Tema 4.-TRATAMIENTO DEL AGUA

ASIGNATURA: QUIMICA AMBIENTAL INA101ING. José Antonio Orihuela

INTRODUCCION• El agua es un recurso natural indispensable para la vida.

Constituye una necesidad primordial para la salud, por ello debe considerarse uno de los derechos humanos básicos.

• En las sociedades actuales el agua se ha convertido en un bien muy preciado, debido a la escasez, es un sustento de la vida y además el desarrollo económico está supeditado a la disponibilidad de agua.

• La degradación de las aguas viene de antiguo pero ha sido en este siglo cuando se ha extendido este problema a ríos y mares de todo el mundo.

INDUSTRIAS

PETROLEO

DOMESTICA

AGRICOLA

TRATAMIENTO Y USO DEL AGUA

Para que el agua sea sanitariamente segura debe estar libre de sustancias nocivas a la salud humana. Procedimientos usuales de tratamiento de agua a nivel domiciliar:• Hervido: Es una forma efectiva para matar los microbios,

consiste en calentar el agua hasta que hierva durante 20 minutos. Dejándola enfriar para su posterior consumo. Debe de mantenerse siempre tapada.

• Cloración: En este método se agrega cloro al agua en forma de sales de hipoclorito. El cloro es un elemento químico que está considerado un desinfectante ideal

TRATAMIENTO DEL AGUA DE LA RED URBANA• La recogida y conducción de las aguas residuales urbanas

desde la población en la que se generan hasta la estación depuradora se realiza a través de una compleja red de tuberías (alcantarillado, colectores).

• Esta agua, dependiendo de la topografía del terreno, será conducida por gravedad a la planta de tratamiento, o en determinados casos, habrá que recurrir a su bombeo

Santa Cruz: Una urbe desarrollada

AGUA DE LA RED URBANA

Aguas residuales que son vertidos sin tratamiento alguno al rio Pilcomayo

• El proceso de depuración de las aguas residuales generadas existen dos factores a tener en cuenta a la hora de llevar a cabo el tratamiento.

• Los componentes de dichas aguas El orden de eliminación de los mismos durante el proceso.• 2 líneas de tratamiento:→Línea de agua, donde se incluyen los procesos o tratamientos

que permiten reducir los contaminantes presentes en las aguas residuales.

→Línea de lodos, donde se tratan la mayor parte de los subproductos que se originan en la línea de agua.

TRATAMIENTO DEL AGUA DE LA RED URBANA

TRATAMIENTO DE AGUA PARA USOS INDUSTRIALES → Los fines principales perseguidos con el tratamiento del agua

son los siguientes: 1.- Quitar las materias solubles y en suspensión. 2.- Eliminación de los gases.

Todo esto es necesario, entre otras cosas para:1.- Evitar la formación de incrustaciones sobre las superficies de calentamiento del agua. 2.- Proteger contra la corrosión los metales de las calderas, recuperadores y tuberías.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES• Tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y

biológicos presentes en el agua efluente del uso humano.

Contaminación por

actividad industrial

FANCESAPanaderías y Bombonerías

Cervecería Sureña

Sombrerería Chuquisaca

Sombrerería Charcas

fábrica de fideos La Paloma

Embotelladora Salvietty

TRATAMIENTO DE EFLUENTES INDUSTRIALES• Las características de las aguas residuales industriales difieren

bastante dependiendo del tipo de actividad que casa industria desarrolle. El impacto de los vertidos industriales depende no sólo de sus características comunes, como la demanda bioquímica de oxígeno, sino también de su contenido en sustancias orgánicas e inorgánicas específicas. Hay tres opciones (que no son mutuamente excluyentes) para controlar los vertidos industriales.

TRATAMIENTO DE EFLUENTES INDUSTRIALES• Clases de tratamiento de efluentes industriales

EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA

La Extracción en Fase Sólida (SPE) es una potente y simple técnica de limpieza de muestras que es, al mismo tiempo, rápida y económica. Una columna SPE consiste en un lecho de adsorbente de partículas gruesas mantenido entre dos discos porosos en un tubo desechable. SPE permite la preconcentración de la muestra con un riesgo mínimo de pérdida o contaminación de la misma. El componente de interés resulta retenido en una fase sólida mientras que los contaminantes de la matriz se eluyen.

ETAPAS DE LA EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA• Activación. El primer paso es la activación (A) en la que se

utiliza un solvente orgánico para "humidificar" la fase.• Acondicionamiento. La fase estacionaria SPE se acondiciona

(K) con el mismo solvente de la matriz, por ejemplo, con matrices acuosas el solvente es agua. El acondicionamiento permite "alinear" la fase estacionaria lejos de la superficie de la sílice, permitiendo la interacción entre el analito y la fase estacionaria.

• Retención. Las interacciones entre las moléculas de la muestra y la fase estacionaria controlan la retención en el adsorbente de SPE.

EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO• Con la extracción sólido-líquido se puede extraer

componentes solubles de sólidos con ayuda de un disolvente. Campos de aplicación de esta operación básica son, por ejemplo, la obtención de aceite de frutos oleaginosos o la lixiviación de los minerales

• 1 disolvente• 2 material de extracción (fase portadora sólida con soluto), • 3 soluto,• 4 fases portadora sólida lixiviada,• 5 disolventes con el soluto de transición en él disuelto

EXTRACCION DE LOS METALES• EXTRACCION DE LOS METALES• Extracción• Los metales no ferrosos provienen de minerales que se pueden encontrar

en la superficie de la tierra o bien en yacimientos bajo la superficie .En ambos casos se deben seguir técnicas de explotación eficientes y rentables.

• Fusión• Los hornos mas utilizados para la fusión de los minerales de metales no

ferrosos son los altos hornos (de menor tamaño que los de arrabio)y los hornos reverbero(aquellos en los que la flama ilumina a la carga).Aunque no todos los metales no ferrosos necesitan ser fundidos primero para ser procesados.

• Afinado• Para lograr las características de calidad y pureza necesaria en los metales

no ferrosos se pueden utilizar diferente proceso como las tinas electrolíticas con las que el mineral adquiere Niveles de calidad muy altos.

EXTRACCION DE LOS METALES

 EXTRACION DE LOS COMPUESTOS INORGANICOS• La fitorremediación es la descontaminación de los suelos, la

depuración de las aguas residuales o la limpieza del aire interior, usando plantas vasculares, algas (ficorremediación) u hongos (micorremediación), y por extensión ecosistemas que contienen estas plantas.

• Se trata de eliminar o controlar las diversas contaminaciones. La degradación de compuestos dañinos se acelera mediante la actividad de algunos microorganismos.

• Se basa principalmente en las interacciones entre las plantas, el suelo y los microorganismos.

LODOS• Lodo primario.• Tratamiento primario de las aguas residuales. Generalmente contiene una

gran cantidad de material orgánica,• Lodo secundario.• En el proceso de tratamiento, es conveniente alcanzar una vida del lodo

constante, para lograrlo, la biomasa en exceso debe de eliminarse de la planta biológica de tratamiento de lodo. El lodo secundario es rico en lodo activo.

• Lodo terciario.• Lodo terciario se produce a través de procesos de tratamiento posteriores,

con adición de agentes floculantes.• Lodo activo.

La eliminación de la materia orgánica disuelta y los nutrientes de las aguas residuales tiene lugar durante el tratamiento biológico del agua, por un complejo proceso donde interactúan distintos tipos de bacterias y microorganismos, que requieren oxígeno para vivir, crecer y multiplicarse y consumen materia orgánica.

DESINFECCIÓN DEL AGUA• Medios químicos• Los compuestos químicos más utilizados para la desinfección del agua son:• Hipoclorito de sodio (NaClO), Ácido hipocloroso (HClO), Clorito de sodio

(NaClO2). El cloro es uno de los elementos más comunes para la desinfección del agua. El cloro se puede aplicar para la desactivación de la actividad de la gran mayoría de los microorganismos, y es relativamente barato.

• Dióxido de cloro (ClO2)• Ozono (O3)• Halógenos: Yodo• Metales: cobre (Cu2+), plata (Ag+)• Permanganato (KMnO4)• Jabones y detergentes• Sales de amonio• Peróxido de hidrógeno

DESINFECCIÓN DEL AGUA• Medios físicos, electro - físicos y/o físico - químicos.• Los procesos físicos más utilizados para la desinfección del

agua son:• Generación de ácido hipocloroso mediante proceso de

hidrólisis (sin aditivos).• Luz ultravioleta• Fotocatálisis• Radiación electrónica• Rayos gamma• Sonido• Calor

PROCESOS DE PURIFICACIÓN DEL AGUA NATURAL• Los tres procesos básicos que constituyen el sistema de

purificación natural de agua en la naturaleza son:

→La evaporación, seguida de condensación, elimina casi todas las sustancias disueltas.

→La acción bacteriana convierte los contaminantes orgánicos disueltos en unos cuantos compuestos sencillos.

→La filtración a través de arena y grava elimina la mayor parte de la materia en suspensión del agua.

• En condiciones apropiadas, podríamos depender solo de la naturaleza para la purificación de nuestra agua.

Desalinización de aguas• Para satisfacer las crecientes demandas de agua dulce,

especialmente en las áreas desérticas y semidesérticas, se han llevado a cabo numerosas investigaciones con el fin de conseguir métodos eficaces para eliminar la sal del agua del mar y de las aguas salobres.

3 de los procesos incluyen la evaporación seguida de la condensación del vapor resultante, y se conocen como:Evaporación de múltiple efectoDestilación por compresión de vapor Evaporación súbita: es el más utilizado, se calienta el agua

del mar y se introduce por medio de una bomba en tanques de baja presión, donde el agua se evapora bruscamente. Al condensarse el vapor se obtiene el agua pura.

Condiciones ambientales para el uso del agua

Toda actividad que pueda DAÑAR el agua debe:MUNICIPIOS

INDUSTRIAS

Gracias por su atención.