*

Contenido

El agua en el planetaCaractersticas de las aguas residualesFuentesCaractersticas fsicasCaractersticas QumicasCaractersticas BiolgicasComposicin de las aguas residuales

Contenido

Prevencin de la contaminacin : Disminucin de consumo y reduccin de aguas residualesMtodos de tratamientoParmetros de diseo de sistemas de tratamientoClasificacin de los mtodosNiveles de tratamientoAplicacin de las operaciones y procesos unitariosElementos de diseo

1.- PLANETA : AGUA

Agua marina (salada) 97,5 %

Agua continental (dulce) 2,5 %

Agua polar y nieves perpetuas 68,9 %

agua subterrnea 29,9 %

humedad del suelo 0,9 %

agua de lagos y ros 0,3 %

AGUA DISPONIBLE

Pluvosidad anual

500,000 km3

DE FACIL DISPONIBILIDAD

14,000 km3

90 %

10 % (47,000 km3)

12,500 km3

Regado

1,500 km3

Otros usos

Humanos

Mar

Tierra

CONSUMO DE AGUA DULCE

AGRICULTURA70-90%INDUSTRIA + SECTOR ENERGTICO 22%ALIMENTACIN + HIGIENE HUMANA 8%

-DEMANDA de Agua Subterrnea > Capacidad de recuperacin

-20% de suelos regados aumenta alta salinidad

-CONTAMINACIN URBANA AGUA de LLUVIA

-DEFORESTACIN EROSIN de SUELO CUENCAS POBRES

-PESTICIDAD + FERTILIZANTES: agua subterrnea + costas

CIFRAS PREOCUPANTES

2,000 de habitantes sin agua potable25,000 habitantes /damueren por mala

calidad de agua

232de habitantescarencia permanente

(26 pases)

CONSUMO se duplica cada 20 aos

(2 x el crecimiento demogrfico)

AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES, URBANAS

CONTAMINAN RIOS, LAGOS + COSTAS

AGUAS RESIDUALES TRATADAS :

2. Caractersticas de las Aguas Residuales

Fuentes de las aguas residuales

Agua residual domstica:Zonas residencialesZonas comercialesZonas institucionalesCentros recreativosAgua residual no domsticaIndustriasInfiltraciones y conexiones erradas

AGUAS RESIDUALES
SUS CONSECUENCIAS

Intoxicacin/Degradacin de reas determinadasAporte de Metales PesadosIntoxicacin PuntualDegradacin de reas Forestales o CultivosColmatacin de PorosAlteracin de BiotaReacciones de Intercambio Ionico NegativasTransformacin Alterada de Geoelementos Enfermedades, Plagas y Pestes

AGUA RESIDUAL

H2O + SLIDOS

SLIDOS

SLIDOS SUSPENDIDOS

TXICOS

BIODEGRADABLES

BIOMASA

INFECCIOSA

NO INFECCIOSA

SUSPENDIDOS

DISUELTOS

INANIMADOS

VIVOS

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

Caractersticas Fsicas

ColorCausado 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.

Caractersticas Fsicas

Olor:Agua residual fresca: olor inofensivoGeneradores de olores: indol, eskatol, mercaptanos, sulfuro de hidrgeno.Mtodos de medicin: mtodos sensoriales e instrumentales.

Principales compuestos olorosos

Nombre del compuesto

Frmula qumica

Peso molecular

Volatilidad a 25C

Ppm (v/v)

Umbral de deteccin de olor

ppb (v/v)

Umbral de reconocimiento de olor

ppb (v/v)

Carcter o palabra descriptiva del olor

Compuestos con azufre

Methyl mercaptan

CH3SH

48

Gas

0.5

1.0

rotten cabbage

Hydrogen sulfide

H2S

34

Gas

0.5

4.7

rotten eggs

Sulfur Dioxide

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

Trimethyl amine

(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

Caractersticas Fsicas

Temperatura:Regiones clidas: 13C - 30C Regiones fras: 7C - 18CAfecta las reacciones qumicas, velocidades de reaccin, uso del agua, vida acutica.T ptima vida bacteriana: 25C - 35CDetencin de procesos aerbicos y de nitrificacin: 50CDetencin produccin de metano: 15CDetencin procesos nitrificantes: 5C

Caractersticas Fsicas

ConductividadCapacidad de una solucin para conducir la corriente elctrica. Indicador de la concentracin de slidos disueltos totales

Caractersticas Qumicas

Constituyentes orgnicosProtenasGrasas y aceitesCarbohidratosConstituyentes inorgnicosElementos individuales (Ca, Cl, Fe, Cr, Zn, etc.)Compuestos (NO3, SO4)

Caractersticas Qumicas

pH: Intervalo existencia vida biolgica: 5 - 9Parmetros importante para el tratamientoMedicin: pH metro

Caractersticas Qumicas

Nitrgeno:Nutriente esencial - eutrofizacinEn aguas residuales: nitrgeno amoniacal, nitritos, nitratos y nitrgeno orgnico.Nitrgeno amoniacal:Ion amonio: pH9.3Medicin: mtodos colorimtricos, titulacin, electrodos

Caractersticas Qumicas

Fsforo:Nutriente esencialAguas 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).

Caractersticas Qumicas

Alcalinidad:Neutralizar cidosPresencia de hidrxidos, carbonatos y bicarbonatosEn sistemas anaerobios o de nitrificacin amortigua cidos

Caractersticas Qumicas

Otros constituyentes inorgnicos:Azufre: Ion sulfato en aguas de abastecimiento y residualesSulfatos se reducen biolgicamente a sulfurosMetalesTodos 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).

Caractersticas Qumicas

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.

Caractersticas Qumicas

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 liberadaRespiracin endgena: cuando se acaba la MO, las nuevas celular consumen su propio tejido celular para obtener energa.

Demanda Bioqumica de Oxgeno

Desechos orgnicos : COHNSTejido 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

Demanda Bioqumica de Oxgeno

Oxidacin Carbono orgnico: DBOltimaPrueba estndar:Botella de DBO (300 ml)Agua saturada con oxgeno y nutrientesMedir [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?

Demanda Bioqumica de Oxgeno

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.

Demanda Qumica de Oxgeno

Medir material orgnico de las AR, susceptible de ser oxidado qumicamente.Se oxidan sustancias orgnicas difciles de oxidar biolgicamente (lignina)Hay sustancias inorgnicas que se oxidanAlgunas sustancias pueden ser txicas para los microorganismos.Se realiza en 3 horas.

DBO5 / DQO

DBO5/DQO entre 0.3 y 0.8 = ARD.DBO5/DQO > 0.5, tratamiento biolgicoDBO5/DQO < 0.3 constituyentes txicos y/o aclimatacin.

Caractersticas Qumicas

Grasas y aceites Liquidos a T ambiente: aceitesSlidos a T ambiente: grasasEsteres compuestos de cidos grasos, alcohol y glicerol.

Caractersticas Qumicas

Tensoactivos:Agentes de actividad superficialMolculas orgnicas grandes compuestas de un grupo hidroflico y uno hidrofbico.En AR provienen de descargas de detergentes, lavanderas industriales, etc.Causan aparicin de espumasMedicin: cambio de color de una muestra estndar de azul de metileno.SAAM - Sustancias Activas al Azul de Metileno

Caractersticas Biolgicas

Importancia: enfermedades, descomposicin y estabilizacin.Microorganismos presentes en Aguas superficiales y subterrneas:Bacterias, hongos, algas, protozoos, plantas y animales vivos, virus.Clasificacin: eucariotas, eubacterias y arqueobacterias.Eucariotas : ncleo recubierto, varias molc. de ADN. Procariotas (bacterias y arqueobacterias).

Caractersticas Biolgicas

Fuente de carbono: hetertrofos (requieren carbono orgnico) y auttrofos (carbono celular se deriva del CO2).Requerimientos de oxgeno: aerobios obligados, anaerobios facultativos, anaerobios aerotolerantes y anaerobios obligados.Requerimientos ambientales: por T: psicroflicas (-10 - 20C), mesoflicas (10 - 50C), termoflicas (40 - 70C) e hipertermoflicas (70 - 95C) pH ptimo para crecimiento bacterial: 6.5 - 7.5

Caractersticas Biolgicas

Uso de microorganismos indicadores:Se emplean los organismos coliformes (fcil identificacin y presencia abundante).Siempre presentes en el tracto intestinal; c/persona evacua entre 100.000 - 400.000 millones de bacteria coliformes por da.Indicador de posible presencia de organismos patgenos.No son efectivos para indicar presencia de virus y protozoos.Se est analizando el uso de bacterifagos como indicador de virus entricos (virus que pueden infectar clulas procaritas).

Caractersticas Biolgicas

Microorganismos patgenos: Bacterias, parsitos (protozoos y helmintos) y virusMtodos de conteo: conteo directo, cultivo de placa, filtro de membrana, fermentacin en tubos mltiples.

3. Composicin de las Aguas Residuales

Composicin de las AR

Valores comunes de la cantidad total de contaminantes por habitante (Tabla 4.11 y 4.14).Valores comunes de ARD (RAS Res 1096/00)

ParmetroIntervalo

DBO5 (gr/hab-da)25 - 80

SST (gr/hab-da)30 100

Nitrgeno total Kjeldahl (gr/hab-da)9.3 13.7

Coliformes totales (#/hab-da)2X108 2X1011

Variaciones

Variaciones:en la concentracin en el caudalen la carga msica:

Concentracin media integrada: proporcional al caudal, se obtiene de la sumatoria del producto de los valores de caudal y concentracin del constituyente de inters (para muestras horarias de 24 horas), dividida por la sumatoria del caudal.

Calcular la concentracin media integrada y la concentracin media aritmtica y comparar los resultados. Ejercicio (10)

Normas de vertimiento
Decreto 1594 de 1984

U. ExistenteU. Nuevo

pH 5 - 9 unidadesTemperatura < 40CGrasas y aceites>80%>80%SST>50% >80%DBO domst>30%>80%DBO indust>20%>80%

Normas de vertimiento
Decreto 1594 de 1984

Arsnico0.5 mg/LBario5.0 mg/LCadmio0.1 mg/LCromo 0.5 mg/LMercurio0.02 mg/LPlomo0.5 mg/LCianuro1.0 mg/L

4. Prevencin de la contaminacin

Prevencin de la Contaminacin

Objetivo: Reducir el uso de agua potableMinimizar la generacin de aguas residualesPrograma P2 recomendado:Reduccin en el flujo de agua y aguas residualesReciclado Recuperacin de subproductosReuso

Beneficios vs. Restricciones

Area

Beneficio potencial

Restriccin potencial

Tcnica

Recuperacin de subproductos comerciables

Necesidad adicional de tratamiento para cumplir con requisitos de reutilizacin.

Econmica

Ahorros en gastos por consumo de agua y materia prima

Ahorro en inversiones futuras

Mayores costos de operacin y mantenimiento de sistemas de tratamiento

Requerimiento de disposicin de residuos

Reglamentaria

Simplificacin en procesos de obtencin de licencias y permisos.

Planeacin del Programa P2

Paso 1: Evaluacin de toda la planta: (cmo se usa el agua, generacin de AR) Incluye revisin registros histricos, muestreos y anlisis de laboratorio, identificacin de fuentes de suministro y descargas).Paso 2: Areas potenciales para conservar, reciclar y reutilizar el agua:Incluir aguas de uso sanitario, proceso productivo, otros

Planeacin del Programa P2

Factores a tener en cuenta:Identificar posibles fuentesDeterminar los requisitos de calidad para el agua.Comparar los requisitos de calidad del agua con los valores actuales o que podran obtenerse mediante algn tipo de tratamiento.Estimar los flujos de aguas residuales producidas y requeridas y volmenes a ser almacenados.Analizar las objeciones de los usuarios en relacin con el uso de agua reciclada.Realizar estimaciones de costos actuales del agua y del agua residual tratada y costos previstos.

Planeacin del Programa P2

Paso 3: Definir las metas de reduccin de agua de suministro y agua residual.Metas: especficas, cuantificables, asignables, realistas y tiempo necesario para alcanzarlas.Ejm: reducir el consumo de agua en (rea) en (%) para (fecha)Paso 4: Poner en marcha el programa (ojo flexible, monitoreo)

Tcnicas para reducir las AR dentro de la planta

Objetivo: minimizacin de uso de agua.Areas relacionadas:Capacitacin de personal Modificacin y/o cambios operacionales en proceso productivo.Minimizacin de uso de agua en servicios sanitarios, mediantes dispositivos para restringir el flujo y dispositivos de cierre automtico.

Capacitacin de personal

Promover la concientizacin del personal respecto a la necesidad de reducir el consumo

Establecer metas cuantificables para dicha reduccin.

Capacitar al personal en las diversas tcnicas de reduccin del agua residual y mtodos de minimizacin.

Vigilar el avance del programa (grficos mensuales de consumo) y reajustar los objetivos del programa si se observa necesario

En el proceso productivo

Modificaciones en el proceso:Cambios en el equipo, por ejemplo:Usar enjuagues de roco a alta presin en lugar de tanques de inmersin.Sistemas de enfriamiento con aire en lugar de agua.Reemplazar la torre de enfriamiento por sistema de enfriamiento a base de refrigerante.Ponderar costo vs beneficio.

En el proceso productivo

Cambios en las operaciones:Mejorar operaciones de limpieza del equipo:Dispositivos mecnicos de limpieza, limpieza en seco, cortina de aire, enjuague a contracorriente.Maximizar la vida efectiva del agua de produccin:enjuague a contracorriente, medicin de conductividad.Optimizacin del consumo:Evitar sellos defectuosos en tubos y equipos, equipos de control automtico, reductores de flujo, cubiertas, control de nivel del agua.

En servicios sanitarios

Uso de dispositivos y sistemas para reducir el consumo (Tabla No.36-4)Fuentes de generacin de aguas residuales: lavadoras, bebederos, duchas, grifos, inodoros.

Tcnicas para reciclar AR no tratada

Reciclado de aguas residuales industrialesDepende de los requisitos del proceso que recibe las aguas. Tabla 36-5Purga de torres de enfriamiento para lavado.Agua de enfriamiento de 1 uso (sin contacto) para intercambiador de calor y almacenamiento para enfriamiento sin contacto.Reciclado de aguas de uso sanitario:Agua residual gris (agua de lavado de duchas, lavadoras de ropa o vajillas) para inodoros o riego.

Recuperacin de Subproductos

Objeto: regular la descarga de contaminantesCriterios de seleccin:Comparar el valor del subproducto recuperado con el costo derivado de su disposicin y de la materia prima equivalente.Tecnologa de recuperacin disponible y apropiada.Demanda del producto garantizada.Produccin mnima garantizadaEfecto sobre la lnea de produccinTabla 36-6

Tecnologas para la recuperacin

Evaporacin (e.g. Solventes en forma de vapor)Ultrafiltracin (e.g. Recuperacin de pesticidas) Biotecnologa (e.g. Formacin de metano)Extraccin de solventes (dos fases lquidas no miscibles, e.g. Metales solubles)Precipitacin selectiva (de iones por control de pH)Tabla 36-7

Reutilizacin del agua residual

Criterios: calidad requerida, tecnologa disponibleIrrigacin agrcola: cultivos o viverosIrrigacin de jardines: parques, patios, cementerios.Reutilizacin en la industria: aguas para sistemas de enfriamiento, de proceso.Usos recreativos/ambientales: recarga de lagos, acuiferos.Usos urbanos: proteccin contra incendios, inodorosTabla 36-8

Trabajo (15 das) = 30%

Caracterizacin aguas residuales producidas por la Universidad:CaudalesCaractersticas fsicas, qumicas y biolgicasPropuesta de programa de prevencin de contaminacin:Diagnstico (fuentes de agua y de consumo, descargas, caudales, uso de dispositivos de ahorro, reuso, reciclaje)Propuesta: reas potenciales, metas

5. Mtodos de tratamieno de las Aguas Residuales

AGUA RESIDUAL

TRATAMIENTO

SLIDOS

AGUA PURA

Mtodos de tratamiento

Clasificacin:Operaciones fsicas unitarias: floculacin, sedimentacin, flotacin, filtracin, tamizado.Procesos qumicos unitarios: Precipitacin, adsorcin y desinfeccin.Procesos biolgicos unitarios: mtodos donde la remocin se realiza gracias a la actividad biolgica. Se usan principalmente para remocin constituyentes orgnicos biodegradables y nutrientes.

FINES DE TRATAMIENTO

SEPARAR SLIDOSELIMINAR TXICOS: TRANFORMACIN /SORCINELIMINAR AGENTES INFECCIOSOS: COMPETICION

PREDACIN

ELIMINAR MATERIA ORGNICA :

MINERALIZACIN/ESTABILIZACIN

AHORA:

ELIMINAR AGENTES CONTAMINANTES CONCRETOS

CRITERIOS DE SELECCIN DE SISTEMA DE TRATAMIENTO

NATURALEZA DEL VERTIDO

RENDIMIENTO DE DEPURACIN DESEABLE

COSTO DEL TRATAMIENTO

USO ESPERADO

ORIGEN DEL VERTIDO

CLASES DE TRATAMIENTO
(POR FUNDAMENTO)

TX. FSICOTX. QUMICOTX. BIOLGICO

EN LA PRCTICA:
TRATAMIENTO DE UN VERTIDO

VARIAS ETAPAS CON FUNCIN BIEN DEFINIDASECUENCIA DE ETAPAS PARECIDA EN TODOS LOS SISTEMASDIFERENCIA EN MTODOS PERO CON LOS MISMOS OBJETIVOS

SISTEMAS DE TRATAMIENTO
SEGN FUNCIN

PRETRATAMIENTO O TRATAMIENTO PREVIO:Separacin de slidos de mayor grosorTX . fsico: CRIBADO/DESARENADOTRATAMIENTO PRIMARIO:Separacin de otros slidos suspendidos

Mtodos: Floculacin/Sedimentacin/Flotacin

Separacin de grasas/Aceites

TRATAMIENTO SECUNDARIO

TX. BIOLGICO:Oxidacin de materia orgnicaDisminucin del BODMETODO: depende del rendimiento deseadoPOZAS DE ESTABILIZACINLAGUNAS DE AIREACINFILTROS BIOLGICOSLODOS ACTIVADOS (>)

TRATAMIENTO TERCIARIO

Para eliminar determinados compuestos peligrososSustancias nitrogenadasCompuestos fosforadosMetales pesadosCompuestos orgnicos complejos (aromticos)Compuestos orgnicos halogenadosCompuestos txicosSuprimir oloresMtodo: qumicos/biolgicos/sorcion

TRATAMIENTO DE DESINFECCIN

PROPSITO: eliminacin de organismos potencialmente infecciososMTODOS MAS USADOS:Tratamientos con cloroTratamiento con ozono

TRATAMIENTOS ESPECIALES

PROPSITO: ELIMINACIN DE CONTAMINANTE

persistentes, recalcitrantes o crticos

- metales pesados (sorcion, precipitacin)

- compuestos aromticos

- compuestos halogenados

SECUENCIA EN ORDENACIN DE TXS NO ES RIGIDA

- Puede ser alterada

- Puede haber supresin de pasos

CONSIDERAR CONTROL FINAL DE pHCONSIDERAR TRATAMIENTO DE LODOS

TRATAMIENTO AEROBICO: CUANDO

Sin Obstculos para Arranque rpidoAguas residuales diluidasAguas residuales deficientes en alcalinidadCosto de electricidad es bajoAbundante rea potencial de confinamiento de slidos

BR ANAERBICO DE TASA BAJA

Alta remocin de BDD y TSSOperacin simple y estableMinimiza o evita tratamiento primarioCostos energticos reducidosFcil manejo de lodosBajo mantenimiento anualTanques elevados o bajo tierraLodo estabilizadoEliminacin de lodo infrecuenteProceso: Alta intensidad de mezcla

Unidad de sedimentacin separada para desechos

formadores de escama

BR AERBICO DESCONTINUO SECUENCIAL

Mejor resistencia a acumulacin de lodoNo requiere clarificadores externosFcil adaptacin a remocin de nutrientesMayor flexibilidad del sistema y controlMenor requerimiento de sueloMenor requerimiento de equipo de procesamientoMayor facilidad a copar limitaciones de efluentePuede adaptar tanques, lagos, pozas existentes

MATERIAL

ClasificadoresFlotadoresTierra de diatomeasFiltradoresEquipos de sedimentacinPrensadorasSecadorasIntercambiadores de ionesEquipos de microfiltracinEquipos de osmosis inversaSilosPlantas de preparacin de desageEvaporadores infrarrojosRadiacin Ultravioleta

FACTORES CRTICOS

BOD/Area DisponibleAlcalinidadCostos de EnergaControl de transporteEspumacinArranque(Carbohidratos)Clima FroLodosEfluente Estacional(SO4)NitrificacinAlifticos Cl(NH3)Requerimiento N y PTasa de CargaO2ClarificadorEstabilidadGases Ftidos

Niveles de tratamiento

Nivel de tratamiento

Descripcin

Preliminar

Remocin de constituyentes que puedan causar problemas operacionales o de mantenimiento en los procesos de tratamiento y sistemas auxiliares

Primario

Remocin de parte de slidos y de materia orgnica suspendidos.

Primario avanzado

Remocin intensiva de slidos suspendidos y materia orgnica, en general llevada a cabo mediante la adicin de insumos qumicos o filtracin

Secundario

Remocin de compuestos orgnicos biodegradables y slidos suspendidos. Se incluye la desinfeccin.

Secundario con remocin

Remocin de compuestos orgnicos biodegradables, slidos suspendidos y nutrientes.

Terciario

Remocin de slidos suspendidos residuales, en general por filtracin en medio granular. Se incluye la desinfeccin y la remocin de nutrientes

Avanzado

Remocin de materiales disueltos o en suspensin que permanecen despus del tratamiento biolgico convencional. Se aplica cuando se requiere reutilizar el agua tratada o para el control de eutroficacin en fuentes receptoras.

Aplicacin de las operaciones y procesos unitarios

Tabla 4.29 y 4.30

Constituyente

Operacin unitaria, proceso unitario o sistema de tratamiento

Slidos suspendidos

Sedimentacin, filtracin, adicin de polmeros qumicos, coagulacin/sedimentacin, procesos naturales (humedales artificiales, tratamiento en el suelo)

Compuestos orgnicos biodegradables

Lodos activados, filtros de lecho empacado, lagunas de estabilizacin, procesos naturales, reactores de pelcula adherida (filtros percoladores, contactores biolgicos rotatorios), sistemas fsico-qumicos.

Patgenos

Cloracin, Radiacin UV, procesos naturales, Ozonacin.

Nitrgeno

Nitrificacin/denitrificacin (procesos biolgicos de pelcula adherida, en suspensin), procesos naturales

Fsforo

Remocin biolgica, adicin de sales metlicas, coagulacin con cal/sedimentacin, procesos naturales

Metales pesados

Precipitacin qumica, procesos naturales

Eficiencias tpicas de tratamiento (%)

Unidad de tratamiento

DBO

DQO

SST

Sedimentacin primaria

30-40

30-40

50-65

Lodos activados convencionales

80-95

80-95

80-90

Filtros percoladores

65-80

60-80

60-85

Sistemas anaerobios

65-80

60-80

60-70

Lagunas de estabilizacin

Anaerobias

Facultativas

Aerobias

50 70

80-90

80-95

-

-

-

20-60

60-75

85-95

Configuraciones tpicas de STAR

Hoja1ZIPAQUIRA II - PTARCASETA OPERADORNESTRUCTURAREJILLA CRIBADOINTERCONEXIONPOZOCAMARA DEAFLUENTEEXCESOSCANALETAPARSHALCOMPUERTANo. 1 Y 2LAGUNA ANAEROBIAPANTALLARIO NEGROVERTEDERO TRIANGULAREFLUENTEESTRUCTURA DE SALIDAHoja2XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXDESARENADORMEDICINREJILLAAFLUENTELECHOS DE SECADOCASETA CELADURIAPORTAL DE ENTRADAEFLUENTESEDIMENTADORSECUNDARIOXXXXXXXXVIADUCTOALIVIADEROAFLUENTEAGUA CLARAVERTEDEROHoja3

Configuraciones tpicas de STAR

Hoja1TUBERA EXCESOSXENTRADAESTACIN BOMBEOREJILLACASETA DECELADURAESTRUCTURADESCOLEXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXCANALABIERTOESTRUCTURA DE PASOEFLUENTEAFLUENTEMEDICINXXXHoja2Hoja3

Canal Parshal Saguapac

Laguna de oxidacin Saguapac

6. Reciclaje del agua tratada

Para consumo humanoLos mayores consumos de agua residual tratada en los pases Mediterrneos (Europa) tienen lugar en las siguientes actividades:

refrigeracin industrial,

irrigacin agrcola (principalmente de forraje y cereales, pero tambin de rboles frutales e incluso productos de huerta, dependiendo de la legislacin nacional vigente).

Reutilizacin y reciclaje

V1 (07.07.2003)

*

En los pases Mediterrneos pueden destacarse algunos ejemplos recientes de reutilizacin de agua residual en agricultura.Estos ejemplos muestran los considerables beneficios que la reutilizacin de un agua residual pueden producir. Estos beneficios son:

financieros: ahorro en infraestructuras.

econmicos: incremento de los ingresos agrcolas.

sociales: mejor acceso al agua.

medioambientales: reduce la presin sobre ecosistemas y recursos.

Beneficios de la reutilizacin del agua residual

V1 (07.07.2003)

*

*

Existen una serie de parmetros que deben ser tenidos en cuenta para la seleccin de la tecnologa ms apropiada de tratamiento.

- econmicos

- institucionales y polticos,

- climticos,

- medioambientales

- disponibilidad de terreno

- socioculturales,

- y otros factores locales.

Una vez que estos factores hayan sido tenidos en cuenta, deber ser seleccionado el ms efectivo desde el punto de vista del coste, a menos que el pblico que vaya a ser servido con ese agua est dispuesto a pagar ms.

Seleccin de tecnologas

V1 (07.07.2003)

*

Nombre del

compuesto

Frmula qumica

Peso

molecular

Volatilidad a

25C

Ppm (v/v)

Umbral de

deteccin de

olor

ppb (v/v)

Umbral de

reconocimien

to de olor

ppb (v/v)

Carcter o

palabra

descriptiva del

olor

Compuestos con azufre

Methyl

mercaptan

CH

3

SH

48

Gas

0.5

1.0

rotten cabbage

Hydrogen

sulfide

H

2

S

34

Gas

0.5

4.7

rotten eggs

Sulfur

Dioxide

SO

2

64

Gas

2700

4400

pungent, irritating

Compuestos con Nitrgeno

Ammonia

NH

3

17

Gas

17000

37000

pungent, irritating

Indole

C

6

H

4

(CH)

2

NH

117

360

0.1

fecal, nauseating

Trimethyl

amine

(CH

3

)

3

N

59

Gas

0.4

pungent, fishy

Skatole

C

9

H

9

N

131

200

1.0

50

fecal,

nauseanting

Otros compuestos

Acetaldehyde

CH

3

CHO

44

Gas

67.0

210

pungent, fruity

Ozone

O

3

48

Gas

500

pungent, irritating

Chlorine

Cl

2

71

Gas

80

310

pungent,

suffocating

Area

Beneficio potencial

Restriccin potencial

Tcnica

Recuperacin de subproductos

comerciables

Necesidad adicional de tratamiento para

cumplir con requisitos de reutilizacin.

Econmica

Ahorros en gastos por consumo de agua y

materia prima

Ahorro en inversiones futuras

Mayores costos de operacin y

mantenimiento de sistemas de tratamiento

Requerimiento de disposicin de residuos

Reglamentaria

Simplificacin en procesos de obtencin

de licencias y permisos.

Nivel de tratamiento

Descripcin

Preliminar

Remocin de constituyentes que puedan causar problemas operacionales o de

mantenimiento en los procesos de tratamiento y sistemas auxiliares

Primario

Remocin de parte de slidos y de materia orgnica suspendidos.

Primario avanzado

Remocin intensiva de slidos suspendidos y materia orgnica, en general llevada

a cabo mediante la adicin de insumos qumicos o filtracin

Secundario

Remocin de compuestos orgnicos biodegradables y slidos suspendidos. Se

incluye la desinfeccin.

Secundario con

remocin

Remocin de compuestos orgnicos biodegradables, slidos suspendidos y

nutrientes.

Terciario

Remocin de slidos suspendidos residuales, en general por filtracin en medio

granular. Se incluye la desinfeccin y la remocin de nutrientes

Avanzado

Remocin de materiales disueltos o en suspensin que permanecen despus del

tratamiento biolgico convencional. Se aplica cuando se requiere reutilizar el

agua tratada o para el control de eutroficacin en fuentes receptoras.

Constituyente

Operacin unitaria, proceso unitario o sistema de tratamiento

Slidos suspendidos

Sedimentacin, filtracin, adicin de polmeros qumicos,

coagulacin/sedimentacin, procesos naturales (humedales artificiales,

tratamiento en el suelo)

Compuestos

orgnicos

biodegradables

Lodos activados, filtros de lecho empacado, lagunas de estabilizacin, procesos

naturales, reactores de pelcula adherida (filtros percoladores, contactores

biolgicos rotatorios), sistemas fsico-qumicos.

Patgenos

Cloracin, Radiacin UV, procesos naturales, Ozonacin.

Nitrgeno

Nitrificacin/denitrificacin (procesos biolgicos de pelcula adherida, en

suspensin), procesos naturales

Fsforo

Remocin biolgica, adicin de sales metlicas, coagulacin con

cal/sedimentacin, procesos naturales

Metales pesados

Precipitacin qumica, procesos naturales

Unidad de tratamiento

DBO

DQO

SST

Sedimentacin primaria

30-40

30-40

50-65

Lodos activados

convencionales

80-95

80-95

80-90

Filtros percoladores

65-80

60-80

60-85

Sistemas anaerobios

65-80

60-80

60-70

Lagunas de

estabilizacin

-

Anaerobias

-

Facultativas

-

Aerobias

50 70

80-90

80-95

-

-

-

20-60

60-75

85-95

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

DESARENADOR

MEDICIN

REJILLA

AFLUENTE

LECHOS DE SECADO

CASETA CELADURIA

PORTAL DE ENTRADA

EFLUENTE

SEDIMENTADOR

SECUNDARIO

X

X

X

X

X

X

X

X

ALIVIADERO

AFLUENTE

AGUA CLARA

VERTEDERO

X

ESTACIN

BOMBEO

REJILLA

CASETA DE

CELADURA

ESTRUCTURA

DESCOLE

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

CANAL

ABIERTO

ESTRUCTURA

DE PASO

EFLUENTE

AFLUENTE

MEDICIN

X

X

X