Ministerio de Fomento, Industria y ComercioPrograma de Apoyo a la Mejora del Clima de
Negocios e Inversiones en NicaraguaDCI‐ALA/2007/019‐011
REPÚBLICA DE NICARAGUA UNIÓN EUROPEA
DCI‐ALA/2007/019‐011
T ll d C óTaller de Capacitación
Sistema de Aguas Residuales para el Sector Tenerías
Con el apoyo del Programa de Apoyo a la Mejora del Clima de Negocios e Inversiones en Nicaragua (PRAMECLIN)
Taller de Capacitación
Si t d A R id l l S t T íSistema de Aguas Residuales para el Sector Tenerías
Impartido por el Centro de Producción más Limpia de Nicaragua
Con el apoyo del Programa de Apoyo a la Mejora del Clima de Negocios e Inversiones en Nicaragua (PRAMECLIN)
La presente publicación ha sido elaborada con la asistencia de la Unión Europea. El contenido de la misma es responsabilidad exclusiva del Centro de Producción más Limpia de Nicaragua y en ningún caso debe considerarse responsabilidad exclusiva del Centro de Producción más Limpia de Nicaragua y en ningún caso debe considerarse
que refleje los puntos de vista de la Unión Europea.
CURSO-TALLERTRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 1. Generación y características de Aguas Residuales
• Introducción general sobre la problemática ambiental
• Principales constituyentes de aguas residuales
C t í ti fí i í i á t d lid d D t 33 95• Características físico-químicas y parámetros de calidad. Decreto 33-95.
• Medición del caudal
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 33
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
1. Contaminación del Aire
Cambio Climático Global
Destrucción de la Capa de Ozono
2. Contaminación del Suelo
3 C t i ió d l A3. Contaminación del Agua
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 44
1. Contaminación del Aire
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Cambio Climático Global
Destrucción de la Capa de Ozono
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 55
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
En una tenería:Contaminación del aire
1. Las "virutas de cromo" expuestas a altas temperaturas durante la incineración, emanan gases que se expanden por el aire
t i á d l h l t l f á tó i dcontaminándolo con cromo hexavalente, la forma más tóxica de este metal.
2 Las emisiones de sulfuro del pelambre y de las aguas residuales2. Las emisiones de sulfuro del pelambre y de las aguas residuales, las emisiones de amoníaco y vapores de solventes que provienen del desencalado y de la etapa de acabado son contaminantes para el aire y los trabajadorespara el aire y los trabajadores
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 99
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Contaminación del aireContaminación del aire
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1010
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
2. Contaminación del Suelo
La descomposición de la materia orgánica que contiene cromo contaminará el suelo.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1212
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
2. Contaminación del Suelo
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1313
2. Contaminación del Suelo
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1414
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
3. Contaminación del Agua
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1515
3. Contaminación del Agua
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES3. Contaminación del Agua
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1616
3. Contaminación del Agua
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES3. Contaminación del Agua
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1717
gu
an
del
Am
inaci
óC
on
tam
3.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1818PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
3. Contaminación del Agua
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1919
Agua no disponible para el hombre
EL AGUA EN EL MUNDO
99.24 %
2.24 %Agua disponible para ser usada por el hombre
0.76 %
0.74 %
0.02 %
Hielo en los Polos
Ríos y Lagos
Agua Subterránea
AGUA contaminada (residual)
AGUA RESIDUAL: Aquella que procede de haber utilizado un agua natural o de la red, en un uso determinado.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2222
¿COMO PROTEGER EL AMBIENTE?
Tecnologías al final Tecnologías de tubo preventivas
Plantas de tratamiento de id l
Producción mas limpiaagua residual
Manejo adecuado de desechos sólidos (basura)
Manejo de bio-sólidos (lodos)
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2424
¿COMO PROTEGER EL AMBIENTE?
Tecnologías al final del Tecnologías preventivastubo
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2525
PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUA
TRATAR EL AGUA ES QUITAR LAAgua Residual TRATAR EL AGUA ES QUITAR LA MAYOR CANTIDAD DE ESTOS
SÓLIDOS DEL AGUA
Agua (hasta un 99%) Sólidos (hasta un 1%)
Orgánicos Inorgánicos
Pi l P l S l dPiel, Pelos Sales de cromo
Grasa, tejidos Sal, Cal
Corteza de nancite, quebracho Metales
Para limpiarlas del agua, las sustancias orgánicas deben ser tratadas de forma distinta a las sustancias inorgánicastratadas de forma distinta a las sustancias inorgánicas
¿Cómo se diferencia una sustancia orgánica de una inorgánica?
N Cl
INORGÁNICOS
O
CaTaninos – Acido
Na Cl
Cloruro de Sodio(S C )
H
Ca
Oxido de CalcioO
Taninos Acido Elágico
(Curtiente vegetal)(Sal - NaCl)
Oxido de Calcio(Cal - CaOH)
O
O
S
OOCr
Sulfato de Cromo(Cromo – CrSO4)Queratina
O
H
ORGÁNICOS
(Cromo CrSO4)Queratina(Pelo)
Agua(H O)
O
(H2O)
PRINCIPALES CONTAMINANTES EN EL AGUA de una curtiembre
Estructura de la piel
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2929
PRINCIPALES CONTAMINANTES EN EL AGUA de una curtiembre
Etapa Insumos químicosRIBERA C l P ti id ( t )RIBERA Cal
Carbonato de sodio Cloruro de sodioHidróxido de sodio
Pesticidas (preservantes)Sulfuro de sodioTensoactivos
CURTIDO Acido fórmico Formiato de sodioCURTIDO Acido fórmicoAcido sulfúrico Bicarbonato de sodioBisulfito de sodioCloruro de sodio
Formiato de sodioSintanosSolventesSulfato de amonio (desencalantes)Sulfato de cromo
Productos enzimáticasDesengrasantes
TaninosTensoactivos
AceitesAcetato de butilo
EtilenglicolKerosene
ACABADO Acetato de etiloAcido fórmicoButanolCiclohexano
Metil, butil cetonaToluenoEtilbencenoPercloroetileno
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3030
PRINCIPALES CONTAMINANTES EN EL AGUA
Sustancias NoSustancias orgánicasBiodegradable
No biodegradable
Tóxicas
I tMicroorganismosSustrato
Inertes
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3131
Características de las aguas residuales
CARACTERÍSTICAS
DE AGUA RESIDUAL
Físicas Químicas Biológicass cas Qu cas g
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak3232
Características de las aguas residuales
Físicas
1. Contenido de sólidos
2. Temperaturap
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak3333
CLASIFICACION DE SÓLIDOS
Sólidos Totales
FiltrablesNo - Filtrables
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3434
CLASIFICACION DE CONTAMINANTES SÓLIDOS
Sólidos Totales
FiltrablesNo - Filtrables
Sólidos DisueltosTotalesSólidos Suspendidos Totales
SST
Sólidos Sedimentables
No- Sedimentables
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3535CIEMA- UNI: U$6.50
Sólidos disueltos
Solución de color verde de de sulfato de cromo
Solución incolora de azúcar
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3636
Características de las aguas residualesFísicasFísicas
Temperatura:
Es un parámetro muy importante en la calidad del agua, ya que regula la velocidad los procesos de la degradación química y biológica también es responsable por la cantidad de gasesbiológica, también es responsable por la cantidad de gases presentes en el agua.
Se mide con un termómetro.
CIEMA-UNI- U$1.00
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak3838
Características de las aguas residualesQuímicas:
Las características químicas principales que se miden en el agua de tenerías de materia orgánica e inorgánica:
Materia orgánica: Materia inorgánica:
DBO HDBO pH
DQO Cromo total (metal)
Aceites y grasas SulfurosAceites y grasas Sulfuros
Fenoles (Compuesto tóxico)
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak3939
Caracterización de la materia orgánica en el agua residualagua residual
DBO5: Demanda Biológica de OxigenoQuímicas:
DBO5: Demanda Biológica de OxigenoLa DBO es la medida del contenido de material orgánico presente en el agua que puede ser digerido por los microorganismos. Se mide a t é d l i l i i dtravés del oxigeno que usan los microorganismos para descomponer el agua residual. Conforme el desecho es consumido o dispersado en el agua, los niveles de la DBO empezarán a bajar.
Mat.Org. + O2 + microorganismos ⇒ CO2 + H2O
CIEMA-UNI- U$15.00
Determinación de la DBO5
Cambio de la DBO5 en l tiel tiempo:
1er día 150 mg/ l2° día 220 mg/ l3er día 240 mg/ l 4° día 250 mg/ l4 día 250 mg/ l 5° día 260 mg/ l
Caracterización de la materia orgánica en el agua residualagua residual
Químicas:
DQO: Demanda Química de OxigenoLa DQO es una estimación de las materias oxidables presentes en elLa DQO es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua, cualquiera que sea su origen, orgánico o mineral.
CIEMA-UNI- U$15.00 (DQO)
DETERMINACIÓN DE LA DQO DE AGUA
Los químicos pueden adicionarse manualmente o por medio de viales comerciales La digestión dura 2 horascomerciales. La digestión dura 2 horas.
EspectrofotómetroBloque digestor
Caracterización de la materia orgánica en el agua residual
Químicas:
Aceites y grasas: crean muchos problemas en la técnica dedepuración de aguas residuales, en las rejillas causanobstrucción, en los decantadores forman una capa superficial quedificulta la sedimentación al atraer hacia la superficie pequeñasdificulta la sedimentación al atraer hacia la superficie pequeñaspartículas de materia orgánica; dificultan la aireación correcta enla depuración en los sistemas de lodos activados.
CIEMA-UNI- U$15.00
Caracterización de la materia orgánica en el agua residualagua residual
Químicas:
pH:
El intervalo de concentraciones adecuado para desarrollo de la mayorparte de la vida biológica es bastante estrecho y critico, de 6.5-8.
El agua residual con valores de pH fuera de este rango presentandificultades de tratamiento con procesos biológicos, ya que se afectala viabilidad de los microorganismos .
CIEMA-UNI- U$2.00
Características de las aguas residuales
pH:Químicas:
Indica el comportamiento ácido o básico del Agua. Es una propiedad de carácter químico de vital importancia para el desarrollo de la vida acuática Influye en procesos químicos y biológicosacuática Influye en procesos químicos y biológicos
Se mide con un pH-metro o papel pH (tornasol).
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak4646
Caracterización de la materia orgánica en el agua residualagua residual
Químicas:
Metales disueltos: Cromo (Cr) esta presente típicamente en el agua delas tenerías cuando sales de este metal se utilizan para curtiembre.
La determinación de cromo total seLa determinación de cromo total se hace en un Espectrofotómetro
CIEMA-UNI U$25.00
Caracterización de la materia orgánica en el agua residualagua residual
Químicas:
Cr: El cromo trivalente, tal como se lo encuentra en la naturaleza, enprincipio no es peligroso para el hombre. Pero si es sometido a altastemperaturas se convierte en cromo hexa-valente una sustancia quetemperaturas se convierte en cromo hexa valente, una sustancia queingresa en el cuerpo a través de las vías respiratorias el agua o losalimentos y puede provocar gastroenteritis aguda, hepatitis aguda,dermatitis alérgica, laringitis crónica, úlcera gastro-duodenal,g , g , g ,conjuntivitis crónica, rinofaringitis crónica, perforación del tabiquenasal y cáncer pulmonar.
CIEMA-UNI U$25.00
Caracterización de la materia orgánica en el agua residualagua residual
Químicas:
Sulfuro: Presenta riesgo de formación de gas sulfhídrico, el que enbaja concentración genera olor desagradable y en alta concentraciónpuede ser muy tóxicopuede ser muy tóxico.
Caracterización de la materia orgánica en el agua residualagua residual
Químicas:
Fenoles: Agentes curtientes vegetales se pueden extraerde las algunas plantas o árboles: quebracho, roble,urunday, mangle, castaña, etc.urunday, mangle, castaña, etc.
El “extracto” (la “savia” en términos populares) contieneun compuesto químico llamado fenol que interviene en elun compuesto químico llamado fenol que interviene en elmecanismo de intercalado entre las fibras.
Fenol es tóxico para la vida acuática y para los microorganismos
CONCIENCIA PÚBLICA Y ACCIÓNEn Nicaragua
DECRETO No.33-95DISPOSICIONES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACION PROVENIENTES DE LASCONTAMINACION PROVENIENTES DE LAS
DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS, INDUSTRIALES Y AGRPECUARIAS
(14 de Junio del 1995)(14 de Junio del 1995)
Establece las concentraciones permisibles de losEstablece las concentraciones permisibles de loscontaminantes en el agua residual para descargarlas a lasredes de alcantarillado sanitario y directamente acuerpos receptores.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5151
p p
NORMAS DE CALIDAD DE AGUA RESIDUAL DE LAS TENERIAS
Art 41
Parámetros Rangos y limites máximos permisibles
Art.41
pH 6‐9
Sólidos suspendidos totales, mg/l 150
Sólidos sedimentables mg/l 5 0Sólidos sedimentables, mg/l 5.0
DBO, mg/l 120
DQO, mg/l 250Q , g/
Cromo total, mg/l 10
Sulfuros, mg/l 0.2
Fenoles, mg/l 0.1
Grasas y aceites, mg/l 30
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5252
Parámetros del agua residual de una TENERÍA ejemplo 1
Parámetro Valor
pH 7.9
DBO5 1401.8
DQO 4079.3
Cromo total 1012 0Cromo total 1012.0
Cromo hexavalente 0
Sólidos suspendidos 1839
Sólidos sedimentad. 150.25
Grasas y aceites 60.3
S lf 9 9
Fuente: Caracterización de AR de una tenería artesana en León Tesis UNI
Sulfuro 9.9
Fenoles n/d
Fuente: Caracterización de AR de una tenería artesana en León. Tesis, UNI
FUENTES DE AGUA RESIDUAL
1. AGUA RESIDUAL DOMESTICA: casas de habitación, delcomercio, instituciones y edificios públicos.
El agua residual se expresa en L/ cap. día y se asume como fracción de 70-80% del consumo especifico de agua
El ifi d l il t 60 350 L/ díEl consumo especifico del agua oscila entre 60 y 350 L/cap.día
2 AGUA PLUVIAL: recolectada en canales y causes (abiertos y2. AGUA PLUVIAL: recolectada en canales y causes (abiertos y cerrados)
3. AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL: generada como resultado de uso de agua en el proceso productivo. Muy especifica en su composición.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5454
FLUCTUACIÓN DEL CAUDAL DE AGUA RESIDUAL
MuchísimoCaudal
BastanteCaudal
Caudal
MuchoCaudal
7 00 10 00 1 00 3 00
PocoCaudal
5 007:00 am 10:00 am 1:00 pm 3:00 pm 5:00 pm
MEDICIÓN DE CAUDALES
2 Mét d fi i / l id d2. Método superficie/velocidad
Este método depende de la medición de la velocidad media de la corriente y del área d l ió t l d l l l lá d ti d l fó lde la sección transversal del canal, calculándose a partir de la fórmula:
Q = A x V
Q d l ³/ ( 3/h ó l/ d l i t )Q es caudal, m³/s (m3/h ó l/s, cuando la corriente es menor)A es área de la sección transversal, m2
V es velocidad media de la corriente, m/s
Ej lEjemplo
¿Como mediremos la velocidad?
MEDICIÓN DE VELOCIDADPARA CALCULAR LOS CAUDALES
1 Medir el tiempo que tarda un objeto flotante en1. Medir el tiempo que tarda un objeto flotante en recorrer, corriente abajo, una distancia conocida.
2. Canal Parshall2. Canal Parshall
MEDICIÓN DE CAUDALES
2. Canal Parshall (estándar)
Las estructuras de tipo canal se denominan aforadores
Ha, mm Caudal, l/s
3. Vertedero de aforo Parshall
30
40
50
3.3
5.2
7.3
60
70
80
90
9.6
12.1
14.9
17 890
100
110
120
17.8
20.9
24.1
27.5
Tabla de aforo para el Parshall de ancho de garganta de 12’’
130
140
150
31.3
34.8
38.6
160
170
180
190
42.6
46.7
51.0
55 4190 55.4
Cálculo de las cargas de los contaminantescontaminantes
[ ][ ] eQconcentL ∗= .Donde,
L es la carga másica del contaminante en kg/día[ t ] l t ió d l t i t l fl t[concent.] es la concentración del contaminante en el efluenteQe es el caudal del efluente en m3/día
Pl t d t t i tPlanta de tratamientoAfluente Efluente
CURSO-TALLER
Tema 2. Procesos utilizados en el tratamiento de agua
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 2. Procesos utilizados en el tratamiento de agua residual
Sub-temas:
1. Procesos y operaciones unitarias físicas2 Procesos químicos de tratamiento2. Procesos químicos de tratamiento3. Procesos bioquímicos utilizados en el tratamiento de agua
residual. Requerimientos bioquímicos para un proceso eficiente. 4. Clasificación de tratamiento en tipos.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 11
CLASIFICACION DE LOS PROCESOS
Los procesos utilizados en el tratamiento de agua residual se puede clasificar en 3 grandesresidual se puede clasificar en 3 grandes grupos:
1. Operaciones unitarias físicas
2 Procesos unitarios químicos2. Procesos unitarios químicos
3. Procesos bioquímicas
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Estos eran los primeros procesos utilizados en eltratamiento de aguas residuales utilizan las leyes de la física comotratamiento de aguas residuales, utilizan las leyes de la física comoprincipio de operación. Hoy en día se presentan en casi todas lossistemas de tratamiento de agua residual. Los principales procesosde esta clase son:
• Tamizado • Aireación
• Mezcla • Filtración
• Sedimentación • Flotación
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
TamizadoTamizado
Rejas. En los procesos de tratamiento del agua residual, las rejas se utilizan para proteger bombas válvulas conducciones y otrosse utilizan para proteger bombas, válvulas, conducciones y otros elementos contra los posibles daños y obturaciones provocados por la presencia de trapos y de objetos de gran tamaño. Las plantas de tratamiento de aguas industriales pueden no precisar la p g p pinstalación de rejas, dependiendo de las características de los residuos.
Los tamices se utilizan para remover el material suspendido mas fino.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICASTamizado (continuación)
Criba de tambor para la remoción de sólidos flotantes en la cervecería Nacional de Nicaragua
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Mezcla
El mezclado es una operación unitaria de gran importancia en muchas fases del tratamiento de aguas residuales cuando hay que adicionar un químico o hacer que el agua de diferentes etapas se mezcle
Sedimentación
Dejar reposar el agua
… para que los sólidos caigan por su propio peso… para que los sólidos caigan por su propio peso
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Sedimentación
Cono Imhoff – medición de Sólidos Sedimentables (SSed.)(SSed.)
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Aireación
En el campo del tratamiento del agua residual, la aplicación máscomún de la aireación es la mezcla o la transferencia de oxígeno en eltratamiento biológico del agua residual. Este proceso es necesariodada la reducida solubilidad del oxígeno.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Filtración
Filtración es un proceso donde el flujo de liquido se hace pasarpor un medio poroso que permitirá que el liquido atraviesedi h t i l i t l tí l ddicho material, mientras las partículas mas grandes seacumularan en la entrada
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Flotación
La flotación es una operación unitaria que se emplea para laseparación de partículas sólidas de una fase líquida o líquidos dediferente densidad. El aceite siendo un liquido mas denso que elagua flota en la superficie del agua
Aceite
AguaAgua
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Procesos químicos unitarios son los procesos empleados enProcesos químicos unitarios son los procesos empleados enel tratamiento de las aguas residuales en los que seproducen las transformaciones mediante reaccionesquímicas.
Con el fin de alcanzar los objetivos de tratamiento del aguaresidual, los procesos químicos unitarios se llevan a cabo en
bi ió l i fí i it icombinación con las operaciones físicas unitarias .
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Procesos químicos unitarios mas comúnmente sados sonusados son:
Oxidación NeutralizaciónOxidación Neutralización
Precipitación química Desinfección
Coagulación Intercambio iónico
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Oxidación
La reacción de oxidación consiste en destruir la materiaorgánica compleja en mas sencilla, por adicionamientode agentes oxidantes como oxigeno, ozono,permanganato de potasio
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
OxidaciónAgentes oxidantes:oxidantes:
Oxigeno, Ozono, otros
Compuesto orgánico complejo,
H2Ocomplejo, contaminante
CO2
Compuesto orgánico sencillo, no peligroso, p g
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Precipitación química
La precipitación química en el tratamiento de las aguasresiduales lleva consigo la adición de productos químicos conla finalidad de alterar el estado físico de los sólidos disueltos yen suspensión, y facilitar su eliminación por sedimentación.
Precipitado
Solución
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Precipitación química permite:
Parámetro Remoción%
SST 70 - 90SST 70 - 90 DBO5 50 - 65 DQO 55 - 75 Nitrógeno 50 Fósforo 50 - 85 Coliformes fecales 99.9
Huevos de helmintos casi completa
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Precipitación química
Los químicos mas usados en el tratamiento de agua residualson:
•Cal
•Sulfato ferroso
•Sulfato férrico
Cl fé i•Cloruro férrico
•Sulfato de aluminio (alúmina)
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Neutralización:
Consiste en controlar el pHpadicionando el acido o la basesegún la necesidad del pH final.
El acido y la base se neutralizan!
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Desinfección:
Las enfermedades bacterianas típicas transmitidas por elagua son: el tifus, el cólera, el paratifus y la disentería bacilar,mientras que las enfermedades causadas por los virusmientras que las enfermedades causadas por los virusincluyen, la poliomielitis y la hepatitis infecciosa.
Desinfección
Desinfectante
microbios
El d i f t t tili d l T biéEl desinfectante mas utilizados es cloro. También se usa ozono
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Desinfección con rayos ultra violetas :
Naves de secado solar del lodo municipal, Managua
PROCESOS BIOLÓGICOS
ÓPROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS
Son los métodos de tratamiento en los que la remoción de losSon los métodos de tratamiento en los que la remoción de loscontaminantes se lleva a cabo por la actividad biológica de losmicroorganismos.
La remoción de la materia orgánica biodegradable tanto coloidalcomo disuelta por acción biológica, constituye la principalaplicación de este tipo de procesos.p p p
PROCESOS BIOLÓGICOS
PROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS
Los procesos biológicos en el agua residual, gracias a la acción de una variedad de los microorganismos, son:
• La eliminación del material orgánico carbonoso disuelto.
• La eliminación de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo.
• La coagulación y eliminación de los sólidos coloidales no sedimentables.
• La estabilización de la materia orgánica.
PROCESOS BIOLÓGICOS
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS
Los microorganismos se utilizan para convertir la materia orgánicacarbonosa coloidal y disuelta en diferentes gases y tejido celular.
Dado que el tejido celular tiene un peso específico ligeramentesuperior al del agua, se puede eliminar por decantación.
PROCESOS BIOLÓGICOS
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS
Los microorganismos pueden requerir el oxigeno para su metabolismoy en este caso el proceso biológico será aerobio;
Sin embargo, para otros microorganismos el oxigeno es tóxico y ellosnecesitan un ambiente anaerobio.
P t b li l i i it á li tPara su metabolismo los microorganismos necesitarán alimento(sustrato) básico (carbónico) y nutrientes (Fósforo y Nitrógeno)
PROCESO BIOLÓGICO aerobio
+Material orgánico complejo (agua cruda)
( t t ) DBO ó DQO
+
(sustrato) DBO ó DQOOxigeno
MicroorganismosO2
aerobios
Energía
Mater. Orgánico sencillo
+++
Gas CO AguaNuevos microorganismos Gas CO2 Agua
PROCESO BIOLÓGICO anaerobio
Material orgánico
(sustrato) DBO ó DQO
+Oxigeno
Microorganismos
+ O2
anaerobios
Mater. Orgánico sencillo
+++Energía
Gas CO Gas MetanoNuevos microorganismos Gas CO2 Gas Metano
PROCESOS BIOLÓGICOS
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Puede desarrollarse en suspendido, donde estos “flotan” en un estado libre ó
En el crecimiento fijo, donde los microorganismos forman una especie de bio película que se adjunta a un material de rellenoespecie de bio-película que se adjunta a un material de relleno
PROCESOS BIOLÓGICOS
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Las bio-películas se definen comoLas bio películas se definen comocomunidades de microorganismosque crecen embebidos en una matrizde exopolisacáridos y adheridos auna superficie inerte o a un tejidovivo.Representan la forma más habituald i i d l b i lde crecimiento de las bacterias en lanaturaleza.Bajo condiciones ambientalesadecuadas todos losadecuadas todos losmicroorganismos son capaces deformar biopelículas.
PROCESOS BIOLÓGICOS
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Bio-películas vistas en microscopio electrónicoelectrónico
PROCESOS BIOLÓGICOS
Reactor de crecimiento bacteriano discontinuo (mezcla completa)
Reactor de crecimiento bacteriano continuo
Clasificación de Tipos y Niveles yde Tratamiento
El objetivo de los diferentes tipos y niveles de tratamientoen general es, reducir la carga de contaminantes delvertido (o agua residual) y convertirlo en inocuo para elvertido (o agua residual) y convertirlo en inocuo para elmedio ambiente y la salud humana.
Ti d t t i tTipos de tratamiento:
Se pueden clasificar en físicos químicos y biológicosSe pueden clasificar en físicos, químicos y biológicos
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4444
CLASIFICACIOIN DE TIPOS DE TRATAMIENTO
Operación Aplicación Equipo
FÍSICOS:
Tamizado grueso Remover sólidos gruesos, trapos y otros desechos
Rejillas
Tamizado fino Remover partículas pequeñas Mallas, CribasTami ado fino Remover partículas pequeñas Mallas, Cribas
Homogenización (estabilización de flujo)
Almacenar el efluente
temporalmente
Tanque de estabilizaciónp
Mezclado Mezclado de químicos con las aguas residuales
Mezclador
Floculación Adición de floculantes para FloculadorFloculación Adición de floculantes para remover sólidos suspendidos
Floculador
Sedimentación Remover sólidos sedimentables Clarificadores S di t dSedimentadores
CLASIFICACIOIN DE TIPOS DE TRATAMIENTO
FÍSICOS (continuación):
Operación Aplicación Equipo
Flotación Remover sólidos suspendidos no sedimentables y Grasas
Desengrasadoresno sedimentables y Grasas
Filtración Remover sólidos suspendidos, coloides y hasta i i
Filtros
Sistemas de microorganismos membranas
CLASIFICACIOIN DE TIPOS DE TRATAMIENTO
QUÍMICOS:Operación Aplicación
Oxidación Remoción de componentes orgánicos corrientes
Remover sustancias orgánicas refractarias
Remoción de grasa y otros. Remoción de amonio
Desinfección Adición de cloro, compuestos de cloro, bromo y ozono para eliminar microorganismos. Control de olores
N t li ió Control de pHNeutralización Control de pH
Precipitación Remover fósforo. Remoción de metales pesados
Tipos y Niveles de TratamientoBIOLOGICOS
Tipo Nombre común Uso
BIOLOGICOS:
p
Procesos aerobios
Cultivo suspendido Lodos activados Remoción de DBO, nitrificación
Digestores aerobios Estabilización, remoción DBO
Crecimiento adherido
Filtros de goteo
Contactores biológicos (d )
Remoción de DBO, nitrificación
(discos rotatorios)
Procesos anaerobios/anóxicos
Cultivo suspendido Sistemas de desnitrificación DesnitrificaciónCultivo suspendidoDigestores anaerobios Estabilización
Crecimiento dh id
Reactor anaerobio de flujo ascendiente (RAFA)
Remoción de DBO, estabilización , desnitrificación
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4848
adherido ( ) ,
Manto de lodo Reactor anaerobio de flujo ascendente UASB
Remoción de DBO
Tipos y Niveles de Tratamiento
BIOLOGICOS (continuación):
Tipo Nombre común Uso
LagunasAerobias Laguna aerobia Remoción de DBO
De maduración Laguna de maduración Remoción de DBO, nitrificación
Facultativas Laguna facultativas Remoción de DBOFacultativas Laguna facultativas Remoción de DBO
Anaerobias Laguna anaerobias Remoción de DBO, estabilización
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4949
Tipos y Niveles de Tratamiento
Los niveles de tratamiento se agrupan según los diferentesgrados de eficiencia alcanzados en la remoción de losgrados de eficiencia alcanzados en la remoción de loscontaminantes existente en los líquidos residuales. Estosniveles se conocen usualmente como:
•Pretratamiento
•Tratamiento Primario
•Tratamiento Secundario•Tratamiento Secundario
•Tratamientos Terciarios avanzados
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5050
CURSO TALLERCURSO-TALLER
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 3. Tecnologías desarrolladas para el tratamiento de Aguas Residualesde Aguas Residuales
Sub-temas:
1. Clasificación de niveles de tratamientos
2.Tratamiento preliminar y primariop y p
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 11
LOS PRINCIPALES OBJETIVOS
DEL TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL SON:
Protección del Recurso Acuático de
1 Alt t id d Sólid S did1. Alto contenido de Sólidos Suspendidos
2. Alta carga de Materia Orgánica y consecuentemente bajo nivel de Oxígeno
3. Alto contenido de nutrientes (como N y P) que provocan eutroficación
C d l l b d d bl4. Carga de las sustancias peligrosas no-biodegradables
5. Contaminación de (micro)-organismos patógenos
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 22
CON EL FIN DE:
Establecer y mantener saludable el Medio acuático para la flora y fauna
Garantizar a la humanidad el uso de recurso acuático para diferentes propósitos (abastecimiento de agua,
ió ió i i ió )recreación, pesca, navegación, irrigación)
Prevenir las enfermedades que se transmiten por Prevenir las enfermedades que se transmiten por agua
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 33
Niveles de Tratamiento
Los niveles de tratamiento se agrupan según los diferentesgrados de eficiencia alcanzados en la remoción de losgrados de eficiencia alcanzados en la remoción de loscontaminantes existente en los líquidos residuales. Estosniveles se conocen usualmente como:
•Pretratamiento
•Tratamiento Primario
•Tratamiento Secundario•Tratamiento Secundario
•Tratamientos Terciarios avanzados
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 44
Resumen de niveles de tratamiento:
i i d i t i iprimario, secundario y terciario
Tratamiento Tratamiento Tratamiento Tratamiento Tratamiento terciarioTratamiento terciariopreliminar/primariopreliminar/primario secundariosecundario
Calidad mínimaCalidad mínima Calidad MediaCalidad Media Calidad altaCalidad alta
• Cribado• Cribado •• Remoción biológica de Remoción biológica de •• Remoción biológica de Remoción biológica de
• Sedimentación • Sedimentación (remoción de arenillas, (remoción de arenillas, remoción de material remoción de material suspendido)suspendido)
materia orgánica materia orgánica carbonácea:carbonácea:
‐‐en presencia de oxígenoen presencia de oxígeno
d íd í
nutrientesnutrientes
•• Filtración finaFiltración fina
•• Precipitación química Precipitación química llsuspendido) suspendido)
• Flotación (separación • Flotación (separación del aceite, remoción de del aceite, remoción de material suspendido material suspendido
‐‐en ausencia de oxígenoen ausencia de oxígeno
•• Precipitación químicaPrecipitación química
•• Oxidación Oxidación
selectivaselectiva
•• AdsorciónAdsorción
• Intercambio iónico• Intercambio iónicoate a suspe d doate a suspe d do
fino)fino) • Coagulación• Coagulación • Electrodiálisis• Electrodiálisis
• Desinfección• Desinfección
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 55
Costo relativo del tratamiento de agua residual versus el grado de remoción de contaminantesversus el grado de remoción de contaminantes
TerciarioCostos, U$/m3
Primario
Secundario
Remoción, %
Preliminar
DBO
SST
N total
30
60
15
50 -70
80-90
25
>95
>95
>80
90-95
90-95
40
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 66
F total 15 75 >9090
o
SELECCION DE LA TECNOLOGIA
Domestica
C i l
SELECCION DE LAESI
DU
AL
Patógenos
Demanda de O rata
mie
ntoPrimario
SecundarioComercial e
Institucional
I d t i l
DE LA TECNOLOGIA
L A
GU
A R
E Demanda de O2
Nutrientes (N y P)
Sólidos logí
a de
l tr
Terciario
T t i tIndustrial
Agua pluvial
RIG
EN
DE
L sedimentables
Microcontaminantes
Tecn
olTratamiento físico-químico
Tratamiento t l
OR natural
Recreación Eutroficación Transporte Ecología Re-uso Abastecimiento
OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO ⇔ NORMAS DE CALIDAD
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 88
ESQUEMA DEL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUALGU S U
Separación Afluente Sedimentación
primariaCribado Desarenado
Separación de grasas
primaria
Basura AreniscaLodo primario
Grasas
Tratamiento terciario
Tratamiento secundario
biológico
Sedimentación secundaria
Efluente tratado
biológico
Lodo secundariod i i
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 99
Lodo secundarioLodo terciario
TRATAMIENTO PRELIMINAR
1. CRIBADO/TAMIZADO
2. DESARENADO
3. TRAMPAS DE GRASAS
Rejillas
Remoción de grasaDesarenador
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1111
g
TRATAMIENTO PRELIMINAR
2. Desarenado
Se aplica para eliminar partículas contaminantes de naturaleza inorgánica: arenas, areniscas, grava todo tipo de escoria que esta mas pesadagrava, todo tipo de escoria que esta mas pesada que material orgánico y por lo tanto precipita con mayor rapidez
El papel del desarenado es proteger equipos de daños físicos abrasivos evitar la deposición de materiales pesados en laabrasivos, evitar la deposición de materiales pesados en la tubería, canales y conductos, reducir la frecuencia de limpieza de los equipos de tratamiento secundario por acumulación de material inerte
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1414
material inerte.
TRATAMIENTO PRELIMINAR
Para lograr la precipitación de las partículas mas pesadas se debe garantizar:pesadas se debe garantizar:
1 Velocidad horizontal del flujo de agua v a 0 3 m/s1. Velocidad horizontal del flujo de agua, vh, a 0.3 m/s
2. Crear las condiciones de turbulencia(hidráulicamente, mecánicamente o por aireaciónpara prevenir la sedimentación de las partículaspara prevenir la sedimentación de las partículasorgánicas)
3. Proporcionar suficiente tiempo para que laspartículas de arenisca se sedimentan con unapartículas de arenisca se sedimentan con unavelocidad de precipitación, vs
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1515
TRATAMIENTO PRELIMINAR
3.Trampas de Grasas y Aceites
Perfil de la Unidad de Remoción de Grasas y Aceites
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1717
TRATAMIENTO PRIMARIO
Agua después Agua después del tratamiento preliminar
Sedimentación primaria
Agua pre-tratada continua al tratamiento secundario
•Basura flotante
•Arenas
•Aceite y grasas
Lodo primario
(básicamente sedimentos orgánicos)
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1818
TRATAMIENTO PRIMARIO
El d di t ió i i ti bj ti l
SEDIMENTACION PRIMARIA
El proceso de sedimentación primaria tiene por objetivo remover lamateria orgánica suspendida de las aguas residuales a tratar y deesta manera reducir la carga contaminante para la siguiente etapa:tratamiento biológico.
Sedimentador primario “casero”
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1919
TRATAMIENTO PRIMARIO
SEDIMENTACION PRIMARIA
Sedimentador primario circ larIng. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2020
Sedimentador primario circular
SEDIMENTACION PRIMARIA
TRATAMIENTO PRIMARIOSEDIMENTACION PRIMARIA
Sedimentador primario rectangular
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2121
TRATAMIENTO PRIMARIO
FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DE LA REMOCION DE LOSSÓLIDOS:SÓLIDOS:
1. Velocidad de la sedimentación (la carga superficial), vss
2. Tiempo de retención hidráulica, t
3. Concertación de los TSS en el caudal
Normalmente para el agua residual domestica la vs debe ser en l d 1 2 5 /h i t l ti d t ióel rango de 1 –2.5 m/h, mientras que el tiempo de retención
puede oscilar entre 1-2 horas.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2222
TRATAMIENTO PRIMARIOTRATAMIENTO PRIMARIO
TANQUES DE SEDIMENTACION PRIMARIA (TSP)
IMHOFFIMHOFF
Tienen doble función: sedimentación del material suspendido ydi tió d l tí l di t ddigestión de las partículas sedimentadas.
Fueron desarrollados en Alemania con el objetivo de simplificar elFueron desarrollados en Alemania con el objetivo de simplificar eldiseño de una planta de tratamiento (en un equipo se dan las dosoperaciones)
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2323
TRATAMIENTO PRIMARIO
Tanque Imhoff posee dos compartimientos: superior para realizar lasedimentación y la acumulación de los lodos mientras en el inferiorsedimentación y la acumulación de los lodos, mientras en el inferiorse da digestión y almacenamiento de lodo.
La altura de tanque: hasta 10 m
La pendiente del compartimiento superior: 60°
No se construyen en las áreas donde es suelo no es suficientemente estable o el nivel freático alto.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2424
TRATAMIENTO PRIMARIO
Tanque Imhoff de la PTAR del hospital de Estelí
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2727
TRATAMIENTO PRIMARIO
La remoción de BOD y TSS en por ciento como función del tiempo de retención
Ti d t ió h
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2828
Tiempo de retención, horas
CURSO-TALLERTRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 3. Tecnologías desarrolladas para el tratamiento de Aguas Residuales
Subtema: Tratamiento biológico secundario
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 11
TRATAMIENTO SECUNDARIO
EL OBJETIVO DE ESTABILIZAR LA MATERIA ORGANICA DISUELTA Y COLOIDAL PUEDE SER ALCANZADO POR MEDIO DISUELTA Y COLOIDAL PUEDE SER ALCANZADO POR MEDIO
DE:
TRATAMIENTO BIOLÓGICO Y TRATAMIENTO QUĺMICOTRATAMIENTO BIOLÓGICO Y TRATAMIENTO QUĺMICO
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 22
TRATAMIENTO SECUNDARIOTRATAMIENTO SECUNDARIO
Tipo aerobio ó Anaeróbico
Clarificador secundario Biomasa/lodo
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 33
TRATAMIENTO SECUNDARIO
AERÓBIO ANAERÓBIO
SE PUEDE DISTINGUIR DOS TIPOS DE TRATAMIENTO
AERÓBIO
• Filtros percoladores
ANAERÓBIO
• Filtros anaerobiosp
• Lodos activados
• Lagunas aerobias
Filtros anaerobios
•Laguna anaerobia
•Digestores anaeróbicos• Sistemas biológicos de contacto rotatorio
• Humedales artificiales
g
• Humedales artificiales
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 44
CÁCLUCO DE LA EFICIENCIA DE REMOCIÓN DE CONTAMINANTES
finalinicial
ióC tiónConcentraciónConcentrac
moción−
=Re% X 100inicialiónConcentrac
%Remoción de DBO = 100 x (Conc. inicial-Conc. final)/(Conc. inicial)
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 55
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO AEROBIO
Filtro percolador
(bio-torre ó lecho bacteriano)
Fueron desarrollados en Inglaterra a finales del siglo 19.
Usualmente son de forma circular y consisten en un lecho del medio altamente permeable rodeado por una pared. El agua residual pre-sedimentada se vierte uniformemente sobre el lecho del filtro con la ayuda de los distribuidores rotativos. El agua atraviesa toda la altura del material permeable hasta llegar al fondo perforado dondepermeable hasta llegar al fondo perforado donde es recolectada. El material de relleno puede ser roca quebrada, piedras volcánicas e incluso material plástico.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 66
TRATAMIENTO SECUNDARIO
b) Material natural, roca quebrada
Tipos de medio de relleno en un Filtro Percolador
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1010a) Material plástico
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Ti d di d ll FiltTipos de medio de relleno en un Filtro Percolador
a) Material plástico
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1111
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Filtro percolador en la planta de tratamiento de
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1212
hospital de Estelí
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Filtro percolador circular de la planta de tratamiento de aguas residuales municipales en San Salvador
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1313
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Detalle del canal de distribución del afluente en el filtro percolador rectangular
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1616
percolador rectangular
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Ventajas y desventajas de filtros percoladores
Ventajas Ventajas DesventajasDesventajas
Baja demanda de energía eléctricaBaja demanda de energía eléctrica No garantiza 100% de remoción en elNo garantiza 100% de remoción en el
Ventajas y desventajas de filtros percoladores
Baja demanda de energía eléctricaBaja demanda de energía eléctrica No garantiza 100% de remoción en el No garantiza 100% de remoción en el efluente (BOD<10)efluente (BOD<10)
Baja la producción de los lodosBaja la producción de los lodos Baja remoción de N y P (no cumple con Baja remoción de N y P (no cumple con las normas europeas)las normas europeas)las normas europeas)las normas europeas)
Simple en operaciónSimple en operación El proceso poco flexible, difícil de El proceso poco flexible, difícil de controlarcontrolar
Bajo costo de inversiónBajo costo de inversión Su funcionamientoSu funcionamiento eses seriamenteseriamenteBajo costo de inversiónBajo costo de inversión Su funcionamientoSu funcionamiento es es seriamente seriamente afectado por la temperaturaafectado por la temperatura
Bajos costos de mantenimientoBajos costos de mantenimiento Existe un potencial riesgo de creación de Existe un potencial riesgo de creación de fuente para mosquitos, malos olores, fuente para mosquitos, malos olores, p q , ,p q , ,atascamientoatascamiento
Lodos son fácilmente Lodos son fácilmente deshidratadosdeshidratados
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1717
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Cerca del los 1880 en Inglaterra fue observado que la aireaciónartificial de agua domestica reducía considerablemente los malosolores, además se producía una cantidad adicional de los sólidosolores, además se producía una cantidad adicional de los sólidossuspendidos que parecía que participaban en el proceso debiodegradación.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1818
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
El principal elemento del sistema de lodos activados es el
TANQUE DE AIREACION
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 1919
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOSLODOS ACTIVADOS
Procesos que se desarrollan en un TANQUE DE AIRECION
Agua residual
Contaminantes Lodo
Crecimiento de lodo activado
ado
Contaminantes Lodo
orgánicos + Activado +O2Formación de CO2, H2O, NO3
-, SO4-2,
PO4-3
Agua
tratada
tivad
ore
circ
ula
TSS
Exceso de lodo
Lod
o act
TSS – Tanque de sedimentación secundaria
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2020
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Los sistemas de aireaciónLos sistemas de aireación
Los sistemas de aireación que se emplean en las plantas de tratamiento de lodos activadosplantas de tratamiento de lodos activados básicamente se pueden dividir en 3 grupos:
1. Aireación por difusión
2. Aireación mecánica o superficial
3. Aireación por inyección
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2121
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Los sistemas de aireación
La selección del sistema de aireación depende de muchosLa selección del sistema de aireación depende de muchos factores:
1. Profundidad del tanque de aireaciónq
2. Necesidad de un diseño de planta compacta
3. Capacidad de la planta de tratamiento.3. Capacidad de la planta de tratamiento.
En general, los sistemas mecánicos y de inyección seEn general, los sistemas mecánicos y de inyección serecomiendan para las plantas de pequeña capacidad, mientrasque la aireación con difusores es aplicada en las plantas demayor capacidad.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2222
LODOS ACTIVADOS
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Los sistemas de aireación
Ai ió dif ióIng. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2323
Aireación por difusión
LODOS ACTIVADOS
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Aireación por difusión
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2424
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Los sistemas
de aireación
Aireado mecánico
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2525
TRATAMIENTO SECUNDARIOTRATAMIENTO SECUNDARIO
Los sistemas
de aireación
Aireador sencillo superficial
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2626
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Ventajas y desventajas de lodos activados
VentajasVentajas DesventajasDesventajas
1. Tecnología compacta1. Tecnología compacta 1. Lodo formado no es 1. Lodo formado no es granular, sino dispersogranular, sino disperso
2 Tiene gran flexibilidad2 Tiene gran flexibilidad 2 Alto consumo energético2 Alto consumo energético2. Tiene gran flexibilidad 2. Tiene gran flexibilidad operacionaloperacional
2.Alto consumo energético2.Alto consumo energético
3.Alto rendimiento de remoción 3.Alto rendimiento de remoción de los contaminantes de los contaminantes
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2727
TRATAMIENTO SECUNDARIOTRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO BIOLÓGICO ANAEROBIO
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2828
TRATAMIENTO SECUNDARIOTRATAMIENTO ANAEROBIO
Ventajas Desventajas
1.Bajo consumo energético2.Poca producción de lodo (6-8 veces menos)
1.El tiempo de arranque es más prolongado2.Puede requerir de adición de )
3.Baja demanda de nutrientes4. Producción de metano, una potencial fuente energética
alcalinidad3.Mas difícil alcanzar los requerimientos de calidad de agua tratadapotencial fuente energética
5. Rápido re-establecimiento de biomasa después de periodos sin alimentación
tratada4. Imposible la remoción de nitrógeno y fósforo5.Muy sensibles a las condicionessin alimentación
6. Reducidos volúmenes de reactores
5.Muy sensibles a las condiciones adversas (temperatura, pH, algunas sustancias)6. La producción de malos olores es
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 2929
posible
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIOTRATAMIENTO ANAEROBIO
Existe amplia variedad de digestores anaerobios:
•Reactores de MEZCLA COMPLETA, crecimiento suspendido)
• Reactores de lecho bacteriano suspendido continuo:
(UASB-Up-flow Anaerobic Sludge Blanket)
•Reactores de crecimiento fijo (con material de relleno)
(RAFA- Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente)(RAFA Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente)
• Discos rotatorios
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3030
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Digestor anaerobio
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3131
g
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
El principio de El principio de funcionamiento del reactor UASB
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3232
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Reactor Reactor UASB
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3333
TRATAMIENTO SECUNDARIO
U t óbi d t lt d l ti UASBUn reactor anaeróbico de tasa alta del tipo UASB
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3434
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Esquema del Filtro de Flujo Ascendente, FAFA
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3535
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIOTRATAMIENTO ANAEROBIO
Un RAFA abierto. El Viejo
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3636Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3636
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIOTRATAMIENTO ANAEROBIO
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3737Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3737
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Sistema combinado Fosa séptica + FAFA
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3838
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIOTRATAMIENTO ANAEROBIO
Fosa séptica seguida por un FAFA.
La Paz Centro. La Paz Centro.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3939Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 3939
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Filt I h ff Filtro Imhoff seguido de Fosa Séptica.
Sistema de tratamiento de Camoapa.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4040
TRATAMIENTO SECUNDARIO
SISTEMA DE LAGUNAJE
Las lagunas no son mas que excavaciones realizadas enLas lagunas no son mas que excavaciones realizadas enun terreno para el tratamiento de aguas residuales. Lostrabajos de investigación sobre lagunas en la década de1940 permitieron el desarrollo de estos sistemas comopuna alternativa de bajo costo para el tratamiento deaguas residuales.
Las lagunas poseen una profundidad variable, puedenLas lagunas poseen una profundidad variable, puedenser poco profundas o bastante hondas. Las lagunas seclasifican teniendo en cuenta la concentración deoxigeno disuelto (nivel de aerobicidad), y la fuente queg ( ), y qsuministra el oxigeno necesario para la asimilaciónbacterial de compuestos orgánicos presentes en lasaguas residuales.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4343
TRATAMIENTO SECUNDARIO
CLASIFICACION DE LAS LAGUNAS
Clase de lagunaClase de laguna Presencia de oxigenoPresencia de oxigenoClase de lagunaClase de laguna Presencia de oxigenoPresencia de oxigeno
AerobiaAerobia/de /de maduración (0.3maduración (0.3‐‐0.6 m)0.6 m) La fotosíntesis suministra el oxigeno necesario La fotosíntesis suministra el oxigeno necesario para mantener condiciones aerobias en todapara mantener condiciones aerobias en todapara mantener condiciones aerobias en toda para mantener condiciones aerobias en toda la columna de aguala columna de agua
Facultativa (1.5Facultativa (1.5‐‐2.5 m)2.5 m) La zona superficial es aerobia, la zona subLa zona superficial es aerobia, la zona sub‐‐superficial suele ser anóxica o anaerobiasuperficial suele ser anóxica o anaerobiasuperficial suele ser anóxica o anaerobiasuperficial suele ser anóxica o anaerobia
Aireada con mezcla parcial (2Aireada con mezcla parcial (2‐‐6 m)6 m) La aireación superficial produce una zona La aireación superficial produce una zona aerobia que puede alcanzar la totalidad de la aerobia que puede alcanzar la totalidad de la
f did d d l lf did d d l lprofundidad de la lagunaprofundidad de la laguna
Anaerobia (5Anaerobia (5‐‐10 m)10 m) La totalidad de su profundidad es anaerobiaLa totalidad de su profundidad es anaerobia
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4444
TRATAMIENTO SECUNDARIO
VENTAJAS Y DESVENTJAS DE LAS LAGUNAS
Ventajas Ventajas DesventajasDesventajasLos bajos costos Los bajos costos Requiere grandes extensiones del terrenoRequiere grandes extensiones del terreno
Requieren mínima capacitación del Requieren mínima capacitación del El efluente posee una gran cantidad de El efluente posee una gran cantidad de q pq ppersonal encargado de su operaciónpersonal encargado de su operación
p gp galgasalgas
La evacuación y disposición de lodos se La evacuación y disposición de lodos se realiza solo en el intervalo de 10 a 20realiza solo en el intervalo de 10 a 20
Las lagunas sin aireación a menudo no Las lagunas sin aireación a menudo no cumplen las normas existentes de calidadcumplen las normas existentes de calidadrealiza solo en el intervalo de 10 a 20 realiza solo en el intervalo de 10 a 20
anosanoscumplen las normas existentes de calidad cumplen las normas existentes de calidad del efluentedel efluenteLas lagunas pueden causar daño a las Las lagunas pueden causar daño a las aguas subterráneas si no están bien aguas subterráneas si no están bien i bili di bili dimpermeabilizadasimpermeabilizadasUna incorrecta operación puede causar Una incorrecta operación puede causar malos oloresmalos olores
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4646
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Desarrollo de los procesos en las lagunas de estabilización
En las lagunas de estabilización residen varias especies de bacterias, hayEn las lagunas de estabilización residen varias especies de bacterias, hay aerobias, facultativas y anaerobias. Las bacterias descomponen la materia orgánica a elementos mas sencillos, que serán asimilados por las algas. EL PROCESO DE TRATAMIENTO DEPENDE DE LA EFICACIA CON QUE SE ESTABLEZCA LA SIMBIOSIS ALGAS BACTERIASESTABLEZCA LA SIMBIOSIS ALGAS-BACTERIAS
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4747
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Desarrollo de los procesos en las lagunas de estabilización
Las algas son organismos uni o multicelulares del reino protista, queLas algas son organismos uni o multicelulares del reino protista, que poseen mecanismos fotosintéticos. La radiación solar es la fuente de energía que utilizan en la síntesis de nuevas células; en el proceso de fotosíntesis las algas convierten compuestos minerales y orgánicos en
t i á i imateria orgánica y oxigeno.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 4848
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Desarrollo de los procesos en las lagunas de estabilización aerobias
Materia orgánica
Bacterias
Materia orgánica
OXIGENO
Algas
Luz Solar
aerobias
CO2
Amoniaco
Algas
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5050
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Materia Luz
Desarrollo de los procesos en las lagunas de estabilización facultativas
Materia
orgánica
OXIGENO
Luz Solar
CH N HBacterias aerobias
CO2
Amoniaco
Algas
Bacterias
CH4,N2, H2
CO2
facultativas
Sedimento
B t i bi
Bacterias anaerobias del METANO
Á id
CO2
Bacterias anaerobias y facultativas
Ácidos orgánicos
Amoniaco
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5151
LAGUNAS Y LAS MACROFITAS
Plantas macrófitas pueden jugar un pueden jugar un papel positivo o negativo en el ambiente acuáticoacuático
Laguna Alalay, Bolivia
Contaminado de repollos de agua Contaminado de repollos de agua, macrófitas que invadieron el lago de Alalay
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5353
MACROFITAS COMO TRATAMIENTO
Las lagunas de macrófitos son lagunas de estabilización deaguas residuales modificadas, con una cobertura de plantasfluctuantes en la superficie del agua. Las plantas pueden serjacinto acuático (Eichornia crassipes), Pistia (Lemnaceae). Laf nción de las plantas es retirar n trientes de los efl entesfunción de las plantas es retirar nutrientes de los efluenteslíquidos y proporcionar un ambiente de calma en que la accióndel viento no cause movimiento en el agua, haciendo que lasedimentación sea ideal El sistema radicular extenso del jacintosedimentación sea ideal. El sistema radicular extenso del jacintotambién sirve como superficie para que se fijen las bacterias,aumentando la remoción de carbono orgánico disuelto y delnitrógeno (nitrificación).nitrógeno (nitrificación).
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5454
MACROFITAS COMO TRATAMIENTO
Laguna con Pistia enpara tratamiento deefluentes líquidose ue tes qu dosdomésticos yacuicultura depeces; los peces sonalimentados con labiomasa producida apartir de losefluentes líquidos.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5555
HUMEDALES
Humedales son áreas de tierra en que el nivel del agua está a nivel de la superficie del terreno (o arriba de él), por un período del año suficiente para mantener el suelo en condiciones de saturación y crecimiento de la vegetación local.
Humedal natural de jacinto acuático
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5656
Humedal natural de jacinto acuático
HUMEDALES
Los humedales construidos son porciones de terreno específicamentep pproyectados para actuar en la purificación de efluentes líquidos. Haydos tipos de humedales construidos: los de flujo superficial de agua(FWS - Free Water Surface) y aquellos con flujo sub-superficial (SF-Sub-Surface Flow). El nivel de agua, en el primer caso, está en lasuperficie del suelo y, en el segundo esta en el sub-suelo, invisiblepara un observador.
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5858
Humedal construido
HUMEDALES
Flujo subterráneo del agua
Flujo superficial de agua
Ing. Larisa KorsakIng. Larisa Korsak 5959
Humedal construido