos, que és un dispositiu que separa i recull la boira de les aigües residuals. Això evita que la boira obstrueixi canonades i equips aigües avall.
Després del tractament preliminar, les aigües residuals estan preparades per a un tractament posterior mitjançant processos de tractament secundari i terciari per eliminar els materials orgànics dissolts i en suspensió i els contaminants nocius abans de ser abocats o reutilitzats.
Tractament primari:
El tractament primari és la segona etapa del tractament d'aigües residuals i implica l'eliminació física i química de sòlids sedimentables i en suspensió de les aigües residuals. L'objectiu del tractament primari és eliminar tants sòlids orgànics i inorgànics com sigui possible abans que les aigües residuals siguin sotmeses a un tractament secundari o terciari. Els següents són els mètodes comuns utilitzats en el tractament primari:
Sedimentació: les aigües residuals es mantenen en un dipòsit de sedimentació o clarificador, que permet que els sòlids sedimentables s'assentin al fons del dipòsit. Els sòlids sedimentats, anomenats fangs primaris, s'eliminen i s'envien a un procés de tractament de fangs. El líquid clarificat, anomenat efluent, s'envia per a un tractament posterior.
Coagulació i floculació: en aquest procés, s'afegeixen substàncies químiques a les aigües residuals per ajudar les partícules a coagular-se i formar grups més grans, anomenats flocs. Els flocs es poden eliminar més fàcilment mitjançant sedimentació o filtració. Els productes químics utilitzats en la coagulació i la floculació inclouen sulfat d'alumini (alum) i clorur fèrric.
Igualació: l'equiparació és el procés d'equilibrar l'entrada d'aigües residuals a la depuradora. Això es fa utilitzant un dipòsit de retenció per emmagatzemar temporalment les aigües residuals abans que entrin al procés de tractament. Això ajuda a reduir els cabals màxims i ajuda a mantenir unes condicions coherents per als processos de tractament aigües avall.
Ajust del pH: l'ajust del pH pot ser necessari si el pH de les aigües residuals és massa alt o massa baix. L'addició d'àcids o bases pot ajudar a ajustar el pH al rang òptim per al tractament.
Després del tractament primari, les aigües residuals es sotmeten a un tractament secundari, que consisteix en el tractament biològic de materials orgànics dissolts i en suspensió, o al tractament terciari, que implica processos avançats de tractament per eliminar contaminants específics.
Tractament secundari:
El tractament secundari és la tercera etapa del tractament de les aigües residuals i implica l'eliminació biològica de materials orgànics dissolts i en suspensió de les aigües residuals. La finalitat del tractament secundari és tractar encara més les aigües residuals que han estat sotmeses al tractament primari i preparar-les per a l'abocament o la reutilització. Els següents són els mètodes comuns utilitzats en el tractament secundari:
Procés de fangs activats: en aquest procés, les aigües residuals es barregen amb un cultiu de microorganismes, inclosos bacteris i fongs, que consumeixen i descomponen la matèria orgànica de les aigües residuals. A continuació, la mescla, anomenada fang activat, es separa de l'aigua tractada mitjançant dipòsits de sedimentació. L'aigua tractada es pot enviar per a un tractament posterior o abocar-la.
Filtre de goteig: en aquest procés, les aigües residuals s'aboquen sobre un llit de roques o suports plàstics, sobre els quals s'ha desenvolupat un biofilm de microorganismes. Els microorganismes consumeixen la matèria orgànica de les aigües residuals a mesura que s'esgota pel medi. L'aigua tractada es recull a la part inferior del filtre i s'envia per a un tractament posterior.
Contactor biològic giratori: en aquest procés, les aigües residuals s'aboquen sobre un disc o tambor giratori, que es cobreix amb un biofilm de microorganismes. A mesura que el disc gira, els microorganismes consumeixen la matèria orgànica de les aigües residuals. L'aigua tractada es recull i s'envia per a un tractament posterior.
Reactor Batch Seqüencial: En aquest procés, les aigües residuals són tractades per lots, on se sotmeten a diverses etapes de tractament biològic. Cada etapa implica un conjunt diferent de microorganismes que descomponen la matèria orgànica de les aigües residuals. L'aigua tractada es recull i s'envia per a un tractament posterior.
Després del tractament secundari, les aigües residuals se solen sotmetre a un tractament terciari, que implica processos avançats de tractament per eliminar contaminants específics. Això es fa per garantir que les aigües residuals tractades compleixen els estàndards de qualitat requerits per a l'abocament o la reutilització.
Tractament Terciari:
El procés de fangs activats és un procés de tractament biològic comú utilitzat a les plantes de tractament d'aigües residuals per eliminar la matèria orgànica, el nitrogen i el fòsfor de les aigües residuals. És un tipus de tractament secundari que segueix els processos de tractament primari, com ara el cribratge, l'eliminació de sorra i la sedimentació.
En el procés de fangs activats, les aigües residuals es barregen amb un cultiu microbià, conegut com a "fangs activats", en un dipòsit d'aireació. El fang activat és una barreja de microorganismes, com ara bacteris, protozous i fongs, que consumeixen la matèria orgànica de les aigües residuals i la converteixen en biomassa microbiana, diòxid de carboni i aigua.
El dipòsit d'aireació normalment està equipat amb dispositius d'aireació difusa o airejadors mecànics per proporcionar oxigen als microorganismes, afavorint el seu creixement i activitat. El procés d'aireació sol durar diverses hores i requereix un alt nivell d'oxigen dissolt per suportar el metabolisme aeròbic dels microorganismes.
Després del procés d'aeració, les aigües residuals es dirigeixen a un clarificador secundari o dipòsit de decantació, on es deixa dipositar el fang activat i els sòlids en suspensió restants. A continuació, els fangs decantats es retornen al dipòsit d'aireació per continuar el procés de tractament, mentre que l'aigua clarificada es dirigeix a processos de tractament posteriors, com ara tractament terciari o desinfecció, abans de ser abocada o reutilitzada.
Per mantenir l'eficàcia del procés de fangs activats, el cultiu microbià s'ha de vigilar i controlar acuradament. Factors com la concentració d'oxigen dissolt, la disponibilitat de nutrients, el pH i la temperatura s'han de mantenir dins d'un rang específic per afavorir el creixement i l'activitat dels microorganismes i garantir un efluent d'alta qualitat. A més, l'excés de fang s'ha d'eliminar periòdicament del procés per evitar l'acumulació de sòlids inerts i mantenir la població microbiana desitjada.
Després del tractament, les aigües residuals normalment s'aboquen a una massa d'aigua receptora o es reutilitzen per a finalitats no potables, com ara el reg o processos industrials.
El tractament d'aigües residuals és un procés important per protegir la salut pública i el medi ambient. El tractament adequat ajuda a prevenir la propagació de malalties transmeses per l'aigua, reduir la contaminació a les vies fluvials i conservar els recursos hídrics.