PRIMARIO
Un tratamiento primario consiste en una sección de la planta de tratamiento PTAR en donde se separan las grasas, sólidos de tamaño considerable en suspensión presentes en el agua residual. Este proceso se inicia después de un pre-tratamiento de cribado, desengrasado. En este proceso se llevan acabo mediante procesos físico-químicos y pueden estar presentes operaciones unitarias como la floculación-coagulación, filtración, flotación y sedimentación.
SEDIMENTACIÓN. Esta operación unitaria consiste en la separación de partículas que son mas densas que el agua, también la morfología de la partícula influye en la trayectoria descendente y la velocidad con la que la partícula se deposita en el fondo del sedimentador. Cuanto mayor sea la densidad y el tamaño de la partícula mas rápido se separará del agua. La velocidad de sedimentación es uno de los parámetros mas importantes para el diseño de los sedimentadores. Este proceso es una decantación de partículas suspendidas. Este proceso de sedimentación, posee una doble función, ya que por un lado se obtiene una separación de sólidos sedimentables, y por otro lado también se tiene que proteger a los procesos posteriores de una oxidación biológica, evita la intrusión de lodos o fangos inertes que posean una densidad elevada. Las formas del sedimentador suelen ser variables y esta depende de la morfología de las partículas a sedimentar, del tamaño, de la concentración, de la velocidad de sedimentación, Etc.
SEDIMENTADOR RECTANGULAR: La velocidad de desplazamiento horizontal es constante y se utiliza para separar partículas grandes de las pequeñas , Estas partículas grandes de gran densidad son regularmente arenas. Estos equipos suelen ser poco profundos. También estos equipos suelen llamarse desarenador.
SEDIMENTADOR CIRCULAR. En ellos el flujo suele ser de forma radial desde el centro hacia el exterior, por lo que la velocidad de desplazamiento de agua disminuye al alejarnos del centro del sedimentador.
SEDIMENTADOR LAMELAR. Es un proceso de sedimentación que ha surgido como alternativa a los sedimentadores poco profundos, se consiguen una área de mayor sedimentación por el mismo espacio. Estas se consiguen utilizando tanques de poca profundidad que contienen paquetes o estructuras de placas (LAMELA) o tubos inclinados respecto de la base, por cuyo interior se hace fluir agua de manera ascendente. En la superficie inferior se va acumulando las partículas, desplazándose de forma descendente y recogiéndose en el sedimentador.
Las partículas depositadas en los fondos de los sedimentadores se denominan fangos o lodos, y se arrastran mediante rasquetas desde el fondo donde se empujan hacia la salida. Estos fangos muchas ocasiones y en la misma planta de tratamiento se someten a diferentes tratamientos para reducir su volumen y darles un destino final.
FLOTACIÓN. Proceso físico fundamentado en la diferencia de densidades que tienen las partículas. la flotación permite separa la materia solida o materia liquida de menor densidad que la del fluido, esto se logra por medio del ascenso del liquido de menor densidad hasta la superficie del fluido, ya que en este caso las fuerzas tiran hacia arriba (esto es por rozamiento y empuje del liquido) y estas fuerzas superan a la fuerza de gravedad. Aquí se generan pequeñas burbujas de aire y gas, estas se asociaran con las partículas presentes en el agua y se verán forzadas a subir hasta la superficie donde posteriormente serán arrastradas y sacadas del sistema.
En el tratamiento de agua se utiliza aire como agente de flotación y esta en función de como se introduce en el liquido, de esta forma se tienen dos formas de flotación.
FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO (DAF). En este sistema se introduce aire al agua residual bajo una presión de varias atmósferas.
Los elementos principales de estos equipos son la bomba de presurización, el equipo de inyección de aire, el tanque de retención o saturador y la unidad de flotación propiamente dicha, donde esta presente la reducción brusca de la presión, por lo que el aire disuelto se libera formando una multitud de micro-burbujas de aire.
FLOTACIÓN POR AIRE INDUCIDO. La operación es similar a la del caso anterior solo con la diferencia que la generación de burbujas se logra mediante difusores de aire, normalmente situado en la parte inferior del equipo de flotación, o bien inducidas por agitadores o rotores. En este caso el tamaño de burbuja es mayor que en el caso del DAF.
Coagulación- Floculación. En muchos casos parte de la materia en suspensión está formada por partículas de un tamaño pequeño, lo que conforma una suspensión del tipo coloidal. Estas suspensiones coloidales suelen ser muy estables, usualmente debido a interacciones electrostática entre las partículas. Esto tiene como consecuencia una velocidad de sedimentación extremadamente lentas, por lo que un método mecánico clásico descrito anteriormente no es eficaz. Una forma de mejorara esta eficacia de todos los sistemas de suspensión, es la adición de ciertos reactivos químicos, que en primer lugar tienen la función de deshabilitar la suspensión coloidal, (se formen coágulos) y a continuación favorezca la floculación de las mismas para obtener una partículas fácilmente sedimentables. Los coagulantes suelen ser productos químicos que en solución aportan carga eléctrica contraria a la coloide. Habitualmente se utilizan sales con cationes de alta reacción carga masa. (Fe3+, Al3+) junto con polielectrolitos orgánicos, cuyo objetivo también debe favorecer la floculación.
- Sales de Fe3+. Pueden ser Cl3Fe o Fe2(SO4)3 con eficacia semejante. Se puede utilizar en estado solido como en disoluciones. La utilización de una u otra esta en función del anión, si no se desea la presencia de cloruros o sulfatos.
- Sales de aluminio Al3+Suele ser de Al2(SO4)3 o policloruro de aluminio. En el primer caso es mas manejable en disolución mientras que en el segundo presenta la ventaja de de un mayor porcentaje en peso de aluminio por Kg dosificado.
- Polielectrolitos. Pueden ser polímeros naturales sintéticos, no iónicos (policrilamidas) aniónicos (ácidos poliacrílicos) o cationicos (polivinilaminas). Las cantidades a dosificar son muchos menores que para las sales, pero tanto la eficacia y el costo es mucho mayor.
FILTRACIÓN. La filtración es una operación en la que se hace pasar por un medio poroso, con el objetivo de retener la mayor cantidad posible de la materia en suspensión. El medio poroso tradicionalmente utilizado es un lecho de arena.