capítulo 3 eliminación por procesos de tratamiento

CAPÍTULO 3
ELIMINACIÓN POR PROCESOS DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES
3.1 OPERACIONES UNITARIAS
3.1.1 Tratamiento previo
El tratamiento en cribas y rejillas no tiene ningún efecto en el
contenido en patógenos del agua residual.
3.1.2 Sedimentación
En los tanques de sedimentación primaria, habituales en muchas
plantas de tratamiento, con 2-3 horas de tiempo de retención, los parásitos
pueden ser eliminados por sedimentación directa o por absorción en los
sólidos que están en proceso de sedimentación. Se considera que los quistes
de Entamoeba histolytica son reducidos en un 50% como mucho, mientras que
el 50-70% e los huevos de helmintos sedimentan. Los procesos de
sedimentación de las diferentes formas de parásitos pueden verse afectados
por las variaciones en el tiempo de retención, presencia de detergentes y
otras
circunstancias
que
conducen
a
condiciones
no
uniformes
de
sedimentación. Esto puede hacer que los afluentes que se utilicen para riego
puedan diseminar helmintos patógenos (Salgot, M., 1994).
3.2 PROCESOS BIOLÓGICOS
3.2.1 Lodos activados
Los sólidos disueltos añadidos al agua residual durante su uso no son
eliminados por los métodos convencionales de tratamiento. Al contrario, los
sólidos en suspensión y las demandas bioquímicas y químicas de oxígeno son
reducidos y en ciertos casos se transforman los compuestos de nitrógeno y
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fósforo. En este tipo de tratamiento la eliminación de patógenos es realmente
poco efectiva. El proceso de lodos activados por sí sólo tiene también poco
efecto sobre la eliminación de quistes de protozoo y huevos de helminto, pero
se considera que una parte importante de los huevos se eliminan en el tanque
de sedimentación secundaria- la planta de lodos activados en conjunto
elimina de un 80% a un 100% de huevos de helminto.
3.2.2 Lagunas
Los estanques o lagunas para el tratamiento de aguas residuales,
siempre que tengan una dimensión y una gestión adecuadas, son capaces de
conseguir
calidades
microbiológicas
bastante
buenas.
Los
estanques
dispuestos en serie dan como resultado un afluente de una calidad muy
buena. Las series de estanques que consisten en estanques anaerobios,
facultativos y de maduración pueden virtualmente eliminar patógenos y
reducir sustancialmente las cargas de DBO5 y sólidos en suspensión. El único
inconveniente puede ser en algunos casos la presencia de algas. Según Shuval
y colaboradores si se utilizan dos o más estanques de maduración, con un
tiempo de retención de 5 días cada uno, se consigue la eliminación total de
quistes de protozoos y de huevos de helminto.
Los estanques de oxidación normalmente dan tiempos de retención de
5 a 30 días, ofrecen buenas condiciones para la sedimentación de quistes de
protozoos y helmintos.
Se indica que los protozoos y los huevos de helminto sedimentan
efectivamente en 3 a 6 días en un estanque de oxidación pero, durante este
periodo, a partir de los huevos pueden desarrollarse larvas nadadoras libres
de ancilostomas o esquistosomas, que aparecen en el afluente. Parece ser que
una combinación adecuada de estanques de oxidación aeróbicos y anaerobios
puede ser una manera efectiva de eliminar riesgos sanitarios asociados con los
protozoos y los helmintos (Salgot, M., 1994).
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3.2.3 Procesos anaeróbicos
Se ha reportado que los sistemas de tratamiento tienen un efecto sobre
los huevos de helmintos, por lo cual se observa que después de un sistema
anaerobio el número de parásitos ha disminuido de manera notable.
La digestión anaerobia tiende a inhibir el desarrollo de los parásitos,
mientras que los digestores aerobios lo aceleran; además, temperaturas
superiores a los 55 °C son letales para los parásitos (Cruz, O.).
En el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (Jiutepec, Mor.,
México) tomaron muestras de lodo de una planta de tratamiento de agua
residual de tipo combinado, es decir recibe un 35 % de agua residual
doméstica y un 65 % del agua residual que generan las industrias. El lodo
digerido provenía de 4 reactores anaerobios después de un tiempo de
operación de 68 días a una temperatura ambiente entre 20 y 29ºC.
Para huevos de helmintos, fueron colectadas muestras simples de lodos
en recipientes de polietileno de un litro de capacidad. Las muestras se
conservaron en refrigeración a 4 °C.
En el lodo digerido por tratamiento anaerobio, sólo se detectó Áscaris
lumbricoides en una concentración de 7 huevos/gramo de lodo seco.
El proceso anaerobio removió huevos de helmintos en un rango de 63 a
100 % para Áscaris lumbricoides y de 100 % para Trichuris trichiura, notándose
que la primera especie fue la más resistente.
Aunque se encontró significativa reducción de huevos de helmintos,
ésta no es suficiente, por lo que se recomienda aplicar un método de
tratamiento adicional para mayor reducción de patógenos.
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3.3 PROCESOS QUÍMICOS
3.3.1 Cloración
Los efectos bactericidas de los agentes desinfectantes dependen del
pH, del tiempo de contacto y de la temperatura del agua. El proceso de
desinfección normal es la inyección de una solución de cloro al inicio de un
laberinto de cloración. La dosificación de cloro depende de la calidad del
agua residual y de otros factores, pero las dosis de 5-10 mg/ l son corrientes.
Los laberintos están diseñados normalmente para dar un tiempo de contacto
de 15 minutos como mínimo. No obstante esto a veces hacen falta tiempos de
contacto de hasta 120 minutos, cuando se utiliza el agua para riegos
específicos. Uno de los problemas que se presentan a la hora de clorar las
aguas residuales ya depuradas es la presencia de partículas en suspensión.
Para una dosis de cloro determinada, la desinfección está bien correlacionada
con la distribución de la medida de partícula del agua residual.
Por lo que respecta a la resistencia de los organismos a la cloración, los
quistes de protozoo son más resistentes que los virus y las bacterias al cloro y
la mayoría de los huevos de helminto no son afectados en absoluto por la
cloración (Salgot, M., 1994).
3.3.2 Otros oxidantes
3.3.2.1 Yodo
El yodo es un desinfectante excelente para el agua. Es eficaz contra las
bacterias, los virus, los quistes de amibas y otros microorganismos de
enfermedades transmitidas por el agua. Sin embargo, su disponibilidad y uso
han sido limitados. Su costo es de 6 hasta 10 veces mayor que el cloro. El
empleo de una solución de 2% de tintura de yodo es un medio práctico para
desinfectar agua en pequeñas cantidades. Una dosificación de dos gotas por
litro puede ser suficiente para el agua clara. Al igual que en el caso del cloro,
la turbiedad puede interferir y, si hay partículas presentes, éstas pueden
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proteger a los microorganismos. La filtración como tratamiento preliminar
disminuiría la demanda y aumentaría su efectividad. De lo contrario, el agua
turbia o muy contaminada podría requerir dosis mayores y tiempos de
contacto de mayor duración.
Después de la aplicación del yodo, el agua debe mezclarse y dejarse
reposar durante unos 15 a 20 minutos (Witt V., 1993).
3.4 OTROS MÉTODOS
3.4.1 Infiltración-percolación
Es un método de depuración que se basa en la aplicación de agua a los
suelos para que éstos actúen como método de tratamiento, generalmente
terciario. Es un método efectivo cuando se dispone de suelos adecuados,
pueden ser suelos de duna o determinados suelos arenosos. Las últimas
modificaciones de este método se basan en la instalación del suelo en un
tanque, de manera que se pueda recuperar el agua tratada y reutilizarla
posteriormente. Con este método se consiguen afluentes de muy buena
calidad microbiológica que los hace susceptibles de ser utilizados hasta para
el riego de hortalizas.
3.4.2 Almacenaje estacional de aguas
Este método se utiliza en Israel, manteniendo el agua residual en
estanques o lagunas someras durante la estación de lluvias, para conservar el
agua para la época seca, reducir la polución de los ríos y proteger la
contaminación de los acuíferos. El estanque representa un ecosistema
acuático marcado por procesos biológicos intensos, los componentes de los
cuales dependen de la calidad del agua residual, del tiempo, de las
condiciones hidrológicas y del régimen con el que se gestiona el estanque. Se
consiguen eliminaciones del 99.8% de los coliformes y del 97.6% de las
salmonelas (Salgot, M., 1994).
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TABLA 6.- Eficiencia de remoción de patógenos en diferentes tecnologías
de tratamiento.
TRATAMIENTO
Sedimentación
primaria
REMOCIÓN EN UNIDADES Log
Virus
Bacterias
Protozoos
0-1
0-1
0-1
Helmintos
0-1
Tanque séptico
0-1
1-2
1-2
1-2
Filtro biológico
0-1
0-2
0-1
0-1
Lodos actividades
1-2
2-3
1-2
1-2
Laguna de
oxidación (20 días,
4 celdas en serie)
2-4
4-6
4-6
4-6
Fuente: Shuval, 1986.
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