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8/10/2019 El Tratamiento de Agua
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Mtodos de tratamiento
Qu es el tratamiento del agua?
Es someter al liquido a una serieprocedimientos, que en el mbito de laingeniera de procesos se denominanoperaciones y procesos unitarios, los cuales
permiten modificar las caractersticas fsicas,qumicas y biolgicas, para llevarlas a unestndar de calidad.
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Operaciones y procesos unitarios
OPERACIONES UNITARIAS:
Cada una de las acciones necesarias de transporte, separacin y/o transformacin que soloimpliquen cambios fsicos.
SEPARACIN
TAMIZADO
SEDIMENTACIN
FLOTACIN
FILTRACIN
DESORCIN
PROCESOS UNITARIOS.
Mecanismos de transformacin de los componentes moleculares, que implican cambios en su estructuraqumica, los cuales solo pueden ocurrir dentro de un sistema con condiciones termodinmicas e
hidrodinmicas especificas. Al equipo donde se desarrollan estas reacciones qumicas se le denomina reactor.
Las reacciones qumicas mas utilizadas son: oxidacin, nitracin, polimerizacin, esterificacin, etc.
OXIDACIN
QUIMICA
BIOQUIMICA
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Caractersticas fsicas qumicas y biologicas del agua residual domsticaClasificacin Actividad que la incorpora
Caracteristicas fsicas
Arenas y arcillas Lavado de patios y arrastre por agua de lluvia
Slidos flotantes Arrastre de basura
Caractersticas qumicas
Orgnicos
Materia orgnica Descarga de inodoros, lavados de cocinas
Detergentes Lavado de ropa y de lavado de utensilios de cocina
Grasas y aceites Higiene personal, y de cocina
Orgnicos sintticos Derrame de artculos de sustancias de limpieza y medicinas
Inorgncos
Sales disueltas Lavado de utensilios y vertido de alimentos
Metales pesados Pueden venir de baterias, y residuos de limpieza
Compuestos de nitrogeno Descarga de inodoros
Compuestos de fsforo Lavado de ropa y de lavado de utensilios de cocina
Gases
Oxigeno Disuelto en forma natural
Acido sulfrico Descomposicin de la materia orgnica
Metano Descomposicin de la materia orgnica
Nitrogeno amoniacal Descomposicin de la materia orgnica
Bioxido de carbono Descomposicin de la materia orgnica
Caracteristicas biolgicas
Bacterias Descarga de heces fecales
Virus Descarga de heces fecales
Protozoarios Descarga de heces fecales
Nemtodos Descarga de heces fecales
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Caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas
Caracteristica Componentes moleculares Forma de medicin global e indirecta, parmetros analticos
Materia orgnica
Carbohidratos, proteinas,cidos orgnicos
DQO Demanda quimica de oxigenoDBO5 Demanda bioquimica de oxigeno
COT Carbon orgnico total
SSV Slidos suspendidos volatiles
SDV Slidos disueltos voltiles
DetergentesDodecil benceno, sulfato alquil
benceno lineal SAAM Sustancias activas al azul de metileno
Grasas y Aceites Hidrocarburos, cidos grasos Gy A Grasas y aceites
Sales disueltasCarbonatos, bicarbonatos,
cloruros
Dureza Dureza total: calcio y magnesio
Alcalinidad Alcalinidad total
Conductividad Conductividad electrica
SDT Slidos disueltos totales
SDF Slidos disueltos fijos
Compuestos denitrogeno Amoniaco, nitritos y nitratos
NTK Nitrogeno total kjeldal
NH3 Nitrogeno amoniacal
NO2 Nitritos
NO3 Nitratos
Biologicas Patgenos como, Bacterias,virus, protozarios, y nemtodos
CT Coliformes totales
CF o CTT Coliformes fecales o termotolerantes
Virus Partculas virales
Protozoarios Quistes de protozoarios
Helmintos Huevos de helmintos
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Operaciones y procesos unitarios
Caracterstica Forma de asociacincon el agua
Operaciones y procesos unitarios para su remocin
Arenas y arcillas Sedimentable Sedimentacion
Material flotante Suspendida Tamizado por rejillas
Grasas y aceites Emulsin Flotacin
Materia orgnica
Suspendida Sedimentacin y o filtracin
Disuelta OxidacinQumica
Bioqumica
Detergentes Disuelta OxidacinQumica
Bioqumica
Compuestos de nitrogeno DisueltaOxidacin
Qumica
Bioqumica
Desorcin
Biologicas
Patogenos
Bacterias
Suspendida
OxidacinQumica
Virus Bioqumica
Protozoarios Oxidacin Qumica
NemtodosUltrafiltracin
Sedimentacin y o filtracin
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Conversin biolgica - Oxidacinbioqumica
Materia orgnica en el agua (=substrato)
Sustancias minerales,CO2, CH4, H2, PO4
-3, NH4+, energy
Nuevas clulas (lodo)
Energa Decaimiento
Degradacinde sustrato
Sntesis
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Oxidacin bioqumicaMetabolismoaerobio
Residuo orgnico
Productos finales
Biomasa
Energa
Respiracinendgena
Sntesis
Residuo no biodegradable
Residuosoxidables
Oxgeno Residuo debacterias
Nuevasbacterias
Materiaorgnica
Bacteriasaerobias Nuevas clulas (biomasa)
CO2+ H2O + NH3+ Energa
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Oxidacin bioquimica con bacteriasaerobias
OXIDACIN BIOQUIMICA CON BACTERIAS AEROBIAS
La materia orgnica biodegradable es usada como sustrato para el crecimiento bacteriano.
DQO/DBO + O2 = nuevas clulas + CO2, H2O, PO4-3, NH4
+, energa
Ej., 3C6H12O6+ 8O2+ 2 NH3= 2 C5H7NO2+8CO2+ 14H2O
El sustrato como DBO soluble e insoluble es convertido en masa microbiano nueva a una tasaespecfica de: rSu= dS/dt =*X/Y
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Oxidacin qumica metabolismoanaerobio
Materia orgnicadonante de hidrgeno
Bacteria anaerobiaCH4+ CO2
NO-3 N2
SO=4 H2S
CO2 CH4 + H2O
B -anaerobia
B -anaerobia
B -anaerobia
Materiaorgnica
particulada
Materiaorgnicadisuelta
Enzimasextracelulares
Bacterias Formadorasde cidos cidos orgnicos
Alcoholes, H2, CO2
Biomasa
Biomasa
CH4+ CO2+ H2O + H2Scidos orgnicosAlcoholes, H2, CO2
Biomasa del metano
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Reacciones bioquimicas
ReductorOxidante
(aceptor finalde e)
Productos Organismo
H2 O2 H2O Bacteria del hidrgeno
H2 SO4= H2O + S
= Desulfovirbio
Compuestosorgnicos
O2 CO2+ H2O Bacterias, plantas y animales
NH3 O2 NO-2+ H2O Bacteria nitrificante
NO-2 O2 NO-3+ H2O Bacteria nitrificante
Compuestosorgnicos
NO-3 N2+ CO2 Bacteria desnitrificante
Fe++ O2 Fe+3 Ferrobacillus
S= O2 SO=
4+ H2O Thiobacillus
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Condicin oxido - reduccin
Condicin Donador de electrn Aceptor final de electrn
Aerobia Materia orgnica o inorgnica O2
Anxica Materia inorgnica NO3-, NO2-
Anaerobio Materia orgnica o inorgnica Materia orgnica, HCO3-. SO4
-2
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Mtodos de tratamiento
CaractersticaOperaciones y procesos unitarios
para su remocinSistema a ser empleado en el
tratamiento del agua
Material flotante Tamizado por rejillas Rejillas
Arenas y arcillas Sedimentacin Desarenadores
Grasas y aceites Flotacin Trampas de grasa
Materia orgnica suspendida Sedimentacin Sedimentacin primaria
Materia orgnicadisuelta
Carbonacea
Oxidacin
Qumica Cloracin, ozonacinNitrogenada
Detergentes Bioquimica
Aerobia
Anaerobia
Anoxica
Biologicas
Patogenos
Bacterias Oxidacin Qumica Cloracin
Bioquimica Digestin endgena
VirusOxidacin Qumica Cloracin
Ultrafiltacin Ultrafiltracin
ProtozoariosSedimentacin y /o filtracini
Sedimentacin
Nemtodos Filtracin en arena
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Mtodos de tratamiento
Caracterstica Sistemas empleados en eltratamiento de agua Clasificacinconvencional
Material flotante Rejillas
Pre tratamientoArenas y arcillas Desarenadores
Aceites y grasas Trampas de grasa
Materia orgnica suspendida Sedimentacin primaria Primario
Materia orgnica disueltaOxidacin
bioquimica
Aerobia
SecundarioAnaerobia
Anoxica
Biologicas
Patogenos
Bacterias
Cloracin
DesinfeccinOxidacin
bioquimica
Digestion
endgena
VirusCloracin
Ultra filtracin
TerciarioProtozoariosFiltracin en arena
Nemtodos
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Mtodos de tratamiento
Clasificacin convencional Nombres convencionales de los procesos y operaciones unitarias mas usadas en el tratamiento de agua
Pretratamiento
Rejas o tamices
Operacin manual
Operacin mecnica
Desarenadores
Flujo horizontal
Con areacin
Centrfugos
Primario
Tanques spticos
Tanques Inhoff
Sedimentador primario
Secundario
Aerobio
Reactores de medio fijoFiltros percoladores
Biodiscos
Reactores de biomasa suspendida Reactor de lodos activados
Anaerobio
Reactores anaerobios
Laguna anaerobia
Reactor anaerobio de flujoascendente
Consorcio bacteriano
Lagunas de estabilizacin Lagunas facultativas
HumedalesFlujo superficial
Flujo sub superficial
DesinfeccinLagunas de maduracin
Tanques de contacto de cloro
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Eficiencias esperadas
CaractersticaNombres convencionales de los procesos y operaciones unitarias
mas usados en el tratamiento de agua
Remocionesperadademateriaorgnica(%)
Remocionesperadadepatogenos(%)
Materiales flotantes,arcillas y arenas
Rejas o tamicesoperacin manual
operacin mecnica
Desarenadores
Flujo horizontal
Con aireacin
Centrfugos
Materia orgnicasuspendida
Tanques spticos 25 - 30Tanques Imhoff 25-30
Sedimentador primario 30-40
Materia orgnicadisuelta
Aerobio
Reactores de mediofijo
Filtros percoladores 65-85Biodiscos 80-85
Reactores debiomasa suspendida
Reactor de lodosactivados 80-95
Anaerobio Reactores anaerobios Laguna anaerobia 30-40Reactor anaerobio deflujo ascendente 50-70
Consorcio bacteriano
Lagunas deestabililzacion
Lagunas facultativas40-50
HumedalesFlujo superficial 60-80Flujo subsuperficial 80-90
Organismospatgenos
Lagunas de maduracin 90 99
Tanques de contacto de cloro 99 99
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Costos estimados de operacin ymantenimiento
CaractersticaNombres convencionales de los procesos y operaciones unitarias
mas usados en el tratamiento de aguaCostos de operacin ymantenimiento $/m3
Materiales flotantes,arcillas y arenas
Rejas o tamicesoperacin manual
operacin mecnica
Desarenadores
Flujo horizontal
Con aireacin
Centrfugos
Materia orgnica
suspendida
Tanques spticos
Tanques Imhoff
Sedimentador primario
Materia orgnicadisuelta
Aerobio
Reactores de mediofijo
Filtros percoladores 0,86
Biodiscos 0,86
Reactores de biomasasuspendida
Reactor de lodosactivados 1,49
Anaerobio Reactores anaerobiosLaguna anaerobia 0,21
Reactor anaerobio deflujo ascendente 0,1
Consorcio bacteriano
Lagunas deestabililzacion Lagunas facultativas 0,21
HumedalesFlujo superficial
Flujo subsuperficial 0,2
Organismos patgenosLagunas de maduracin 0,21
Tanques de contacto de cloro
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