ppt aguas residuales sesion 9

AGUAS RESIDUALES Y

AGUA POTABLE

DOCENTES.

Eliana AMES Mara KING

CICLO 1

Qu es el agua residual?

El trmino agua residual define un tipo de agua que est

contaminada consustancias

fecales y orina, procedentes de

desechos orgnicos humanos o

animales. Su importancia es

tal que requiere sistemas de

canalizacin, tratamiento y

desalojo. Su tratamiento nulo

o indebido genera graves

problemas de contaminacin.

Las aguas residuales tambin se les

llama aguas servidas, fecales o cloacales. Son

residuales, habiendo sido usada el agua,

constituyen un residuo, algo que no sirve para el

usuario directo; y cloacales porque son

transportadas mediante cloacas (del

latn cloaca, alcantarilla), nombre que se le da

habitualmente al colector

Por su estado fsico se puede distinguir:

Fraccin

suspendida: desbaste, decantacin, filtracin.

Fraccin coloidal: precipitacin qumica.

Fraccin soluble: oxidacin

qumica, tratamientos biolgicos, etc.

Prevencin de la contaminacin : Disminucin

de consumo y reduccin de aguas residuales

Mtodos de tratamiento

Parmetros de diseo de sistemas de

tratamiento

Clasificacin de los mtodos

Niveles de tratamiento

Aplicacin de las operaciones y procesos unitarios

Elementos de diseo

Sustancias qumicas (composicin)

Las aguas servidas estn formadas por un 99% de agua y un 1% de slidos en

suspensin y solucin. Estos slidos pueden clasificarse en orgnicos e inorgnicos.

Los slidos inorgnicos estn formados principalmente

por nitrgeno, fsforo, cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y algunas

sustancias txicas como arsnico, cianuro, cadmio, cromo, cobre, mercurio, plomo y z

inc.

Los slidos orgnicos se pueden clasificar en nitrogenados y no nitrogenados. Los

nitrogenados, es decir, los que contienen nitrgeno en su molcula,

son protenas, ureas, aminas y aminocidos. Los no nitrogenados son

principalmente celulosa, grasas y jabones.

La concentracin de materiales orgnicos en el agua se determina a travs de la DBO5,

la cual mide material orgnico carbonceo principalmente, mientras que la DBO20

mide material orgnico carbonceo y nitrogenado DBO2.

Aniones y cationes inorgnicos y compuestos orgnicos

Caractersticas bacteriolgicas

Una de las razones ms importantes para tratar las aguas residuales o servidas

es la eliminacin de todos los agentes patgenos de origen humano presentes

en las excretas con el propsito de cortar el ciclo epidemiolgico de

transmisin. Estos son, entre otros:

Coliformes totales

Coliformes fecales

Salmonellas

Virus

Materia en suspensin y materia disuelta

A efectos del tratamiento, la gran divisin es entre materia en suspensin y materia

disuelta.

La materia en suspensin se separa por tratamientos fsicoqumicos, variantes de

la sedimentacin y filtracin. En el caso de la materia suspendida slida se trata de

separaciones slido - lquido por gravedad o medios filtrantes y, en el caso de

la materia aceitosa, se emplea la separacin L-L, habitualmente por flotacin.

La materia disuelta puede ser orgnica, en cuyo caso el mtodo ms extendido es

su insolubilizacin como material celular (y se convierte en un caso de separacin S-

L) o inorgnica, en cuyo caso se deben emplear caros tratamientos fsicoqumicos

como la smosis inversa.

Los diferentes mtodos de tratamiento atienden al tipo de contaminacin: para la

materia en suspensin, tanto orgnica como inorgnica, se emplea la sedimentacin y

la filtracin en todas sus variantes. Para la materia disuelta se emplean los

tratamientos biolgicos (a veces la oxidacin qumica) si es orgnica, o los mtodos

de membranas, como la smosis, si es inorgnica.

Principales parmetros

Los parmetros caractersticos, mencionados en la Directiva Europea, son:

temperatura

pH

Slidos en suspensin totales (SST) o

Materia orgnica valorada como DQO y DBO (a veces TOC)

Nitrgeno total Kjeldahl (NTK)

Nitrgeno amoniacal y nitratos

Tambin hay otros parmetros a tener en cuenta

como fsforo total, nitritos, sulfuros, slidos disueltos.

Fuentes de las aguas residuales

Agua residual domstica:

Zonas residenciales

Zonas comerciales

Zonas institucionales

Centros recreativos

Agua residual no domstica

Industrias

Infiltraciones y conexiones erradas

Caractersticas Fsicas

Slidos totales (T=105C)

Voltiles orgnico

Fijos inorgnico

Suspendidos retenido

Disueltos filtrado

Filtracin (0.45 micras) Temperatura (T 550C)

Ejercicio

Los siguientes resultados de laboratorio fueron obtenidos para una muestra

de agua residual. Los ensayos se realizaron para una muestra de 50 ml.

Determine:

Concentracin de Slidos totales, Slidos totales voltiles, Slidos

suspendidos, Slidos suspendidos voltiles

Tara de la cpsula de porcelana = 53.5433 gr

Masa de la cpsula + residuo, luego de evaporacin a 105C = 53.5793 gr.

Masa de la cpsula + residuo, luego de calcinacin a 550C = 53.5772 gr.

Tara del filtro = 1.5433 gr

Residuo en el filtro, luego de secado a 105C = 1.5553 gr

Residuo en el filtro, luego de calcinacin a 550C = 1.5531 gr


Color

Causado por slidos suspendidos (aparente),

material coloidal y sustancias en solucin

(verdadero).

Fuentes de color: infiltracin, aportes por

conexiones erradas, descargas industriales, y

descomposicin de compuestos orgnicos.

Caf claro, gris claro, gris oscuro o negro.


Olor:

Agua residual fresca: olor inofensivo

Generadores de olores: indol, eskatol, mercaptanos,

sulfuro de hidrgeno.

Mtodos de medicin: mtodos sensoriales e

instrumentales.

Nombre delcompuesto

Frmula qumica Pesomolecular

Volatilidad a25CPpm (v/v)

Umbral dedeteccin deolorppb (v/v)

Umbral dereconocimiento de olorppb (v/v)

Carcter opalabradescriptiva delolor

Compuestos con azufre

Methylmercaptan

CH3SH 48 Gas 0.5 1.0 rotten cabbage

Hydrogensulfide

H2S 34 Gas 0.5 4.7 rotten eggs

SulfurDioxide

SO2 64 Gas 2700 4400 pungent, irritating

Compuestos con Nitrgeno

Ammonia NH3 17 Gas 17000 37000 pungent, irritating

Indole C6H4(CH)2NH 117 360 0.1 fecal, nauseating

Trimethylamine

(CH3)3N 59 Gas 0.4 pungent, fishy

Skatole C9H9N 131 200 1.0 50 fecal,nauseanting

Otros compuestos

Acetaldehyde CH3CHO 44 Gas 67.0 210 pungent, fruity

Ozone O3 48 Gas 500 pungent, irritating

Chlorine Cl2 71 Gas 80 310 pungent,suffocating

Principales compuestos olorosos

Caractersticas Qumicas

Fsforo:

Nutriente esencial

Aguas residuales domsticas

pueden tener entre 4 - 12

mg/L como P.

Formas comunes: ortofosfatos,

polifosfatos (sufren hidrlisis en

soluciones acuosas y se

convierten en ortofosfatos) y

fsforo orgnico (en aguas

industriales).


Alcalinidad:

Neutralizar cidos

Presencia de hidrxidos, carbonatos y bicarbonatos

En sistemas anaerobios o de nitrificacin amortigua

cidos


Otros constituyentes inorgnicos:

Azufre:

Ion sulfato en aguas de abastecimiento y residuales

Sulfatos se reducen biolgicamente a sulfuros

Metales

Todos los organismos los requieren.

Medicin: absorcin atmica, plasma acoplado por

induccin o colorimetra.

Clases de metales: disueltos, suspendidos, totales,

extractables en cido (en solucin, cido mineral en

caliente).


Constituyentes orgnicos agregados:

Materia orgnica en las AR: protenas (40 - 60%),

carbohidratos (25 - 50%) y grasas y aceites (8 -

12%). Urea (mayor constituyente de la orina)

Anlisis: caracterizar AR, eficiencias STAR,

comportamiento fuentes receptores.

Mtodos: DBO5, DQO, COT.


Demanda Bioqumica de Oxgeno:

Si hay suficiente oxgeno disponible, la

descomposicin del desecho continua hasta que se

ha consumido.

Tres actividades ocurren:

Oxidacin: desecho oxidacin a productos finales,

generan energa.

Sntesis: desecho a tejido celular usando la energa

liberada

Respiracin endgena: cuando se acaba la MO, las nuevas

celular consumen su propio tejido celular para obtener

energa.

Demanda Bioqumica de Oxgeno

Desechos orgnicos : COHNS

Tejido celular: C5H7NO2.

Reacciones qumicas:

Oxidacin

COHNS + O2 + bacterias CO2 + H2O + NH3 + energa

Sntesis

COHNS + O2 + bacterias + energa C5H7NO2

Respiracin endgena

C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3


Oxidacin Carbono orgnico: DBOltima

Prueba estndar:

Botella de DBO (300 ml)

Agua saturada con oxgeno y nutrientes

Medir [O2] inicial (D1), incubar a 20C por 5 das y

medir [O2] final (D2).

DBO (mg/L) = (D1 - D2) / P

P es la fraccin de agua residual contenida en la

muestra

Ejercicio (10)

La siguiente es la informacin de un ensayo de

DBO a 5 das para una muestra de agua residual.

Un volumen de 15 ml de agua residual se

agreg en una botella de incubacin de 300 ml.

El OD inicial de la muestra diluida fue de

8.8mg/L y el OD final, despus de 5 das de

incubacin fue de 1.9 mg/L.

Cul es la DBO5 de la muestra?

Cules cree que son las limitaciones del ensayo?


Limitaciones: perido de 5 das, consumo de

oxgeno.

Demanda adicional de oxgeno para oxidacin

del amonio a nitrato (Demanda Nitrogenada de

Oxgeno). Las reacciones del proceso de

nitrificacin son:

Conversin de amonio a nitrito (Nitrosomonas)

Conversin de nitrito a nitrato (Nitrobacterias)

Esta demanda ocurre 5 a 8 das despus de iniciada la

prueba de DBO. Ojo si hay muchos nitrificantes.

PLANTA DE TRATAMEINTO D E AGUA DEL RO

SURCO INTIHUATANA

PLANTA DE INTIHUATANA:

Procesos mecnicos y Qumicos

Ingreso de agua del rio Surco a la

planta

TIPOS DE AGUA

1 Apto para el consumo humano:

Ejm : agua potable

2 No apto para el consumo humano.

Ejm: Agua para regar campos de cultivos y

parques.

3 Agua no pata para el consumo humano ni

regados.

El agua potable de uso domiciliario es el agua

proveniente de un suministro pblico, de un

pozo o de otra fuente, ubicada en los reservorios

o depsitos domiciliarios. Ambas debern

cumplir con las caractersticas fsicas, qumicas

y microbiolgicas que cita el Art. 982 CAA.

Agua Potable:

Significa que debe estar libre de microorganismos patgenos, de minerales y sustancias orgnicas que puedan producir efectos

fisiolgicos adversos. Debe ser estticamente aceptable y, por lo tanto,

debe estar exenta de turbidez, color, olor y sabor desagradable. Puede

ser ingerida o utilizada en el procesamiento de alimentos en cualquier

cantidad, sin temor por efectos adversos sobre la salud (Borchardt and

Walton, 1971).

Segn el Art. 982 CAA (modificado por Resoluc. 494/94). Con las denominaciones de Agua potable de suministro pblico y agua potable

de uso domiciliario, se entiende la que es apta para la alimentacin y

uso domstico: no deber contener sustancias o cuerpos extraos de

origen biolgico, orgnico, inorgnico o radiactivo en tenores tales que

la hagan peligrosa para la salud.

Deber presentar sabor agradable y ser prcticamente incolora, inodora, lmpida y transparente.

Anlisis fsico - qumico

Volumen de agua a extraer:

No es posible fijar de una manera general el volumen de agua a extraer para el

anlisis qumico, pues variara segn las

determinaciones a efectuar entre 1 a 5

litros.

Examen fsico

Color:

El color de las aguas naturales se debe a la presencia de sustancias orgnicas disueltas o coloidales, de origen vegetal y, a veces, sustancias

minerales (sales de hierro, manganeso, etc.). Como el color se aprecia sobre

agua filtrada, el dato analtico no corresponde a la coloracin comunicada por

cierta materia en suspensin.

El color de las aguas se determina por comparacin con una escala de patrones preparada con una solucin de cloruro de platino y cloruro de

cobalto. El nmero que expresa el color de un agua es igual al nmero de

miligramos de platino que contiene un litro patrn cuyo color es igual al del

agua examinada.

Se acepta como mnimo 0,2 y como mximo 12 mg de platino por litro de agua.

Olor:

Est dado por diversas causas. Sin embargo los casos ms frecuentes son:

debido al desarrollo de microorganismos,

a la descomposicin de restos vegetales,

olor debido a contaminacin con lquidos cloacales industriales,

olor debido a la formacin de compuestos resultantes del tratamiento qumico del agua.

Las aguas destinadas a la bebida no deben tener olor perceptible.

Se entiende por valor umbral de olor a la dilucin mxima que es necesario efectuar con agua libre de olor para que el olor del agua original sea apenas

perceptible.

Se aceptan como valores mximos para un agua optima 2 a 10 unidades.

Sabor:

Est dado por sales disueltas en ella. Los

sulfatos de hierro y manganeso dan sabor

amargo. En las calificaciones de un agua

desempea un papel importante, pudiendo ser

agradable u objetable.

Determinacin de pH:

El pH ptimo de las aguas debe estar entre 6,5 y 8,5, es decir, entre neutra y ligeramente alcalina, el mximo aceptado es 9. Las aguas de

pH menor de 6,5, son corrosivas, por el anhdrido carbnico, cidos o

sales cidas que tienen en disolucin. Para determinarlo usamos

mtodos colorimtricos o potenciomtricos.

Para poder decidir sobre la potabilidad del agua se requiere el control de un nmero elevado de parmetros qumicos y determinados

parmetros bacteriolgicos. Dentro de los primeros cobra especial

importancia el amonio, los nitratos y nitritos, indicadores de

contaminacin por excelencia.

Amonio : Este ion tiene escasa accin txica por s mismo, pero su existencia an en

bajas concentraciones, puede significar contenido aumentado de bacterias

fecales, patgenos etc., en el agua. La formacin del amonio se debe a la

descomposicin bacteriana de urea y protenas, siendo la primera etapa

inorgnica del proceso.

Nitritos:

Estos representan la forma intermedia, metaestable y txica del nitrgeno inorgnico en el agua. Dada la secuencia de oxidacin bacteriana: protenas -

amonio - nitritos-- nitratos, los nitritos se convierten en importante

indicador de contaminacin, advirtiendo sobre una nitrificacin incompleta.

Nitratos: La existencia de stos en aguas superficiales no contaminadas y sin aporte de

aguas industriales y comunales , se debe a la descomposicin de materia

orgnica (tanto vegetal como animal) y al aporte de agua de lluvia ( 0,4 y 8

ppm ).

Cloruros:

Todas las aguas contienen cloruros. Una gran cantidad puede ser ndice de

contaminacin ya que las materias residuales de origen animal siempre tienen

considerables cantidades de estas sales. Un agua con alto tenor de

oxidabilidad, amonaco, nitrato, nitrito, caracteriza una contaminacin y por

lo tanto los cloruros tienen ese origen. Pero si estas sustancias faltan ese alto

tenor se debe a que el agua atraviesa terrenos ricos en cloruros. Los cloruros

son inocuos de por s, pero en cantidades altas dan sabor desagradable.

Valor mximo aceptable: 350 mg/l.