1.Principios de Tratamiento

7/22/2019 1.Principios de Tratamiento

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PRINCIPIOS DEL TRATAMIENTO


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BIOTECNOLOGIA

Empleo de organismos vivos para la obtencin de un bien o servicio.

Biorremediacin.Proceso que utiliza microorganismos para limpiar elambiente.

La biotecnologa aprovecha la versatilidad catablica de los microorganismos

para degradar y convertir dichos compuestos.

Derrames de petrleo, Tratamiento de aguas residuales. Etc.

Bioprocesos. Proceso que utiliza clulas vivas o sus componentes, (enzimas)para desarrollar productos.

La utilizacin de la levadura para producir alcohol. Produccin de

biocombustibles. Biolixiviacion de metales, produccion de antibioticos.

Ing. genetica. Modificar y transferir genes de un organismo a otro.Fabricacin de quimosina (fabricacin del queso). Mejoramiento de los

cultivos vegetales.


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Aguas residuales

Aquellas que resultan del uso domstico o industrial del agua.

Se les llama: aguas residuales, aguas negras o aguas cloacales.

Son residuales pues, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo,

algo que no sirve para el usuario directo; son negras por el color que

habitualmente tienen.


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Clasificacin de las Aguas residuales

( segn su origen)

ORIGEN CONTENIDO MATERIAS CONTAMINANTES

Agrarias

Estircol

Restos abonos

Restos aditivos

Slidos macroscpicos

Materias en suspensin

Materias disueltas

Urbanas

Residuos orgnicos

fecales y domsticos

Productos de lavado

Grasas y aceites

Materia orgnica

Grmenes patgenos

Industriales

Muy variable

Orgnico

Inorgnico

Mixto

Materia orgnica

Metales

Slidos en suspensin


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Produccin del agua residual


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Caractersticas de las aguas residuales:

Parmetros fsicos

Parmetros qumicos

Parmetros biolgicos


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Contaminantes fsicos

Parmetros fsicos que alteran la calidad del agua

C o l o r.- El color es el resultado de la reflexin de ciertaslongitudes de onda de la luz incidente. El Color aparente sedebe a la suma de substancias disueltas ms las

partculas en suspensin.

Turbidez.- La turbidez se debe a substancias insolubles ensuspensin, coloides, microorganismos. Un agua turbiadificulta el paso de la luz impidiendo la fotosntesis ydisminuyendo el aporte de oxgeno disuelto.

Temperatura.- La temperatura del agua determina suspropiedades fsicas, qumicas y biolgicas. La temperaturaes importante en la solubilidad de las sales, y de los gasespor lo tanto influye en la conductividad y en el pH.
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Contaminantes Fsicos (2)

Conductividad.- La conductividad elctrica es la medida dela capacidad del agua para conducir la electricidad e indicala materia ionizable total. La conductividad y la durezareflejan el grado de mineralizacin de las aguas y suproductividad potencial.

pH.- indica la concentracin de iones hidronios en el aguay usado como una medida de la naturaleza cida o acalinade una solucin acuosa.

pH = 7 medio neutro

pH < 7 medio cido

pH > 7 medio bsico

Slidos.- Slidos totales (ST), Estos ST incluyen partculasde suelo insolubles, sedimento, material slido orgnico einorgnico que est suspendido en el agua y que entrminos de masa total es la mayor fuente decontaminacin acutica.
http://images.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.pontecesures.net/wp-content/uploads/2006/08/aguas%20residuales.jpg&imgrefurl=http://www.pontecesures.net/2006/08/&h=192&w=256&sz=10&hl=es&start=101&tbnid=ACRpYuC4KvyiAM:&tbnh=83&tbnw=111&prev=/images?q=toma+de+muestra+aguas+residuales&start=90&gbv=2&ndsp=18&hl=es&sa=N


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Contaminantes Qumicos

Amonio.Las aguas superficiales bien aireadas no debencontener amonio. Aguas debajo de descargas de aguasservidas se encuentra amonio en concentraciones de hasta 4mg/l. La presencia de amonio indica contaminacin reciente.

Nitrito.Los nitritos provienen de la oxidacin del amonio oreduccin del nitrato. La presencia de nitritos indica

contaminacin.

Nitrato.El nitrato proviene principalmente del uso defertilizantes

Fsforo.El fsforo se puede encontrar como fsforo orgnicofsforo inorgnico (ortofosfatos) disuelto o en suspensin. Supresencia favorece la eutrofizacin y trae como consecuenciael aumento de materia orgnica, bacterias heterotrfas yfinalmente disminucin del oxgeno disuelto.


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Contaminantes Orgnicos

La contaminacin orgnica es la ms importante enmagnitud y sus fuentes son de origen domstico,industrial, agrcola y ganadero.

Hay tres ndices para medir la contaminacin orgnica enforma global:

LA DEMANDA QUMICA DE OXGENO (DQO)

LA DEMANDA BIOLGICA DE OXGENO (DBO)

CARBONO ORGNICO TOTAL (COT)
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Demanda Qumica de Oxgeno (DQO)

La Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) se define como lacantidad de un oxidante especfico que reacciona con unamuestra bajo condiciones controladas. La cantidad de oxidanteconsumida se expresa en trminos de su equivalencia enoxgeno: mg O2/l.

El mtodo DQO de Hanna est basado en elmtodo colorimtrico de dicromato a reflujocerrado" perfectamente establecido, y est enconcordancia con las dos lneas oficialesprincipales para el anlisis qumico de aguaspotables y residuales: "Standard Methods for theExamination of Water and Wastewater" (20 edicin)mtodo #5220D


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Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO)

Mide la cantidad de oxgeno consumido en la degradacin bioqumica,de la materia orgnica mediante procesos biolgicos aerobios.

La relacin entre DBO/DQO indica la biodegradabilidad de la materiacontaminante

DBO/DQO < 0,2 vertido de tipo inorgnico

DBO/DQO > 0,6 vertido de tipo orgnico

Equipos para D.B.O. con microprocesador Equipo para la determinacin de la D.B.O. controlado por

microprocesador (Sensor)

Sistema de medida de presin electrnica.

Lectura del valor (ppm) de la DBO directamente en el

display de cada posicin. Escalas 0-90, 0-250, 0-600 y 0-999 ppm DBO con valores

superiores previa dilucin.

La determinacin de la D.B.O. requiere de un Incubador

refrigerado.


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Carbono Orgnico Total (COT)

Mide el contenido total de carbn de los

compuestos orgnicos (orgnicos fijo, voltiles

ya sea naturales o sintticos).

Especialmente indicado para pequeas

concentraciones de materia orgnica, la

que se mide por la cantidad de

anhdrido carbnico que se genera al

oxidar en condiciones especiales a la

materia orgnica.


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Microcontaminantes

Microcontaminantes Inorgnicos:

Algunos de estos elementos trazas son nutrientes tanto para plantascomo animales. Muchos son esenciales a baja concentracin perotxicos a concentraciones ms altas.

Algunos metales pesados son contaminantes muy dainos paraorganismos vivos. Ejemplo Hierro (Fe, elemento esencial), Plomo(Pb), Cadmio (Cd), y Mercurio (Hg).

Algunos metaloides (elementos que se ubican entre los metales y nometales en la Tabla peridica) son importantes contaminantesacuticos. Ej. Arsnico (As), Selenio (Se), y Antimonio (Sb).

Inorgnicos Orgnicos


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Microcontaminantes Orgnicos

Estos compuestos se caracterizan por ser: complejos, toxicicos,bioconcentracin, modifican caractersticas organolpticas del agua y dedifcil determinacin analtica.

Pesticidas

Los pesticidas constituyen la amenaza ms seria al ambiente, estos incluyen:insecticidas, moluscicidas, nematocidas, rodenticidas, herbicidas, fungicidas,bactericidas, algicidas. Los principales grupos son: organoclorados,organofosforados, carbamatos, triazinas y fenoxicidos. Los pesticidas entranen el agua directamente por aplicacin para la eliminacin de mosquitos oindirectamente por escorrenta de tierras agrcolas y forestales.

DetergentesLos detergentes aninicos del tipo alquilbencenosulfonato (ABS) yalquilsulfonato lineales (LAS) son los ms empleados. Los ABS son resistentesa la biodegradacin y txicos para la vida acutica. Por este motivo has sidosustituidos por los LAS, los cuales son fcilmente degradados por lasbacterias.


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Microcontaminantes Orgnicos

Fenoles.Los fenoles proceden principalmente de los procesos industriales (industriaqumica, celulosa, del carbn, petroqumica) y tambin de la degradacin depesticidas.

Hidrocarburos.

Provienen de derrames de petrleo, vertidos industriales. Dan sabor y olordesagradable.

Bifenilos Policlorados (PCBs)Los bifenilos policlorados fueron detectados como contaminantesambientales en 1966. Los PCBs fueron usados como aisladores trmicos entransformadores e impregnacin de asbestos y en algunas pinturas epxicas.

Los PCB son muy estables y persistentes ya que no son qumica nibiologicamente degradables y al igual que el DDT son bioacumulados ymagnificados en las cadenas trficas.

Sustancias Hmicas.Provienen de la lixiviacin de la capa orgnica del suelo(hojas y madera).


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Contaminantes Biolgicos

Microorganismos:

Los microorganismos han causado

grandes epidemias (ej. tifus, clera,

disentera).

Sin embargo adems de microorganismos

patgenos existen microorganismos que

contribuyen a la autodepuracin de aguas

contaminadas, especialmente a aquellas

con contaminacin orgnica
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ENFERMEDADES MAS FRECUENTES ADQUIRIDASPOR INGESTIN DE AGUA CONTAMINADA

Amebiasis:- Sntomas: Dolor abdominal, estreimiento o diarreas, fiebre,escalofros, lceras cutneas.- Fuentes contaminantes: Heces humanas, aguas reciduales.- Factores contribuyentes: Uso de agua contaminada. Saneamientoambiental deficiente.

Giardiasis:- Sntomas: Diarrea, nauseas, vmitos, debilidad, fatiga, fiebre, hecesamarillentas.- Fuentes contaminantes: Heces humanas, de castor y aguasresiduales domesticas.- Factores contribuyentes: Eliminacin inadecuada de aguasresiduales, tratamiento de agua incompleto y saneamiento ambiental

incompleto Clera:

- Sntomas: Diarrea profunda, vmitos, dolores abdominales,deshidratacin , sed, ojos cundidos.- Factores contaminantes: Heces y vmitos humanos, aguas residualesdomesticas.- Factores contribuyentes: Utilizacin de aguas contaminadas. Mal

estado nutricional


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ENFERMEDADES MAS FRECUENTES ADQUIRIDASPOR INGESTIN DE AGUA CONTAMINADA (2)

Gastroentertis:- Sntomas: Dolores abdominales, diarreas, fiebre, vmitos,cefalea.- Factores contaminantes: Heces humanos, aguas residualesdomesticas.- Factores contribuyentes: Eliminacin impropia de aguas

residuales, uso de agua contaminada Hepatitis A:- Sntomas: Fiebre, malestar, languidez, anorexia, nauceas,vmitos, ictericia.- Factores contaminantes: Heces y orina humana, aguasresiduales domesticas.- Factores contribuyentes: Eliminacin inadecuada de aguas

residuales Fiebre tifoidea:- Sntomas: Fiebre constante, malestar,cefaleas, vmitos, anorexia, diarrea sanguinolenta.- Factores contaminantes: Heces y orina humana, aguasresiduales domesticas.- Factores contribuyentes: Eliminacin inadecuada de aguasresiduales, uso de aguas contaminada, diferencias en la

coloracin.


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Variacin en la composicin de las ARD


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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Serie de procesos fsicos, qumicos y biolgicos que tienen como fin

eliminar los contaminantes fsicos, qumicos y biolgicos presentes en el

agua residual.

El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (efluente tratado) o

reutilizable en el ambiente y un residuo slido o fango (tambin llamado

bioslido o lodo) estable para reso.

Es comn llamarlo depuracin de aguas residualespara distinguirlo del

tratamiento de aguas potables Los metodos pueden ser:

Intensivos.

Extensivos.


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Sistemas extensivos.

Son procesos que realizan la depuracin mediante cultivos fijos

en condiciones ambientales. (aplicacin en suelo)

Reactores extensivos: Lagunas de estabilizacin, pantanosartificiales, Infiltracin percolacin etc.

Se caracterizan por su gran tamao y el tiempo de retencin

dentro del reactor (semanas o meses).La concentracin de la biomasa de microorganismos es baja y el

oxgeno es abastecido por la actividad fotosinttica de las algas y

la difusin desde la atmsfera.

La principal desventaja es la gran extensin de terreno que serequiere para obtener tiempos de retencin de varias semanas y

asegurar el abastecimiento de oxgeno adecuado a travs de la

fotosntesis y la difusin.


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Sistemas de aplicacin al suelo


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Humedales artificiales

infraestructura

Vista externa


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Sistemas intensivos

Los reactores intensivos estn diseados para acelerar ladegradacin de la materia orgnica.

Las aguas servidas son puestas en contacto con unabiomasa concentrada de microorganismos y grandescantidades de oxgeno son inyectadas mecnicamente en elreactor.

Los efluentes que salen del reactor son pasados a unsedimentador (clarificador) donde la biomasa es removida.

Tienen un rendimiento excelente en la remocin de la

materia orgnica, haciendo esto en poco espacio y tiempocorto (el tiempo de residencia de las aguas servidas dentrodel reactor es 8-14 horas en sistemas de lodos activados).


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Sistemas intensivos. desventajas

Los compuestos refractarios con baja tasa de degradacin (DQOdura) son pobremente removidos en los reactores intensivos. Laadicin de unidades de pos-tratamiento al sistema (carbnactivado, floculacin, filtracin, etc.) requiere inversiones y costosoperacionales altos, gran consumo de energa, y la produccin ydeshecho de una serie de lodos cuyo tratamiento y disposicinfinales son difciles y costosos.

Los patgenos son pobremente removidos.

Adems, el corto tiempo de retencin determina una falta decapacidad buffer que hace que el sistema sea muy sensible acambios en la cantidad y calidad de las aguas servidas crudas que

entran, reduciendo su confiabilidad. Los reactores intensivos carecen de capacidad de almacenamiento.


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Sistemas semi-intensivos

Las tecnologas semi-intensivas representan un esfuerzo porcombinar las mejores caractersticas de las tecnologas extensivas eintensivas.

La idea bsica es usar unidades intensivas (tiempo de retencin de8-14 horas) o semi-intensivas (tiempo de retencin de 2-4 das)

para la remocin parcial de la materia orgnica, y entoncescompletar el tratamiento en unidades extensivas que pueden serdiseadas de menor tamao y menos uso de terreno porque partede la materia orgnica ya fue removida en las unidades previas.

Existe un amplio espectro de tecnologas semi-intensivas, desde lams extensivas (como lagunas anaerbicas seguidas de facultativas

y reservorios de aguas servidas) hasta las ms intensivas (comoreservorios aerados operados en batch secuencial).


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Semi-intensivas.

Ventajas de sistemas semi-intensivos

Requieren menos energa que las intensivas. Requieren menos extensin de terreno que lasextensivas. Remueven tanta DBO como las intensivas.

Remueven tantos patgenos y substanciasrefractarias como las extensivas. Descargan muy poco o nada de lodos


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Comparacin cualitativa de sistemas


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Etapas de Procesos de depuracin

Tratamiento ProcesoPretratamiento Fsico

Primario Fsico y/o Qumico

Secundario Biolgico

Terciario Fsico y/o qumico y/o biolgico


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Sistema de convencional de tratamiento


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Comparacin

cuantitativa

Sistemasde

tratamie

nto


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CRITERIOS PARA SELECCIN DE TECNOLOGAS

REQUERIMIENTOS DE CALIDAD DEL EFLUENTE

REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS Y ENERGIA

TRATAMIENTO Y DISPOSICIN DE LODOS

GRADO DE DIFICULTAD EN LA OPERACIN Y MANTENIMIENTO

(O & M)

REQUERIMIENTOS DE PERSONAL PARA O & M

REQUERIMIENTO DE TERRENO

COSTOS DE INVERSIN INICIAL Y DE O & M


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Costos totales unitarios promedios para el

tratamiento (UE, EE.UU)

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