1. Resumen de los sistemas de reutilización de agua recuperada
Un sistema de reutilización de agua recuperada utiliza las aguas residuales domésticas como fuente y las trata mediante procesos apropiados para que el agua resultante pueda ser reutilizada para aplicaciones no potables. El agua tratada, comúnmente denominada agua recuperada, tiene un nivel de calidad entre el agua potable y las aguas residuales no tratadas. Las tecnologías utilizadas para producir y reutilizar agua recuperada se conocen colectivamente como tecnologías de recuperación y reutilización de agua.
El agua recuperada tratada puede utilizarse para una amplia gama de aplicaciones, entre ellas:
- Descarga de inodoros
- Riego de paisajes y jardines
- Limpieza de calles
- Fuentes urbanas y elementos acuáticos
- Otras aplicaciones municipales no potables
En regiones donde los recursos de agua dulce son escasos y los suministros de agua municipales son insuficientes, la reutilización de agua recuperada puede ayudar a conservar valiosos recursos de agua dulce, al tiempo que reduce el impacto ambiental de la descarga de aguas residuales. Por lo tanto, es un enfoque importante para la prevención de la contaminación del agua y la gestión sostenible de los recursos hídricos, así como una tecnología de ahorro de agua con un potencial de aplicación a largo plazo significativo.
2. Métodos de tratamiento de agua recuperada
Las tecnologías actuales de tratamiento de agua recuperada se pueden dividir generalmente en tres categorías principales.
2.1 Tratamiento biológico
El tratamiento biológico de aguas residuales utiliza microorganismos presentes en el agua para adsorber, oxidar y descomponer los contaminantes orgánicos de las aguas residuales.
Los procesos de tratamiento biológico incluyen tanto el tratamiento aeróbico como el anaeróbico, aunque el tratamiento biológico aeróbico es más comúnmente utilizado en aplicaciones de agua recuperada.
2.2 Tratamiento fisicoquímico
El tratamiento fisicoquímico combina típicamente la coagulación y sedimentación o la flotación por aire disuelto (DAF) con la adsorción con carbón activado.
En comparación con el tratamiento secundario de aguas residuales convencional, los procesos fisicoquímicos pueden mejorar aún más la calidad del agua tratada. Sin embargo, pueden implicar costos operativos relativamente más altos debido al consumo de productos químicos, los requisitos de energía y el reemplazo del adsorbente.
2.3 Tratamiento con membranas
El tratamiento de agua con membranas utiliza tecnologías como la ultrafiltración (UF), la microfiltración (MF) y la ósmosis inversa (RO) para eliminar sólidos suspendidos, microorganismos, contaminantes disueltos y otras impurezas de las aguas residuales.
Una de las principales ventajas del tratamiento con membranas es su alta eficiencia en la eliminación de sólidos suspendidos (SS). Los sistemas de membranas también requieren considerablemente menos espacio de instalación que muchos procesos convencionales de tratamiento secundario de aguas residuales, lo que los hace particularmente adecuados para proyectos con espacio limitado disponible.
3. Diseño del proceso de tratamiento de agua recuperada
Al diseñar un proceso de tratamiento de agua recuperada, primero se debe evaluar el caudal y la calidad de las aguas residuales influentes, así como la calidad del agua recuperada requerida y el uso final previsto. Con base en estas condiciones, se debe seleccionar un proceso de tratamiento económico, confiable y práctico.
Se deben considerar varios factores al determinar la configuración del proceso:
- Caudal y calidad del agua residual de entrada
- Calidad del agua recuperada requerida
- Aplicación prevista del agua recuperada
- Huella del equipo y espacio de instalación disponible
- Condiciones ambientales circundantes
- Posibles impactos de ruido y olor
- Costos de operación y mantenimiento del sistema de tratamiento
La materia orgánica es uno de los principales contaminantes en las fuentes comunes de agua recuperada. Por esta razón, el tratamiento biológico es ampliamente utilizado como el proceso de tratamiento primario en muchos sistemas de recuperación de agua.
La desinfección es también un paso esencial en el proceso de tratamiento de agua recuperada. Los desinfectantes a base de cloro se utilizan comúnmente para controlar los microorganismos y mejorar la seguridad microbiológica del agua tratada.
El proceso de tratamiento general depende en gran medida tanto de la fuente de agua recuperada como de su aplicación prevista. La fuente de aguas residuales afecta no solo la selección de las tecnologías de tratamiento, sino también el costo total del tratamiento. La selección de una fuente de agua recuperada adecuada es, por lo tanto, una parte importante del diseño del sistema.
Las aguas residuales domésticas de las comunidades residenciales se utilizan comúnmente como fuente para los sistemas de agua recuperada. Después del tratamiento, el agua recuperada puede reutilizarse para riego de paisajes, descarga de inodoros, lavado de vehículos y otros fines no potables.
4. Normas de calidad del agua recuperada
Los requisitos de calidad del agua para la reutilización de agua recuperada deben determinarse de acuerdo con la aplicación prevista y las normas nacionales, industriales o locales aplicables.
Para diferentes aplicaciones de agua recuperada, el texto original hace referencia a las siguientes normas:
- Aplicaciones de agua paisajística y ecológica: Estándar de calidad del agua para agua recuperada utilizada para agua escénica (CJ/T 95-2000)
- Aplicaciones de agua doméstica diversa: Estándar de calidad del agua para agua doméstica diversa (CJ/T 48-1999)
- Aplicaciones de agua de refrigeración industrial de recirculación: Código para el diseño del tratamiento de agua de refrigeración industrial de recirculación (GB/T 50102-2003)
Los requisitos de calidad del agua aplicables deben confirmarse de acuerdo con la ubicación del proyecto, el uso previsto del agua y los requisitos reglamentarios actuales antes del diseño y la operación del sistema.
5. Flujo del proceso de tratamiento de agua recuperada
5.1 Proceso de tratamiento para la descarga de aguas residuales industriales
Cuando el efluente tratado se destina principalmente a una descarga conforme, un proceso típico puede configurarse de la siguiente manera:
Aguas residuales industriales
↓
Tanque de ecualización
↓
Coagulación y sedimentación
↓
Tratamiento anaeróbico
↓
MBR (biorreactor de membrana)
↓
Descarga de efluentes
Este proceso combina el pretratamiento fisicoquímico, el tratamiento biológico anaeróbico y la tecnología de membrana MBR para reducir los sólidos suspendidos, los contaminantes orgánicos y otros contaminantes antes de la descarga final.
5.2 Proceso de tratamiento para la reutilización de aguas residuales o requisitos de mayor calidad del efluente
Cuando el agua tratada se destina a la reutilización o debe cumplir requisitos de calidad del efluente más estrictos, se puede utilizar un proceso de tratamiento avanzado con membranas:
Aguas residuales industriales
↓
Tanque de ecualización
↓
Coagulación y sedimentación
↓
Tratamiento anaeróbico
↓
MBR (biorreactor de membrana)
↓
Filtro de cartucho / Filtro de precisión
↓
Sistema de ósmosis inversa (RO)
↓
Reutilización de agua recuperada
En este proceso, el MBR proporciona un tratamiento biológico eficaz y una separación sólido-líquido, mientras que la filtración de cartucho y el sistema de ósmosis inversa aguas abajo eliminan aún más las partículas finas y los contaminantes disueltos. El agua recuperada de alta calidad resultante puede reutilizarse de acuerdo con los requisitos de la aplicación específica.
Conclusión
Un sistema de reutilización de agua recuperada bien diseñado puede transformar las aguas residuales domésticas o industriales en un valioso recurso hídrico alternativo. Al combinar el tratamiento biológico, el tratamiento fisicoquímico, la filtración por membrana, la tecnología MBR y la ósmosis inversa, los sistemas de agua recuperada pueden reducir la descarga de aguas residuales, conservar los recursos de agua dulce y apoyar la gestión sostenible del agua.
El proceso de tratamiento óptimo siempre debe seleccionarse de acuerdo con las características de las aguas residuales, la calidad del efluente requerida, el espacio de instalación disponible, los costos operativos y la aplicación prevista del agua recuperada.