Proceso largo para tratar el agua

Convertir las aguas residuales en algo lo suficientemente limpio como para verterlas en un río requiere múltiples etapas de tratamiento.

Y antes de que el agua subterránea, el agua de embalse o el agua de río se pueda usar como agua potable, debe pasar por un proceso de tratamiento de varios pasos por separado. La intensidad del tratamiento depende en gran medida de la fuente del agua, dicen los expertos.

Así es como funcionan normalmente las plantas de tratamiento de aguas residuales y de agua potable de North Jersey.

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La planta de tratamiento de aguas residuales de la Autoridad de Servicios Públicos del Condado de Bergen en Little Ferry, a orillas del río Hackensack, maneja 65 millones de galones de aguas residuales sin tratar todos los días de 500,000 residentes en 47 ciudades del condado de Bergen.

Las aguas residuales que llegan primero pasan a través de pantallas hechas de barras de acero verticales para capturar desechos grandes como trapos, vidrios y rocas. Luego, se bombea a cámaras donde las aguas residuales se ralentizan, de modo que el material inorgánico pequeño, como arena y gravilla, pueda hundirse hasta el fondo.

Las aguas residuales se ralentizan aún más en una serie de 16 grandes tanques rectangulares de tratamiento primario, de unos 100 pies de largo y casi 8 pies de profundidad, de modo que el material orgánico pesado (sí, excremento) se hunde hasta el fondo, mientras que los sólidos más livianos como el aceite, la grasa y la espuma de jabón flotan en la parte superior. Este paso elimina alrededor del 40 por ciento de los contaminantes, dijo Stephen Askew, director de control de la contaminación del agua de la autoridad.

La escoria flotante se retira de la superficie del agua con barras de metal horizontales controladas mecánicamente y se envía a un vertedero. Una parte se retiene y se coloca en digestores anaeróbicos donde los microorganismos la descomponen y producen metano, un gas natural. El metano se captura y se quema en varias unidades que generan suficiente electricidad para cubrir alrededor del 40 por ciento de las necesidades energéticas de la planta de tratamiento.

Mientras tanto, los sólidos pesados ​​del fondo de los 16 tanques principales se eliminan, se deshidratan y se envían a otra planta de tratamiento en Newark que maneja lodos. Un millón de galones de aguas residuales genera alrededor de 250 libras de sólidos, dijo Askew.

A continuación, el efluente parcialmente limpio se traslada a una serie de canales de hormigón o tanques de aireación, en los que se inyectan bacterias y otros microorganismos naturales, junto con oxígeno, un método denominado proceso de lodos activados. El oxígeno ayuda a los organismos en las aguas residuales a prosperar, reproducirse y consumir materia orgánica en el estofado de aguas residuales. El oxígeno inyectado agita las aguas residuales, haciendo que las canaletas parezcan ríos de chocolate burbujeante en una fábrica de Willie Wonka.

La mezcla de aguas residuales y bacterias fluye desde los tanques de aireación hasta los tanques de sedimentación, donde las colonias de microbios se depositan en el fondo. Los microbios se reciclan de regreso a los tanques de aireación para perpetuar el proceso.

Al final de esta segunda etapa, que elimina el 50 por ciento de los contaminantes, el efluente se ve tan claro como el agua potable, aunque no tan limpio. En este punto, se agrega cloro al efluente para desinfectarlo, eliminando cualquier bacteria o virus patógeno. La instalación usa alrededor de 5,000 galones de cloro al día.

Pero dado que el cloro puede dañar a los peces y otras formas de vida acuática en el río, se agrega un químico adicional, bisulfato de sodio, para neutralizar gran parte del cloro.

Todo el proceso dura seis horas.

El efluente tratado luego se libera en el río Hackensack.

"Lo tratamos para que no tenga impacto en el río", dijo Askew. "Si el agua del río es prístina, mi trabajo es mantenerla prístina. A veces, el efluente es incluso más limpio que el agua del río".

Para asegurarse de que los clientes industriales no arrojen algo por el desagüe que la planta de tratamiento no puede manejar, la autoridad les otorga permisos y monitorea rutinariamente las descargas de los sitios industriales. En algunos casos, los sitios necesitan pretratar las aguas residuales antes de liberarlas al sistema público.

El proceso de tratamiento en las instalaciones de la Autoridad de Alcantarillado de Two Bridges en Lincoln Park es similar, aunque hay más pasos, ya que Two Bridges libera su efluente en el río Pompton, un cuerpo de agua dulce que tiene menos volumen que Hackensack. Además, la estación de bombeo para enviar el agua del río de vuelta al embalse de Wanaque está a tiro de piedra aguas abajo de la tubería de descarga de efluentes de Two Bridges.

Las aguas residuales en Two Bridges pasan dos veces por el proceso de lodo activado. Después de ser filtrada para eliminar la arena, las aguas residuales se mezclan con lodos que se habían eliminado de aguas residuales anteriores para crear una combinación llamada "licor mixto" por la industria. También se añade oxígeno. La introducción del lodo también introduce bacterias que pueden reproducirse rápidamente ya que tiene suficiente alimento además del oxígeno introducido. Después de varias horas, las bacterias han consumido gran parte de la materia orgánica en las aguas residuales y los organismos se asientan en el fondo del tanque, separándose del agua más clara.

La planta de Two Bridges pasa por este proceso dos veces por cada lote de aguas residuales sin tratar que trata.

Además, se agrega cloruro de polialuminio para eliminar el fósforo, un nutriente que puede provocar la proliferación de algas y reducir los niveles de oxígeno cuando se libera con el efluente en el agua del río.

Una vez que los organismos se asientan, las aguas residuales tratadas se bombean a través de grandes filtros del tamaño de una habitación, compuestos de arena, grava y carbón de antracita, que ayudan a capturar los sólidos restantes. Las aguas residuales tratadas están lo suficientemente limpias para cumplir con los estándares de permisos antes de pasar por los filtros, pero son un paso adicional para que las aguas residuales queden aún más limpias, dijo Ernest DeGraw, superintendente de la planta.

Finalmente, en lugar de usar cloro para la desinfección, la instalación de Two Bridges emite luz ultravioleta sobre las aguas residuales tratadas. Eso elimina la posibilidad de que el cloro ingrese al río con el efluente y elimina la necesidad de usar un químico adicional para neutralizar el cloro.

La instalación está invirtiendo $17,5 millones en actualizaciones de servicios públicos y energía de respaldo junto con una nueva estación de bombeo y una instalación de cabecera, el área donde las aguas residuales llegan por primera vez a la planta. El plan incluye una nueva instalación de eliminación de arena con filtros de barras para eliminar mejor el material inorgánico, como toallitas desechables para bebés. Aunque las toallitas a menudo se anuncian como desechables, no se descomponen como lo hace el papel higiénico y pueden obstruir los mecanismos de la bomba, lo que agrega costos al proceso de tratamiento y puede poner en riesgo al personal.

Aunque las plantas de tratamiento de agua potable siguen algunos pasos muy similares, algunas deben hacer más que otras para cumplir con los estándares de calidad del agua potable según la fuente de su agua. "Cada planta está diseñada en torno a su fuente de agua", dijo Joseph Bella, director de la Comisión de Agua de Passaic Valley.

A medida que el agua viaja por el río Hackensack y llega al embalse de Oradell, las bombas succionan hasta 80 millones de galones por día durante el invierno y el doble durante el verano hacia la planta de tratamiento en las orillas del embalse operado por Suez, la compañía de agua con fines de lucro. que sirve a la mayor parte del condado de Bergen.

La primera parte del tratamiento en la planta es bastante simple: el agua pasa a través de grandes pantallas que atrapan todo lo que podría obstruirse en la maquinaria de bombeo: ramitas, hojas e incluso peces.

Luego se introduce ácido sulfúrico para bajar el pH del agua, dijo Rick Tecchio, superintendente de soporte del sistema para las operaciones de Nueva Jersey de Suez. Si el pH es demasiado alto, el agua es más alcalina, lo que puede afectar el sabor y corroer las tuberías.

Luego, se agrega un coagulante al agua para que los sólidos pequeños se unan y sean más fáciles de eliminar, dijo Tecchio.

Se añade ozono para eliminar el hierro y el manganeso. Luego, el agua fluye hacia las cuencas y se bombea aire. Este proceso, llamado flotación por aire disuelto, obliga a los sólidos restantes a salir a la superficie para que puedan eliminarse. Después del proceso de flotación con aire disuelto, se agrega hipoclorito de sodio para la desinfección.

El agua se bombea a grandes tanques rectangulares que sirven como filtros, cada uno lleno de tres capas de material: trozos de carbón de antracita, arena gruesa y arena fina. Los sólidos restantes se unen a los gránulos a medida que el agua se filtra a través de los materiales.

Finalmente, se agrega una pequeña cantidad de hipoclorito de sodio e hidróxido de sodio al agua cuando sale de la planta.

Todo el proceso dura unas cinco horas.

Algunos sitios de tratamiento usarán cloro o luz ultravioleta para ayudar a desinfectar el agua.

La mayoría de las instalaciones estándar de tratamiento de aguas residuales y agua potable no están equipadas para eliminar los contaminantes de preocupación emergente, como los esteroides y los productos farmacéuticos tirados por el desagüe, así como las microperlas en los productos de cuidado personal.

Las instalaciones de tratamiento de agua potable que utilizan efluentes de aguas residuales deben agregar más pasos para que el agua esté lo suficientemente limpia para beber. Las instalaciones del Distrito de Agua del Condado de Orange en California, por ejemplo, incluyen un proceso llamado ósmosis inversa. El agua se exprime a alta presión a través de membranas hechas de plástico semipermeable, que elimina los químicos disueltos, plomo, pesticidas, virus y productos farmacéuticos en el agua.