Tratamiento Terciario de Aguas Residuales
Tratamiento Terciario de Aguas Residuales
Tratamiento Terciario de Aguas Residuales
DE AGUAS RESIDUALES
DANIEL ESTEBAN GEZ PUENTES
G I O VA N N A A N D R E A M O R A P E Z
ANDRS MORENO ARREDONDO
M AY R A A L E J A N D R A TA B A R E S B E LT R N
28-04-2015
TRATAMIENTOS TERCIARIOS O
AVANZADOS
Los tratamientos terciarios se han hecho necesarios a
medida que se han presentado efectos de compuestos
que escapan de los tratamientos secundarios, tales
como:
Nitrgeno
Fsforo
Metales pesados
DQO soluble
Se incluyen tambin en estos mtodos avanzados, el
tratamiento y disposicin final de los lodos recolectados
en todo el tratamiento de aguas residuales
REMOCIN DE NITRGENO
Nitrgeno
Nitrgeno
orgnico
orgnico
(protenas,
(protenas,
rea)
rea)
Nitrgeno
Nitrgeno
amoniacal
amoniacal
O2
Nitrito (NO2)
Nitrito (NO2)
O2
Nitrato (NO3)
Nitrato (NO3)
Tratamiento biolgico:
Asimilaci
n
Nitrgeno
Nitrgeno
orgnico
orgnico
(bacterias)
(bacterias)
Nitrgeno
Nitrgeno
orgnico
orgnico
(crecimiento
(crecimiento
neto)
neto)
Respiracin
endgena
Carbono orgnico
Asimilaci
n
Nitrgeno
Nitrgeno
gas
(N2)
gas (N
2)
Nitrificacin: Uso
auttrofos
Nitrosomonas
Nitrobacter.
de
y
Desnitrificacin:
Eliminacin de NO3- por
medio de la utilizacin
de hetertrofos.
REMOCIN DE NITRGENO:
MTODOS BIOLGICOS
El
proceso
se
realiza en un dos
reactores
consecutivos: uno
anxico donde la
materia
orgnica
del
agua
acta
como fuente de
carbono,
y
uno
aerobio en el que
se
producen
Tomado de
www.madridmasd.org
NITRIFICACINDESNITRIFICACIN
Se realiza en un nico
reactor denominado
Canal de oxidacin.
ste se compone de
una zona aerobia y
una
anxica.
Se
pretende trabajar con
relaciones
A/M
menores a 0,15 das-1.
Tomado de
www.madridmasd.org
REMOCIN DE NITRGENO:
ATRAPAMIENTO DE NITRGENO
Consiste en la conversin de iones amonio a amonio gaseoso,
mediante la elevacin del pH. Luego el amonio es extrado en una torre
inyectada con aire.
NH4+ + OH Aire,
NH
NH33 + H2O
Agua
residual
Precipitaci
n
Tanque
de
recarbn.
Floculaci
n
Aire
Sedimentac
in
Efluente
tratado
REMOCIN DE NITRGENO:
INTERCAMBIO INICO
Los iones de amonio son intercambiados por calcio y sodio presentes
en un intercambiador insoluble (Zeolita llamada clinoptilolita) que
absorbe el amonio hasta agotarlo.
Carbn
Lavado
Afluent
e
Residuo
Filtraci
n
Lavado
Adsorci
n con
carbn
Intercamb
io con
zeolita
Arrastre
de NH33
con aire
EFLUENT
E
Aire, NH3
Aire
REMOCIN DE NITRGENO:
CLORACIN AL PUNTO DE
QUIEBRE
El cloro agregado en
cantidades
suficientes convierte
el
amonio
en
nitrgeno
gaseoso
que
es
luego
liberado
a
la
atmsfera. 10 mg/L
de cloro convierten
1mg/L de nitrgeno
amoniacal
a
su
forma gaseosa
REMOCIN DE FSFORO:
PRECIPITACIN QUMICA
Consiste en la adicin de sales metlicas de Fe3+, Al3+, Fe2+ y
Ca2+ en forma soluble, que puedan generar sales metlicas
insolubles de fosfatos, precipitando as gran cantidad de Fsforo.
QUMICO
FRMULA
DOSIFICACIN
Al
Al2(SO4)3 18H2O
Al2(SO4)3 14H2O
AlCl3
161mg/L
144mg/L
65mg/L
Fe
FeSO4
FeCl3.6H2O
FeClSO4
135mg/L
79-131mg/L
91mg/L
Ca
CaO
Ca(OH)2
50-150mg/L
50-150mg/L
REMOCIN DE FSFORO:
MODIFICACIN LODOS
ACTIVADOS
Son procesos de lodos activados pero la operacin es distinta, se trabaja con aireacin ms
prolongada consiguiendo mayor rendimiento en la eliminacin de materia orgnica.
Se trabaja con menores tiempos de residencia (1h) en el reactor de estabilizacin,
permitiendo que se lleve a cabo slo la adsorcin de materia orgnica en los flculos.
REMOCIN DE FSFORO:
PROCESO BARDENPHO
MODIFICADO
Se usan bacterias Acinetobacter, que consumen frforo
y se sedimentan en los lodos. EL reactor es una balsa
alargada, compartimentada que comienza con un
proceso anaerobio para eliminar nitrgeno, seguido de
procesos anxicos y aerobios.
ORGNICA SIDUELTA:
COAGULACINFLOCULACIN
Pretende la desestabilizacin de la carga
superficial de las partculas con la adicin
de productos qumicos permitiendo as la
formacin
de
aglomeraciones
de
partculas de mayor tamao flculos
que pueden sedimentar o ser filtrados.
Aportan
coloide.
carga
elctrica
contraria
al
PRECIPITACIN QUMICA
Proceso que consiste en llevar la materia
disuelta, especialmente la inorgnica, a
un estado suspendido con la adicin de
sales metlicas o compuestos que eleven
el pH del medio.
Transformacin de un in (Mayor Menor
E.O)
Formacin de sales insolubles.
Eliminacin de:
SEDIMENTACIN
Operacin fsica en la que se
aprovecha la fuerza de la gravedad
que hace que una partcula ms
densa que el agua tenga una
trayectoria descendente.
Eficiencia Mayor tamao.
Partcula a sedimentar (tamao,
forma, concentracin, densidad).
Eliminacin de flculos.
Obtener efluente clarificado.
SEDIMENTACIN
RECTANGULARES
Velocidad de desplazamiento horizontal y constante.
Partculas densas y grandes.
No hay cambio de propiedades fsicas.
http://ciencialmr.blogspot.com/2009_02_01_archive.html
CIRCULARES
Disminuye velocidad de desplazamiento.
Ideal: Floculacin ( Tamao- Partcula).
http://www.steelquimica.com.ar/efluentes/steeltec-floc-1-2-coadyuvantes-de-efluentes/
LAMELARES
Mayor rea de sedimentacin.
Flujo de agua ascendente.
FILTRACIN
Operacin en la que se hace pasar el agua a
travs de un medio poroso con el fin de
retener la mayor cantidad de materia en
suspensin.
Lecho de arena, Tierra de Diatomeas, entre
otros.
( Tamao de partcula 0,15-0,3 mm).
Contribuye en la reduccin de la carga
microbiana.
MEMBRANAS
Barreras semipermeables que separan dos
fases (Polimricos, Cermicos, Metlicos).
Separacin de contaminantes disueltos o
dispersos en forma coloidal a temperatura
ambiente.
Eliminacin
de
concentracin.
contaminantes
baja
Incompatibilidad (Membrana-Contaminante) y
problemas de ensuciamiento.
http://www.ictsl.net/productos/plastico/embudodedecantacionsquibbptfenalgene.html
http://www.chimicacentro.it/catalogo/vetreria/imbuti-IMBU/
FILTRACIN
MICROFILTRACIN
Separacin de partculas con tamao comprendido entre
0,1 mm y 10 mm.
AGUA
IONES
MONOVALENTE
S
IONES
MULTIVALENT
ES
VIRUS
BACTERI
AS
SLIDOS EN
SUSPENSIN
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Eliminacin de microorganismos.
Slidos suspendidos, partculas finas y coloides.
AGUA
IONES
IONES
MONOVALENTE MULTIVALENT
S
ES
VIRUS
BACTERI
AS
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ULTRAFILTRACIN
SLIDOS EN
SUSPENSIN
FILTRACIN
AGUA
IONES
IONES
MULTIVALENT
MONOVALENTE
ES
S
VIRUS
BACTERI
AS
SLIDOS EN
SUSPENSIN
NANOFILTRACIN
Filtrar molculas de bajo peso molecular (200 1000 D).
Tratamiento de aguas con 200 mg/L < [NaCl] < 5000
mg/L.
Presin (7 14 Bares).
http://ciencialmr.blogspot.com/2009_02_01_archive.html
] -> [NaCl ].
AGUA
IONES
IONES
MULTIVALENT
MONOVALENTE
ES
S
VIRUS
BACTERI
AS
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SLIDOS EN
SUSPENSIN
FILTRACIN
ELECTRODIALISIS
Retencin de iones presentes en un afluente.
Fuerza impulsadora (Diferencia de potencial
elctrico).
Nmero de celdas (Parejas de membranas
cationicas y aninicas) generalmente superior a
100.
Afluente (Alimentacin) Efluentes (Alta [NaCl]
y Baja [NaCl]).
Membranas (Estireno/Divinilbeceno, Polmeros
de perfluorocarbono, polipropileno o policloruro
de vinilo).
PROCESOS
ELECTROQUMICOS
Pretende
la
remocin
de
contaminantes haciendo pasar una
corriente elctrica a travs del agua
con el fin de generar reacciones de
oxidacin reduccin tanto en el
ctodo como en el nodo.
Reacciones
Indirectas
(Electrocoagulacin, electroflotacin o
electrofloculacin).
Oxidacin de compuestos orgnicos
e inorgnicos.
Reduccin de metales txicos.
INTERCAMBIO INICO
Pretende la remocin selectiva de
iones disueltos en el agua con la
utilizacin
de
materiales
de
intercambio
inico
(resinas
o
zeolitas) en las cuales se da el
desplazamiento
de
los
iones
sustituibles de dichos materiales.
Medio saturado
regeneracin.
Ciclos
de
Desmineralizacin y ablandamiento
de agua.
Remocin de nitrgeno y metales
pesados.
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ADSORCIN
Pretende la captacin de sustancias solubles
en la superficie de un slido generalmente
Carbnactivado.
activado granular
carbn
Trazas de compuestos orgnicos
Mal olor, color o sabor al agua.
Carbn activado en polvo
Procesos biolgicos
Compuestos orgnicos txicos.
Factores que inciden en la adsorcin
Solubilidad
Menor solubilidad
Estructura
molecular
Ms ramificada
Peso molecular
Grandes
molculas
Polaridad
Menor polaridad
Grado de
saturacin
Insaturado
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Mejor adsorcin
DESINFECCIN
Pretende la destruccin o inactivacin de
los microorganismos que puedan causar
enfermedades usando desinfectantes
que puedan generar:
Agua libre de patgenos
Calidad bacteriolgica en la red de
conduccin posterior.
El mtodo ms usado es la desinfeccin
con cloro (Cl2)
Tambin se usa hipoclorito sdico y O 3.
DEFINICIN
Segn el RAS del Ministerio de Desarrollo
Econmico, se entiende como Lodo al
contenido de slidos en suspensin o
disolucin que contiene el agua y que se
remueve durante los procesos de tratamiento.
Los lodos provienen principalmente de:
Las PTAR de aguas residuales domsticas e
industriales.
Las PTAR de agua potable.
El
mantenimiento
municipal.
de
alcantarillado
CLASIFICACIN
Lodos orgnicos: Bajas concentraciones de contaminantes txicos, fcilmente
biodegradable, prioridad I.
Lodos orgnicos e inorgnicos: Bajas concentraciones de contaminantes txicos,
los orgnicos no fcilmente biodegradables, prioridad II.
Lodos orgnicos e inorgnicos: Conteniendo contaminantes txicos, prioridad III.
CONTAMINANTES GENERALES
Metales: Principalmente Zn, Cu, Ni, Cd, Pb, Hg y Cr. Los metales estn
siempre presentes, en concentraciones bajas, en las AR domsticas y
en altas concentraciones en las AR industriales.
Nutrientes y materia orgnica: Su peligrosidad radica en su
potencial de eutrofizacin para las aguas subterrneas y superficiales.
Tomado de: www.taringa.net
Contaminantes
orgnicos:
Los
plaguicidas,
colorantes,
plastificantes, agentes tensoactivos y muchas otras molculas
orgnicas complejas, generalmente con poca solubilidad en agua y
elevada capacidad de adsorcin, tienden a acumularse en los lodos.
Tomado de:
www.monografias.com
DIGESTIN ANAEROBIA
Es la degradacin de la materia orgnica de los lodos en condiciones de oxigeno
reducido. Estos procesos se llevan a cabo en un digestor primario con un periodo
medio de retencin que oscila entre los 10-30 das en funcin del tipo de lodos
alimentados y de la temperatura de trabajo. (30-33C)
El proceso se lleva a cabo en un reactor completamente cerrado. El lodo
estabilizado que se extrae del proceso tiene un bajo contenido de materia orgnica
y de microorganismos patgenos vivos.
DIGESTIN ANAEROBIA
Importante
reduccin de
slidos voltiles
(entre un 40 y un
60 %)
Buena reduccin del
nmero de
microorganismos
patgenos
Genera lodos
utilizables para
agricultura
Dificultades de
limpieza y posible
formacin de
espumas
VENTAJA
S
DESVENTAJ
AS
Potencial
produccin de
olores
Presenta
sobrenadantes con
elevadas DBO, DQO, SS
y NH3
DIGESTIN AEROBIA
DIGESTIN
AEROBIA
Buena
desinfeccin del
lodo (en el caso de
procesos
termfilos)
Poca generacin de
olores con un
diseo y operacin
adecuados
Reduccin de la
masa total de
lodo
Altos
costos
energtic
os
VENTAJA
S
DESVENTAJ
AS
Potencial
produccin de
espumas
Las bajas
temperaturas
afectan
negativamente su
rendimiento
a) ENCAPSULAMIENTO:
Proceso por medio del cual el residuo es incorporado
dentro de un material que lo asla del ambiente, sin que los componentes del
residuo se fijen qumicamente al material utilizado.
b) INCORPORACION A RELLENO SANITARIO: Los lodos residuales se mezclan
con otros tipos de basuras o residuos slidos. En el relleno sanitario los residuos se
disponen en un rea determinada y son compactados (tanto lodos como residuos
domsticos) cubiertos con una capa de tierra limpia.
SUBCATEGORAS
LODO CRUDO: Es aquel que no ha sido tratado ni estabilizado.
LODO PRIMARIO: El lodo primario es producido durante los procesos de
tratamiento primario de las aguas residuales. Esto ocurre despus de las
pantallas y desarenado y consiste en productos no disueltos de las aguas
residuales.
LODO ACTIVO: La eliminacin de materia orgnica disuelta y los nutrientes de
las aguas residuales tiene lugar durante el tratamiento biolgico del agua.
Normalmente se caracteriza por la interaccin de distintos tipos de bacterias
y microorganismos, que requieren oxgeno para vivir, crecer y multiplicarse y
consumen materia orgnica. El lodo resultante se llama lodo activo.
TRATAMIENTO
Los mtodos de tratamiento de lodos pueden estar
orientados fundamentalmente a conseguir dos fines
bien diferenciados.
El tratamientos que llevan a cabo una estabilizacin de
los lodos, es decir, los someten a un tratamiento que da
lugar a un producto adecuado para su utilizacin
posterior, reduciendo su capacidad de fermentacin y la
presencia de organismos patgenos. Los procesos de
digestin o secado pueden ser considerados entre estos
tratamientos como de estabilizacin.
Por otra parte se utilizan tambin procesos conducentes a una total o casi
total eliminacin de la materia orgnica del lodo, obteniendo un menor
volumen de un residuo ms manejable y prcticamente inerte. Entre estos
ltimos procesos cabe citar la oxidacin con aire en fase acuosa y la
incineracin. Por ello, los procesos de tratamiento de lodos pueden, en
general, dividirse en dos grandes categoras, procesos de estabilizacin de
los lodos y procesos de reduccin/eliminacin del componente orgnico de
los mismos.
MEDIOS DE ESTABILIZACIN
MS EFICACES
Los medios de estabilizacin ms eficaces para eliminar el desarrollo de estas
condiciones son:
- La reduccin biolgica del contenido de materia voltil.
- La oxidacin qumica de la materia voltil.
- La adicin de agentes qumicos para hacer el lodo inadecuado para la
supervivencia de microorganismos.
- La aplicacin de calor con el objetivo de desinfectar o esterilizar el lodo.
- La digestin aerobia.
- El tratamiento trmico.
PROCESOS DE CONCENTRACION
O ESPESADO DE LODOS
El espesado es un procedimiento que se emplea para aumentar la fraccin
slida del lodo de desecho mediante la reduccin de la fraccin lquida del
mismo. La reduccin del volumen de lodo es muy beneficiosa para los
procesos de tratamiento subsecuentes tanto por la capacidad de tanques y
equipos necesarios como por la cantidad de reactivos qumicos
- Espesado por gravedad o
sedimentacin.
- Espesado por centrifugacin.
- Espesado por
deshidratacin.
PROCESOS DE INCINERACION
La combustin controlada es un proceso en el que la fraccin orgnica de los
lodos se transforma en materia inerte. Como es evidente, no se trata de un
sistema de eliminacin total, por ello genera cenizas y gases, pero tambin
produce una significativa reduccin de peso y volumen del material original.
GRACIAS