Durante el ciclo de vida normal de una planta industrial, el tratamiento de aguas residuales industriales, conocido en inglés como industrial wastewater treatment, se ha convertido en una cuestión de importancia primordial para garantizar la sostenibilidad y la eficiencia de las operaciones productivas.
El diseño de este tipo de plantas de tratamiento de aguas residuales debe considerar aspectos como su integración con el entorno ambiental, la optimización de los espacios, la gestión de los residuos generados durante la depuración y las soluciones para la monitorización y el control automático de los procesos. Las plantas de tratamiento de aguas residuales industriales, también denominadas EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) en España y PTAR (Planta de Tratamiento de Aguas Residuales) en América Latina, representan por tanto sistemas complejos cuya concepción requiere competencias técnicas especializadas y el uso de software capaz de garantizar no solo el cumplimiento de la normativa vigente, sino también la protección del medio ambiente y la eficiencia operativa.
En este contexto, resulta fundamental utilizar software avanzado e innovador para la ingeniería y el diseño de plantas industriales, concebido para adaptarse a las necesidades de cada sector, desde el petroquímico y el farmacéutico hasta la siderurgia y las instalaciones dedicadas al tratamiento de aguas residuales. Los software de ESAIN permiten aumentar la productividad al reducir de forma significativa los tiempos de diseño y los errores, así como mejorar y controlar los procesos empresariales, disminuyendo además los costes necesarios para la finalización del proyecto.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales industriales desempeñan, por tanto, un papel clave, ya que transforman líquidos contaminados en recursos reutilizables, haciéndolos aptos para su vertido conforme a los criterios de protección ambiental. En este artículo ofrecemos un análisis en profundidad del funcionamiento de este tipo de instalaciones proporcionando una visión completa y accesible sobre un tema de crucial importancia.
Tratamiento de las aguas residuales industriales: definición y tipologías
El industrial wastewater treatment utiliza sistemas complejos y sofisticados, diseñados para afrontar una amplia gama de elementos contaminantes derivados de procesos productivos diversos. Su función es doble: por un lado, proteger el medio ambiente de las posibles amenazas asociadas al vertido de sustancias contaminantes; por otro, recuperar recursos hídricos para su reutilización dentro de los ciclos productivos, en línea con los principios de la economía circular.
El diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales, conocida como EDAR en España y PTAR en América Latina, requiere una evaluación exhaustiva de las características específicas de los fluidos a tratar y de los objetivos de depuración previstos. Este proceso se apoya en tecnologías de vanguardia y en metodologías de ingeniería avanzadas, capaces de responder eficazmente a las necesidades de cada realidad industrial.
Tipologías de aguas residuales
Las aguas residuales industriales se generan en los procesos productivos y se caracterizan por una composición química, física y biológica que varía según el sector industrial de origen. Estas aguas pueden contener sustancias contaminantes, residuos de producción (aceites, espumas, grasas, compuestos insolubles, etc.), compuestos químicos coloidales (que no pueden separarse del agua), materiales en suspensión (con una densidad igual o superior a la del agua) y otros contaminantes que deben ser tratados antes de su reutilización o de su vertido al medio ambiente.
Para comprender mejor los retos asociados al tratamiento de aguas residuales industriales, es fundamental distinguir las distintas tipologías existentes:
- Domésticas o urbanas: proceden principalmente de viviendas y edificios públicos e incluyen efluentes derivados, por ejemplo, de baños, cocinas y lavanderías. Aunque no son estrictamente industriales, pueden mezclarse con aguas residuales industriales en los sistemas de alcantarillado urbano, complicando los procesos de tratamiento.
- Industriales: como se ha mencionado, se originan en los procesos productivos y varían de forma significativa en función del tipo de industria. Por ejemplo, los contaminantes procedentes del sector químico o farmacéutico serán ricos en compuestos químicos, mientras que los de la industria alimentaria pueden contener elevadas cantidades de materia orgánica.
- Aguas de lavado: utilizadas para la limpieza de los equipos productivos, pueden contener detergentes, disolventes y otras sustancias empleadas en los procesos de limpieza.
- Aguas de refrigeración: utilizadas para enfriar maquinaria y procesos industriales, estos fluidos pueden absorber metales pesados, aceites y otras sustancias durante su uso.
- Líquidos de proceso: son fluidos que han participado directamente en los procesos productivos, enriqueciéndose con sustancias químicas específicas, residuos de materias primas y subproductos.
La gestión eficaz de las aguas residuales industriales comienza con el estudio de su composición química y con el diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR/EDAR) más adecuada. Esta diversificación requiere enfoques personalizados y el uso de tecnologías de depuración específicas, que garanticen la máxima eficiencia en la eliminación de contaminantes y en la recuperación de recursos hídricos. La correcta clasificación de las aguas residuales constituye, por tanto, el primer paso en el proceso de diseño de una estación depuradora de aguas residuales que sea no solo eficaz, sino también sostenible.
Cómo funcionan las plantas de tratamiento de aguas residuales
Como se ha anticipado, las plantas de tratamiento de aguas residuales industriales, conocidas en inglés como wastewater treatment plant (WWTP) y denominadas EDAR en España y PTAR en América Latina, están diseñadas para neutralizar los contaminantes presentes en los efluentes antes de su vertido al medio ambiente. El funcionamiento de estas instalaciones se basa en una secuencia de procesos físicos, químicos y biológicos cuidadosamente integrados, destinados a eliminar las sustancias contaminantes, regular el pH, retirar los sólidos en suspensión, reducir la carga orgánica y tratar otros elementos nocivos.
El proceso de diseño de una planta de depuración de aguas residuales requiere un conocimiento profundo de las características cualitativas y cuantitativas de los líquidos a tratar. Este proceso abarca desde el correcto diseño del water piping hasta la selección de las tecnologías de tratamiento más avanzadas y sostenibles, pasando por el análisis de las necesidades de depuración derivadas de la composición de los efluentes. Además, incluye la evaluación del impacto ambiental, la optimización del consumo energético y la gestión de los residuos generados durante el tratamiento.
La planificación debe tener en cuenta la eficiencia operativa a largo plazo, garantizando la flexibilidad necesaria para adaptarse a variaciones en los volúmenes de producción, así como el cumplimiento de las normativas locales e internacionales relativas a los vertidos industriales.
La fase preliminar necesaria para el diseño de este tipo de instalaciones contempla la recopilación de datos específicos relativos a los volúmenes de los líquidos, su composición química, la variabilidad estacional y las necesidades particulares de tratamiento, en función de la normativa ambiental aplicable y de los objetivos de sostenibilidad de la empresa.
Una vez definido el perfil del efluente, el diseño continúa con la selección de las tecnologías de tratamiento más adecuadas. Este proceso de decisión se basa en criterios de eficacia, eficiencia energética, costes operativos y de mantenimiento, así como, como ya se ha indicado, en la capacidad de adaptación a futuras variaciones en el volumen y la composición de los líquidos.
Las plantas de depuración pueden incluir, por ejemplo, los siguientes tratamientos:
- Preliminar: proceso que permite la eliminación de materiales gruesos y arenas para proteger bombas y dispositivos mecánicos utilizados en las fases posteriores.
- Primario: esta fase se centra en la sedimentación de los sólidos en suspensión y en la reducción de la carga orgánica mediante procesos principalmente físicos, preparando el agua para las etapas siguientes. Este proceso, conocido como sedimentación primaria, puede eliminar hasta el 60 % de los sólidos en suspensión y una parte significativa de la carga orgánica en forma de partículas.
- Secundario: enfocado en la degradación biológica de los contaminantes orgánicos, es una fase crucial que aprovecha la actividad de los microorganismos para reducir de forma significativa la carga contaminante. Este proceso tiene lugar principalmente en tanques de aireación o en reactores biológicos, donde el entorno se optimiza para favorecer la vida y la actividad de bacterias y otros microorganismos degradadores.
- Terciario: una etapa adicional de purificación mediante procesos como la filtración, la adsorción con carbón activo, la ósmosis inversa y la desinfección, necesaria para eliminar los contaminantes residuales y garantizar una elevada calidad del agua.
Gracias a la aplicación de procesos de tratamiento avanzados, que incluyen fases primarias, secundarias y terciarias adaptadas a las necesidades específicas de los distintos procesos industriales, es posible reducir de forma significativa el impacto ambiental. La clave de un tratamiento de aguas residuales eficaz reside en la comprensión detallada de las características de los efluentes y en la selección de tecnologías, software de diseño y procesos optimizados capaces de afrontar la diversidad de contaminantes presentes.
Para ver cómo estas soluciones se aplican en proyectos reales, descubre nuestros casos de tratamiento de aguas residuales industriales, con ejemplos concretos de PTAR y EDAR en distintos sectores.
