Aguas Residuales Tema 1
Aguas Residuales Tema 1
Aguas Residuales Tema 1
Aguas residuales
Agrícola
Petróleo
CLASIFICACIÓN DE LOS
CONTAMINANTES
Biodegradables No degradables
Se descomponen con Sustancias químicas
facilidad por acción de que no se
las bacterias. descomponen con
facilidad y se mantienen
en el agua durante
mucho tiempo.
DEFINICION
• AGUA RESIDUAL : (OEFA) Son aquellas aguas cuyas características originales han
sido modificadas por actividades humanas y que por su calidad requieren un
tratamiento previo, antes de ser reusadas, vertidas a un cuerpo natural de agua o
descargadas al sistema de alcantarillado.
AGUAS NEGRAS las aguas residuales provenientes de inodoros, es decir, aquellas que
transportan excrementos humanos y orina, ricas en sólidos suspendidos, nitrógeno y coliformes
fecales.
AGUAS GRISES a las aguas residuales provenientes de tinas, duchas, lavamanos y lavadoras,
aportantes de DBO), sólidos suspendidos, fósforo, grasas y coliformes fecales, esto es, aguas
residuales domésticas, excluyendo las de los inodoros.
ORIGEN DE LA AGUAS
Efluentes Industriales RESIDUALES
y poblacionales
Efluentes Efluentes de Efluentes de
poblacionales granjas y camales industrias
Agricultura:
agroquímicos
AGUA MARINA
TEMPERATURA. Es muy importante en la vida acuática, un cambio repentino puede dar como resultado un alto
porcentaje de mortalidad.
COLOR. Generalmente se hace diferencia entre el color aparente que es causado por materia suspendida y el
color verdadero que es causado por sustancias vegetales de tipo coloidal.
OLOR. Los olores se producen durante el proceso de descomposición de la materia orgánica y están
asociados con la presencia de sulfuro de hidrógeno producido al reducirse los sulfatos a sulfitos por
acción de microrganismos anaerobios.
TURBIEDAD. Es una medida de las propiedades de transmisión de la luz de un agua. Es causada por partículas
suspendidas que varían de tamaño desde coloidales hasta granulares.
SÓLIDOS Pueden ser de tipo orgánico e inorgánico.
Sólidos totales (ST). Residuo de una evaporación y secado a una temperatura entre 103-105°C.
Sólidos Volátiles (SV). Es la pérdida de peso de los ST luego de ser sometidos a una temperatura de 600°C durante 20
minutos. El residuo se conoce como sólidos fijos (SF)
Sólidos Suspendidos Cantidad de material retenido después de filtrar y secar una muestra a 103°C. Para este proceso suele
(SS). emplearse filtros de fibra de vidrio con tamaño nominal de poro de 1.2 micrones.
Sólidos Disueltos (SD). Sólidos que pasan el medio filtrable y quedan después de ser secada la muestra a 103°C.
Generalmente éstos sólidos están compuestos de iones y moléculas orgánicas e inorgánicas disueltas
en el agua. Se eliminan por coagulación. Estos a su vez pueden dividir en fijos y volátiles
Sólidos Sedimentables Corresponde al volumen de sólidos que sedimentan en un recipiente de forma cónica (cono imhoff) en
(SSd). el transcurso de 1 hora. Constituyen una medida aproximada de los fangos que se obtendrán en la
sedimentación primaria.
PARÁMETROS QUÍMICOS.
OXÍGENO DISUELTO. Es la cantidad de oxigeno presente en el agua. Su solubilidad en el agua varía de acuerdo con la
presión atmosférica y la temperatura. A mayor presión mayor oxígeno y a mayor temperatura menor
oxígeno. El contenido de sales (cloruros), disminuye la solubilidad del oxígeno.
DEMANDA BIOQUÍMICA Es la cantidad de oxigeno requerido por las bacterias en el proceso de estabilización de la materia
DE OXIGENO (DBO). orgánica descomponible bajo condiciones aeróbicas. Se usa con mucha frecuencia para medir el
grado de polución de una corriente de agua.
DEMANDA QUÍMICA DE Mide la demanda de oxígeno del agua utilizando un agente químico. Oxida casi todas los compuestos
OXIGENO (DQO). orgánicos, en consecuencia es mayor que la DBO.
NUTRIENTES Son elementos de gran importancia para el metabolismo de plantas y animales; así mismo, son de
(NITRÓGENO Y vital importancia para el buen desempeño de los sistemas biológicos de tratamiento de AR .
FÓSFORO).
SULFURO DE Es un gas incoloro, inflamable y con olor a huevos podridos. Se forma durante la descomposición de
HIDRÓGENO. la materia orgánica que contiene azufre o en la reducción de sulfitos y sulfatos.
METALES PESADOS. Trazas de metales como plomo, cromo, etc. Son peligrosos por sus características tóxicas y
cancerígenas
CONTAMINANTES DE IMPORTANCIA EN AGUAS RESIDUALES
Materiales tóxicos Como cada material tóxico Peligroso para la vida vegetal y animal.
especifica
Sales inorgánicas SDT Limita los usos agricolas e industriales del agua.
Sólidos totales
(T°=105°C)
• Color
• Causado por sólidos suspendidos (aparente), material coloidal y sustancias
en solución (verdadero).
• Fuentes de color: infiltración, aportes por conexiones erradas, descargas
industriales, y descomposición de compuestos orgánicos.
• Café claro, gris claro, gris oscuro o negro.
Características Físicas
• Olor:
• Agua residual fresca: olor inofensivo
• Generadores de olores: indol, eskatol, mercaptanos, sulfuro de hidrógeno.
• Métodos de medición: métodos sensoriales e instrumentales.
Principales compuestos olorosos
Nombre del Fórmula química Peso Volatilidad a Umbral de Umbral de Carácter o
compuesto molecular 25ºC detección de reconocimien palabra
Ppm (v/v) olor to de olor descriptiva del
ppb (v/v) ppb (v/v) olor
Compuestos con azufre
Methyl CH3SH 48 Gas 0.5 1.0 rotten cabbage
mercaptan
Hydrogen H2S 34 Gas 0.5 4.7 rotten eggs
sulfide
Sulfur SO2 64 Gas 2700 4400 pungent, irritating
Dioxide
Compuestos con Nitrógeno
Ammonia NH3 17 Gas 17000 37000 pungent, irritating
Indole C6H4(CH)2NH 117 360 0.1 fecal, nauseating
Trimethyl (CH3)3N 59 Gas 0.4 pungent, fishy
amine
Skatole (metil C9H9N 131 200 1.0 50 fecal,
indol) nauseanting
Otros compuestos
Acetaldehyde CH3CHO 44 Gas 67.0 210 pungent, fruity
Ozone O3 48 Gas 500 pungent, irritating
Chlorine Cl2 71 Gas 80 310 pungent,
suffocating
ENSAYOS IN SITU
• Prueba estándar:
• Botella de DBO (300 ml)
• Agua saturada con oxígeno y nutrientes
• Medir [O2] inicial (ODi), incubar a 20°C por 5 días y medir [O2] final (ODf).
Materia Orgánica + O2 Microroganismos CO2 + H2O Productos estables (NO3, PO4, SO4)
DESCOMPOSICIÓN ANAEROBIA
Lt = Lo e-kt
DBOt = Lo (1 – e-kt)
kt = k20 (θ)T-20
DBOt = Demanda bioquímica de oxigeno en el momento t.
k = Constanmte devdisminución de la DBO
Lo = Equivalente de oxigeno de las sustancias orgánicas en el momento t=0.
Lt = Equivalente de oxigeno de las sustancias orgánicas en el momento t=t.
(mg/L)
Lo = Se llama DBO última, debido a que es el consumo máximo posible de
oxigeno cuando el desecho se ha degradado por completo
DBOt / Lo = Fracción de consumo (Reláción de consumo)
Temperatura estándar = 20°C
Θ=1,135
Ejercicio
• Objetivo:
• Reducir el uso de agua potable
• Minimizar la generación de aguas residuales
• Programa recomendado:
• Reducción en el flujo de agua y aguas residuales
• Reciclado
• Recuperación de subproductos
• Reuso
Beneficios vs. Restricciones
• Clasificación:
• Operaciones físicas unitarias: floculación, sedimentación, flotación, filtración,
tamizado.
• Procesos químicos unitarios: Precipitación, adsorción y desinfección.
• Procesos biológicos unitarios: métodos donde la remoción se realiza gracias a
la actividad biológica. Se usan principalmente para remoción constituyentes
orgánicos biodegradables y nutrientes.
Niveles de Tratamiento
El desarrollo y crecimiento de las poblaciones humanas vino con su carga de desechos. En principio
los ríos tenían la capacidad de absorber las cargas contaminantes sin que la disminución de los
niveles de oxígeno estuviera por debajo de lo mínimo permisible para afectar la vida acuática.
Los primeros sistemas que conoció el hombre o que utilizó sin saber su naturaleza para el tratamiento
de sus excretas fueron anaerobios; caso del pozo séptico.
En 1887 A.N. Talbot de Urbana (Illinois) le colocó bafles al antiguo pozo séptico.
En 1905 Karl Imhoff, un ingeniero alemán separa las dos fases del proceso; sedimentación y
digestión, dándole de esta manera su propio nombre al proceso.
preliminares.
primarios.
secundarios.
terciarios o avanzados.
TRATAMIENTOS PRELIMINARES
Sedimentación primaria: Los sedimentos se remueven por el fondo o mediante bombas para ser
sometidos a una digestión.
Precipitación química – coagulación: Entre los productos químicos utilizados están los siguientes:
cloruro férrico, Sulfato de aluminio, sulfato ferroso y sulfato férrico.
Flotación: consiste en inyectar aire en la fase líquida, las burbujas se adhieren a las partículas y las elevan
hasta la superficie.
Tanque Imhoff: Tiene dos cámaras, una de sedimentación primaria y una segunda de digestión
anaeróbica.
TRATAMIENTOS SECUNDARIOS
Las reacciones que generan estos procesos son ordinariamente biológicas donde se realiza lo
mismo que una fuente receptora cuando no ha perdido su capacidad de autodepuración.
PROCESOS AEROBICOS
En estos procesos, la materia orgánica presente es utilizada como alimento por las bacterias en
presencia de oxígeno disuelto en el agua, generándose transformaciones de degradación hasta
llegar finalmente a CO2 y H2O
Ríos y riachuelos
Lagunas facultativas (o naturalmente airadas)
Zanjas de oxidación
Filtros percoladores
Lodos activasdos
TRATAMIENTOS SECUNDARIOS
LODOS ACTIVADOS
En esencia consiste en la agitación y aireación de una mezcla de AR y lodos biológicos.
La mezcla de lodos activados y AR recibe el nombre de licor mezclado el cual se lleva a un tanque
de sedimentación para su purga.
TRATAMIENTOS TERCIARIOS O AVANZADOS
Surgieron como resultado de la necesidad de eliminar una serie de sustancias que son refractarias a los
procesos biológicos.
A este grupo pertenecen los metales pesados, fósforo, nitrógeno, DQO soluble y se pueden incluir el manejo y
disposición final de los lodos.
DIGESTIÓN
Consiste en la descomposición de los lodos orgánicos en compuestos más estables menos ofensivos y de menor
volumen. Puede ser aeróbica en estanques abiertos o en estanques cerrados sin oxígeno y con calentamiento.
También se puede hacer en lagunas de oxidación.