El tratamiento de aguas residuales es un proceso crucial para limpiar el agua antes de devolverla al medio ambiente. Una parte fundamental de este tratamiento consiste en eliminar los agentes patógenos, es decir, los microorganismos causantes de enfermedades como bacterias, virus y protozoos. Pero, ¿hasta qué punto es eficaz el tratamiento de las aguas residuales para eliminar estas amenazas? Como profesional proveedor de tratamiento de aguaTe ayudaré a averiguarlo.
Tratamiento de aguas residuales
Empecemos con un rápido repaso de las obras de tratamiento de aguas residuales. Me centraré específicamente en los procesos implicados en la eliminación de patógenos.
Tratamiento de aguas residuales suele constar de tres fases principales:
- Tratamiento primario - Cribas, tanques y balsas de decantación eliminan sólidos de gran tamaño y aproximadamente 50% de sólidos en suspensión. Se produce cierta sedimentación de patógenos.
- Tratamiento secundario - Los procesos biológicos eliminan 85%+ de la materia orgánica. Los patógenos se eliminan por muerte natural y depredación.
- Tratamiento terciario - La filtración, la eliminación de nutrientes y la desinfección limpian aún más las aguas residuales. Se produce una eliminación adicional de patógenos.
Tras el tratamiento terciario, las aguas residuales (ahora denominadas efluentes) son seguras para su vertido o reutilización.
Obviamente, se trata de una visión general. Pero prepara el terreno para profundizar en la cuestión clave:
¿Hasta qué punto son eficaces estos procesos para eliminar los agentes patógenos?
¿Eliminan los patógenos los tratamientos primarios de aguas residuales?
Tratamientos primarios tienen por objeto eliminar los sólidos gruesos de las aguas residuales brutas mediante cribado y sedimentación.
Eliminación de patógenos hace ocurren en el tratamiento primario, pero son limitadas:
- Cribado elimina los patógenos de mayor tamaño, como los quistes de protozoos adheridos a los residuos.
- Desarenado Las cámaras eliminan la arena y la arenilla. Algunos patógenos enquistados se asientan.
- Clarificadores primarios permiten la separación de grasas flotantes y la sedimentación de sólidos orgánicos. Alrededor de 10-20% de virus y bacterias se eliminan.
Sin embargo, la mayoría de los patógenos tienen velocidades de sedimentación bajas, por lo que permanecen suspendidos en las aguas residuales.
En general, el tratamiento primario sólo reduce los patógenos en unos 1-2 unidades de tronco (es decir, entre 90 y 99% de eliminación). Sigue habiendo riesgos significativos para los procesos posteriores y el medio ambiente receptor.
Tratamiento secundario Procesos de eliminación de patógenos
El objetivo principal de tratamiento secundario es reducir drásticamente la materia orgánica y los sólidos en suspensión mediante procesos de tratamiento biológico.
Pero también hay oportunidades para la eliminación de patógenos:
- Muerte natural - Las condiciones desfavorables (como la falta de nutrientes) provocan la muerte de algunos patógenos.
- Depredación - Otros microorganismos se alimentan de patógenos como fuente de alimento.
- Adsorción y filtración - Los patógenos se adhieren a las superficies de los medios mediante procesos fisicoquímicos.
Según la bibliografía, los procesos de tratamiento biológico bien optimizados suelen conseguir Reducciones de 1 a 4 troncos para grupos de patógenos clave. Sin embargo, problemas como los cortocircuitos pueden reducir el rendimiento de la eliminación.
En general, el tratamiento secundario por sí solo no satisface las directrices modernas de vertido de patógenos. Se necesita un tratamiento terciario adicional.
Papel del tratamiento terciario en la eliminación de patógenos
Tratamiento terciario representa el "pulido" final de las aguas residuales para hacerlas seguras para su vertido o reutilización. Los procesos incluyen la filtración granular, la eliminación de nutrientes y la desinfección.
El tratamiento terciario ofrece grandes ventajas para la eliminación de patógenos:
Eliminación de nutrientes
Los filtros de desnitrificación utilizan virutas de madera u otros medios biodegradables para eliminar el nitrógeno. Como ventaja añadida, también filtran los patógenos mediante adsorción y depredación.
Los estudios de campo muestran que la desnitrificación terciaria alcanza de 0,2 a 4,5 reducciones de troncos para bacterias y virus, mejor que los procesos secundarios típicos.
Procesos de filtración
Los filtros de arena, textiles y de membrana atrapan físicamente los patógenos para lograr la eficacia de eliminación deseada. La microfiltración elimina de forma fiable los protozoos y la mayoría de las bacterias con una reducción >4 log. Y la ultrafiltración elimina los virus con una reducción >3 log.
Tecnologías de desinfección
El cloro, la irradiación UV y la ozonización inactivan los patógenos mediante daños químicos en las estructuras celulares. Se pueden conseguir fácilmente reducciones de más de 3 a 6 log.
¿El tratamiento multibarrera garantiza la eliminación de patógenos?
Teniendo en cuenta lo anterior, está claro que no basta con limitarse al tratamiento primario y secundario para las aplicaciones de reutilización de aguas residuales.
Las etapas de pulido terciario, como la filtración y la desinfección, son esenciales para eliminar los patógenos víricos y bacterianos residuales. Y alcanzan fácilmente el punto de referencia de reducción >4 log establecido por las directrices internacionales.
El enfoque más fiable utiliza tratamiento multibarrera - combinando tecnologías complementarias como la digestión biológica, la filtración y la desinfección química.
De este modo, cualquier fallo en la eficacia del tratamiento de un proceso queda respaldado por los demás. La redundancia mejora la solidez.
Y el efecto combinado es mayor que el de cualquier proceso por separado. Con un funcionamiento óptimo, el efluente tratado puede satisfacer plenamente las directrices microbiológicas de vertido y reutilización.
Riesgos emergentes de patógenos en el tratamiento de aguas residuales
A medida que avanzan los conocimientos, siempre surgen nuevas preocupaciones sobre los riesgos que plantean los patógenos de las aguas residuales. Recientemente, la atención se ha centrado en la resistencia a los antibióticos y en patógenos específicos como el SARS-CoV-2.
Riesgos de resistencia a los antimicrobianos
Las depuradoras reciben aguas residuales de hogares y hospitales, fuentes ambas de bacterias patógenas. Los efluentes tratados aún contienen bacterias y genes vivos resistentes a los antibióticos.
Se teme que esta resistencia genética pueda transferirse a las poblaciones microbianas naturales. O que las aguas residuales tratadas inadecuadamente puedan desencadenar brotes de enfermedades.
Para reducir el riesgo de vertido de aguas residuales, algunas instalaciones utilizan ahora la oxidación avanzada para dañar las estructuras celulares e inactivar los patógenos resistentes.
Contaminación por coronavirus
El SARS-CoV-2 se ha detectado con frecuencia en aguas residuales no tratadas, lo que constituye una útil herramienta epidemiológica basada en las aguas residuales. Sin embargo, los procesos de desinfección terciaria, como la irradiación UV, parecen inactivar eficazmente los coronavirus patógenos, reduciendo así los riesgos para el medio ambiente y los trabajadores.
Lo esencial
Está claro que el tratamiento de las aguas residuales constituye una barrera vital contra los agentes patógenos transmitidos por el agua que afectan a la salud pública y ecológica.
Aunque el tratamiento primario y secundario por sí solos consiguen una reducción razonable de patógenos, el pulido terciario suele ser esencial para cumplir las directrices de vertido o reutilización, especialmente las fases de filtración y desinfección.
Un tren de tratamiento multibarrera bien optimizado elimina de forma fiable los patógenos bacterianos, víricos y protozoarios para ayudar a salvaguardar el ciclo del agua. Además, los continuos avances tecnológicos ayudan a hacer frente a los riesgos de contaminantes emergentes, como la resistencia a los antimicrobianos.
Gracias a la reutilización sostenible del agua, respaldada por un tratamiento eficaz de las aguas residuales, comunidades de todo el mundo pueden disponer de recursos hídricos fiables y seguros frente a amenazas patógenas, ahora y en el futuro.
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