Definicin de agua residualSe denomina aguas servidas a aquellas
que resultan del uso domstico o industrial del agua. Se les llama
tambin 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.Algunos autores hacen una
diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido
que las primeras solo provendran del uso domstico y las segundas
corresponderan a la mezcla de aguas domsticas e industriales.En
todo caso, estn constituidas por todas aquellas aguas que son
conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de
lluvia y las infiltraciones de agua del terreno.Para cuantificar el
grado de contaminacin y poder establecer el sistema de tratamiento
mas adecuado, se utilizan varios parmetros expresados en la
NOM.oficial:1:2 Demanda bioqumica de oxigenoPara medir la
concentracin de contaminantes orgnicos, en las aguas que resultan
de el uso domestico el parmetro mas utilizado es la Demanda
biolgica de oxgeno o (DBO), esta se define como la concentracin de
oxigeno disuelto consumido por los microorganismos, presentes en el
agua o aadidos a ella para efectuar la medida la medicin, en la
oxidacin de toda la materia orgnica presente en la muestra de agua.
Su valor debe ser inferior a 8 MG/l. Para ser considerada como
potable. Generalmente en las aguas de origen domestico este valor
flucta entre los 200 a 300 MG/l.
2- Tratamiento de aguas residuales2:1-pasos de tratamiento:En el
tratamiento de aguas residuales se pueden distinguir hasta cuatro
etapas que comprenden procesos qumicos, fsicos y biolgicos:
- Tratamiento preliminar, destinado a la eliminacin de residuos
fcilmente separables y en algunos casos un proceso de
pre-aireacin.- Tratamiento primario que comprende procesos de
sedimentacin y tamizado.- Tratamiento secundario que comprende
procesos biolgicos aerobios y anaerobios y fsico-qumicos
(floculacin) para reducir la mayor parte de la DBO.- Tratamiento
terciario o avanzado que est dirigido a la reduccin final de la
DBO, metales pesados y/o contaminantes qumicos especficos y la
eliminacin de patgenos y parsitos.2:2.- Sistemas de tratamiento
biolgico:Los objetivos del tratamiento biolgico son tres: (1)
reducir el contenido en materia orgnica de las aguas, (2) reducir
su contenido en nutrientes, y (3) eliminar los patgenos y
parsitos.Estos objetivos se logran por medio de procesos aerbicos y
anaerbicos, en los cuales la materia orgnica es metabolisada por
diferentes cepas bacterianas.2:2:1.- estanques de lodos activos:El
tratamiento se proporciona mediante difusin de aire por medios
mecnicos en el interior de tanques. Durante el tratamiento los
microorganismos forman floculos que, posteriormente, se dejan
sedimentar en un tanque, denominado tanque de clarificacin. El
sistema bsico comprende, pues, un tanque de aireacin y un tanque de
clarificacin por los que se hace pasar los lodos varias veces.Los
dos objetivos principales del sistema de lodos activados son (1) la
oxidacin de la materia biodegradable en el tanque de aireacin y (2)
la floculacin que permite la separacin de la biomasa nueva del
efluente tratado. Este sistema permite una remocin de hasta un 90%
de la carga orgnica pero tiene algunas desventajas: en primer lugar
requiere de instalaciones costosas y la instalacin de equipos
electromecnicos que consumen un alto costo energtico. Por otra
parte produce un mayor volumen de lodos que requieren de un
tratamiento posterior por medio de reactores anaerbicos y/o su
disposicin en rellenos sanitarios bien
instalados.2:2:2.-Tratamiento anaerobio-Consiste en una serie de
procesos microbiolgicos, dentro de un recipiente hermtico,
dirigidos a la digestin de la materia orgnica con produccin de
metano. Es un proceso en el que pueden intervenir diferentes tipos
de microorganismos pero que est dirigido principalmente por
bacterias. Presenta una serie de ventajas frente a la digestin
aerobia: generalmente requiere de instalaciones menos costosas, no
hay necesidad de suministrar oxgeno por lo que el proceso es ms
barato y el requerimiento energtico es menor. Por otra parte se
produce una menor cantidad de lodo (el 20% en comparacin con un
sistema de lodos activos), y adems este ltimo se puede disponer
como abono y mejorador de suelos. Adems es posible producir un gas
til.Para el tratamiento anaerobio a gran escala se utilizan
rectores de flujo ascendente o U.S.B. (Por sus siglas en ingles)
con un pulimento aerobio en base de filtros percoladores y
humedales.2:2:3- Humedales artificiales-Este sistema consiste en la
reproduccin controlada, de las condiciones existentes en los
sistemas lagunares someros o de aguas lenticas los cuales, en la
naturaleza, efectan la purificacin del agua. Esta purificacin
involucra una mezcla de procesos bacterianos aerobios-anaerobios
que suceden en el entorno de las races de las plantas hidrfilas,
las cuales a la ves que aportan oxigeno consumen los elementos
aportados por el metabolismo bacterial y lo transforman en
follaje.Este sistema es el ms amigable desde el punto de vista
ambiental ya que no requiere instalaciones complejas, tiene un
costo de mantenimiento muy bajo y se integra al paisaje natural
propiciando incluso refugio a la vida silvestre.Quizs se podra
mencionar como nica desventaja la mayor cantidad de superficie
necesaria.El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie
de procesos fsicos, qumicos y biolgicos que tienen como fin
eliminar los contaminantes en el agua efluente del uso humano. El
objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente
tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo slido o fango
(tambin llamado bioslido o lodo) convenientes para su disposicin o
reuso. Es muy comn llamarlo depuracin de aguas residuales para
distinguirlo del tratamiento de aguas potables.
ETAPAS DEL PROCESOEl proceso de tratamiento del agua residual se
puede dividir en cuatro etapas: pretratamiento, primaria,
secundaria y terciaria. Algunos autores llaman a las etapas
preliminar y primaria unidas como etapa primaria.
TRATAMIENTO PRELIMINARLa etapa preliminar debe cumplir dos
funciones:
1. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta.2.
Extraer los slidos flotantes grandes y la arena (a veces, tambin la
grasa).
Normalmente las plantas estn diseadas para tratar un volumen de
agua constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida
producida por una comunidad no es constante. Hay horas,
generalmente durante el da, en las que el volumen de agua producida
es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulacin de
forma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea
uniforme.
Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es
necesario filtrar el agua para retirar de ella slidos y grasas. Las
estructuras encargadas de esta funcin son las rejillas, tamices,
trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En esta
etapa tambin se puede realizar la preaireacin, cuyas funciones son:
a) Eliminar los compuestos voltiles presentes en el agua servida,
que se caracterizan por ser malolientes, y b) Aumentar el contenido
de oxgeno del agua, lo que ayuda a la disminucin de la produccin de
malos olores en las etapas siguientes del proceso de
tratamiento.
TRATAMIENTO PRIMARIOTiene como objetivo eliminar los slidos en
suspensin por medio de un proceso de sedimentacin simple por
gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. As, para
completar este proceso se pueden agregar compuestos qumicos (sales
de hierro, aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto
de precipitar el fsforo, los slidos en suspensin muy finos o
aquellos en estado de coloide.
Las estructuras encargadas de esta funcin son los estanques de
sedimentacin primarios o clarificadores primarios. Habitualmente
estn diseados para suprimir aquellas partculas que tienen tasas de
sedimentacin de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, el perodo de retencin es
normalmente corto, 1 a 2 h. Con estos parmetros, la profundidad del
estanque flucta entre 2 a 5 m.
En esta etapa se elimina por precipitacin alrededor del 60 al
70% de los slidos en suspensin. En la mayora de las plantas existen
varios sedimentadores primarios y su forma puede ser circular,
cuadrada a rectangular.
TRATAMIENTO SECUNDARIOTiene como objetivo eliminar la materia
orgnica en disolucin y en estado coloidal mediante un proceso de
oxidacin de naturaleza biolgica seguido de sedimentacin. Este
proceso biolgico es un proceso natural controlado en el cual
participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que
se desarrollan en un reactor o cuba de aireacin, ms los que se
desarrollan, en menor medida en el decantador secundario. Estos
microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de los
slidos en suspensin y estado coloidal produciendo en su degradacin
en anhdrido carbnico y agua, originndose una biomasa bacteriana que
precipita en el decantador secundario. As, el agua queda limpia a
cambio de producirse unos fangos para los que hay que buscar un
medio de eliminarlos.
En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de
forma que la biomasa, es decir, los flculos bacterianos producidos
en el reactor, sedimentan. El sedimento que se produce y que, como
se dijo, est formado fundamentalmente por bacterias, se denomina
fango activo.
Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en
suspensin en el agua (procesos de crecimiento suspendido o fangos
activados), adheridos a un medio de suspensin (procesos de
crecimiento adherido) o distribuidos en un sistema mixto (procesos
de crecimiento mixto).
Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen
filtros de arena intermitentes, filtros percoladores, contactores
biolgicos rotatorios, lechos fluidizados, estanques de fangos
activos, lagunas de estabilizacin u oxidacin y sistemas de digestin
de fangos.
TRATAMIENTO TERCIARIOTiene como objetivo suprimir algunos
contaminantes especficos presentes en el agua residual tales como
los fosfatos que provienen del uso de detergentes domsticos e
industriales y cuya descarga en curso de agua favorece la
eutrofizacin, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de
la vegetacin acutica que agota el oxgeno, y mata la fauna existente
en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya que depender
de la composicin del agua residual y el destino que se le dar.
PRINCIPALES PASOS DEL TRATAMIENTO
Desinfeccin
Las aguas servidas tratadas normalmente contienen
microorganismos patgenos que sobreviven a las etapas anteriores de
tratamiento. Las cantidades de microorganismos van de 10.000 a
100.000 coliformes totales y 1.000 a 10.000 coliformes fecales por
100 ml de agua, como tambin se aslan algunos virus y huevos de
parsitos. Por tal razn es necesario proceder a la desinfeccin del
agua. Esta desinfeccin es especialmente importante si estas aguas
van a ser descargadas a aguas de uso recreacional, aguas donde se
cultivan mariscos o aguas que pudieran usarse como fuente de agua
para consumo humano.
Los mtodos de desinfeccin de las aguas servidas son
principalmente la cloracin y la iozonizacin, pero tambin se ha
usado la bromacin y la radiacin ultravioleta. El ms usado es la
cloracin por ser barata, fcilmente disponible y muy efectiva. Sin
embargo, como el cloro es txico para la vida acutica el agua
tratada con este elemento debe ser sometida a decloracin antes de
disponerla a cursos de agua natural.Desde el punto de vista de la
salud pblica se encuentra aceptable un agua servida que contiene
menos de 1.000 coliformes totales por 100 ml y con una DBO inferior
a 50 mg/L.La estructura que se usa para efectuar la cloracin es la
cmara de contacto. Consiste en una serie de canales interconectados
por los cuales fluye el agua servida tratada de manera que sta est
al menos 20 minutos en contacto con el cloro, tiempo necesario para
dar muerte a los microorganismos patgenos.
Tratamiento de los fangos
Los sedimentos que se generan en las etapas primaria y
secundaria se denominan fangos. Estos fangos contienen gran
cantidad de agua (99%), microorganismos patgenos y contaminantes
orgnicos e inorgnicos. Se han desarrollado varios mtodos para el
tratamiento de los fangos e incluyen: digestin anaerobia, digestin
aerobia, compostaje, acondicionamiento qumico y tratamiento fsico.
El propsito del tratamiento de los fangos es destruir los microbios
patgenos y reducir el porcentaje de humedad.
La digestin anaerobia se realiza en un estanque cerrado llamado
digestor y no requiere la presencia de oxgeno pues es realizada por
bacterias que se desarrollan en su ausencia. Para el ptimo
crecimiento de estos microorganismos se requiere una temperatura de
35 C. Las bacterias anaerobias degradan la materia orgnica presente
en el agua servida, en una primera fase, a cido propinico, cido
actico y otros compuestos intermedios, para posteriormente dar como
producto final metano (60 - 70 %), anhdrido carbnico (30%) y trazas
de amonaco, nitrgeno, anhdrido sulfuroso e hidrgeno. El metano y el
anhdrido carbnico son inodoros; en cambio, el cido propinico tiene
olor a queso rancio y el cido actico tiene un olor a vinagre.La
digestin aerobia se realiza en un estanque abierto y requiere la
presencia de oxgeno y, por tanto, la inyeccin de aire u oxgeno. En
este caso la digestin de la materia orgnica es efectuada por
bacterias aerobias, las que realizan su actividad a temperatura
ambiente. El producto final de esta digestin es anhdrido carbnico y
agua. No se produce metano. Este proceso bien efectuado no produce
olores.El compostaje es la mezcla del fango digerido aerbicamente
con madera o llantas trituradas, con el objetivo de disminuir su
humedad para posteriormente ser dispuesto en un relleno
sanitario.
El acondicionamiento qumico
Se puede aplicar tanto a los fangos crudos como digeridos e
incluye la aplicacin de coagulantes tales como el sulfato de
aluminio, el cloruro frrico y los polmeros, los que tienen como
funcin ayudar a la sedimentacin de las materias en suspensin y
solucin en el fango; la elutriacin o lavado del fango, la cloracin
y la aplicacin de floculante.
El tratamiento fsico
Incluye el tratamiento por calor y el congelamiento de los
fangos.Una vez concluida la etapa de digestin microbiana, ya sea
aerobia o anaerobia, los fangos an contienen mucha agua (alrededor
de un 90%) por lo que se requiere deshidratarlos para su disposicin
final. Para ello se han diseado dos mtodos principales: secado por
aire y secado mecnico.
Deshidratacin de los fangos
Se han hecho diversas estructuras para el secado por aire de los
fangos. Entre ellas estn: lechos de arena, lechos asistidos de
arena, lagunas de fangos, lechos adoquinados y eras de secado.
Para el secado mecnico existen filtros banda, filtros prensa,
filtros de vaco y centrfugas.
Los fangos deshidratados deben disponerse en una forma
ambientalmente segura. Para ello, segn el caso, pueden llevarse a
rellenos sanitarios, ser depositados en terrenos agrcolas y no
agrcolas o incinerados. La aplicacin en terrenos agrcolas requiere
que el fango no presente sustancias txicas para las plantas,
animales y seres humanos. Lo habitual es que s las contengan por lo
que lo normal es que sean dispuestos en rellenos sanitarios o
incinerados.TRATAMIENTOS PRIMARIOSEn este tipo de tratamiento lo
que se busca es remover los materiales que son posibles de
sedimentar, usando tratamiento fsicos o fsico-qumicos.En algunos
casos dejando, simplemente, las aguas residuales un tiempo en
grandes tanques o, en el caso de los tratamientos primarios
mejorados, aadiendo al agua contenida en estos grandes tanques,
sustancias qumicas quelantes (La precipitacin qumica o coagulacin
es un proceso por el cual se agregan sustancias qumicas para que as
se de una coagulacin de los desechos y poder retirar as los slidos)
que hacen ms rpida y eficaz la sedimentacin. Tambin se incluyen en
estos tratamientos la neutralizacin del pH y la eliminacin de
contaminantes voltiles como el amoniaco (desorcin). Las operaciones
que incluye son el desaceitado y desengrase, la sedimentacin
primaria, la filtracin, neutralizacin y la desorcin.La sedimentacin
fsica es el proceso mediante el cual se dejan asentar por gravedad
los slidos en suspensin en las aguas residuales. Las bacterias que
crecen en este medio, junto con otros slidos, se retiran en un
tanque de sedimentacin secundario y se hacen entrar de nuevo al
tanque de ventilacin. En este tipo de tratamiento se pueden retirar
de un 60 a un 65% de los slidos sedimentables y de 30 a 35% de los
slidos suspendidos en las aguas residuales.TRATAMIENTOS
SECUNDARIOSSe da para eliminar desechos y sustancias que con la
sedimentacin no se eliminaron y para remover las demandas biolgicas
de oxigeno. Con estos tratamientos secundarios se pueden Expeler
las partculas coloidales y similares. Puede incluir procesos
biolgicos y qumicos. Este proceso acelera la descomposicin de los
contaminantes orgnicos. El procedimiento secundario ms habitual es
un proceso biolgico en el que se facilita que bacterias aerobias
digieran la materia orgnica que llevan las aguas. Este proceso se
suele hacer llevando el efluente que sale del tratamiento primario
a tanques en los que se mezcla con agua cargada delodos
activos(microorganismos). Estos tanques tienen sistemas de burbujeo
o agitacin que garantizan condiciones aerobias para el crecimiento
de los microorganismos. Posteriormente se conduce este lquido a
tanques cilndricos, con seccin en forma de tronco de cono, en los
que se realiza la decantacin de los lodos. Separados los lodos, el
agua que sale contiene muchas menos impurezas. Una parte de estos
lodos son devueltos al tanque para que as haya una mayor oxidacin
de la materia orgnica.Se utilizan tambin losbiodiscos que estn
construidos con un material plstico por el que se esparce una
pelcula de microorganismos que se regulan su espesor con el paso y
el rozamiento del agua. Puede estar sumergido de un 40 a un 90 % y
las parte que queda en la superficie es la encargada de aportar el
oxigeno a la actividad celular.Ellagunajees utilizado en terrenos
muy extensos y su duracin es de 1/3 das en el proceso de retencin.
La agitacin debe ser suficiente para mantener los lodos en
suspensin excepto en la zona ms inmediata a la salida del
efluente.
ZANJON DE OXIDACIN, MUNICIPIO DE FUNZA, CUNDINAMARCA sacado
dehttp://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_Trat_secundarios.htmTRATAMIENTOS
TERCIARIOSConsisten en procesos fsicos y qumicos especiales con los
que se consigue limpiar las aguas de contaminantes concretos:
fsforo, nitrgeno, minerales, metales pesados, virus, compuestos
orgnicos, etc. Es un tipo de tratamiento ms caro que los anteriores
y se usa en casos ms especiales como por ejemplo para purificar
desechos de algunas industrias.Algunas veces el tratamiento
terciario se emplea para mejorar los efluentes del tratamiento
biolgico secundario. Se ha empleado la filtracin rpida en arena
para poder eliminar mejor los slidos y nutrientes en suspensin y
reducir la demanda bioqumica de oxgeno.Una mejor posibilidad para
el tratamiento terciario consiste en agregar uno o ms estanques en
serie a una planta de tratamiento convencional. El agregar esos
estanques de "depuracin" es una forma apropiada de mejorar una
planta establecida de tratamiento de aguas residuales, de modo que
se puedan emplear los efluentes para el riego de cultivos o zonas
verdes y en acuicultura.PROCESOS BIOLOGICOS PARA TRATAMIENTO DE
AGUASRESIDUALESEl procesode tratamientobiolgico consiste enel
control delmedio ambiente de losmicroorganismos de modo quese
consigan condiciones de crecimiento ptimas.Las principales
aplicaciones de estos procesos son: la eliminacin de lamateria
orgnica carbonosadel agua residual, medida como DBO, COT o DQO; la
nitrificacin; la denitrificacin; la eliminacinde fsforo; y la
estabilizacin de fangos.Los principales procesos biolgicos
aplicados al tratamiento de aguaresidual se dividenen cincograndes
grupos: Procesos aerobios: procesos de fangos activados, lagunas
aireadas, digestin aerobia, filtrospercoladores, filtros de
desbaste, sistemas biolgicos rotativos de contacto o biodiscos
(RBC). Procesos anxicos: Desnitrificacin con cultivo en suspensin,
y la desnitrificacin de pelculafija. Procesosanaerobios:Digestin
anaerobia, procesoanaerobio de contacto(UASB), filtroanaerobio, y
lecho expandido. Procesos anaerobios,anxicos o aerobios combinados:
Proceso de una o varias etapas. Procesos en estanques o
lagunajes:Lagunas aerobias, lagunas facultativas, lagunas
anaerobiasylagunas de maduracin o terciarias.PROCESOS DE
FANGOSACTIVADOS:En este proceso se produce una masa activada de
microorganismos capaz de estabilizar un residuopor va aerobia.En el
tratamiento biolgico de aguasresiduales mediante el proceso de
fangos activados el residuoorgnico se introduce en un reactor,
donde se mantiene un cultivo bacteriano aerobio ensuspensin. El
contenido del reactor se conoce con el nombre de licor mezclado. En
el reactor, elcultivo bacteriano lleva a cabo la conversin en
concordancia general con la estequiometra de lasecuaciones de
"oxidacin y sntesis" y "respiracin endgena". (En dichas ecuaciones,
COHNSrepresenta la materia orgnica del
aguaresidual.)Enesteprocesolasbacteriassonlosmicroorganismosmsimportantes,ya
quesonloscausantes dela descomposicin de la materia orgnica del
afluente; aunque tambin intervienenotros microorganismos como los
protozoos y rotferos que ejercen una accin de refino de
losefluentes.http://www.slideshare.net/lobezno81/tratamiento-de-aguas-residuales-11206028
