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EDAR
EDAR
EDAR
TORIBIO DE MOGROVEJO
FACULTAD DE INGENIERÍA
GRUPO: B
CHICLAYO 30/11/2018
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INDICE
INTRODUCCION ............................................................................................... 1
1.- GENERALIDADES ....................................................................................... 2
1.1.- ¿QUÉ ES UNA EDAR? ........................................................................... 2
1.2.-OBJETIVOS DE UNA EDAR ................................................................... 2
2.-CONCEPTOS DEL TEMA ............................................................................. 2
2.1.- LÍNEA DE AGUA .................................................................................... 3
2.1.1.-TRATAMIENTO PRIMARIO: ............................................................. 3
2.1.3.-TRATAMIENTO TERCIARIO............................................................. 4
2.2.- LÍNEA DE LODOS .................................................................................. 4
PROBLEMAS EN UNA EDAR DEBIDO A LA COMPOSICION DE LAS
AGUAS RESIDUALES ...................................................................................... 5
PROBLEMAS DE UNA E.D.A.R. DEBIDO A OTROS FACTORES. ............... 12
3.- ELEMENTOS DE UNA ESTACION DEPURADORA DE AGUAS
RESIDUALES .................................................................................................. 14
4.- RECESO DE EFLUENTE ........................................................................... 21
4.1.- ETAPAS DE UNA EDAR BIOLÓGICA .................................................. 22
4.1.1.-LÍNEA DE AGUAS ........................................................................... 22
4.1.2.-LÍNEA DE FANGOS ........................................................................ 29
PROCESOS DE LA LÍNEA DE FANGOS ....................................................... 30
6.- ALCANCES GENERALES PARA EL DISEÑO DE UNA ESTACIÓN
DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES .................................................... 33
7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: ............................................. 35
7.1.- CONCLUSIONES ................................................................................. 35
7.2.- RECOMENDACIONES. ........................................................................ 35
REFERENCIAS ................................................................................................ 36
INTRODUCCION
En la actualidad, más de 2600 millones de personas no tienen acceso a
saneamiento básico en el mundo y 1200 millones carecen de abastecimiento de
agua potable (Madrazgo, 2009).
Lo anterior es, sin duda, una de las razones que impide avances visibles en
materia de cobertura de servicios de agua y saneamiento, porque es de todos
conocidos que la mayor parte de estas carencias se concentran, especialmente,
en comunidades con un bajo nivel de ingreso, las cuales son también las que
muestran un crecimiento poblacional más elevado. Es sabido además que las
mayores inversiones se realizan en las grandes ciudades, lo que deja a la deriva
los pequeños conglomerados y las zonas rurales, incentivando la migración
hacia los núcleos urbanos en busca de una mejor calidad de vida. El acelerado
crecimiento de estas urbes, aunado a la llegada permanente de familias
campesinas y de bajos recursos (muchas de ellas padeciendo el desplazamiento
forzado) que intentan ubicarse en los barrios marginales y suburbanos, dificulta
también una gestión efectiva en materia de saneamiento (Lozano, 2009).
Por esta razón, este trabajo tiene como objetivo principal, darte a conocer de
forma sucinta, práctica y didáctica, los conceptos fundamentales, procesos de
tratamiento, ventajas y desventajas que permitan el conocimiento de todo lo
que respecta a estación depuradoras de aguas residuales en el ámbito urbano,
rural e industrial.
1
1.- GENERALIDADES
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agresivo para la pasta de cemento. Esta degradación se transfiriere rápidamente
a las armaduras metálicas, dando lugar a problemas estructurales. BASF
Construction Chemicals aborda el campo de las estructuras de aguas residuales
de una manera integral, desde la reparación de la estructura degradada hasta
su impermeabilización y resistencia química. El objetivo final es aumentar la vida
útil de la estructura con un nivel de confianza más elevado que el inicial.
Por lo general, en una estación depuradora de aguas residuales se distinguen 2
líneas específicas:
La línea de agua
La línea de lodos
3
2.1.3.-TRATAMIENTO TERCIARIO: realizado en la salida del efluente de
la sedimentación secundaria, permite obtener un refinamiento adicional
del grado de purificación. Incluye tratamiento especial para reducir el
contenido de esas sustancias que no se eliminan durante los tratamientos
primarios y secundarios, tal como amoniaco y fósforo.
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El efluente final obtenido, una vez tratado con los procesos
previamente descritos, se entrega, finalmente, a un cauce superficial
receptor (río, mar, embalses, etc.).
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Describiremos algunos de los problemas más comunes detectados en las EDAR,
para ello presentamos estos cuatro epígrafes:
1. Separación de fases
2. Formación de espumas
3. Anoxia y producciones de olores
4. Vertidos anómalos y choques tóxicos
Todos estos problemas deben ser resueltos por los técnicos especialistas
presentes en la EDAR. Muchos de ellos son frecuente y cuentan con un protocolo
de actuación, de tal manera que cuando surge el problema, los pasos a seguir
están bien definidos.
EPOCAS ESTIVALES:
Una población costera puede en los meses estivales duplicar su población por lo
que el caudal que llegara a las estaciones depuradoras será también el doble.
EPOCAS DE LLUVIAS:
1. SEPARACION DE FASES
LÍNEA DE AGUAS
Pre tratamiento:
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Tratamiento primario:
Tratamiento secundario:
Tratamiento terciario:
Desinfección:
LÍNEA DE FANGOS
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LÍNEA DE GAS
2. FORMACIÓN DE ESPUMAS
Los fangos obtenidos por el tratamiento de las aguas pueden generar, de forma
esporádica o continua, espumas que cubren la superficie de los reactores
biológicos. Estas espumas se caracterizan por ser viscosas, persistentes y de
color marrón.
No son específicos.
Presentan alto riesgo para las bacterias que toman los flóculos y para los
protozoos.
Así en los últimos años ha aparecido un nuevo método para la eliminación de
las nocardias y con ello el problema de la formación de espumas. Se basa en el
empleo de ozono y presenta buenos resultados en las estaciones donde se ha
realizado.
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El ozono es suministrando de forma dosificada y controlada al reactor biológico.
Aquí se produce su disolución gracias a una turbina.
El gas rompe las membranas de las bacterias filamentosas, las cuales acaban
expulsando su contenido celular al medio. Este contenido celular es usado como
nutrientes por el resto de microorganismos que resisten a la oxidación.
Los gases responsables del mal olor de las aguas residuales son dos:
ÁCIDOS SULFHIDRICO.
Es un gas incoloro, tóxicos para los seres humanos y poco estables a altas
temperaturas (se descompone en hidrogeno y azufre).
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AMONÍACO (𝑁𝐻3 )
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4. VERTIDOS ANÓMALOS Y CHOQUES TÓXICOS.
Infiltración rápida.
Sistemas de lagunaje.
Filtros de turba.
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Filtros de arena.
Biodiscos.
PROBLEMAS DE UNA E.D.A.R. DEBIDO A OTROS FACTORES.
Las estaciones depuradoras presentan otros problemas en su funcionamiento.
POBLACIÓN:
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PRECIPITACIÓN MEDIA ANUAL:
TEMPERATURA AMBIENTE
El agua residual tiene una temperatura más elevada que el agua potable
suministrada a los hogares debido a la incorporación de agua caliente de:
Viviendas.
Industrias.
La temperatura del agua residual esta directamente influenciada por la
temperatura ambiente, la cual depende del régimen climático de la zona y de
factores como la altitud, altitud, orientación o estacionalidad. Se ha estimado que
el agua residual urbana presenta valores comprendidos entre 10 y 20 °C.
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La temperatura afecta a:
d) DESARENADO y DESENGRASADO.
El desarenado es una operación que tiene por objeto eliminar todas
aquellas partículas de granulometría superior a 0,5 mm, con el fin de evitar
que se produzcan sedimentos en los canales y conducciones, para
proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasión, y para evitar
sobrecargas en las fases de tratamiento siguiente. Lo correcto es colocar
el sistema de bombeo a partir de este paso, para que sufra el menor daño
posible. No obstante, como ya se ha expuesto, existen casos en los que
la llegada de los colectores se efectúa a mucha profundidad y es
necesario colocar una estación de bombeo a la entrada de la depuradora.
En cuanto al proceso de desengrasado, el objetivo es eliminar grasas,
aceites, espumas y demás materiales flotantes más ligeros que el agua,
que podrían distorsionar los procesos de tratamiento posteriores.
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Por otro lado, el desaceitado consiste en una separación líquido-líquido,
mientras que el desengrase es una separación sólido-líquido. En ambos
casos se eliminan las sustancias impertinentes mediante insuflación de
aire, para desemulsionar las grasas y mejorar la flotabilidad.
e) DECANTACIÓN PRIMARIA.
Este proceso constituye la depuración primaria. Tiene como objetivo
eliminar, por efecto de la gravedad, los sólidos suspendidos de las aguas
residuales; se logra bien sea de manera libre, o asistida con químicos que
aglomeran las partículas (floculantes) para que ganen peso y decanten
con mayor velocidad.
Estos sólidos suspendidos eliminados son, en su mayoría, materia
orgánica, por lo cual se presenta una reducción importante en la
concentración de DBO del efluente.
El análisis de un decantador primario circular podría ser el siguiente: el
agua entra por el centro del decantador y es recogida en toda la periferia
del mismo para así poder, posteriormente, acumular y extraer el fango
primario.
La concentración de fango primario en las aguas residuales suele ser de
entre un 3% y un 8% del volumen total.
f) REACTOR BIOLÓGICO DE LECHO BACTERIANO.
Con este apartado da comienzo el tratamiento secundario, conocido
también como depuración o tratamiento biológico de las aguas residuales
(TBAR), que es entendido como la eliminación de contaminantes
mediante la actividad biológica de los microorganismos presentes en los
reactores.
Aunque el tratamiento secundario es capaz de remover DBO y SS en
valores cercanos al 85%, no eliminará significativamente nutrientes (N y
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P), ni metales pesados, ni patógenos, los cuales deben ser removidos
posteriormente.
Tras el pre-tratamiento y tratamiento primario, las aguas ingresan en los
lechos por su parte superior, percolan a través del relleno, donde tiene
lugar la depuración y salen por la parte inferior. Las aguas depuradas y la
biomasa desprendida del soporte, pasan a la etapa de decantación, en la
que, por gravedad, se procede a su separación.
g) DECANTACIÓN SECUNDARIA.
A diferencia de los decantadores primarios, estas unidades que
acompañan casi la totalidad de los reactores biológicos, no se diseñan
para remover carga contaminante presente en las aguas residuales, sino
para separar el agua tratada de la biomasa que escapa juntamente con
ella.
Estas unidades son más grandes que los decantadores primarios y no
deben tener un tiempo de retención excesivo debido a que podrían
presentarse condiciones anaerobias, pero sí el suficiente para lograr una
separación efectiva de la biomasa. Si este lodo sale juntamente con el
efluente de las aguas tratadas, se presentarán altos niveles de DBO y SS
que echarán a perder todo el proceso de depuración y que causarán
incumplimiento de los parámetros y normativas de vertido.
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h) TAMIZADO FINAL.
Este tamizado forma parte ya de la denominada depuración terciaria.
Cabe destacar que este tramo final no siempre se realizaba antiguamente.
En la actualidad, los tratamientos específicos o terciarios desempeñan un
papel fundamental en el cumplimiento de las cada vez más exigentes
normativas de vertidos de los distintos países, en los que los tratamientos
primario y secundario, no sólo no son suficientes para hacer que un vertido
cumpla con las disposiciones normativas de las autoridades ambientales
competentes, sino que en varios casos, puede incrementar las
concentraciones de algunos compuestos que hoy son vigilados.
Su objetivo es eliminar la materia orgánica que aun pudiese quedar en el
agua o reducir la concentración de sales inorgánicas disueltas que no han
sido retenidas por los procesos de filtración, sedimentación y oxidación de
las fases anteriores.
Además del tamizado, en algunas plantas depuradoras suele disponerse
un proceso final de desinfección.
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Los materiales extraídos, tanto flotantes como arenas, son llevados
temporalmente a un contenedor para ser luego incinerados o dispuestos
en un relleno sanitario.
k) RETIRADA DE LODOS PRIMARIOS.
Los lodos obtenidos de la decantación primaria tienen una consistencia
limosa y una coloración entre marrón y grisácea. Por su alto contenido de
materia orgánica se descomponen con facilidad, causando malos olores.
Estos lodos se deben tratar de manera conjunta con los lodos resultantes
de los tratamientos secundarios.
Ambos conductos, el que extrae el fango primario y el que recoge el fango
secundario se unen antes de ser tratados, por lo que los tratamientos que
se verán en subapartados posteriores se darán de manera general para
el total del lodo obtenido.
l) RETIRADA DE LODOS SECUNDARIOS.
Los lodos secundarios o lodos biológicos, procedentes de la reacción
biológica de lecho biológico, están constituidos principalmente por
biomasa activa.
Estos lodos frescos, tienen una coloración marrón oscura y olor a tierra
húmeda que no es desagradable hasta que empiezan a ser digeridos
anaeróbicamente. Su contenido inicial de humedad varía entre el 98 y el
99,5%, siendo muy difícil su concentración (espesamiento).
En el tratamiento de lodos secundarios se deben llevar a cabo 3 fases
principales:
Espesado: para reducir los volúmenes iniciales de lodo y facilitar su
manejo en el tratamiento. Digestión: para estabilizar anaerobiamente la
materia orgánica presente y evitar su fermentación y putrefacción.
Deshidratación o secado: para eliminar el exceso de agua y conseguir una
textura apropiada que facilite su manejo y transporte.
m) DIGESTIÓN PRIMARIA DE LODOS.
En la digestión, los lodos concentrados son estabilizados
bioquímicamente con el fin de que no continúen su proceso de
descomposición o se presente crecimiento de microorganismos, en su
reutilización o en su disposición final. Adicionalmente, esta digestión
completa, permite la eliminación de los organismos patógenos presentes
y la reducción de olores desagradables.
Esta digestión se realiza a través de un proceso anaerobio, en tanques
cerrados, y se obtendrá como producto normal de la fermentación
anaerobia, biogás (CH4 y CO2) y nuevas células, que serán eliminadas
una vez que se haya digerido toda la materia orgánica y entren a la fase
de crecimiento endógeno.
Es importante controlar, especialmente, la temperatura (entre 30 y 35 °C),
el pH (entre 6,8 y 7,4) y alcalinidades entre 1500 y 2000 mg/L. Los
parámetros usados para determinar la estabilidad del lodo son el
contenido de sólidos volátiles (V) y el número de patógenos.
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n) DIGESTIÓN SECUNDARIA Y ESPESADO DE LODOS.
El espesado de lodos es un proceso que se lleva a cabo con el fin de
reducir la inversión económica del tratamiento. Para ello, los lodos frescos
procedentes de los reactores biológicos, los cuales tienen más de un 95%
de agua, deben ser reducidos en volumen.
Dicha reducción de volumen se realiza en unos tanques llamados
espesadores. Estos tanques, de estructura similar a la de un decantador,
tienen un brazo rotatorio móvil, anclado a un armazón barrelodos, el cual
tiene la función de eliminar los espacios ocupados por el agua y agrupar
los sólidos.
o) EVACUACIÓN DE LODOS.
Considerando el fango obtenido como una sustancia con muchos y
diversos nutrientes, tras tomar las debidas precauciones, pueden
emplearse con fines agrícolas como compostaje o, incluso, como
acondicionador de suelos, reforestación, etc.
p) PRODUCCIÓN DE GAS EN EL DIGESTOR PRIMARIO.
Como ya se ha citado en el apartado 13. "Digestión primaria de lodos", la
digestión del lodo procedente de la depuración primaria, genera un gas
denominado biogás, cuya composición comprende un 65-70% de metano
(CH4) y un 25-30% de dióxido de carbono (CO2), además de pequeñas
cantidades de nitrógeno, hidrógeno y sulfuro de hidrógeno.
q) SALIDA GAS DE DIGESTIÓN.
El ya mencionado biogás, sale del digestor primario de lodos a mucha
presión. Esta presión es la utilizada para generar energía eléctrica de
manera sencilla.
r) PRODUCCIÓN DE ENERGÍA CON EL GAS DE DIGESTIÓN.
Un metro cúbico de metano tiene un poder calorífico de,
aproximadamente, 35.800 kJ. Como ya se mencionó un par de
subapartados atrás, el biogás posee un 65% de esta sustancia, por lo que
su poder calorífico rondará los 23.270 kJ/m3.
Comparado con el gas natural, el cual tiene un poder calorífico de 37.300
kJ/m3, su poder calorífico es más que considerable. El gas de la digestión
se puede emplear como combustible para calderas y motores de
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combustión internos que, a su vez, se pueden utilizar para el bombeo de
agua residual, generación de electricidad y funcionamiento de soplantes
(utilizados en la desarenadora), con lo que me gustaría finalizar afirmando
que una Estación de Depuración de Aguas Residuales puede
autoabastecerse energéticamente, cerrando así un ciclo medioambiental
sostenible.
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4.1.- ETAPAS DE UNA EDAR BIOLÓGICA
4.1.1.-LÍNEA DE AGUAS
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una cuchara anfibia, con movimientos de desplazamiento
vertical y horizontal mediante polipasto y grúa pórtico.
Los residuos extraídos por la cuchara se depositan en
contenedores, como paso previo a su envío a vertedero.
Desbaste:
El objetivo del desbaste es la eliminación de los sólidos de
pequeño y mediano tamaño (trozos de madera, trapos, raíces,
etc.) que de otro modo podrían deteriorar o bloquear los
equipos mecánicos y obstruir el paso de la corriente de
agua. El procedimiento más usual consiste en hacer pasar las
aguas a través de rejas.
Tamizado:
Tiene por objeto la reducción del contenido en sólidos en
suspensión de las aguas residuales, mediante su filtración a
través de un soporte delgado dotado de ranuras de paso. Se
distingue entre tamices estáticos autolimpiantes, tamices
rotativos y tamices deslizantes.
Desarenado:
Tiene por objetivo la eliminación de materias pesadas de
tamaño superior a 0,2 mm, para evitar que sedimenten en
canales y conducciones y para proteger a las bombas y otros
elementos de la abrasión.
Aparte de las arenas propiamente dichas, en esta operación
se eliminan también gravas y partículas minerales, así como
elementos de ori- gen orgánico, no putrescibles (granos de
café, semillas, huesos, cáscaras de frutas y huevos, etc.). Los
canales desarenadores pueden ser de flujo variable o de flujo
constante.
Desengrasado:
En esta etapa se eliminan las grasas y demás materias
flotantes más ligeras que el agua. Dentro de los
desengrasadores se distingue entre los desengrasadores
estáti- cos y los aireados.
En los desengrasadores estáticos se hacen pasar las aguas a
través de un depósito dotado de un tabique, que obliga a las
aguas a salir por la parte inferior del mismo, lo que permite que
los componentes de menor densidad que el agua, queden
retenidos en la superficie. La retirada de las grasas se lleva a cabo
de forma manual, haciendo uso de un recoge hojas de piscina.
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MEDICION DE CAUDAL:
Aunque los dispositivos que se emplean para la medición de los
caudales no ejercen ningún efecto de depuración sobre las aguas
residuales, juegan un papel muy importante en el global del proceso
pues permiten la determinación de los caudales de aguas a tratar y los
realmente tratados. Esto posibilita, a su vez, ajustar las condiciones
operativas de las distintas etapas del tratamiento, así como obtener el
coste del trata- miento por unidad de volumen tratado.
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Los tratamientos físicos, en el tratamiento primario, consisten fundamentalmente
en separar la contaminación presente en el agua en suspensión, flotación o
arrastre.
Desbaste, para la eliminación de gruesos no solubles, trapos, pañales,
compresas...
Desarenado, para eliminación de arenas u otros residuos sólidos no orgánicos
de pequeño tamaño...
Desengrasado, para la eliminación de los sólidos y líquidos no miscibles de
menor densidad que el agua.
El desbaste, el desengrasado y el desarenado suelen denominarse como
pretratamiento, por ser el primer proceso que se realiza sobre las aguas
residuales, y ser necesario para no dañar los equipos de los tratamientos
posteriores.
A continuación se realiza, como tratamiento primario propiamente dicho, una
decantación para la eliminación de las partículas menores de un determinado
tamaño (sólidos en suspensión) que no hayan podido eliminarse en el
pretratamiento. Este proceso es conocido como decantación primaria.
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soporte que se pone en contacto con el agua y la contaminación orgánica (lechos
bacterianos, biodiscos).
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b) PROCESOS DE CULTIVO FIJO: Los microorganismos
se asientan sobre un material soporte formando una
biopelícula que tapiza el soporte.
Tipos:
De medio no saturado (Lechos bacterianos)
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PROCESOS BIOLÓGICOS DE DOS ETAPAS: Conjunto de procesos
dispuestos en serie formados por la conjunción de dos de los anteriores.
4.- DECANTACIÓN SECUNDARIA: separación entre el agua tratada y el fango
generado en el proceso biológico.
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Desinfección: reducir la cantidad de microorganismos patógenos en el agua
(ultravioleta y dosificación de un desinfectante).
4.1.2.-LÍNEA DE FANGOS
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térmica (los fangos necesitan estar a una cierta temperatura para poder ser
digeridos) como en la producción de energía eléctrica (utilizable para los
consumos eléctricos de la planta o para la venta al sector eléctrico).
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3.-DESHIDRATACIÓN Y SECADO: disminuir el contenido de agua para
facilitar el transporte y manejo de los lodos.
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6.- ALCANCES GENERALES PARA EL DISEÑO DE UNA ESTACIÓN
DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES
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APORTE PER CÁPITA PARA AGUAS RESIDULES
DEMÉSTICAS - PARÁMETROS
NH3-N , g/(hab.d) 8
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7.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:
7.1.- CONCLUSIONES
En un entorno de escasez de agua como el que nos encontramos se hace cada
vez más necesaria la optimización de los recursos disponibles con el fin de sentar
las bases para una gestión sostenible de los mismos. En este sentido adquiere
un protagonismo especial tanto la depuración como la reutilización de las aguas
residuales. La implementación de este tipo de proyectos, requiere:
Garantizar la calidad del efluente.
Minimizar riesgos.
Reducir el consumo energético.
Reducir los propios costos de operación.
Alcanzar procesos de tratamiento eficientes.
Así la eficiencia, tanto económica como técnica pasa a ser pieza clave en el
funcionamiento de cualquier estación de depuración de aguas residuales. De
esta forma se favorecerá la reutilización de las aguas residuales.
Actualmente, el uso de agua tratada procedente de estaciones depuradoras de
aguas residuales (EDAR) supone una prometedora solución al problema de la
falta de recursos hídricos que sufren muchos países. No obstante, es necesario
contemplar los posibles riesgos que podría conllevar su uso para regular su
ámbito de utilización y la calidad necesaria. Cuando un vertido de agua residual
sin tratar llega a un cauce produce varios efectos sobre él:
Tapiza la vegetación de las riberas con residuos sólidos gruesos que lleva
el agua residual, tales como plásticos, utensilios, restos de alimentos, etc.
Acumulación de sólidos en suspensión sedimentables en fondo y orillas
del cauce, tales como arenas y materia orgánica.
Formación de malos olores por agotamiento del oxígeno.
Contaminación por compuestos químicos tóxicos o inhibidores de otros
seres vivos (dependiendo de los vertidos industriales).
7.2.- RECOMENDACIONES.
El primer paso en la depuración es eliminar los sólidos gruesos que trae el agua:
trapos, palos, botellas, madejas, compresas, bastoncillos de los oídos, colillas,
etc. Para ello se usan unas rejas automáticas que retienen sólidos mayores de
2 mm, a la vez que van compactándolos. A este proceso se le denomina
desbaste.
Por ello se recomienda lo siguiente:
No debes tirar por los desagües (retrete, pila, fregadero, lavabo) residuos
sólidos.
Debemos echar los sólidos a la bolsa de basura y no a la planta de
tratamiento.
Los aceites deben impregnarse en papel de periódico y tirarlos también a
la basura, junto con los residuos sólidos.
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REFERENCIAS
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