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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCAUNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA, MINAS,
VETERINARIA Y ECOLOGÍA
FACULTAD DE INGENIRÍA AMBIENTAL
INTRODUCCIÓN A LAS CIENCIAS
AMBIENTALES
PRIMER CICLO
DOCENTE: Ing. Melva González S.
UNIDAD II
PRINCIPALES RECURSOS NATURALES
EL AGUA
1. Generalidades
2. Clasificación de los cuerpos de agua
3. Importancia del agua
4. Propiedades del agua
5. Parámetros de calidad del agua
6. Contaminación del agua
7. Tratamiento de aguas
8. Tratamiento de aguas residuales
Bibliografía:COLLAZOS, Jesús. Manual de evaluación ambiental de proyectos. Segunda Edición, 2009.ARELLANO DIAZ, Javier. Introducción a la Ingeniería Ambiental, pdf.Bustos, Fernando. Manual de Gestión y Control Ambiental. Tercera edición, 2010.SEOÁNEZ, Mariano. Ingeniería Medioambiental aplicada: casos prácticos. Ediciones Mundi-Prensa, 1997
Objetivo:
Conocer los conceptos de calidad de
agua, parámetros de su medición,
contaminación de agua y tratamientos de
agua y aguas residuales.
GENERALIDADES
El agua es uno de los compuestos más
abundantes en la naturaleza, pues cubre
aproximadamente tres cuartas partes de
la superficie de la tierra (71%), pero a
pesar de esta aparente abundancia, la
cantidad de agua disponible para el
consumo humano es limitada.
El total de agua (en todas sus formas) presente en el planeta
se denomina hidrósfera, puede encontrarse en cualquier
lugar de la biosfera en cualquiera de los tres estados de la
materia: sólido, líquido y gaseoso.
Cerca del 97% del total del agua disponible se encuentra en
los océanos y mares, cuerpos de agua salina, cuyo uso para
diversos propósitos es limitado. Sólo el 3% restante es agua
dulce. De esta última, casi el 2% se encuentra en estado
sólido y se halla en los casquetes polares en témpanos de
hielo, glaciares, en capas, campos, plataformas de hielo y
banquisas.
El 0.75% es agua subterránea, otra parte corresponde a
humedales, acuíferos, en la atmosfera o mezclada en el
suelo, siendo no accesible para su uso. Solamente el
0.007% del agua dulce del planeta es superficial y se halla
en lagos, lagunas, ríos, u otros cuerpos de agua. De tal
forma que, tan sólo esta pequeña cantidad del agua está
disponible para el desarrollo y sostenimiento de la vida
humana.
El agua se han vuelto escasa debido al incremento de la
población mundial por tanto constituye un recurso
amenazado y en peligro.
Su disposición en varias regiones habitadas es la
preocupación de muchas organizaciones gubernamentales.
Para ilustrar la disponibilidad del agua en el mundo, se
presenta un resumen de los valores estimados:
Según datos tomados del sitio web de US Geological
Survey. Fuente original: Gleick, P. H., 1996: “Water
resources” en Encyclopedia of Climate and Weather, ed. by
S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2,
pp. 817-823
Todos los cuerpos de agua están interconectados entre sí,
desde la atmósfera hasta los océanos a través del ciclo
hidrológico. Entre los cursos de agua constan:
RÍOS
Denominados comúnmente Corrientes de flujo, se
caracterizan porque fluyen unidireccionalmente con
velocidades promedios entre 0,1 y 1 m/s. El flujo de los ríos
es altamente variable y depende de las condiciones
climáticas y características del área de drenaje. Son cuerpos
que pueden considerarse permanentemente mezclados. La
calidad del agua es importante en el sentido del flujo.
LAGOS
Sistemas acuáticos de velocidad relativamente baja: entre
0,01 y 0,001 m/s (valores en la superficie). El agua
permanece en el sistema desde unos pocos días hasta
varios años. En cuanto a la calidad del agua, esta está
gobernada de acuerdo con el estado trófico y con los
períodos de estratificación.
AGUAS SUBTERRÁNEAS
Acuíferos de flujo relativamente estable en términos de
velocidad y dirección. Las velocidades promedio pueden
variar de 10-10 y 10-3 m/s y son gobernados por parámetros
importantes como la porosidad y permeabilidad del estrato.
OTRO TIPO DE CUERPOS DE AGUA
Existen otro tipo de cuerpos de agua de carácter transitorio
que son caracterizados por su variabilidad hidrodinámica:
EMBALSES
Cuerpos intermedios entre lagos y ríos y se caracterizan
porque su hidrodinámica y calidad de agua dependen de las
reglas de operación
CIÉNEGAS
Son ecosistemas considerados cuerpos de agua intermedios
entre lagos y acuíferos freáticos.
ESTUARIOS
Son sistemas acuáticos intermedios entre ríos y mar
Los distintos cuerpos de agua están caracterizados por su
tamaño y las condiciones climáticas de la cuenca. El factor
que caracteriza los ríos es la variabilidad del caudal. En los
lagos y embalses, lo más importante es el tiempo de
residencia (estado trófico) y su régimen térmico, mientras
que en las aguas subterráneas, importa altamente el grado
de saturación del suelo.
El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida,
en el agua de nuestro cuerpo tienen lugar las reacciones que nos
permiten estar vivos. Sus propiedades la convierten en un agente
activo, esencial en muchos de los procesos metabólicos que
realizan los seres vivos. El ser humano no puede estar sin beberla
más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El agua
representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos,
aproximadamente el 75 % del cuerpo humano es agua en un
recién nacido y cerca del 60 % en la edad adulta. El 60 % de ésta
se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El
resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los
tejidos, posibilitando el transporte de nutrientes nacia las células y
de las sustancias de desecho desde éstas. En el caso de las
algas, el porcentaje de agua ronda el 90%.
Gracias a la elevada capacidad de
evaporación del agua, podemos regular
nuestra temperatura, sudando o
perdiéndola por las mucosas cuando la
temperatura exterior es muy elevada. Es
decir, contribuye a regular la temperatura
corporal mediante la evaporación de
agua a través de la piel.
El agua perdida debe ser recuperada
compensando las pérdidas con la
ingesta y evitando así la deshidratación.%.
Como se dijo anteriormente, el agua es imprescindible para
el organismo. Por ello, las pérdidas que se producen por la
orina, las heces, el sudor y a través de los pulmones o de la
piel, han de recuperarse mediante el agua que bebemos y
gracias a aquella contenida en bebidas y alimentos.
Es muy importante consumir una cantidad suficiente de agua
cada día para el correcto funcionamiento de los procesos de
asimilación y, sobre todo, para los de eliminación de residuos
del metabolismo celular. Necesitamos unos tres litros de
agua al día como mínimo, de los cuales, la mitad
aproximadamente, los obtenemos de los alimentos y la otra
mitad debemos conseguirlos bebiendo agua. Los seres
humanos consumimos agua potable.
Por supuesto en las siguientes situaciones, esta cantidad tomada debe
incrementarse:
Cuando la temperatura ambiente es elevada.
Cuando tenemos fiebre.
Cuando tenemos diarrea.
En situaciones normales nunca existe el peligro de tomar más agua de la
cuenta ya que la ingesta excesiva de agua no se acumula, sino que se
elimina.
Si consumimos agua en grandes cantidades
durante o después de las comidas,
disminuimos el grado de acidez en el
estómago al diluir los jugos gástricos. Esto
puede provocar que los enzimas que
requieren un determinado grado de acidez
para actuar queden inactivos y la digestión
se ralentice. Los enzimas no dejan de actuar
por el descenso de la acidez, pierden
eficacia al quedar diluidos. Si las bebidas
que tomamos con las comidas están frías, la
temperatura del estómago disminuye y la
digestión se ralentiza aún más.
Como norma general, debemos beber en
los intervalos entre comidas, entre dos
horas después de comer y media hora
antes de la siguiente comida. Está
especialmente recomendado beber uno o
dos vasos de agua nada más. Así
conseguimos una mejor hidratación y
activamos los mecanismos de limpieza
del organismo.
En la mayoría de las poblaciones es
preferible consumir agua mineral, o de un
manantial o fuente de confianza, al agua
del grifo.
La molécula de agua está formada por dos átomos de
hidrógeno (H) unidos a un átomo de oxígeno (O) por medio
de dos enlaces covalentes. El ángulo entre los enlaces H-
O-H es de 104.5º. El oxígeno es más electronegativo que
el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de
cada enlace.
El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una
carga total neutra (igual número de protones que de
electrones), presenta una distribución asimétrica de sus
electrones, lo que la convierte en una molécula polar,
alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga
negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno
quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y
manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.
Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias
disuelve, por eso decimos que es el
disolvente universal. Esta propiedad, tal
vez la más importante para la vida, se
debe a su capacidad para formar puentes
de hidrógeno.
En el caso de las disoluciones iónicas los
iones de las sales son atraídos por los
dipolos del agua, quedando "atrapados" y
recubiertos de moléculas de agua en
forma de iones hidratados o solvatados.
La capacidad disolvente es la responsable
de que sea el medio donde ocurren las
reacciones del metabolismo.
Elevada fuerza de cohesión.
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de
agua fuertemente unidas, formando una estructura
compacta que la convierte en un líquido casi incompresible.
Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos
animales como un esqueleto hidrostático.
Gran calor específico.
También esta propiedad está en relación con los puentes
de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua.
El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que
utiliza para romper los puentes de hidrógeno por lo que la
temperatura se eleva muy lentamente. Esto permite que el
citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de
temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.
Elevado calor de vaporización.
Los puentes de hidrógeno son también responsables de
esta propiedad. Para evaporar el agua, primero hay que
romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas
de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la
fase líquida a la gaseosa.
Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías,
a una temperatura de 20º C y presión de 1 atmósfera.
Ionización del agua
El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por
lo que en realidad se puede considerar una mezcla
de agua molecular (H2O), protones hidratados (H3O+), e
iones hidroxilo (OH-).
El agua circula naturalmente a través de los océanos, la
atmósfera, lagos y ríos, glaciares y aguas subterráneas.
Según Sierra (2011), ”el agua y el aire son los elementos
físicos más móviles que tiene el sistema Tierra, y su
movilidad permite operar el ciclo del agua.
El agua se evapora desde los océanos y desde la superficie
terrestre para volverse parte de la atmósfera; el vapor de
agua se transporta y se eleva en la atmósfera hasta que se
condensa y precipita sobre la superficie terrestre o los
océanos; el agua precipitada (en forma de lluvia o granizo)
puede ser interceptada por la vegetación, convertirse en
flujo superficial sobre el suelo, infiltrarse en él, correr a
través del suelo como flujo superficial y descargar en los
ríos como escorrentía superficial.
La mayor parte del agua interceptada y de escorrentía
superficial regresa a la atmósfera mediante la evaporación.
El agua infiltrada puede percollar profundamente para
recargar el agua subterránea de donde emerge en
manantiales o se desliza hacia ríos para formar la
escorrentía superficial, y finalmente fluye hacia el mar o se
evapora en la atmósfera a medida que el ciclo hidrológico
continúa.
Para definir la contaminación del agua, es necesario
conocer los parámetros fisicoquímicos que la definen para
su uso y para los procesos de tratamiento de agua y/o
aguas residuales.
PARÁMETROS FÍSICOS
Son los que definen las características del agua que
responden a los sentidos de la vista, tacto, gusto y olfato.
Así pues, podemos considerar, los sólidos suspendidos,
turbiedad, color, sabor, olor y temperatura.
PARÁMETROS QUÍMICOS
Como se dijo anteriormente, el agua es conocida como el
solvente universal, y los parámetros químicos están
relacionados con la capacidad del agua para disolver
diversas sustancias, entre las que podemos mencionar a
los sólidos disueltos totales, alcalinidad, dureza, fluoruros,
metales, materia orgánica y los nutrientes.
PARÁMETROS BIOLÓGICOS
El agua es un medio donde literalmente habitan miles de
especies y por tanto desarrollan su ciclo vital. El rango de
organismos acuáticos es muy variado en tamaño y
complejidad, va desde el muy pequeño o unicelular, hasta
peces de gran tamaño. La presencia o ausencia de estos
organismos son indicadores de la situación de la calidad o
estado de ese cuerpo de agua.
Los biólogos utilizan la diversidad de especies como
parámetro cualitativo en ríos y lagos. Así, un cuerpo de
agua que posea gran cantidad de especies en proporción
balanceada, se puede considerar como un sistema
saludable. De la misma forma, la presencia de ciertos
organismos puede emplearse como indicadores de la
presencia de algún contaminante, como bacterias, virus y
protozoarios.
Las características del agua adecuadas para un fin puede
no serlo para otro. Los requerimientos de la calidad del
agua varían de acuerdo al uso que se vaya a dar, por
ejemplo, para la agricultura, pesca, propagación de vida
silvestre, usos recreativos o industriales específicos o
generación de energía.
Es importante diferenciar los términos requerimientos de la
calidad del agua y estándares de la calidad del agua. Los
primeros se basan en la experiencia de uso y los segundos
son cantidades establecidas y reguladas por instituciones
gubernamentales.
Se define como contaminación del agua a la presencia de
sustancias u organismos extraños en un cuerpo de agua en
cantidad y características que impidan su uso con
propósitos determinados.
La contaminación puede ser de origen natural o antrópica.
Las fuentes naturales de agua contienen una gran cantidad
de sustancias orgánicas e inorgánicas, dependiendo de la
localización de las fuentes y su contacto con diferentes
contaminantes durante el ciclo hidrológico. El agua al caer
con la lluvia por enfriamiento de las nubes arrastra
impurezas del aire. Al circular por la superficie o a nivel de
capas profundas, se le añaden otros contaminantes
químicos, físicos o biológicos.
Puede contener productos derivados de la disolución de los
terrenos: calizas (CO3Ca), calizas dolomíticas (CO3Ca-
CO3Mg), yeso (SO4Ca-H2O), anhidrita (SO4Ca), sal (ClNa),
cloruro potásico (ClK), silicatos, oligoelementos, nitratos,
hierro, potasio, cloruros, fluoruros, así como materias
orgánicas.
La contaminación de procedencia humana es producida por
actividades agrícolas, ganaderas o industriales, que
sobrepasan la capacidad de autodepuración de la
naturaleza.
Al ser recurso imprescindible para la vida humana y para el
desarrollo socioeconómico, industrial y agrícola, una
contaminación a partir de cierto nivel cuantitativo o
cualitativo, puede plantear un problema de Salud Pública.
En tal razón, pese a las características naturales de las
aguas destinadas al consumo humano y dado su importante
papel como mecanismo de transmisión de importantes
agentes microbianos que desencadenan enfermedades en
el hombre, "se exige", que el agua destinada para consumo
humano, antes de su distribución, sea sometida a
tratamiento de DESINFECCIÓN.
Los márgenes de los componentes permitidos para destino
a consumo humano vienen definidos en los "criterios de
potabilidad" y son regulados en la legislación. Existe
también una reglamentación específica para las bebidas
envasadas y aguas residuales.
Existen dos tipos de tratamientos de agua.
Tratamiento de agua para su acondicionamiento al
consumo humano: el agua como se encuentra en la
naturaleza no puede ser utilizada de forma directa por el
hombre, ya que puede contener sustancias perjudiciales
para la salud.
Tratamiento de aguas residuales: encaminado a disminuir la
cantidad de contaminantes del agua que fue utilizada por el
hombre para las distintas actividades agrícolas, industriales
o domésticas.
Los dos tratamientos tienen los mismos principios, pero el
tratamiento de aguas residuales es más complejo debido a
la cantidad de contaminantes contenidos es mucho mayor.
Existen dos tipos de fuentes de abastecimiento de agua:
Aguas superficiales: son las que se encuentran a la altura
de la superficie de la tierra cono son los ríos, lagos y
lagunas.
Aguas subterráneas: se encuentran en el subsuelo debido a
los procesos de filtración y como resultado del ciclo
hidrológico, como los mantos freáticos.
Las designaciones de uso como abastecimiento de agua
pueden ser:
abastecimientos de agua potable: aguas que, con un
tratamiento convencional, son aptas para el consumo
humano;
abastecimientos agrícolas: aguas que, sin tratamiento, son
aptas para el riego y el consumo animal,
abastecimientos industriales y comerciales: aguas que, con
o sin tratamiento, son aptas para uso industrial y comercial.
El tratamiento de aguas es una de las formas más
antiguas de protección para la salud pública.
Grandes epidemias a través de la historia han
diezmado la población como el cólera (en 1849, en
Londres causa la muerte a quince mil personas),
disentería, fiebre paratifoidea, tifoidea, diarrea,
hepatitis viral, entre otras, se transmitían a través del
agua.
Se ha procurado tratar el agua para eliminar residuos,
reducir los riesgos a la salud y mejorar la calidad en
cuanto a su apariencia, olor, color y sabor.
Varios tipos de procesos eran aplicados, como hacerla
hervir, exponerla al sol, depositarla en recipientes
para su sedimentación o filtrándola a través de arena
o grava para purificarla.
El tratamiento se realiza en función de
acondicionar las aguas para el
abastecimiento humano y reutilización de las
mismas.
El suministro de agua es al procedimiento por el
cual se transporta el agua desde su fuente hacia
instalaciones de almacenamiento mediante
instalaciones de transporte y luego es llevada a
su destino para su utilización, proveyendo de
agua a hogares, granjas, industrias, comercios y
para recreación.
Tres son los factores importantes para establecer
el suministro adecuado de agua: calidad del
líquido, cantidad y localización del suministro de
agua en relación con los lugares donde será
utilizada.
Las plantas de tratamiento se han diseñado con la finalidad
de mejorar la calidad del agua antes de que sea utilizada
por los consumidores a fin de eliminar microorganismos
como pueden ser los compuestos orgánicos, sólidos
suspendidos totales, los minerales que provocan la dureza y
sustancias que producen mal aspecto, olores y sabores
desagradables, y, que pudieran originar enfermedades.
Existe una cantidad considerable de procesos para el
tratamiento de aguas, las cuales se pueden clasificar en tres
categorías:
Tratamientos físicos
Tratamientos químicos
Tratamientos biológicos
Tratamientos físicos:No generan sustancias nuevas sino que
concentran los contaminantes al evaporar el
agua o filtrar los sólidos de tamaño considerable.
Los tratamientos físicos más comunes son:
filtración, adsorción, aireación, floculación y
clarificación o sedimentación.
Tratamientos químicos:Forman nuevas sustancias como resultado de los
procesos. Los más comunes son: coagulación,
desinfección, ablandamiento y oxidación.
Tratamientos biológicos:Se emplea organismos vivos para provocar
cambios químicos. Este tipo de tratamiento
puede ser visto como una modalidad
Estos tratamientos tienen lugar en lo que se conoce como
planta de tratamiento, cuya finalidad es acondicionar el agua
para el consumo humano:
Cribado
El cribado es una técnica que se utiliza para capturar una
gran cantidad de partículas sólidas del agua.
Los materiales más grandes son removidos al hacer pasar el
agua entre mallas con separaciones de entre 2.5 a 5 cm.
FiltraciónLa filtración es el método más común para remover
partículas pequeñas transportando el agua a través de
material poroso.
Por ejemplo, cuando el agua se pasa a través de lechos de
arena, las partículas son retenidas en los espacios que hay
entre los granos o en la superficie de los mismos en el
proceso llamado adsorción.
La filtración con camas de arena remueve partículas cuyo
diámetro oscila entre 0.001 y 50 micras, que es mucho
menor que el espacio existente entre los granos.
Las partículas se detienen en la superficie de los granos y
estas son retenidas por las fuerzas de adsorción.
De esta manera, la filtración ayuda a
controlar la contaminación biológica y
la turbiedad, que es la medida de la
opacidad del agua causada por
materia suspendida y que reduce la
efectividad de los compuestos para
su desinfección.
En algunos sistemas de filtración se
forman en el material poroso capas
que contienen microorganismos,
algas, bacterias y materia orgánica.
En la naturaleza, este proceso ocurre de forma natural cuando
las aguas superficiales se mueven a través del material poroso
del suelo para recargar los mantos freáticos y son removidas
las partículas.
Las tecnologías de filtración son variadas, comúnmente se
emplea la filtración lenta o rápida en lechos de arena.
Los sistemas rápidos o lentos se refieren a la cantidad de flujo
por unidad de área.
Los filtros en función del material granular utilizado son de
carbón-antracita o arena-carbón.
Según el funcionamiento, pueden ser filtros por gravedad o por
presión.
Los sistemas de filtración se clasifican también por la dirección
de flujo de agua a través del filtro, en flujo ascendente y
descendente.
DesinfecciónDesinfección con cloro: proceso mediante el cual se mata
organismos patógenos. Puede ser de dos tipos, la primaria,
donde se matan los organismos, y la secundaria en la que
se mantiene un desinfectante residual para prevenir el
crecimiento de más microorganismos en el sistema de
distribución del agua. Se emplea el cloro en diferentes
combinaciones: (Ca(ClO)2), líquido (NaClO) o como gas
(CL2). Debido a su efectividad, bajo costo y los resultados
obtenidos como desinfectante residual para los sistemas de
distribución facilitan su uso, aunque bajo diferentes
circunstancias, pueden producir subproductos peligrosos
como el triclorometano.
Desinfección
En sistemas grandes de tratamiento de aguas
se emplea gas-cloro, suministrado en forma
líquida mediante cilindros presurizados. En
sistemas menores se usa el hipoclorito de
sodio o hipoclorito de calcio (sencillos de
manejar y no representan riesgo).
La desinfección con otros productos como el
ozono (O3) requiere de un período de contacto
más corto que el cloro para eliminar
patógenos, es un gas tóxico e inestable que
se puede obtener haciendo pasar el oxígeno a
través de dos electrodos.
Desinfección
La radiación ultravioleta (UV) es otro sistema efectivo
para eliminar bacterias y virus, pero necesita de un
desinfectante secundario. Es útil para sistemas pequeños
de tratamiento porque tiene una disponibilidad inmediata,
no produce residuos tóxicos, su tiempo de contacto es
corto y su equipo es sencillo para operar y darle
mantenimiento. Una desventaja es que no se puede
utilizar para agua con altos niveles de sólidos
suspendidos, turbiedad, color o materia orgánica, ya que
las sustancias que generan estas propiedades pueden
reaccionar o absorber la radiación ultravioleta,
reduciendo la eficiencia de la desinfección.
Tratamiento de contaminantes orgánicos e
inorgánicosSubstancias orgánicas sintéticas son depositadas en las fuentes de
abastecimiento de agua, entre ellas, los compuestos orgánicos volátiles
(COV). La disposición inadecuada de residuos, depósitos de gasolina,
uso de insecticidas y efluentes industriales también están presentes.
La contaminación inorgánica en las fuentes de abastecimiento se debe a
sustancias que se encuentran en forma natural en el agua, como el
arsénico, bario, radón, azufre, selenio, etc. La industria contribuye con el
depósito de metales que se filtran en el subsuelo.
Químicos inorgánicos provenientes del deterioro o destrucción de los
sistemas de bombeo o distribución de agua por la acción química o física
los metales de los que están hechos como plomo, zinc, cadmio, cobre,
etc., La corrosión puede afectar la vida útil de los sistemas de
distribución y bombeo y proporcionar un campo de cultivo ideal para
microorganismos.
Tratamiento de contaminantes orgánicos e
inorgánicos
Para remover este tipo de contaminantes se emplean
tecnologías como:
Coagulación
Osmosis inversa
Intercambio iónico
Alúmina activada (óxido de aluminio (Al2O3))
Aireación
Aireación y OxidaciónEs el proceso donde se pone en contacto el agua con el aire
para remover sustancias volátiles dentro y fuera del agua.
Podemos incluir oxígeno, bióxido de carbono, nitrógeno,
sulfuro de hidrógeno, metano y otros compuestos que
provoquen olores y sabores desagradables.
Las aguas superficiales no requieren este tipo de
tratamiento, pues ya contienen cantidades altas de oxígeno,
no así las aguas subterráneas que tienen grandes
concentraciones de bióxido de carbono, metano, sulfuro de
hidrógeno, fierro y manganeso, por lo que es necesario
tener en cuenta de donde proviene la fuente de
abastecimiento de agua.
Aireación y oxidación
En el tratamiento de aguas se
utiliza para eliminar olores y
sabores desagradables, para
remover hierro y manganeso y
para clarificar el agua.
Las substancias químicas más
utilizadas son: el dióxido de cloro,
el ozono y con mayor aceptación
el permanganato de potasio y el
cloro.
Tratamiento por métodos de adsorciónSe define como la atracción y acumulación de una sustancia
sobre la superficie de otra.
Se utilizan para remover arsénico y contaminantes
orgánicos.
Los materiales de adsorción más utilizados son el carbón
activado y la alúmina.
El carbón activado, empleado con efectividad desde hace
mucho tiempo, cada una de sus partículas contiene gran
cantidad de poros donde retienen y absorben sustancias
orgánicas como los hidrocarburos.
Se lo emplea en forma de polvo, es insoluble y de color
negro, se usa para controlar el olor y sabor, se aplica en
cualquier etapa del tratamiento a través de filtros.
Tratamiento por métodos de adsorciónLa alúmina activada, se emplea para remover arsénico y
exceso de iones de fluor.
Se emplea en forma de material granular altamente poroso.
El procedimiento consiste en hacer pasar el agua a través
de una columna rellena con este material.
La remoción se debe a una combinación entre adsorción
con intercambio iónico.
Cuando la alúmina se satura puede regenerarse haciendo
pasar sosa caustica a través del material.
Intercambio iónicoSe define como la transferencia de iones entre
un medio sólido (resina) y una solución.
Se emplea para remover cationes, lo que se
conoce como ablandamiento.
La dureza del agua es causada por la
presencia de iones de calcio y magnesio,
aunque contribuyen también al fierro, el bario,
aluminio y estroncio.
Las resinas empleadas para intercambio iónico
contienen elementos que intercambian iones
de sodio que remplazan a los iones que
provocan la dureza, por lo que disminuyen,
pero incrementan el contenido de iones de
sodio.
DesmineralizaciónEs un proceso de intercambio iónico que remueve los
sólidos disueltos en las fuentes de agua.
Los sólidos disueltos contienen aniones y cationes que
requieren dos tipos de resinas. Las resinas utilizadas
presentan intercambio de iones hidronio y se dividen
en ácidos fuertes y ácidos débiles. Los iones oxhidrilo
se dividen en bases fuertes y débiles.
El agua blanda que se genera en este proceso puede
ser mezclada con otra con un mayor contenido de
sales para obtener la calidad de agua requerida.
Se utiliza para remover arsénico, bario, selenio, plata,
cobre, fierro, manganeso, sulfatos y zinc.
Su ventaja es la simplicidad del proceso, su desventaja
es el alto requerimiento químico para regenerar
resinas.
Procesos de membranasExisten dos tratamientos que involucran
proceso de membrana, empleados para
remover sales del agua (desmineralización):
osmosis inversa y electrodiálisis.
Osmosis directa : Es un proceso natural que
ocurre en todas las células vivas.
Dos soluciones que contienen diferentes
concentraciones de minerales son separados
por una membrana semipermeable. El agua se
mueve a través de la membrana del lado donde
la solución está más diluida hacia la parta de
mayor concentración. Este fenómeno continúa
hasta que la presión hidrostática en la solución
de mayor concentración es suficiente para
detener el flujo.
Procesos de membranas
Osmosis inversa: El flujo de agua
que pasa a través de la membrana
semipermeable es inverso por la
aplicación de presión externa que
contrarresta la presión hidrostática,
como resultado, mayor
concentración de minerales de un
lado y menor concentración y agua
pura en el otro lado.
Procesos de membranasElectrodiálisis:
Es la desmineralización de agua utilizando los principios de
osmosis, pero con la influencia de un campo eléctrico de corriente
directa. El electrodo positivo llamado ánodo (+), atrae los aniones
y el electrodo negativo llamado cátodo (-), atrae los cationes.
Existen dos tipo de membrana semipermeable selectiva utilizada
en electrodiálisis, una puede permear los cationes, por lo tanto
permea aniones. El agua se alimenta en los espacios entre las
membranas y se aplica un campo eléctrico de corriente directa
entre las diferentes capas, lo que causa la migración de los iones
hacia los electrodos opuestos y como consecuencia los iones se
contraen entre los espacios de la membranas alternadas y en los
demás espacios el agua desmineralizada, que posteriormente es
extraída en diferentes chorros, uno que contiene los iones y el otro
libre de los mismos.
Procesos de membranasEn los procesos de osmosis inversa, la membrana semipermeable es un
elemento esencial. Existen dos tipo de membrana semipermeable: las
membranas de celulosa y de poliamida (nylon), que serán utilizadas
dependiendo de las características del agua que vaya a ser tratada. Los
sólidos suspendidos, los disolventes orgánicos, el sulfuro de hidrógeno,
el hierro, el manganeso y los agentes oxidantes pueden dañar las
membranas.
Las membranas de celulosa son susceptibles de ser atacadas por
bacterias, pero son resistentes al cloro.
Las membranas de poliamida no son blanco de los ataques biológicos,
son sensibles al cloro.
Es necesario, entonces, que antes de aplicar estos procesos, el agua sea
sometida a un tratamiento previo para eliminar constituyentes
indeseables. Se aconseja que tenga un pH entre 5.0 y 6.5 para prevenir
la formación de hidróxidos y carbonatos, tenga bajos niveles de hierro y
manganeso, y agregar polifosfatados para inhibir la formación de sulfato
de calcio (CaSO4).
Estabilización
El agua potable que salga de una planta de tratamiento y
que entra en el sistema de distribución debe estabilizarse. Es
decir, debe formar depósitos de sales o ser corrosiva bajo las
temperaturas en que será distribuida.
La estabilización del agua se asocia al ajuste de pH para
controlar la corrosión, por lo que debe haber suficientes
iones de calcio para que se forme carbonato de calcio, y
agregar hidróxido de sodio para que no haya un incremento
de la dureza.
Hemos aprendido que las aguas para abastecimiento
humano deben ser tratadas para su consumo. Con
mucha más razón, las aguas resultantes luego de ser
empleadas para satisfacer las necesidades humanas,
ya sean domésticas, agrícolas e industriales, puesto
que contienen compuestos y organismos altamente
peligrosos para la salud humana.
Su aspecto y olor resultan desagradables y pueden
contaminar cuerpos de agua utilizados para la pesca,
para practicar natación o como fuentes de
abastecimiento de agua potable.
Las aguas residuales contienen microorganismos
patógenos que consumen el oxígeno disuelto que se
encuentra en estas, por lo que el parámetro que se
utiliza para medir esta característica es la demanda
bioquímica de oxígeno (DBO), que nos sirve para medir
la carga de materia orgánica que entra en las plantas
de tratamiento y la efectividad de las mismas.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan
gran variedad de métodos para remover los
contaminantes, lo común es una combinación de
métodos físicos, químicos y biológicos.
El retorno de las aguas residuales a nuestros ríos o
lagos nos convierte en usuarios directos de éstas y
a medida que crece la población, se incrementa la
necesidad de proveer sistemas de tratamiento o
renovación que permita eliminar los riesgos para la
salud y minimizar los daños al ambiente.
Las consecuencias de un mal manejo de aguas
residuales, siendo el principal, la afección a la salud
del ser humano y el deterioro ambiental de los
recursos hídricos y el suelo, proporciona varias
razones para implementar un sistema de
tratamiento de aguas residuales.
RAZONES HIGIÉNICAS
• Establecer sistemas de control y barreras
sanitarias para preservar la salud del ser humano,
definida por la OMS como “un estado de
completo bienestar físico, social y mental, y no
sólo la ausencia de enfermedades”.
RAZONES ECONÓMICAS• Agricultura, ganadería, transporte, el progreso de las poblaciones
ribereñas y la salud de los habitantes están ligados a las aguas
superficiales.
• Si las aguas están contaminadas, no se podrán realizar las
diversas actividades económicas, como la pesca, caza, usos
industriales, para la salud, etc., sin incurrir en gastos adicionales,
con el agravante de que representan un peligro para la vida
acuática que es proporcional al grado de contaminación
imperante y puede llegar a destruir la biota, por tanto el potencial
económico que representa.
• La eliminación de las cadenas infecciosas al eliminar y tratar
adecuadamente los desechos líquidos puede convertirse también
en razón de tipo económica.
RAZONES ESTÉTICAS
Las descargas de aguas residuales no tratadas,
pueden ocasionar cambios en las características
físicas y químicas de los cuerpos receptores, llegando
a presentar un mal aspecto físico, cambios de su
color natural, desprendimiento de malos olores,
presencia de material flotante, destrucción de lugares
de recreo, etc., lo que implica molestias para las
poblaciones vecinas de l recurso hídrico.
RAZONES AMBIENTALES
Es indudable que una descarga incontrolada de
desechos líquidos o sólidos produce un impacto
negativo sobre los componentes sociales y
ambientales.
FASES DE LA DEPURACIÓN
La complejidad del sistema de tratamiento es función de los
objetivos propuestos.
El tratamiento de las aguas residuales es una combinación de
operaciones físicas y de procesos biológicos y químicos que
remueven el material suspendido, coloidal o disuelto de dichas
aguas.
Teniendo en cuenta la gran cantidad de operaciones y
procesos disponibles para el tratamiento de aguas residuales,
desde el punto de vista de los rendimientos alcanzados en los
procesos de depuración, es común hablar de pre-tratamiento,
tratamiento primario, tratamiento secundario y tratamiento
terciario o avanzado de aguas residuales.
TRATAMIENTO PRELÍMÍNAR O PRETRATAMIENTO
Su objetivo es, por una parte proteger las instalaciones y su
funcionamiento; y por otra, eliminar o reducir las condiciones
indeseables relacionadas con la apariencia estética de las
plantas.
El tratamiento preliminar se refiere comúnmente a la remoción
parcial de sólidos suspendidos: arenas, gravas, trapos,
plásticos y otros materiales flotantes similares.
TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO
PROCESOS PRÁCTICA
MÁS USUAL
TECNOLOGÍA
ESTABLECIDA
1.- Tratamiento Preliminar
Rejas x
Desarenadores x
TRATAMIENTO PRIMARIO
Constituye un método para preparar el agua para el
tratamiento secundario
Consiste en la remoción de materia sedimentable, para
suavizar la fluctuación de la calidad del agua, igualar los
picos, neutralizar las descargas ácidas o alcalinas, agregar
nutrientes y preparar los desechos para tratamientos
secundarios.
Por lo regular, el tratamiento primario remueve alrededor del
60% de los sólidos suspendidos del agua residual cruda y un
35 a 40% de la DBO.
TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO
PROCESOS PRÁCTICA
MÁS USUAL
TECNOLOGÍA
ESTABLECIDA
2.- Tratamiento Primario
Sedimentación Simple x
Sedimentación por
polielectrolitos
x
Flotación Simple x
Flotación con aire disuelto x
Precipitación química x
Tanques Imhoff x
Fosas sépticas x
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Son los procesos químicos y biológicos usados para la
remoción de orgánicos biodegradables y sólidos
suspendidos, reducción de la concentración de compuestos
de nitrógeno, y uniformización de las cargas orgánicas para
otros tratamientos subsecuentes.
Frecuentemente la desinfección es incluida en la definición
de un tratamiento secundario convencional.
TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO
PROCESOS PRÁCTICA
MÁS USUAL
TECNOLOGÍA
ESTABLECIDA
3.- Tratamiento Secundario
Filtros biológicos convencionales x
Filtros biológicos con medio plástico x
Proceso de lodos activados x
Zanjas de oxidación x
Zanjas de oxidación tipo carrusel x
Unidades de oxidación total x
Lagunas de estabilización x
Lagunas aireadas x
Discos rotativos x
TRATAMIENTO TERCIARIO
Llamado también avanzado, supone la necesidad de
remover nutrientes para prevenir la eutrofización de las
fuentes receptoras o de mejorar la calidad de un efluente
secundario, con el fin de adecuar el agua para su reuso.
Se emplean combinaciones adicionales de procesos y
operaciones unitarias para remover otros constituyentes,
tales como nitrógeno y fósforo, compuestos tóxicos que no
han sido reducidos significativamente por el tratamiento
secundario.
TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO
PROCESOS PRÁCTICA
MÁS
USUAL
TECNOLOGÍA
ESTABLECIDA
4.- Tratamiento Terciario
Cloración para desinfección x
Ozonización x
Filtración rápida x
Adsorción x
Destilación x
Electrodiálisis x
Osmosis reversa x
Intercambio iónico x
Remoción de nutrientes x
TRATAMIENTO POR TIERRA
El tratamiento en el suelo, ahora más comúnmente llamado
“sistemas naturales”, combina mecanismos de tratamiento
físicos, químicos-biológicos, pudiendo producir agua con
una calidad similar o mejor que la de un tratamiento
terciario o avanzado.
PROCESOS COMPLEMENTARIOS
a)Tratamiento de los lodos
Tiene por objeto reducir el contenido de agua de los lodos
provenientes de los procesos señalados, se incluye sólidos
flotantes, lodos químicos y excesos de materiales biológicos.
b)Disposición de los lodos
Una vez tratados y espesados se transportan a lugares en
donde puedan enterarse o incinerarse.
c)Disposición de los líquidos tratados
PROCESOS COMPLEMENTARIOS
Los efluentes de las plantas de tratamiento pueden
disponerse en alguna de las formas:
• En cuerpos receptores de agua, tales corno ríos, lagos,
embalses.
• En el mar.
• Por riego superficial en la tierra.
• Por inyección en pozos profundos.
PROCESOS PRÁCTICA
MÁS USUAL
TECNOLOGÍA
ESTABLECIDA
5.- Tratamiento de lodos
Espesamiento x
Digestión anaerobia x
Digestión aeróbica x
Centrifugación x
Filtración al vacío x
Filtración por prensa x
Elutriación x
Acondicionamiento químico x
Compostaje x
Acondicionamiento térmico x
Incineración Múltiples etapas x
Incineración con lecho fluidizado x
Oxidación húmeda x
Combustión con desechos sólidos x
OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS
Los procesos utilizables para la depuración de las aguas
dependen del tipo de afluente, y pueden clasificarse en
procesos físicos, procesos químicos y procesos biológicos.
•
PROCESOS UNITARIOS FÍSICOS
Los métodos de tratamiento en los cuales la aplicación de
fuerzas físicas predominan son conocidos como
operaciones físicas. Pueden ser:
a. Desbaste por rejillas, tamices o filtración mecánica.
b. Desengrasado para la retirada de grasas, aceites,
hidrocarburos y elementos flotantes en las aguas.
c. Sedimentación para eliminar los sólidos en suspensión
por su mayor densidad con relación a la del agua.
d. Flotación para eliminar materias en suspensión por su
menor densidad con relación a la del agua.
e. Absorción para eliminación de micro contaminantes,
color, fenoles, etc.
PROCESOS UNITARIOS QUÍMICOS
A los métodos de tratamiento en los que la remoción o
conversión de contaminantes se lleva a cabo por la adición
de químicos o por otras reacciones químicas, son
conocidos como procesos unitarios químicos.
a. Floculación y coagulación, utilizable cuando existe
dificultas para la sedimentación de las partículas en
suspensión.
b. Neutralización para modificar el pH.
c. Oxidación.
d. Reducción, como la utilización de sulfato de hiero para
eliminar cromo.
e. Intercambio iónico, para eliminación de cobre, zinc,
plomo, etc.
PROCESOS BIOLÓGICOS
Son los métodos de tratamiento en los cuales la remoción
de contaminantes se hace mediante la actividad biológica.
Se busca en ellos una doble acción: la metabólica y la
floculación de las partículas en suspensión.
Se emplea principalmente para remover las sustancias
orgánicas biodegradables (coloidal y disuelta) de las aguas
residuales. Estas sustancias son convertidas en gases y en
material celular que puede ser removido por
sedimentación.
El tratamiento biológico es también empleado para remover
nutrientes tales nitrógeno y fósforo.
Los procesos convencionales son:
a. Fangos activados
b. Lechos bacterianos
Los procesos anteriores de tratamiento de las aguas deben
complementarse con un proceso de tratamiento de lodos,
donde aparecerán los elementos retirados de las aguas.
La selección del proceso de tratamiento de aguas residuales
o la serie de procesos de tratamiento depende de un cierto
número de factores, entre los que se considera:
• Características del agua residual: DBO (demanda
bioquímica de oxígeno), materia en suspensión, Ph
(potencial de hidrógeno), productos tóxicos.
• Calidad del efluente de salida requerido.
• Coste y disponibilidad de terrenos; ej., ciertos tratamientos
biológicos (lagunaje, estanques de estabilización) son
económicamente viables únicamente en el caso de que se
disponga de terrenos de bajo coste.
• Consideración de las futuras ampliaciones o la previsión de
límites de calidad de vertido más estrictos, que necesiten
el diseño de tratamientos más sofisticados en el futuro.
El objetivo es la reducción de los sólidos en suspensión y
materiales flotantes y el acondicionamiento de las aguas
residuales para su descarga a los cuerpos receptores o
para pasar a un tratamiento secundario. Los tipos
fundamentales de tratamientos primarios que trataremos
son:
Cribado o desbrozo
Sedimentación
Flotación
Neutralización y homogenización
El cribado, también llamado desbrozo, se emplea para la
reducción de sólidos en suspensión de tamaños distintos.
La distancia o las aberturas de las rejillas dependen del
objetivo de las mismas, y su limpieza se hace bien
manualmente o mecánicamente.
Los productos recogidos se destruyen bien por
incineración, o se tratan por procesos de digestión
anaerobia (en ausencia de oxígeno), o se dirigen
directamente a un vertedero.
Las materias sólidas recogidas se suelen clasificar en finos
y gruesos.
La rejilla de finos tiene aberturas de 5mm o menos y se usan
muchas veces en tanques de sedimentación. Sin embargo,
aunque puede llegarse a eliminar entre un 5 y un25% de los
sólidos en suspensión, de un 40 a un 60% se eliminan por
sedimentación.
El uso de tamices finos o con abertura pequeña no es muy
normal porque el atascamiento es normalmente un problema.
Las rejillas o cribas de gruesos tienen aberturas que pueden
oscilar entre los 4 y 8 o 9cm. Se usan como elementos de
protección para evitar que los sólidos de grandes dimensiones
dañen las bombas y otros equipos mecánicos.
A veces se usa trituradora en lugar de rejillas de gruesos. Estos
elementos rompen o desgarran los sólidos en suspensión, que
se eliminan por sedimentación.
La sedimentación se utiliza en los tratamientos de aguas
residuales para separar sólidos en suspensión.
La eliminación de las materias por sedimentación se basa
en la diferencia de peso específico entre las partículas
sólidas y el líquido donde se encuentran, que acaba en el
depósito de las materias en suspensión.
En algunos casos, la sedimentación es el único tratamiento
al que se somete el agua residual. La sedimentación puede
producirse en una o varias etapas o en varios de los puntos
del proceso de tratamiento.
Tipos de sedimentación:
Pueden considerarse 3 tipos de mecanismos o procesos de
sedimentación, dependiendo de la naturaleza de los sólidos
presentes en suspensión.
Sedimentación discreta. En este caso, las propiedades
físicas de las partículas (tamaño, forma, peso específico)
no cambian durante el proceso; no se someten a un
proceso de coalescencia con otras partículas. La
deposición de partículas de arena en los desarenadores es
un ejemplo típico de sedimentación discreta.
Sedimentación con floculación. Proceso a través de la cual
las partículas de un coloide (tamaño menos a una micra),
se aglomeran y forman partículas más gruesas al añadirle
un coagulante líquido. La sedimentación que se lleva a
cabo en los clarificadores o sedimentadores primarios es
un ejemplo de este proceso.
Sedimentación por zonas. Las partículas forman una
especie de manta que se sedimenta como un asa total
presentando una interface distinta con la fase líquida.
Ejemplo de este proceso incluyen la sedimentación de
lodos activos en los clarificadores secundarios y la de los
flóculos de alúmina en los procesos de tratamientos de
aguas.
SISTEMAS DE FILTROS
Pueden emplearse para el tratamiento aeróbico de aguas
residuales industriales y domésticas con una efectividad del
85% para reducir la demanda bioquímica de oxígeno
(DBO) y los solidos suspendidos totales.
Requieren supervisión técnica mínima y sus costos,
comparados con otros tratamientos son mucho más bajo.
El sistema de filtros consta de los siguientes componentes:
cribas, tanques de remoción de arena, clarificador primario,
filtro, clarificador secundario, sistema de desinfección y
tratamiento y disposición de lodos.
Después de la sedimentación primaria, el agua residual es
bombeada a una cama de arena y se hace pasar a través
de esta, donde se remueve la materia orgánica del agua
residual. El agua residual y los sólidos son transportados a
un tanque de sedimentación secundaria en donde son
separados.
FILTRACION
El filtro de arena de limpieza continua es unavance muy importante en la tecnología delfiltrado para procesos generales de aguasresiduales y tratamiento de agua potable.Sus características únicas son la capacidadde limpiar continuamente mientrasmantiene una capa de arena graduada pordonde el agua pasa a través de arenaprogresivamente mas fina según fluye de laentrada a la salida.La filtración de arena remueve gran parte
de los residuos de materia suspendida. Elcarbón activado sobrante de la filtraciónremueve las toxinas residuales.
Tratamiento secundario
El tratamiento secundario de las aguas residualesincluye la purificación biológica del agua. Estosprocesos biológicos son un tipo biológico decrecimiento suspendido, como el lodo cloacal activadoo un tipo de crecimiento adherido, como los filtrosaeróbicos granulares o los contactores biológicos.Estos últimos, que generalmente son aplicables aoperaciones de plantas de tamaño medio, consumenmenos energía que el lodo activado. Los costosenergéticos relacionados con cada una de estasopciones obviamente serán el factor decisivo para laselección final.
El tratamiento secundarioconsume mucha más energíaque el primario, por lo que lasmejoras en eficiencia puedenrepresentar ahorros bastantealtos en costos.Por ejemplo, los dispositivos deaireación, como toberas,difusores o agitadoresmecánicos, que proporcionanoxígeno a los microorganismosy mezclan el lodo de las aguasresiduales, consumen grandescantidades de energía.
Los tanques Imhoff, son un tipode tanque de doble función -recepción y procesamiento- paraaguas residuales.Como todo dispositivo para untratamiento primario, el tanqueImhoff puede ser una parte deuna planta para el tratamientocompleto, y en tal caso sucomportamiento de digestión debetener una capacidad tanto para loslodos secundarios como para losque recibirá de la sobrepuestacámara de sedimentación.
LAGUNAS DE ESTABILIZACION:
La tecnología de lagunas de estabilización es uno de losmétodos naturales más importantes para el tratamiento deaguas residuales. Las lagunas de estabilización sonfundamentalmente reservorios artificiales, que comprendenuna o varias series de lagunas anaerobias, facultativas y demaduración.El tratamiento primario se lleva a cabo en la laguna anaerobia,la cual se diseña principalmente para la remoción de materiaorgánica suspendida (SST) y parte de la fracción soluble demateria orgánica (DBO5).La etapa secundaria en la laguna facultativa remueve lamayoría de la fracción remanente de la DBO5 soluble pormedio de la actividad coordinada de algas y bacteriasheterotróficas.
LAGUNAS DE ESTABILIZACION:
El principal objetivo de la etapa terciaria en lagunas demaduración es la remoción de patógenos y nutrientes(principalmente Nitrógeno).
Las lagunas de estabilización constituyen la tecnología detratamiento de aguas residuales más costo-efectiva para laremoción de microorganismos patógenos, por medio demecanismos de desinfección natural.
Las lagunas de estabilización son particularmente adecuadaspara países tropicales y subtropicales dado que la intensidaddel brillo solar y la temperatura ambiente son factores clavepara la eficiencia de los procesos de degradación .
LAGUNAS ANAEROBIAS
Estas son las unidades mas pequeñas de la serie. Por
lo general tienen una profundidad de 2-5 m y reciben
cargas orgánicas volumétricas mayores a 100 g
DBO5/m3 d.
Estas altas cargas orgánicas producen condiciones
anaerobias estrictas (oxigeno disuelto ausente) en
todo el volumen de la laguna.
En términos generales, las laguna anaerobia
funcionan como tanques sépticos abiertos y trabajan
extremadamente bien en climas calientes
LAGUNAS FACULTATIVAS
Estas lagunas pueden ser de dos tipos:• laguna facultativas primarias que reciben aguas
residuales crudas, y• laguna facultativas secundarias que reciben aguas
sedimentadas de la etapa primaria (usualmente elefluente de una laguna anaerobia).
Las laguna facultativas son diseñadas para remoción deDBO5 con base en una baja carga orgánica superficialque permita el desarrollo de una población algal activa.De esta forma, las algas generan el oxígeno requeridopor las bacterias heterotróficas para remover la DBO5soluble.
LAGUNAS DE MADURACIÓN
Estas lagunas reciben elefluente de laguna facultativas ysu tamaño y número dependede la calidad bacteriológicarequerida en el efluente final.Las lagunas de maduración sonunidades poco profundas (1.0-1.5 m) y presentan menosestratificación vertical, al tiempoque exhiben una buenaoxigenación a través del día entodo su volumen.
ZANJAS DE OXIDACION:
El proceso de zanja de oxidación es una
modificación del sistema biológico de tratamiento delodos activados que emplea tiempos extensos deretención de lodos.Los sistemas de tratamiento típicos con zanjas deoxidación tienen una configuración de anillo, óvalo otanque en forma de herradura en donde seencuentran múltiples canales, por lo que se lesdenomina como reactores de tipo carrusel.Aireadores montados en forma vertical u horizontalproporcionan la circulación de agua, la transferenciade oxígeno y aireación en las zanjas.
ZANJAS DE OXIDACION:
PLANTAS DE FILTROS PERCOLADORES
En sus formas más simples estánconstituidos por una masa (o lecho) dematerial pedregoso, carbón, desechos dealtos hornos, etc. a través del cual se hacepacer, por percolación, el liquido, que hasido previamente clarificado. Sobre lasuperficie del sustrato sólido se colocan lascolonias de bacterias que se alimentantanto de los compuestos orgánicos delcarbón como de los del licor que circula através del lecho.
Esto da como resultado que después dealgunas semanas se cree un estratogelatinoso, donde los hongos constituyenel 50% de la masa biológica total, la cualdegrada las sustancias y los coloidespresentes en el agua a través de procesosaerobios. La altura del estrato filtrante estáen torno a los 2 – 3 m. Por efecto decomplejos fenómenos tiene lugar uncontinuo desprendimiento del sustrato dela membrana biológica, lo cual hacenecesaria una sedimentación secundariadespués del filtro percolador.
PLANTAS DE FILTROS PERCOLADORES
Un proceso de lodo activadoes un tratamiento biológicoen el cual se agita y aéreauna mezcla de agua dedesecho y un lodo demicroorganismos, y de lacual los sólidos se remueveny recirculan posteriormenteal proceso de aireación,según se requiera.
Biodiscos: son discos de grantamaño parcialmentesumergidos en una balsa conagua residual y con movimientode giro lento que provoca elcontacto del agua residual y delaire con su superficie. Seproduce así una capa biofilmsobre estos discos que degradanla materia orgánica.
Los biodiscos se diseñan conondulaciones para conseguir lamayor superficie e contactoagua residual-biofilm.
Los discos se sumergen parcialmente (aprox. el40% de su diámetro) en una cuba por la quepasan las aguas residuales a depurar.
El contacto entre aguas residuales y discosfavorece la formación de flora bacteriana sobreéstos últimos.
La flora, gracias a la rotación continua de losdiscos es sumergida alternativamente en ellíquido (donde recoge la sustancia orgánicanecesaria para su nutrición) y es llevada acontacto con el aire (donde se satura deoxígeno, otro elemento fundamental delproceso de oxidación biológica).
La capa de flora bacteriana, una vez agotadosu propio ciclo vital, se separa de formaautónoma de la superficie de los discos bajoforma de flóculos de fácil sedimentación.
DIGESTORES
El uso de digestores anaerobioses más común cada día, ya seapara el tratamiento de excretasanimales, la producción debiogás, la purificación de aguasresiduales, y la elaboración debiofertilizantes.
Existen varios tipos debiodigestores y se clasificansegún el régimen de carga y ladirección del flujo en su interior.
DIGESTORES
Régimen:
- flujo continuo:son los que reciben su carga por medio deuna bomba que mantiene una corrientecontinua.-flujo semi-continuo:son los que reciben una carga fija cada día yaportan la misma cantidad
-estacionarios son los que se cargan de unasola vez y pasado el tiempo de retención sevacían completamente.
• Tratamientos acuáticos:Tratamientos con jacintosTratamientos con lenteja de aguaHumedales
Sistemas de tratamiento sobre el suelo:Proceso de tasa lenta o irrigación
Procesos de infiltración rápidaProceso de flujo sobre el suelo
