hasta la 50.pdf

1. Introduccin

2. Composicin de las aguas naturales

3. Contaminacin de las aguas naturales

4. Procesos de autodepuracin

5. Parmetros de caracterizacin del agua residual

6. Legislacin

7. Tratamiento de aguas residuales

8. Tratamiento de fangos

9. Ejemplos de EDAR

Unidad Didctica 1

Contaminacin de Aguas

1. Introduccin





6. Legislacin



9. Ejemplos de EDAR

1.1. Necesidades de agua 1.2. Localizacin del agua 1.3. Ciclo del agua

CONTAMINACIN DE AGUAS

1. INTRODUCCIN

Aguas Naturales

Medio receptor

AGRICULTURA

INDUSTRIA

VIVIENDAS

OTROS USOS

ETAP

EDARI

EDARU

Depuracin centralizada

ETAP: Estacin de Tratamiento de Aguas Potables

EDARI: Estacin Depuradora de Aguas Residuales Industriales

EDARU: Estacin Depuradora de Aguas Residuales Urbanas

1. INTRODUCCIN

1.1. Necesidades de agua

El 72% del agua urbana consumida en Espaa es de uso domstico, mientras que el consumo industrial y comercial alcanza el 21% del total y el 7% restante se asigna a otros usos.

Uso del agua segn el tamao de la poblacin

1. INTRODUCCIN

1.1. Necesidades de agua

Los sistemas de abastecimiento urbano suministran 4.066 millones m3/ ao . La dotacin de agua el agua que sale de los depsitos de distribucin para el consumo - es de 236 litros por habitante/da. Esta cifra ha ido paulatinamente descendiendo en las dos ltimas dcadas, suponiendo una disminucin de la dotacin de agua del 24% entre 1987 y 2010. El consumo medio domstico diario por habitante se sita en 126 litros de agua .

Instituto Nacional de Estadstica (2011)

DISTRIBUCIN DE LOS RECURSOS DE AGUA (1.360.000.000 KM3)

LOCALIZACIN VOLUMEN AGUA (KM3) PORCENTAJES

AGUAS CONTINENTALES Aguas superficiales Lagos de agua dulce Lagos salados y mares interiores Promedio de ros Aguas subterrneas Retencin de suelos y zona de aireacin Hasta 800 m de profundidad A partir de 800 m

8.637.250

125.000 104.000

1.250

67.000 4.170.000 4.170.000

0,6421 0,009 0,008

0,0001 0,005 0,31 0,31

GLACIARES 29.200.000 2,15

ATMSFERA 13.000 0,001

OCANOS 1.322.000.000 97,2

1. INTRODUCCIN 1.2. Localizacin del agua

1. INTRODUCCIN 1.3. Ciclo del agua

1. Introduccin





6. Legislacin



9. Ejemplos de EDAR


2. COMPOSICIN DE LAS AGUAS NATURALES

Gases disueltos Slidos en suspensin Slidos disueltos Microorganismos

COMPARACIN AGUAS SUPERFICIALES Y AGUAS SUBTERRNEAS

CARACTERSTICA AGUAS SUPERFICIALES AGUAS SUBTERRNEAS

Mineralizacin Oxgeno disuelto Sulfuro de hidrgeno Color Turbidez Hierro y manganeso Compuestos orgnicos Contaminacin

baja saturadas ausente

presentan presentan

infrecuente variable

frecuente

elevada bajo

puede estar presente no presentan no presentan

frecuente variable

infrecuente

1. Introduccin





6. Legislacin



9. Ejemplos de EDAR


Debida a vertidos procedentes de industrias, uso domstico y

agricultura/ganadera.

Clasificacin

1.Compuestos orgnicos biodegradables

2.Patgenos

3.Nutrientes

4.Salinidad

5.Metales pesados

6.Trazas de compuestos orgnicos

7.Sustancias radiactivas

8.Contaminacin trmica

9.Sedimentos

3. CONTAMINACIN DE LAS AGUAS NATURALES

2. PATGENOS

Organismos que crecen y se multiplican en el husped.

Cada patgeno tiene una va de entrada al husped.

Asociados al agua potable; Bacterias que provocan clera, tifus, disentera, Virus que

provocan la hepatitis infecciosa y poliomielitis, Parsitos intestinales

3. NUTRIENTES

Elementos qumicos esenciales para el crecimiento de los seres vivos.

N, P, C, S, K, Ca, Fe, Mn, B, Co

Son contaminantes cuando sus concentraciones son tan elevadas que permiten el

crecimiento excesivo de algas.

Cuando [N] y [P] son elevadas (debido a la actividad humana) se produce el proceso de

EUTROFIZACIN


4. SALINIDAD Poder utilizar un agua depender de un factor limitante, la [Sales disueltas].

Debido a:

Mineralizacin en su paso a travs de las rocas y el suelo.

Efluentes industriales procedentes de las neutralizaciones cido-base.

Aguas residuales urbanas (A.R.U.). Sal comn procedente del deshielo de

carreteras.

Evaporacin del agua.

Segn su salinidad (Cloruros) podemos hablar de:

Agua potable

Naturales Salobres Salinas Mar [30000- 34000] ppm

< 500 mg/L < 1500 mg/L < 5000 mg/L < 30000 mg/L


5. METALES PESADOS

Al, As, Be, Bi, Cd, Zn, Co, Cu, Cr, Sn, Fe, Mn, Hg, Ni, Pb, Se, Ti..

Algunos son nutrientes de animales y plantas, pero a partir de una determinada

concentracin son TXICOS.

Via entrada, ingestin. Absorcin parcial o total.

Principal caracterstica: PERSISTENCIA EN EL MEDIO AMBIENTE (no pueden degradarse

ni biolgica ni qumicamente).

PROCESO DE BIOAMPLIFICACIN O BIOACUMULACIN: cualquier sustancia es ms

soluble en tejidos de organismos vivos que en el aire o agua que se encuentran.


6. COMPUETOS ORGNICOS TRAZAS

Procedentes de las industrias: Plsticos, Carburantes, Disolventes, Pinturas, Plaguicidas,

Detergentes, Aditivos alimentarios, Productos farmacuticos..

Son difcilmente biodegradables o no bd. Efectos someterse a largas exposiciones a

concentraciones bajas.

7. SUSTANCIAS RADIACTIVAS

Sustancias relacionadas con los residuos procedentes del ciclo de Produccin y Utilizacin

del URANIO.

Algunos son de origen natural: K-40 y Ra-226.

En aguas subterrneas, el Rn (Radn) posee una alta peligrosidad.


8. CONTAMINACIN TRMICA

Procedente del empleo del agua como refrigerante en procesos industriales.

Dentro de ciertos lmites, el T favorece el crecimiento de peces y animales acuticos,

pero a partir de T umbral, aumentan las velocidades de las reacciones metablicas

aumentando la necesidad de O2 y disminuyendo por tanto la disponibilidad del mismo.

Un aumento de la T del agua hace que la solubilidad del O2 en agua disminuya.


9. SEDIMENTOS

Mezcla de arena, barro, materia orgnica y diversos minerales.

La mayora se producen como consecuencia de:

EROSIN, ARENA de las orillas de los cauces, EFLUENTES INDUSTRIALES Y

DOMSTICOS

El agua de los ros transporta materia en suspensin. Cuando llegan a un lago o embalse,

estos actan como una balsa de decantacin, reduciendo su capacidad sin que

desaparezca la turbidez y adems afecta a la vida de los fondos.


1. Introducccin





6. Legislacin



9. Ejemplos de EDAR


M.O. + microorg + O2 materia celular + energa + CO2 +H2O + NH3 aerobios

Catabolismo

Anabolismo

4. PROCESOS DE AUTODEPURACIN

Problema: Exceso de M.O. condiciones anaerobias

Autodepuracin slo posible en condiciones aerobias

-Variacin del contenido en oxgeno del agua de un ro que recibe una descarga de materia orgnica.

-Evolucin de los microorganismos en el proceso de autodepuracin

La capacidad autodepuradora de los ros tiene un lmite

Necesidad de depurar las aguas residuales

4. PROCESOS DE AUTODEPURACIN

x, t

org

O2 d

Sustrato

Concentracin

Autodepuracin

1. Introduccin





6. Legislacin



9. Ejemplos de EDAR

5.1. Parmetros Fsicos 5.2. Parmetros Qumicos 5.3. Otros parmetros


FSICOS

- Temperatura

- Color

- Turbidez

- Contenido en Slidos

- Conductividad

QUMICOS

- pH

- Materia orgnica

- N y P

OTROS PARMETROS - Toxicidad; Ensayos con materias inhibidoras (LC50 y EC50) - Organismos patgenos; Ensayos con organismos indicadores

5. PARMETROS DE CARACTERIZACIN DEL AGUA RESIDUAL

FISICOS

Temperatura: Importante por su relacin con otras propiedades de la muestra (velocidad de reacciones qumicas, solubilidad, gases disueltos, amplificacin de olores......)

Color: Presencia de slidos de naturaleza orgnica i inorgnica. Se mide por comparacin con patrones coloreados.

Turbidez: Relacionada con los slidos en suspensin (tipo coloidal; 0.001 - 1 m). Es una medida de la cantidad de luz absorbida o dispersada. Dos mtodos de medida: Turbidmetra; transmisin de la Luz blanca.(NTU) Nefelometra; intensidad luz blanca dispersada. Conductividad elctrica: Informacin sobre la cantidad de sales disueltas en una disolucin. Conductmetro; mS/m o S/cm


FISICOS

Contenido en slidos: clasificacin

NATURALEZA

- ORGNICOS (Voltiles); Sustancias de origen animal o vegetal que contienen H,C,O pudiendo estar combinados con N,S,P

- INORGNICOS (Minerales); Sustancias inertes (como cenizas) que se forman despus de someter la muestra a 550C

TAMAO - DISUELTOS: pasan a travs de un filtro de fibra de vidreo de 1,2 micras

- SUSPENSIN

SEDIMENTABILIDAD - SEDIMENTABLES: V30 o V60 - NO SEDIMENTABLES

SLIDOS TOTALES CONTENIDOS EN UN AGUA RESIDUAL

SLIDOS TOTALES (600 ppm)

SLIDOS SUSPENDIDOS (200)

S. sedimentables (120)

Orgnicos (90)

Inorgnicos (30)

S. No sedimentables (80)

Orgnicos (55)

Inorgnicos (25)

SLIDOS FILTRABLES (400)

S. Coloidales (40)

Orgnicos (30)

Inorgnicos (10)

S. disueltos (360)

Orgnicos (125)

Inorgnicos (235)

QUIMICOS

pH: Medida de los H+ presentes en la muestra. Aparato de medida es el

pHmetro. Aporta informacin de las R qumicas que pueden darse en la muestra

as como la actividad biolgica de los microorganismos (6-8).

Materia orgnica: DBO, DQO y COT

N y P: NKT y NT


Valores tpicos de un agua residual urbana (ARU) son:

Parmetros Concentracin (ppm)

DBO5 100-400

DQO 250-1000

ST 200-1200

SS 100-400

NTK 20-80

P TOTAL 5-20

pH 6,5-8,5

CONDUCTIVIDAD 1-2 mS/cm


DBO5 700-1000

DQO 2000-3000

SS 300-500

NTK 300-400

P TOTAL 15-20

pH 6-8


Valores tpicos de un agua residual de industria agroalimentaria

Valores tpicos de un agua residual industria metal mecnica


DBO5 100-200

DQO 1500-2000

SS 100-200

NTK 30-50

P TOTAL 15-20

pH 4-6


1. Introduccin





6. Legislacin



9. Ejemplos de EDAR

6.1. Legislacin agua residual urbana 6.2. Legislacin agua residual indistrial


6.1.LEGISLACIN AGUAS RESIDUALES URBANAS.

Disposicin legal UE Directiva europea 91/271

6.2.LEGISLACIN AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

1. Vertido a cauce: Organismo de Cuenca: Confederacin Hidrogrfica.

Vertidos de AR procedentes EDARU

2. Vertido a alcantarillado: En la Comunidad Valenciana EPSAR. Ordenanza municipal de vertido

3. Vertido al mar: Ley de Costas 22/1988

Vertidos a zonas normales. Vertidos a zonas sensibles. Vertidos a zonas menos sensibles.

6. LEGISLACIN

Habitante-equivalente: 60g DBO5 /da

Zona sensible: susceptible a padecer problemas de eutrofizacin

DIRECTIVA 91/271/CEE

DEFINICIONES

6.1. LEGISLACIN ARU

Requisitos para los vertidos procedentes de instalaciones de TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. Se aplicar el valor de concentracin o el porcentaje de reduccin.

Parmetros Concentracin % mnimo reduccin Mtodo de medida de referencia

DBO5 a 20C sin

nitrificacin 25 (mg/L) O2 70-90

Muestra homogeneizada, sin decantar. Determinacin del oxgeno disuelto ntes de 5 das de incubacin a 20 C, en completa oscuridad. Aplicacin de un inhibidor de la nitrificacin.

DQO 125 (mg/L) O2 75 Muestra homogeneizada, sin filtrar ni decantar. Dicromato potsico.

STS 35 (mg/L) ms de 10.000 HE 60 (mg/L) de 2.000 a 10.000 HE

90

70

-Filtracin de una muestra representativa a travs de una membrana de filtracin de 0,45 m. Secado a 105C y pesaje. -Centrifugacin de una muestra representativa (durante 5 minutos mnimo, con aceleracin de 2800 a 3200 g), secado a 105C y pesaje.

Los anlisis de vertidos procedentes de fosos de fermentacin se llevarn a cabo sobre muestras filtradas; no obstante, la concentracin de slidos totales en suspensin en las muestras de aguas sin filtrar no debern superar los 150 mg/L.

6.1. LEGISLACIN DE ARU. Directiva 91/271 (Real Decreto-Ley 11/1995)

Requisitos para los vertidos procedentes de instalaciones de TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. Se aplicar el valor de concentracin o el porcentaje de reduccin.

6.1. LEGISLACIN DE ARU. Directiva 91/271 (Real Decreto-Ley 11/1995)

Parmetros Concentracin % mnimo reduccin Mtodo de medida de

referencia

Fsforo total

2 (mg/L) P de 10.000 a 100.000 HE 1 (mg/L) P ms de 100.000 HE

80 Espectrofotometra de absorcin molecular.

Nitrgeno total (*)

15 (mg/L) N de 10.000 a 100.000 HE 10 (mg/L) ms de 100.000 HE

70-80 Espectrofotometra de absorcin molecular.

(*) Nitrgeno total equivale a la suma de Nitrgeno Kjeldahl = (Norgnico + Namoniacal ), nitrgeno en forma de nitrato (NO3) y nitrgeno en forma de nitrito (NO2).

6.1. LEGISLACIN DE ARI.

1. Vertidos a cauce. (R.D. 606/2003)

pH 5,5-9,5 SS 80 mg/L DBO5 40 mg/L DQO 160 mg/L Aceites y grasas

20 mg/L

Organismo de Cuenca: Confederacin Hidrogrfica.

6.1. LEGISLACIN DE ARI.

2. Vertidos a alcantarillado:

En la Comunidad Valenciana EPSAR (Entidad pblica de saneamiento de aguas residuales). Ordenanza municipal de vertido.

http://www.epsar.gva.es/ Explotacin de EDARUs Canon de Saneamiento

EPSAR

CANON DE SANEAMIENTO en la comunidad valenciana Canon (/ao) = Volumen vertido (m3/ao) Precio (/m3) Coeficiente

Depende de si el uso es domstico o industrial

Depende de la naturaleza del vertido

POBLACIN (habitantes)

CUOTA DE CONSUMO (/m3)

CUOTA DE SERVICIO (/ao)

500-3.000 0.234 23.66 3.001-10.000 0.283 29.98

10.001-50.000 0.325 34.52 > 50.000 0.352 35.86

B. USO INDUSTRIAL.

CONSUMO (m3/ao)

CUOTA DE CONSUMO (/m3)

CUOTA DE SERVICIO (/ao)

3.000 uso domstico uso domstico > 3.000 0.449 segn calibre contador

A. USO DOMSTICO.

Ley de presupuestos de la CV CANON DE SANEAMIENTO (2012)

LEGISLACIN COMUNIDAD VALENCIANA

Vertido al dominio pblico martimo-terrestre:

- Ley 22/1988 de Costas

Vertido al dominio pblico hidrulico

- Ley 29/1985

- Ley 46/1999

- RD 606/2003

Vertido a la red de alcantarillado - Ordenanza Municipal

Legislacin estatal relativa a vertidos para ARI

Agua Residual

Cumple Lmites de Vertido a dominio pblico hidrulico

(R.D. 606/2003)

Vertido a cauce

NO cumple Lmites de Vertido a dominio pblico

hidrulico

(R.D. 606/2003)

Cumple Ordenanza Municipal

Vertido a alcantarillado

NO cumple Ordenanza Municipal

Tratamiento en EDARU

(cumplir Directiva 91/271/CEE)

Depurar en propia empresa

Cierre empresa

Competencia: Organismo de Cuenca

Competencia: Ayuntamiento

Legislacin Estatal

Legislacin Europea

1. Introduccin





6. Legislacin



9. Ejemplos de EDAR


EDAR

AGUAS PLUVIALES (escorrenta superficial)

ARU

ARI

Colector Aliviadero

Exceso de agua

Bombeo

Filtraciones o aportaciones incontroladas al ALCANTARILLADO

TRATAMIENTO A.R. depende: 1- Grado de contaminacin (clculos de parmetros) 2- Calidad del agua que se quiere obtener

7. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES

TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL EN LA EDAR

TRATAMIENTO DEL AGUA

TRATAMIENTO DEL FANGO

Tipos de tratamiento:

1. Pretratamiento

2. Tratamiento primario

3. Tratamiento secundario

4. Tratamiento terciario


EL OBJETIVO ES, eliminar slidos gruesos, aceites, arenas, etc.

OPERACIONES:

A) Desbaste: Rejas y Tamices

B) Desarenado y Desengrasado

A) Desbaste Rejas

Objetivo es eliminar slidos gruesos (se compactan y llevan a vertedero o

incineracin). Se pretende eliminar problemas de OBTURACIONES en canales,

tuberas y conducciones en general.

Se clasifican segn: Sistema de limpieza (manual o mecnica)

Separacin entre barras (finas, medias o gruesas)

Seccin de los barrotes (circulares, cuadrados o rectangulares)

7.1. PRETRATAMIENTO


A) Desbaste

Tamices

Objetivo es la eliminacin de slidos mediante MALLAS FILTRANTES (TAMICES).

Se clasifican en vibratorios, rotativos y estticos. Estos ltimos elevan una reja constituida

por barras horizontales con limpieza peridica (agua a presin) o autolimpiables.

DESBASTE, es la parte de la LINEA que mayor problema genera, debido: - Septicidades producidas durante el trasvase del agua hasta la depuradora - Es AR bruta - Ratas

7.1. PRETRATAMIENTO


B) Desarenado

Objetivo es extraer grava, arena y partculas minerales ms o menos finas. Separa sustancias de tamao > 0,2 mm.

Funcin: - Evitar la formacin de depsitos en conducciones

- Proteger equipos mecnicos de abrasiones y desgastes

- Evitar su acumulacin en digestores (vaciar y limpiar con ms frecuencia). Sin desarenador

se depositan en el decantador primario.

Consiste:

Ensanchamiento del canal. Disminucin de la v del agua (< 0,3 m/s) y permite que la arena sedimente. Los slidos con menor densidad se mantienen en suspensin y decantan las

arenas

Las arenas extradas no se pueden utilizar ya que contienen "algo" de materia orgnica

adherida a la superficie de la partcula.

7.1. PRETRATAMIENTO


B) Desarenado

Una forma de obtener arenas LIBRES de materia orgnica es mediante el DESARENADOR

AIREADO

Ventajas:

- El aire inyectado evita o disminuye la produccin de OLORES y beneficia los tratamientos

posteriores.

- El aire inyectado favorece la separacin de la materia orgnica adherida a la arena, con lo

que evita el lavado posterior de la misma.

- Prdidas de carga muy pequeas.

7.1. PRETRATAMIENTO


C) Desengrasado

Objetivo: eliminar aceites y grasas

- Se efecta junto con el desarenado

- Necesario puesto que la presencia de aceites y grasas en la superficie del agua dificulta la

oxigenacin de la misma.

Consiste:

La densidad de aceites y grasas es inferior a la del agua, stas tienden a subir a la

superficie por FLOTACIN NATURAL.

Se produce en el DESARENADOR AIREADO, est claro que la disminucin de la v paso

del agua ofrece una superficie tranquila y permite la separacin.

La recogida en la superficie se realiza por vertido o por rascado.

7.1. PRETRATAMIENTO


Desarenador aireado

7.1. PRETRATAMIENTO


Desengrase

EL OBJETIVO: separacin por medios fsicos de los S.S. que no han sido

retenidos en los pretratamientos.

CLASIFICACIN:

- Tanque de homogeneizacin y neutralizacin.

- Tanques decantacin primaria; estticos y dinmicos.

- Procesos de coagulacin-floculacin.

- Flotacin; F aireacin, FAD, F por vaco.

7.2.TRATAMIENTO PRIMARIO


Objetivo: homogeneizar las cargas del agua residual a planta.

La DBO5 que entra al D primario o al reactor ser siempre la misma.

El reactor funciona siempre sin interferir para nada las "paradas" en la fabricacin (fin de

semana en polgonos industriales).

Consiste:

El equipo de mezclado se dimensiona para mantener homogneo el contenido del tanque y

para evitar la deposicin de slidos en el interior del mismo.

La aireacin es necesaria para evitar que las aguas se vuelvan spticas.

Neutralizantes ms utilizados; sosa custica, cal, la caliza, CO2, NH3, HCl, HNO3, Na2CO3,

H2SO4.

Tanque de homogeneizacin y neutralizacin

7.2. TRATAMIENTO PRIMARIO


Tanque de decantacin

Objetivo: eliminar los slidos fcilmente sedimentables y el material flotante.

- Funcin :es reducir la carga del agua residual antes de entrar al tratamiento biolgico.

-Principio bsico; siempre que un lquido que contenga SS y se encuentra en "relativo

reposo", los slidos con P especfico superior al lquido, se depositan y si P especfico es inferior,

tienden a ascender.

- Decantadores estticos y dinmicos

- Decantador primario en ARU suele eliminar SS (5070 %) y DBO5 (25 40 %)

dependiendo del t de retencin del agua en el decantador



Tanque de decantacin dinmicos

Tanque de decantacin lamelares (estticos)

Detalle de celdas lamelares

Tanque de decantacin lamelares (estticos)

Coagulacin-Floculacin

Objetivos:

- Aumentar la eliminacin de SS y la DBO en el Decantador primario.

- Acondicionar el AR que contenga vertidos industriales

- Mejorar la eficiencia de los Decantador secundario, especialmente en el proceso de FA.

Consiste:

Tratamiento que utiliza productos qumicos que rompen el estado coloidal (muy estable)

de las partculas y forman flculos de gran tamao de forma que puedan aglomerarse.

Se lleva a cabo en tanques independientes o en los conductos y tuberas que conectan

entre s las unidades de tratamiento.



Flotacin

Objetivos: eliminar SS con una densidad prxima a la del agua, as como aceites y grasas. Puede ser: NATURAL o FORZADA (tres tipos)

1. Flotacin por aireacin

2. Flotacin por aire disuelto (FAD)

3. Flotacin por vaco

Cmo se consigue la separacin?

Consiste:

Introducir finas burbujas de gas (generalmente aire) en el agua. Las burbujas se adhieren a las partculas, formando el conjunto PARTCULA-BURBUJA.

Este conjunto experimenta una F ascensional que hacen que suban a la superficie del agua,

tanto partculas cuya densidad es superior a la del agua como las partculas cuya densidad

es inferior (aceite, grasas).



Flotacin

VENTAJA principal de la Flotacin frente la Decantacin:

- La F permite eliminar MEJOR y en MENOS tiempo las partculas ligeras o pequeas cuya

deposicin es lenta.

- Las BURBUJAS se aaden o se induce a su formacin mediante tres mtodos:

Flotacin por aireacin: Aireacin a presin atmosfrica

Flotacin por aire disuelto (FAD): inyeccin de aire en el lquido sometido a presin y

posterior liberacin de la presin a la que est sometido el lquido.

Flotacin por vaco: saturacin con aire a P atmosfrica seguido de la aplicacin del

vaco al lquido.



Flotacin

OBJETIVO: mediante tratamientos biolgicos.

1- Reducir la materia orgnica biodegradable (DBO)

2- Reducir la materia orgnica y nutrientes.

Los microorganismos se encargan de eliminar la m.o. del AR y utilizan la E

procedente de la oxidacin de m.o. para llevar a cabo los procesos de sntesis de

material celular.

Procesos aerobios (O2) y anaerobios (sin O2)

CLASIFICACIN:

1- Microorganismos en suspensin: Fangos Activos

2- Microorganismos en pelcula: Lechos Bacterianos y Biodiscos

7.3. TRATAMIENTO SECUNDARIO


1- Microorganismos en suspensin: Fangos activos

1- El AR se introduce en un reactor el cual contiene un CULTIVO BACTERIANO AEROBIO

EN SUSPENSIN (SSLM).

2- Las condiciones aerobias se consiguen: DIFUSORES, EYECTORES, AIREADORES

MECNICOS. Todos estos sistemas sirven para mantener el Lcor de Mezcla en estado

de MEZCLA COMPLETA.

3- Pasado un determinado tiempo de retencin en el reactor (tR), el agua pasa al decantador

secundario para separar el AR tratada del cultivo bacteriano.

4- Una parte de las clulas sedimentadas se RECIRCULA al reactor, para mantener la

concentracin de microorganismos en el reactor CONSTANTE. La otra parte se purga

del sistema; son los denominados Fangos secundarios.

Dependiendo de la EFICACIA que queramos obtener del proceso, el nivel de

microorganismos (masa biolgica) variar.



MICROBIOLOGA DEL PROCESO

- Para proyectar un sistema de FA correctamente, es necesario CONOCER Y COMPRENDER

la importancia dentro del sistema, de los MICROORGANISMOS.

- En el proceso las BACTERIAS son las ms importantes puesto que son las encargadas de

degradar la m.o. del AR., aunque las actividades metablicas de otros microorganismos son

tambin necesarias para que las bacterias lleven a cabo su funcin.

- IMPORTANTE : Las bacterias deben descomponer la m.o. lo mas rpidamente posible y

deben formar un flculo compacto para que se pueda separar en el decantador secundario.

Si se aumenta el tR celular se mejoran las caractersticas de sedimentacin del flculo (para

AR domsticas t = 3 4 dias)

- El Reactor empleado puede ser; Flujo Pistn o Mezcla completa.



1-Fangos activos

MICROBIOLOGA DEL PROCESO



1-Fangos activos

Microorganismos



1-Fangos activos

Microorganismos asociados a flculos

Clasificacin del proceso de FA en funcin de la carga msica

PROCESO CM Reduccin

DBO5 SSLM

(Kg/m3 ) CARACTERSTICAS

Aireacin prolongada (Oxidacin prolongada)

< 0,1 (< 0,05) 95 % 3,5 - 4,5

Metabolismo endgeno de los org. EDAR < 20000 HE Reactor gran dimensin tR 24 horas No hay decantador 1ario Fango purga estabilizado r > 1

Convencional 0,2 < CM < 0,5 85 - 95 % 2,5 - 3,5 EDAR > 20000 HE r entre 0,5 y 1 tR entre 4 y 8 horas





1-Fangos activos: reactor biolgico



1-Fangos activos: reactor biolgico

Turbinas superficiales



2. Microorganismos en pelcula: Lechos bacterianos y Biodiscos

Consisten:

Utilizan un soporte donde se adhieren los microorganismos:

Tipos de Soporte:

Lechos Bacterianos; Lecho formado por un medio sumamente permeable = Medio filtrante

- Medio filtrante: materiales de plstico de relleno: circulares, cuadrados y otras formas.

- Al medio se adhieren los microorganismos y a travs de l percola el AR.

- Profundidad del lecho 4 - 12 m.

- Incluyen un sistema de drenaje interior que recoge el AR tratada y pasa al D secundario

donde se separan los fangos del agua tratada biolgicamente. .

Biodiscos; soporte cilndrico que giran sobre un eje.



Eliminacin de nitrgeno (eliminacin biolgica)

NITRIFICACIN-DESNITRIFICACIN

AR

Anxico Decant. secund

Recirculacin externa Purga

Agua tratada

Aerobio

Tratamiento primario

Recirculacin interna

Eliminacin de fsforo

- Eliminacin biolgica por cambio de condiciones anaerobias - aerobias)

- Eliminacin qumica (precipitacin)

Eliminacin conjunta de nitrgeno y fsforo

- Eliminacin biolgica ambos.

- Biolgica el nitrgeno y por precipitacin el fsforo



2. Microorganismos en pelcula: Lechos bacterianos y Biodiscos



7.4. TRATAMIENTO TERCIARIO


OBJETIVO: eliminacin de contaminantes especficos presentes en el agua.

Procesos caros, slo se utilizan o aplican cuando:

Reutilizacin del agua.

Eliminacin contaminante especfico

Tratamiento de agua de red

Aguas de pozo para uso industrial

CLASIFICACIN:

1- Adsorcin

2- Intercambio inico

3- Separacin por membranas

4- Oxidacin avanzada

5- Desinfeccin

Los tratamientos enfocados a la

reutilizacin o regeneracin del agua

depurada son:

- MF y UF

- Radiacin UV (desinfeccin)

- Filtro de Arena

Permeado

Rechazo

Disolucin alimento - Permiten eliminar la materia disuelta Se clasifican segn la fuerza impulsora de la separacin 1. Diferencia de presin

MF y UF NF y OI

2. Diferencia de potencial ELECTRODILISIS

Diferencia de presin: Microfiltracin y Ultrafiltracin Se diferencian en el tamao de molculas que separan.

Materiales de las membranas: Orgnicos e Inorgnicos

1 100 nm1 5 barUF

0,1 10 m< 2 barMF

Espesor de capa activaPresin de trabajoProceso membrana

1 100 nm1 5 barUF

0,1 10 m< 2 barMF

Espesor de capa activaPresin de trabajoProceso membrana

SEPARACIN POR MEMBRANAS



OXIDACIN AVANZADA

Elimina contaminantes NO BIODEGRADABLES (presentes en ARI)

En el proceso de la oxidacin se utilizan compuestos con "ALTO PODER

OXIDANTE".

CNB OA Convierte

CO2 + H2O Transforma

Compuestos menos peligrosos

Para AR los oxidantes utilizados son:

OZONO, H2O2, (O3 + RADIACIN UV), (O3 + RADIACIN UV + H2O2),

OXIDACIN HMEDA ( elevadas T y P)



Se define como La eliminacin selectiva de los organismos que causan

enfermedades.

Mtodos ms empleados:

(1) Agentes qumicos

(2) Agentes fsicos



DESINFECCIN

Agentes qumicos Los desinfectantes deben ser:

1- Seguros en su aplicacin y manejo.

2- Medible y cuantificable despus de su aplicacin.

Productos qumicos oxidantes:

CLORO (tb el Br y el I) : universalmente empleado. Destruye la m.o. ya que

destruye los enzimas indispensables para la vida de los patgenos.

OZONO (O3): Desinfectante muy eficaz. Su uso va en aumento, a pesar de no

dejar una concentracin residual que permita valorar su presencia despus de su

tratamiento.



DESINFECCIN

- Oxidante extremadamente reactivo, destruye las bacterias por la desintegracin de la pared celular (lisis celular).

- Virucida muy efectivo ( SUPERIOR al Cloro)

Empleo del O3 CONTROL DE OLORES

ELIMINACIN DE LA M.O. SOLUBLE (sustituye al proceso de CA)



DESINFECCIN

DESINFECCIN

Agentes fsicos

Los agentes fsicos oxidantes son:

1- LUZ SOLAR: especialmente la radiacin UV (empleo de lmparas). Su eficacia

depende de la PENETRACIN de los rayos en el agua.

2- CALOR: Se suele emplear con frecuencia en las industrias lcteas y bebidas (el

agua caliente a T ebullicin destruye las principales bacterias causantes de

enfermedades). Su aplicacin al AR no es FACTIBLE debido al alto coste que

supondra.

REUTILIZACIN DE LAS AGUAS DEPURADAS

Legislacin espaola

Real Decreto 1620/2007 del 7 de diciembre, se establece el rgimen jurdico de la reutilizacin de las aguas depuradas.

Se prohbe su uso para:

a) Consumo humano, salvo situacin de catstrofe.

b) Industria alimentaria, excepto para el uso de aguas de proceso y limpieza.

c) Instalaciones hospitalarias y otros usos similares

d) Cultivo de moluscos filtradores en acuicultura

e) Uso recreativo como el agua de bao

f) Uso de fuentes y lminas ornamentales en espacios pblicos o interiores de edificios pblicos.

PARMETROS DE CONTROL

Nemtodos intestinales: Valores desde No fijan lmites hasta 1 huevo/1 L

Escherichia Coli: Valores desde No fijan lmites hasta 10000 UFC/100 mL

Slidos en suspensin: Valores desde 10 hasta 35 mg/L

Turbidez: Valores desde No fijan lmites hasta 15 UTN

OBJETIVO: Preparar los fangos para su posterior evacuacin

Etapas:

1- CONCENTRACIN: reducir V de agua en fango.

2- ESTABILIZACIN: disminuir la m.o. para evitar reacciones

incontroladas de descomposicin.

3- ACONDICIONAMIENTO: mejorar las caractersticas de la

deshidratacin.

4- DESHIDRATACIN: reducir el contenido de humedad del fango.

5- EVACUACIN FINAL



FANGOS 1ARIOS 1,5 % EN SLIDOS (s. sedimentables existentes en AR bruta)

FANGOS 2ARIOS 0,5 % EN SLIDOS (slidos biolgicos y slidos sedimentables)

- Ambos son muy REACTIVOS puesto que se dan reacciones incontroladas de

descomposicin de la m.o.

- El fango se mezcla para conseguir que la alimentacin sea lo ms uniforme

posible. De esta forma se favorece el buen funcionamiento y rendimiento de las

plantas

- Digestores aerobios y Digestores anaerobios de mezcla completa con tR largos.


1- CONCENTRACIN Los fangos procedentes del tratamiento de aguas son LQUIDOS, por lo que

hay que concentrarlos.

-Espesado por gravedad 1.Se aplica al Fango 1ario puesto que es ms efectivo.

2.Sobrenadante se lleva al D 1ario o cabecera de planta

3.Fango espesado, los mecanismos de recogida, consisten en dispositivos

dotados de rascadores profundos que remueven el fango lentamente

favoreciendo la apertura de canales para proporcionar salida al agua y

favorecer la desinfeccin.

4.Los tanques suelen ir cubiertos, evitar malos olores.

5.El t de permanencia es elevado


Espesado por flotacin (F.A.D.) 1. Se aplica al Fango 2ario puesto que es ms efectivo.

2. En lugares donde se producen heladas con frecuencia o en lugares donde

existe preocupacin por el control de olores, los espesadores por flotacin se

construyen en un edificio aparte.

Espesado por centrifugacin 1. Las centrfugas se utilizan tanto para ESPESAR como para DESHIDRATAR

FANGOS.

2. Aplicacin se limita a los fangos 2arios

3. Implica la sedimentacin de las partculas de fango bajo la FC.

4. Elevados costes energticos y de mantenimiento. El proceso es atractivo

para plantas con capacidad superior a 20.000 m3/d o para FANGOS difciles

de espesar por procesos convencionales.


2- ESTABILIZACIN

Se lleva a cabo para:

Reducir la presencia de patgenos

Eliminar los olores desagradables

Es decir, inhibir, reducir o eliminar su potencial de putrefaccin. Esta

putrefaccin se produce cuando se permite que los microorganismos crezcan

o se desarrollen sobre la fraccin orgnica del fango.

TECNOLOGAS DISPONIBLES:

a) Digestin ANAEROBIA

b) Digestin AEROBIA

c) Incineracin



1. Se produce la descomposicin de la materia orgnica en ausencia de O2.

2. Tiene lugar en un intervalo Mesfilo de T (35 37 C)

3. La materia orgnica contenida en F 1arios y F 2arios se convierte

biolgicamente (bajo condiciones anaerobias) en CH4 y CO2 .

4. El proceso se lleva acabo en un reactor completamente cerrado: DIGESTOR

5. Este se calienta y mezcla completamente durante un t 15 dias

6. Los fangos se introducen en el digestor de forma continua o intermitente.

DESCOMPOSICIN DE LA MATERIA ORGNICA

METANO MATERIA ORGNICA

Descomposicin rpida si las B. metanognicas encuentran el alimento necesario

HC, GRASAS y PROTEINAS

FASE HIDRLISIS

Molculas resultado hidrlisis Polmeros disueltos

FASE ACIDIFICACIN (*)

H2, CO2, Ac. Orgnicos, Actico, Alcoholes

FASE ACETGENA

H2, CO2, Ac. Actico, Acetatos

(*) FASE METANGENA (B. anaerobias estrictas)

PARMETROS LMITE DESCOMPOSICIN MATERIA ORGNICA

TEMPERATURA: Si se calientan los fangos, se consigue > eficacia y < tR

Aumento de T implica aumento v reacciones biolgicas. Se opera en rango mesfilo

(35 - 38C.). Por encima de este rango, el gasto energtico no compensa el aumento

de la velocidad de reaccin.

OXGENO: presencia de O2 es mortal para las B. metanognicas. Tanque de digestin

cerrado.

pH: valor ptimo para la digestin anaerobia es de 6,8 - 7,5

NUTRIENTES: se requiere una concentracin mnima para los microorganismos.

COMPUESTOS TXICOS: iones metlicos, compuestos organoclorados.

1. Se lleva a cabo en DIGESTORES de MEZCLA COMPLETA, en los que se AGITA

(mediante agitadores mecnicos) y hay recirculacin de fangos o del biogs

producido.

2. Composicin del BIOGAS (GAS DE DIGESTIN) depende de las caractersticas

del fango a digerir. Los slidos se reducen en un 45 50 %, liberndose en forma de

gas. [FANGO DIGERIDO] [FANGO CRUDO]/ 2

CH4 60 70 % (v/v) con poder calorfico 6 7 (Kw h/N m3), CO2, [SH2] = 0,1 10 (g/N m3).

3. Utilidad del BIOGAS: calentar el digestor y obtencin de energa elctrica. El biogas

sobrante se quema en antorcha.



BIOGAS puede ser utilizado en cualquier equipo comercial diseado para uso con Gas Natural.

BIOGAS

Co-generacin Quemadores estufas -

infrarrojos

Lmpara Motores

Electricidad Calor Iluminacin Potencia mecnica


b) Digestin AEROBIA


1.Oxidacin aerobia de m.o. de los fangos en un reactor. Aireacin se efecta con

Turbinas.

2.El reactor se diferencia del de FA por el tR que es superior al R. Aerobio

3.Se emplea principalmente en plantas con capacidad < 20.000 (m3/d)

OBJETIVO: eliminar la humedad del fango lquido, de forma que se pueda incinerar

o procesar (con eficacia) para su transformacin como fertilizante.

Se lleva a cabo un doble proceso:

1- Secado del Fango: eliminacin total del agua

2- Combustin de la m.o. de los fangos. Dependiendo del tipo de fangos

se requerir o no la adicin de combustible.

c) Incineracin ( fango seco < 10% contenido en humedad)

ESTABILIZACIN

INCINERACIN ( fango seco < 10% contenido en humedad)

Objetivo: Eliminacin total del agua Eliminacin total de la MO (combustin)

Adicin o no de combustible: Fangos primarios y secundarios sin deshidratar requieren

combustible (fuel, gas natural o biogs)

Fangos deshidratados en centrfuga no requieren combustible

(son autocombustibles).


c) Incineracin

Sistemas empleados:

1- Horno DE PISOS MLTIPLES

2- Horno ATOMIZADOR

3- Horno ROTATORIO

Cilindro que gira lentamente sobre un eje inclinado, por el que circulan los fangos y el

aire caliente a contracorriente.

4- Horno DE LECHO FLUIDIZADO

Lecho de arena que est en suspensin durante la incineracin debido a una corriente de

aire (v = 1,5 2 m/s).


HORNO DE LECHO FLUIDIZADO

Salida de gases de combustin (precalienta el fango antes de la incineracin)

AIRE v = 1,5 2 m/S

PLATO DE DISTRIBUCI

Alimentacin

Arena fluidificada



4- DESHIDRATACIN OBJETIVO: reducir el contenido de humedad del fango

MOTIVOS: 1- Costes de transporte

2- Fcil manipulacin

3- Necesaria antes de incinerar el fango y del compostaje

4- Evita generacin de malos olores y putrefaccin

5- Necesaria antes de evacuar a vertederos controlados (evita la produccin de

lixiviados)

MTODOS:

1- Natural: Eras de secado

2- Mecnicos: Filtros prensa, Centrifugacin y Secado trmico


4- DESHIDRATACIN

Mtodo

Natural Mecnico Porcentaje en materia seca

Eras de Secado 50-55 % Placas 45 % Filtros Prensa Bandas 20-25 %

Centrifugacin 25-30% Secado trmico 90-95 %


4- DESHIDRATACIN CENTRIFUGA / FILTRO BANDA

VENTAJAS - Minimizacin de olores (sistema cerrado) - Mayor % de materia seca en el fango final - Menor mantenimiento y mano de obra en la operacin - Requiere menor espacio

DESVENTAJAS - Mayor consumo energtico - Requiere sistemas aislantes para evitar vibracin y el ruido que se genera en la centrifugacin

Concentracin Espesamiento

Flotacin

Centrifugacin

Estabilizacin Digestin aerobia

Digestin anaerobia

Incineracin Acondicionamiento Deshidratacin Evacuacin final



EVACUACIN DEL FANGO

TRATAMIENTO DE FANGOS

USO AGRCOLA (R.D. 1310/1990)

VENTA DE SUBPRODUCTOS

(cenizas)

DESCARGA A VERTEDERO

RECUPERACIN DE ENERGA


EVACUACIN DEL FANGO




(cenizas)



Con o sin compostaje previo

Uso agrcola limitado cuando: - Elevada concentracin de metales pesados - Presencia de sustancias cidas o bsicas que modifiquen el pH - Excesivo contenido en materia orgnica - Presencia de sustancias biocidas

- Presencia de patgenos - Elevada concentracin de N y P: Eutrofizacin

REAL DECRETO 1310/1990 29 OCTUBRE 1990 (APLICACIN DIRECTA DE FANGOS DE UNA EDAR EN AGRICULTURA)

METAL VALOR LMITE EN SUELO (mg/kg de materia seca)

VALOR LMITE EN FANGO (mg/kg de materia seca)

VALOR LMITE ANUAL A INTRODUCIR EN SUELO

(kg/Ha/ao) Suelos con pH < 7

Suelos con pH > 7

Suelos con pH < 7

Suelos con pH > 7

Cadmio 1 3,0 20 40 0,15 Cobre 50 210,0 1000 1750 12,00 Nquel 30 112,0 300 400 3,00 Plomo 50 300,0 750 1200 15,00 Zinc 150 450,0 2500 4000 30,00

Mercurio 1 1,5 16 25 0,10 Cromo 100 150,0 1000 1500 3,00

b) Prohibido aplicar fangos en

-Zonas de pasto con una antelacin inferior a tres semanas -Cultivos de hortalizas y frutas durante el ciclo vegetativo, con excepcin de los rboles frutales.

a) Lmites admitidos de metales pesados


EVACUACIN DEL FANGO




(cenizas)



Descarga a vertedero:

- Vertedero controlado (RSU)

- Monovertedero (especfico para fangos): no se recubren


EVACUACIN DEL FANGO






Venta de subproductos:

- Restauracin de paisajes

- Cenizas (de la incineracin) en la construccin de carreteras

- Cenizas en la fabricacin de ladrillos


EVACUACIN DEL FANGO




(cenizas)



Recuperacin de energa (para fangos no digeridos) a partir de:

- Biogs producido en la digestin anaerobia

PLAN NACIONAL INTEGRADO DE RESIDUOS 2008-2015 Lodos de EDARU

(BOE nm.49 de 26 de Febrero de 2009)

GESTIN/USO % 2015

% 2009

% 2008

% 2007

% 2006

% 2005

Uso agrcola 67 83 69 68 65 64 Depsito en vertedero controlado 12 8 13 14 16 17

Incineracin con recuperacin energtica

3 5 4 4 4 4

Otros 18 4 14 14 15 15 TOTAL 100 100 100 100 100 100

El Medio Ambiente y el Medio Rural y Marino en Espaa 2010

Nmero de diapositiva 1Nmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26Nmero de diapositiva 27Nmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Nmero de diapositiva 35Nmero de diapositiva 36Nmero de diapositiva 37Nmero de diapositiva 38Nmero de diapositiva 39Nmero de diapositiva 40Nmero de diapositiva 41Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Nmero de diapositiva 46Nmero de diapositiva 47Nmero de diapositiva 48Nmero de diapositiva 49Nmero de diapositiva 50Nmero de diapositiva 51Nmero de diapositiva 52Nmero de diapositiva 53Nmero de diapositiva 54Nmero de diapositiva 55Nmero de diapositiva 56Nmero de diapositiva 57Nmero de diapositiva 58Nmero de diapositiva 59Nmero de diapositiva 60Nmero de diapositiva 61Nmero de diapositiva 62Nmero de diapositiva 63Nmero de diapositiva 64Nmero de diapositiva 65Nmero de diapositiva 66Nmero de diapositiva 67Nmero de diapositiva 68Nmero de diapositiva 69Nmero de diapositiva 70Nmero de diapositiva 71Nmero de diapositiva 72Nmero de diapositiva 73Nmero de diapositiva 74Nmero de diapositiva 75Nmero de diapositiva 76Nmero de diapositiva 77Nmero de diapositiva 78Nmero de diapositiva 79REUTILIZACIN DE LAS AGUAS DEPURADASNmero de diapositiva 81Nmero de diapositiva 82Nmero de diapositiva 83Nmero de diapositiva 84Nmero de diapositiva 85Nmero de diapositiva 86Nmero de diapositiva 87Nmero de diapositiva 88Nmero de diapositiva 89Nmero de diapositiva 90Nmero de diapositiva 91Nmero de diapositiva 92Nmero de diapositiva 93Nmero de diapositiva 94Nmero de diapositiva 95Nmero de diapositiva 96Nmero de diapositiva 97Nmero de diapositiva 98Nmero de diapositiva 99Nmero de diapositiva 100Nmero de diapositiva 101Nmero de diapositiva 102Nmero de diapositiva 103Nmero de diapositiva 104Nmero de diapositiva 105Nmero de diapositiva 106Nmero de diapositiva 107

hasta la 50.pdf

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