04 Tratamientos de Aguas Residuales

8/16/2019 04 Tratamientos de Aguas Residuales

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Introducción ala IngenieríaAmbiental

UNIVERSIDAD

ESTATAL

AMAZONICA

Tratamientos de aguas de consumohumano.

Tratamientos de aguas residuales.


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Son los que no generan sustancias nuevas

sino que concentran los contaminantes al

evaporar el agua o fltran los sólidos detamaño considerable. Los tratamientos ísicosms comunes son! fltración, adsorción,aereación, oculación y clarifcación o

sedimentación.

Tratamientos ísicos.


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"an como resultado la ormación de nuevas

sustancias# los ms comunes son la

coagulación, desinección, ablandamiento $oxidación.

Tratamientos

químicos:


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%tili&an organismos vivos para provocar

cambios químicos# este tipo de tratamientos

puede ser visto como una modalidad detratamiento químico# entre los que podemosmencionar la digestión aerobia $ la anaerobia.

Tratamientos

biológicos.


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'l cribado es una t(cnica que se utili&a para capturar

una gran cantidad de partículas sólidas del agua. Los

materiales mu$ grandes son removidos al hacer pasarel agua entre mallas con separaciones de entre ).* a *cm.

La fltración es el m(todo ms com+n para removerpartículas pequeñas transportando el agua a trav(s dematerial poroso. ,or e-emplo# cuando el agua pasa atrav(s de lechos de arena# las partículas son retenidasen los espacios que ha$ entre los granos o en lasuperfcie de los mismos en el proceso llamadoadsorción.

ribado $ fltración!


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's un proceso químico que mata organismos patógenos#

e/isten dos tipos de desinección por cloro! la primaria#donde se matan los organismos $ la secundaria que

mantiene un desinectante residual para prevenir elcrecimiento de ms microorganismos en el sistema dedistribución de agua. "esde hace años# el cloro endierentes combinaciones como 0a0l12)2# líquido 03al12o como gas 0l)2# se ha utili&ado como desinectante en

diversos países. 'sto en virtud de su eectividad $ su ba-ocosto $ de que se obtiene como desinectante residual paralos sistemas de distribución. Sin embargo# ba-o dierentescircunstancias# la cloración puede producir subproductospeligrosos como el triclorometano.

"esinección. Desinección concloro:


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'/isten dierentes productos como el ozono 0!2 para

desinectar el agua# (ste es utili&ado en dierentes países $requiere de un periodo de contacto ms corto que el cloropara eliminar los patógenos# es un gas tó/ico que se puedeobtener haciendo pasar el o/ígeno que se encuentra en elaire a trav(s de dos electrodos# es un compuesto inestableque puede ser generado en el mismo lugar donde seencuentra $ tiene una ba-a solubilidad en el agua# por lo

que se debe obtener la m/ima efciencia al estar encontacto con el líquido. %na desventa-a que presenta esque debe utili&arse un desinectante secundario# $a que(ste no mantiene residuos en el agua# adems de que sucosto es mu$ elevado.

Desinección con otros

productos:


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's otro sistema utili&ado $ mu$ eectivo para eliminar las

bacterias $ virus# pero tambi(n necesita de un desinectantesecundario por las mismas ra&ones que el o&ono. La radiación

ultravioleta es +til para sistemas pequeños de tratamiento deaguas porque tiene una disponibilidad inmediata# no produceresiduos tó/icos# su tiempo para contacto es corto $ suequipo es sencillo para operar $ darle mantenimiento.

%na desventa-a importante de esta t(cnica es que no se

puede utili&ar para agua con altos niveles de sólidossuspendidos# turbiedad# color o materia orgnica# $a que lassustancias que generan estas propiedades pueden reaccionaro absorber la radiación ultravioleta reduciendo la efcienciade la desinección.

"adiación ultra#ioleta

$%&':


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'l intercambio iónico se defne como la transerencia de iones

entre un medio sólido 0resina2 $ una solución. 'sta t(cnica esutili&ada para remoción de cationes# lo que se conoce como

ablandamiento. omo $a se había mencionado# la dureza delagua es causada principalmente por la presencia de iones decalcio $ magnesio4 tambi(n contribu$en el ferro# bario#aluminio $ el estroncio. Las resinas utili&adas para intercambioiónico contienen elementos que intercambian iones de sodio.'l ion hidronio est disponible en resinas# pero (ste no esutili&ado para ablandar aguas en uentes de abastecimiento.

Las resinas que generan cationes de sodio reempla&an losiones que provocan la dure&a# por lo que la disminu$en# peroincrementan el contenido de iones de sodio.

Intercambio iónico

i d


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Llas aguas residuales resultan despu(s de que el agua es utili&ada

para satisacer las necesidades humanas# $a sean dom(sticas#agrícolas o industriales porque contienen compuestos $

organismos que son altamente peligrosos para la salud humana. Adems de que su aspecto $ olor resultan desagradables tambi(n

pueden contaminar cuerpos de agua que se utili&an para la pesca#para practicar la natación o como uentes de abastecimiento deagua potable. 'n virtud de que los microorganismos patógenosque se encuentran en las aguas residuales consumen el o/ígeno

disuelto que se encuentra en las mismas# el parmetro que seutili&a para medir esta característica es la demanda bioquímica deoxígeno $D(' que nos sirve tambi(n para medir la carga demateria orgnica que entra en las plantas de tratamiento $ laeectividad de las mismas.

Tratamiento de aguasresiduales


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Las plantas de tratamiento de aguas residuales utili&angran variedad de m(todos para remover loscontaminantes. Los ms comunes son una combinación

de m(todos ísicos# químicos $ biológicos.

'/isten tres niveles de tratamiento de aguas residualesen las plantas! primario# secundario $ terciario.

'l tratamiento primario es el primer paso que involucra

tratamientos ísicos como la fltración $ lasedimentación que se utili&an para remover sólidos degran tamaño.

'l tratamiento secundario utili&a microorganismos parallevar a cabo la digestión de la materia orgnica $

eliminar este tipo de residuos. Los procesos ms utili&ados en los tratamientos

secundarios son las lagunas aireadas# fltros de lodosactivados $ contactores biológicos rotatorios.


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)istema de fltros: pueden ser utili&ados para

tratamiento aeróbico de aguas residuales industriales $dom(sticas# $ su eectividad es de 5*6 para reducir lademanda bioquímica de oxígeno $D(' $ los sólidossuspendidos totales $))T'. 7equieren de supervisiónt(cnica mínima $ sus costos de operación comparadoscon otros tratamientos 0sistemas de lodos activados2son mucho ms ba-os. 'l sistema de fltros consta de los

siguientes componentes en el orden en que se enlistan!cribas# tanques de remoción de arena# clarifcadorprimario# fltro# clarifcador secundario# sistema dedesinección $ tratamiento $ disposición de lodos.

Tratamiento secundario de aguasresiduales.


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"espu(s de la sedimentación primaria# el agua residual

es bombeada a una cama de arena $ se le hace pasar atrav(s de (sta. 'n esta orma# una cama de bacterias seorma a la mitad $ se remueve la materia orgnica delagua residual. 'l agua residual $ los sólidos sontransportados a un tanque de sedimentación secundariaen donde son separados. %na porción del agua residualtratada es reciclada nuevamente al fltro para me-orar la

calidad del e8uente fnal. 'l lodo producido en el sistema de fltros proviene de la

clarifcación primaria $ los sólidos# que inclu$en labiomasa $ son recolectados en los clarifcadores fnales.'ste lodo es digerido aeróbica o anaeróbicamente $

despu(s se dispone en rellenos sanitarios.


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's un proceso de tratamiento biológico donde 1) adicional es

utili&ado para activar las bacterias aerobias. 'stos lodos activadosse adicionan en los sólidos residuales sedimentados que sern

tratados. La me&cla se agita utili&ando aire comprimido del centrodel tanque la cual ma/imi&a la absorción del o/ígeno de laatmósera. Los microorganismos en los lodos activados o/idan lamateria orgnica soluble $ capturan partículas sólidas paraconvertirlas en otras de ma$or tamaño en presencia de o/ígenomolecular disuelto. La me&cla de microorganismos# partículas

sólidas $ aguas residuales es aireada $ despu(s sedimentadapara separar los sólidos biológicos del agua tratada. La ma$orporción de los sólidos biológicos son removidos por lasedimentación $ reciclados a los recipientes de aireación para sercombinados con el agua residual entrante.

)istema de lodos

acti#ados:


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Son los m(todos que se utili&an con ms recuencia en

el tratamiento de aguas residuales. ,ero no puedentratar residuos al nivel requerido legalmente sin tenerque utili&ar procesos adicionales. Todas las lagunasuncionan ba-o un mismo principio# utili&ando laspropiedades naturales de las bacterias o las algas parareducir el contenido de materia orgnica en las aguasresiduales. "urante el día# la otosíntesis de las algasproveen el o/ígeno necesario para la respiración de lasbacterias. '/isten dierentes tipos de tratamientos queincorporan sistemas de aireación adicional.

*agunas:


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Se clasifcan en dos tipos4

+' las lagunas de estabilización# que no tienen una proundidad ma$or a 9.5metros# traba-an con bacterias aerobias $ se llevan ms de :; días en destruirlos residuos# $

' las lagunas de aireación# que pueden procesar ma$or volumen de aguasresiduales $ requieren de menor tiempo para destruir los contaminantes. 'stetipo de lagunas tiene una proundidad entre 9.) $ 9.5 metros. 'l agua que seencuentra cerca de la superfcie es aeróbica debido al o/ígeno en la atmósera$ la respiración de las algas# la parte del ondo es anaerobia $ contiene sólidossedimentados $ a la parte de la mitad se le llama zona acultati#a. Las algasque se encuentran cerca de la superfcie toman el dió/ido de carbono $ lotransorman en o/ígeno $ este enómeno hace que se eleve el p< arriba de 9;#lo cual a$uda a volatili&ar el amoniaco de la laguna. 'l o/ígeno producido porlas algas es utili&ado por las bacterias para destruir el material orgnico de lasuperfcie. 'stas lagunas se me&clan utili&ando aireadores 8otantes desuperfcie. La remoción eectiva de materia orgnica soluble se puedeconseguir con el tiempo apropiado de me&clado.

)istemas de lagunas

de estabilización:


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'n las lagunas de aireación depende de muchos actores# como el tiempo de

retención# temperatura $ la naturale&a del residuo. 'ste proceso reduceconsiderablemente la demanda bioquímica de o/ígeno $ se pueden tratar aguasresiduales con una gran variedad de compuestos orgnicos presentes si se

diseñan adecuadamente. Los problemas que llegan a presentarse con las lagunasde aireación son el e/cesivo crecimiento de algas# olores desagradables por lapresencia de sulatos $ el poco o/ígeno disuelto.

-iltración: los fltros intermitentes de arena se utili&an como tratamiento adicionalpara los e8uentes de las lagunas o de los sistemas de tanques s(pticos. 'staoperación se puede reali&ar sólo en una ocasión cuando el agua residual semueve a trav(s del fltro de arena o en ms de una ocasión cuando esrecirculada. 'n cualesquiera de los casos# el sistema de fltración consiste en unacama de arena con un grosor de apro/imadamente tres pies instalndose unabomba deba-o de la grava para que drene. 'l rea total de la cama de arena sedivide en dos o ms fltros. 'l agua residual se pasa en ciclos alternados quepermiten que el lecho de arena drene completamente# lo cual es necesario paramantener las condiciones aeróbicas.

"emoción de los compuestos

orgnicos biodegradables.


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La ma$oría de los tratamientos de aguas residuales generan lodos que

deben ser tratados de orma apropiada para su disposición fnal4 sinembargo# antes deben estabili&arse. "espu(s de la estabili&ación# enalgunas ocasiones se elimina el agua de los lodos para eliminar suvolumen total $ son depositados en la tierra como disposición fnal. Laestabili&ación es complementada por digestión aerobia donde los lodosson bombeados a un digestor $ retenido por un periodo de entre ); $ :;días para reducir los sólidos suspendidos $ los patógenos. "urante estaetapa de estabili&ación# los lodos son aireados $ me&clados de manerarutinaria. La eliminación del agua se complementa de manera sencillautili&ando camas de arena para fltración.

Algunos lodos limpios se pueden utili&ar como acondicionadores del sueloen virtud de que contienen nutrientes como el nitrógeno# ósoro $ potasio.'sto hace a los lodos un e/celente complemento a los ertili&antescomerciales. Tambi(n los lodos pueden ser aplicados deba-o de la tierrapor in$ección o cuando se les ha eliminado el agua se pueden esparcirsobre la superfcie de la tierra.

Disposición de lodos.


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Cihelcic# E. 7 0);9)2. Ingeniería ambiental undamentos#

sustentabilidad# diseñoJ. C(/ico! Alaome Karor Karor# . A. 0);;;2. Introducción a la ingeniería

ambiental para la industria de procesosJ. %niversidad deoncepción# oncepción. hile.

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teoría $ principios de diseño. (ogot, 0, 1scuela 0olombianade /ngenieros.

Mibliograía.

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