El proceso de diseño de una planta de tratamiento es parte de la especialidad de un ingeniero ambiental o sanitario. En él, se analiza la situación puntual de cada cliente para determinar el tamaño y las características de la planta de tratamiento de efluentes que pueda depurar sus líquidos de forma óptima, desde un punto de vista técnico y económico. 

Sin embargo, para poder determinar las dimensiones y particularidades más básicas de cualquier sistema de tratamiento, es necesario contar con algunos datos mínimos, sin los cuales se imposibilita el desarrollo del diseño. Como información básica, se debe conocer la ubicación en la que se debe instalar la planta de tratamiento, el origen de los líquidos y el destino del efluente tratado. Además, a continuación, se resumen los parámetros que se deben conocer para diseñar plantas industriales y cloacales.

Plantas de tratamiento de efluentes industriales

El parámetro que mayor importancia tiene a la hora de diseñar un sistema de tratamiento es la carga orgánica, que se define como los kg de DQO o DBO5 que acarrea diariamente el efluente. Esta carga orgánica es el producto de dos parámetros:

Carga orgánica [kgDBO5/día] = Caudal [m3/día] xConcentración [mgDBO5/L] / 1000

En este caso se expresa en términos de DBO5, pero alternativamente podría considerarse la DQO. Entonces, los dos datos básicos a medir por parte del cliente son el caudal diario y la concentración de DQO o DBO5. Asimismo, es importante que el cliente indique si existen otros parámetros de relevancia que sean importantes en su propia industria, como se verá más adelante.

Caudal

El caudal diario es la cantidad de efluentes que deben tratarse por unidad de tiempo, generalmente expresado en m3/día. Puede medirse de distintas formas, que incluyen:

1. Mediante un caudalímetro electromagnético, ultrasónico o tipo radar.
2. Si el efluente se almacena en una cisterna o tanque, se puede verificar qué volumen se genera entre un día y el siguiente mediante medición directa.
3. Indirectamente, midiendo la cantidad de horas que funcionan las bombas en el pozo de entrada.
4. A través de lectura directa de la V graduada dentro de la cámara toma muestras (si existiera). En este caso, se debe verificar el caudal en repetidos momentos a lo largo del día, incluyendo la noche, para tener en cuenta las variaciones de caudal en cada horario.
5. Por último, podría estimarse la cantidad de efluente a partir de otras industrias similares. Por ejemplo, una industria láctea podría saber cuántos litros de efluente se suelen generar por cada litro de leche producida en industrias asemejables, y así aproximar su propio caudal.

El listado anterior está ordenado según el nivel de precisión en las mediciones. Es muy importante notar que es imprescindible tener una estimación del caudal para poder diseñar una planta de tratamiento, y esta información debe ser provista por el cliente. El caudal determinará el tamaño y las características de distintos procesos, como el ecualizador de entrada, el sedimentador y la cámara de cloración.

Concentración de DQO o DBO5

Estos parámetros son fundamentales para determinar diferentes procesos de tratamiento, como la cámara de aireación y el digestor de lodos. Un simple análisis fisicoquímico del efluente es suficiente para conocer estos valores. 

En el caso de efluentes que todavía no existen y, por lo tanto, no pueden analizarse (por ejemplo, cuando una nueva industria está por instalarse), se puede estimar la DBO o DQO a partir de otras industrias similares o, en algunos casos, el cliente puede “fabricar” un efluente ficticio que tenga características como las esperadas en el líquido futuro.

Nuevamente, este dato, junto con el caudal de la planta, resultan fundamentales para poder realizar un diseño adecuado. Lo ideal es contar tanto con el valor de DQO como DBO5, ya que esto dará una idea de la biodegradabilidad del efluente y qué tan compleja será su depuración biológica.

Otros datos importantes

Si bien los dos puntos anteriores son los mínimos e indispensables, los efluentes industriales pueden contar con todo tipo de sustancias contaminantes, lo que los diferencia de los líquidos cloacales. Por tal motivo, lo ideal es contar con un análisis completo que contemple esto, prestando atención a los procesos productivos que generan los líquidos. Algunos ejemplos de situaciones que deben ser tenidas en cuenta en el diseño del tratamiento de efluentes incluyen:

• Concentraciones elevadas o muy bajas de nutrientes (fósforo y nitrógeno);
• Presencia de hidrocarburos;
• Cantidad considerable de grasas y aceites;
• Presencia de metales o compuestos tóxicos;
• Sólidos pequeños o medianos que deban ser tamizados;

Por otro lado, es importante tener en cuenta que los efluentes suelen variar sus características y caudales a lo largo del tiempo. Por ejemplo, una industria puede generar un tipo de efluentes cuando fabrica un producto, pero sus características cambiarán cuando fabrique otro. La planta debe tener la capacidad de soportar estas variaciones, por lo que deben ser informadas por el cliente en caso de ser relevantes.

Plantas de tratamiento de efluentes cloacales

Si bien los datos de entrada para diseñar una planta cloacal son los mismos que para un efluente industrial, hay parámetros “estándar” que permiten estimar todas las concentraciones del líquido (DQO, DBO, nitrógeno, fósforo, etc.), como se indica aquí. 

Por tal motivo, la información básica a conocer es el caudal de efluente a tratar, en m3/día. Esto se puede aproximar si se conoce qué cantidad de personas aportarán sus líquidos a la planta depuradora. En el caso de poblaciones urbanas estables, cada persona suele generar unos 250 litros diarios. Por otro lado, en el caso de oficinas o industrias, la cantidad rondará los 100 o 150 litros por persona por día.

En algunos casos especiales, como hospitales, cárceles o restaurantes, existen valores estándar que permiten aproximar el caudal por persona. 

Otro dato importante a tener en cuenta es si la población aporta sus líquidos durante las 24 horas del día (como es el caso de un barrio o pueblo) o sólo durante parte de la jornada (como una oficina o industria).

Estos datos darán un panorama más claro de la situación del cliente y cuál es la mejor alternativa para la depuración de sus líquidos. En caso de avanzar con una propuesta más detallada, es posible que se requiera la realización de mayor cantidad de mediciones o ensayos, para validar o ajustar el diseño preliminar planteado.

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