TRAT TRATAMIENTO TERCIARIO Introducción
El tratamiento terciario se emplea para separar la materia residual de los efuentes de procesos de tratamiento biológico, a n de prevenir la contaminación de los cuerpos de agua receptores, o bien, obtener la calidad adecuada para el reusó, actor de importancia en la planeación de recursos hidráu hidráulic licos os donde donde el abaste abastecim cimien iento to de agua agua potab potable le es limita limitado, do, como como ocurr ocurre e en las grand grandes es metrópolis de nuestro país. El tratamiento terciario también puede llegar a eliminar una racción elevada de los virus y las bacterias presentes en el afuente. Además, este proceso de tratamiento reduce la turbiedad del agua residual hasta niveles muy baos, lo !ue asegura la ecacia del proceso de desinección !ue se eect"a después de la ltración. #os sistemas terciarios recuentemente implican elevados costos de inversión. $o obstante, se han reportado reportado algunas e%periencias e%periencias con resultados resultados satisactorios en la aplicación de materiales naturales locales de bao costo para la remoción de contaminantes residuales.
Arrastre aire/vapor de agua
&enomina &enominados dos como procesos procesos de stripping, para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles '()*+, '()*+, como disolven disolventes tes clorados clorados 'triclor 'tricloroetil oetileno, eno, cloroben clorobenceno ceno,, dicloro dicloroetile etileno+ no+ o contamina contaminantes ntes gaseosos 'amoníaco+.
Es un proceso de traserencia de masa entre ases distintas. n contaminante gaseosos !ue esté contenido en una ase lí!uida se transere a una corriente gaseosa 'generalmente de aire+ libre del contaminante. (uando el aire es introducido en el agua residual, los compuestos a eliminar son transeridos del agua al gas. Procesos de membrana
El empleo de membranas para la eliminación o reducción de microorganismos patógenos de las aguas residuales se ha convertido en una parte importante de la tecnología de separación en los "ltimos decenios. #a uer-a principal de la tecnología de membrana es el hecho de !ue trabaa sin la adición de productos !uímicos y con un uso relativamente bao de energía. En estos procesos el agua residual pasa a través de una membrana porosa, mediante la adición de una uer-a impulsora, consiguiendo una separación en unción del tamao de las moléculas presentes en el efuente y del tamao de poro de la membrana. /ay dos actores !ue determinan la eectividad de un proceso de ltración de membrana0 selectividad y productividad. Ambos dependen de la membrana empleada. o
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#a selectividad se e%presa mediante un parámetro llamado actor de retención o de separación 'e%presado en l1m2 h+. #a productividad se e%presa mediante un parámetro llamado fuo 'e%presado en l1m 2 h+. #a selectividad y la productividad dependen de la membrana.
En unción del tamao de partícula retenida, la ltración de membrana se puede dividir en micro ltración '34+, ultraltración '4+, electrodiálisis 'E&+, nano5ltración '$4+ y ósmosis inversa ')6, 7) en inglés+. Adsorción con carbón activo
#as aguas contaminadas por la actividad humana pueden, en general, ser procesadas ecientemente por plantas de tratamiento biológico, por adsorción con carbón activado u otros adsorbentes para eliminar compuestos orgánicos. 8e puede utili-ar en orma granular 'columnas de carbón activado granular0 9A(+ y en polvo ':A(+. Procesos de oxidación
8irven para eliminar o transormar materia orgánica y materia inorgánica o%idable. #os principales procesos de o%idación se pueden clasicar en0 ;. :rocesos convencionales de o%idación 8e usan como o%idantes o-ono, peró%ido de hidrógeno, permanganato de potasio, hipoclorito de sodio, cloro y o%ígeno. 8in embargo, en algunos casos estos procedimientos resultan inadecuados para alcan-ar el grado de pure-a re!uerido por el uso posterior del efuente tratado. 2. :rocesos de o%idación avan-ada #a mayoría de estos procesos pueden aplicarse a la remediación y desto%icaci
combinados entre ellos o con los métodos convencionales, pudiendo ser aplicados también a contaminantes de aire y suelos. :ermiten incluso la desinección por inactivación de bacterias y virus. 8e basan en procesos sico!uímicos capaces de producir cambios proundos en la estructura !uímica de los contaminantes= se dene como procesos !ue involucran la generación y uso de especies transitorias poderosas, principalmente el radical hidro%ilo '/)5+. (ombinaciones de o%idantes0 )> ? *, )> ? /2)2, /2)2 ? *, )> ? alto p/. :rocesos a alta temperatura y presión0 o%idación con aire h"medo '@A)+, o%idación en condiciones supercríticas, etc. &eto%icación solar0 utili-a la radiación * solar, con catali-ador de i)2. o
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*entaas de los procesos de o%idación avan-ada • • • • •
(ambian de ase los contaminantes, y lo transorma !uímicamente. 9eneralmente se consigue la minerali-ación completa del contaminante. sualmente no genera lodos residuales. 8irve para tratar contaminantes a muy baa concentración. 8on muy "tiles para contaminantes reractarios !ue resisten otros métodos de tratamiento, principalmente biológicos.
>. :rocesos de reducción :ara reducir elementos metálicos en alto estado de o%idación 'reducción de (r B? a (r>? mediante sulto de sodio, tiosulato de sodio, sulato erroso, etc+. Precipitación qumica
8e basa en la utili-ación de reacciones !uímicas para la obtención de productos de muy baa solubilidad. #a especie contaminante a eliminar pasa a ormar parte de esa sustancia insoluble, !ue precipita y puede ser separada por sedimentación y ltración. Esto se puede lograr ala agregar sales metálicas como sulatos de aluminio o cloruro érrico, o bien, con compuestos !ue elevan el p/ como cal o la sosa. o
7emoción de ósoro por adición !uímica
#a adición de ciertos !uímicos al agua residual produce sales insolubles o de baa solubilidad cuando se combina con osatos. #os principales !uímicos usados para este propósito son la al"mina, el aluminato de sodio, cloruro o sulato érrico e hidró%ido de calcio. #os actores !ue aectan la elección del !uímico apara la remoción del osoro son0 concentraciones de ósoro en el infuente, solidos suspendidos en el agua residual, alcalinidad, costos de los !uímicos, seguridad de suministros de productos !uímicos y compatibilidad con otros procesos de tratamiento. o
7emoción de sustancias inorgánicas disueltas
#a adición de al"mina, sulato de aluminio, hidró%ido de calcio o sales de hierro y de polímeros orgánicos remueven varios iones inorgánicos, especialmente algunos de los metales pesados. &onde residuos domésticos e industriales son tratados untos, puede ser necesario adicionar !uímicos, especialmente si las medidas de pre tratamientos probaron se inecientes. &esventaas de la precipitación !uímica •
•
9eneralmente resulta en un incremento neto en los residuos sólidos disueltos totales del agua residual !ue es tratada. 9ran cantidad de re!uerimientos de tratamiento de lodos, el cual, de hecho, puede contener compuestos tó%icos !ue pueden dicultar su tratamiento y disposición.
Oxidación qumica
:uede ser utili-ada para remover amoníaco, reducir la concentración de orgánicos remanentes y el contenido de bacterias y virus de las aguas residuales. &ebido a !ue el cloro provoca la ormación de trihalometanos se está investigando alternativas al uso de cloro en a!uellos casos en los !ue la presencia de trihalometanos representa un problema de primordial importancia. )%idantes alternativos incluye dió%ido de cloro y o-ono. (uando estas sustancias son usadas para este propósito, a desinección del agua residual es generalmente un benecio adicional. o
(loración
#a desinección de aguas mediante el empleo de cloro, o compuestos clorados, es el método más com"nmente usado. En este tratamiento se puede emplear cloro gas, comprimido a presión, !ue se disuelve en agua cuando es aplicado= pero normalmente se emplea hipoclorito de sodio 'leía+ por su mayor acilidad de almacenamiento y dosicación. #as desventaas del uso de cloro y sus derivados, es principalmente su reactividad con la materia orgánica dando lugar a trihalometanos '/3+, muchos de los cuales son tó%icos o carcinogénicos. )tro de los inconvenientes !ue presenta este tratamiento es la ormación de cloroenoles en aguas !ue contienen enoles, lo !ue da lugar a malos olores.
o
)-oni-ación
El o-ono es otro tipo de tratamiento !ue permite la eliminación de compuestos tanto orgánicos como inorgánicos, reduciendo el olor, color, sabor y turbide- del agua, así como compuestos reractarios, sustancias tó%icas y compuestos armacéuticos. #a vida media del o-ono en agua es muy corta del orden de segundos a minutos, lo !ue hace !ue sea necesaria su generación in situ. Esto hace !ue su coste inicial sea alto, y aun!ue es más eca- !ue la utili-ación del cloro para la desinección o destrucción de virus y bacterias, la baa dosicación puede no desactivar del todo algunos virus, esporas o !uistes. El proceso de o-oni-ación es una tecnología más complea !ue la cloración= se re!uieren e!uipos complicados y sistemas de contacto ecientes. Es un reactivo corrosivo, lo !ue re!uiriere de materiales resistentes a la corrosión tales como el acero ino%idable. Aadiendo otros inconvenientes, hay !ue destacar !ue el proceso de o-oni-ación no es económico para las aguas residuales con altas concentraciones de sólidos suspendidos '88+, demanda bio!uímica del o%ígeno '&C)+, demanda !uímica de o%ígeno '&D)+, o carbono orgánico total y el costo del tratamiento puede ser relativamente alto en cuanto a la inversión de capital y a la demanda de energía eléctrica se reere. !esa"ini#ación
#a descomposición de las sustancias orgánicas y biológicas durante el tratamiento secundario de un agua residual lleva asociada la producción de gran cantidad de sales inorgánicas. Esto plantea serios problemas relativos a los efuentes de las plantas de tratamiento, no solo por!ue pueden ocasionar problemas en los ecosistemas acuáticos sino también por ser aguas !ue pueden ser eventualmente usadas en irrigación obligando a retirar parte de estas sales para garanti-ar una cierta calidad en el agua de salida. :ara ello e%isten dierentes técnicas0 o
smosis inversa.
El agua es or-ada, bao presión, a atravesar una membrana por donde los iones no pueden diundir. Este tipo de membranas se denominan semipermeables, y están constituidas de acetato de celulosa o triacetato de celulosa. #a capa supericial de la membrana tiene un espesor de unos F,2 Gm y es relativamente poco porosa. &e esta orma se pueden retirar adicionalmente las sales de metales pesados.
o
Electrodiálisis.
En esta técnica, similar a la un conunto de membranas otro lado de las cuales se sobre los !ue se aplica una potencial. #as membranas dos electrodos, se aplica la cual ayuda a acelerar la iones a través de las cationes se mueven hacia los aniones haca el lado orma, se crean celdas o con baas concentraciones con concentraciones o
anterior, se utili-an semipermeables al colocan electrodos dierencia de están situadas entre corriente eléctrica, migración de los membranas. #os un lado o espacio y contrario. &e esta espacios de agua de materia y celdas elevadas.
6ntercambio iónico.
8irve para eliminar sales minerales, las cuales son eliminadas del agua residual !ue atraviesa una resina, por intercambio con otros iones '/ ? en las resinas de intercambio catiónico y )/ 5 en las de intercambio aniónico+ contenidos en la misma. Algunos sólidos poliméricos 'denominados resinas+ son capaces de retener cationes, de orma !ue un determinado tipo de ion puede intercambiarse por otro !ue pase por las inmediaciones. Este intercambio puede ser catiónico o aniónico, dependiendo de la composición de la resina. #os sitios de intercambio de una resina catiónica en ciclo ácido están ocupados inicialmente por / ?, mientras !ue los de una aniónica por )/ H. (uando el agua contaminada por iones 3 ? y IH pasan secuencialmente a través de dos resinas, una catiónica y otra aniónica, los iones / ? se reempla-an, primero, por 3 ? y, posteriormente, los )/H son reempla-ados por las especies I H. Esto lleva nalmente a retirar las sales del agua original 'incluidas sales de metales pesados+, generando más agua por combinación de los /? y )/H generados tras el acoplamiento de ambos procesos.
Re$erencias% o o
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