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El agua es el recurso ms abundante eimportante de nuestro planeta el hechode que todos lo seres vivos dependan dela existencia del agua nos da una pautapara percibir su importancia vital

Importancia del recurso hdrico

El agua es parte fundamental delorganismo del ser humano sin ellanuestro cuerpo no funcionaria est en

nuestras clulas, tejidos, sangre, lomismo pasa en plantas , animales ymicroorganismos

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&proximadamente '!# del agua del planeta es agua salina, en maresy ocanos$ apenas (# del agua total es agua dulce )no salina* y de esacantidad un poco ms de dos terceras partes se encuentra congeladaen los glaciares y casquetes helados en los polos y altas monta+as.

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iclo del agua

Desde los mares, r%os, lagos, e incluso desde los seres vivos, seevapora agua constantemente hacia la atmsfera, hasta que llegaun momento en que esa agua se precipita de nuevo hacia el suelo.De esta agua que cae, una parte se evapora, otra se escurre por la

superficie del terreno hasta los r%os, lagos, lagunas y ocanos, y elresto se infiltra en las capas de la tierra, y fluye tambinsubterrneamente hacia r%os, lagos y ocanos. Esta aguasubterrnea es la que utili-an los vegetales, los cuales la devuelvendespus de nuevo a la atmsfera.

omo observamos, al volver el agua a la atmsfera se completa unciclo, que se denomina ciclo hidrolgico o del agua .De esta manera la naturale-a garanti-a que el agua no se pierda y

pueda volver siempre a ser utili-ada por los seres vivos.
http://www.jmarcano.com/nociones/ciclo1.htmlhttp://www.jmarcano.com/nociones/ciclo1.html

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iclo del agua

e pudiera admitir que la cantidad total de agua que existe en la /ierra, ensus tres fases slida, l%quida y gaseosa, se ha mantenido constante desde laaparicin de la 0umanidad. El agua de la /ierra 1 que constituyela hidrsfera1 se distribuye en tres reservorios principales los ocanos,los continentes y la atmsfera, entre los cuales existe una circulacin

cont%nua 1 el ciclo del aguao ciclo hidrolgico. El movimiento del aguaen el ciclo hidrolgico es mantenido por la energ%a radiante del sol y por lafuer-a de la gravedad.El ciclo hidrolgico se define como la secuencia de fenmenos por medio de

los cuales el agua pasa de la superficie terrestre, en la fase de vapor, a la

atmsfera y regresa en sus fases l%quida y slida. 2a transferencia de aguadesde la superficie de la /ierra hacia la atmsfera, en forma de vapor deagua, se debe a la evaporacindirecta, a la transpiracinpor lasplantas y animales y por sublimacin)paso directo del agua slida a

vapor de agua*.

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El ciclo del agua

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2a vida en la /ierra ha dependido siempre del agua. 2as investigaciones han reveladoque la vida se origin en el agua, y que los grupos -oolgicos que han evolucionadohacia una existencia terrestre, siguen manteniendo dentro de ellos su propio medio

acutico, encerrado, y protegido contra la evaporacin excesiva.

j3j3

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0uella h%drica

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0uella h%drica

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alidad del agua

La evaluacin de la calidad del agua ha tenidoun lento desarrollo. Hasta finales del sigloXIX no se reconoci el agua como origen denumerosas enfermedades infecciosas; sinembargo hoy en da, la importancia tanto dela cantidad como de la calidad del agua estfuera de toda duda.

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alidad del agua

La importancia !ue ha cobrado la calidad delagua ha permitido evidenciar !ue entre losfactores o agentes !ue causan lacontaminacin de ella estn" agentespatgenos, desechos !ue re!uieren o#geno,sustancias !umicas orgnicas e inorgnicas,nutrientes vegetales !ue ocasionan

crecimiento e#cesivo de plantas acuticas,sedimentos o material suspendido,sustancias radioactivas y el calor.

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alidad del agua

Los re!uerimientos de la calidad del agua varan deacuerdo con el uso !ue se les vaya a dar, por e$emplopara agricultura, pesca, propagacin de vida silvestre,usos recreativos o industriales especficos, generacin

de energa. %lgunas caractersticas del aguaadecuadas para un fin pueden no serlo para otro. &simportante mencionar !ue no se debe confundir losre!uerimientos de la calidad del agua con losestndares de la calidad del agua. Los primeros estn

basados en la e#periencia de uso y los segundos soncantidades establecidas por institucionesgubernamentales !ue regulan al respecto.

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alidad del agua

2a disminucin gradual de la calidad del agua en el 4er5 se debe a los vertidos sin tratar,especialmente de la industria minera ilegal )peque+a miner%a* y pasivos ambientales, perotambin de municipalidades y agricultura. De los 6( r%os de la -ona costera, "7 estnparcialmente contaminados con plomo, manganeso y hierro )principalmente por la miner%ailegal* y amena-an el regad%o y e incrementan el costo del abastecimiento de agua potablede las ciudades costeras. oncretamente, 89:&; considera alarmante la calidad de los r%os

8oche, anta, 8antaro, hilln, .>>> ha de la regin del &ma-onas.En las -onas del altiplano y del &ma-onas, la excesiva deforestacin producida por

prcticas de agricultura nmada est produciendo erosin y degradacin del suelo. Enla sierra, entre 66 y 7># de la tierra se ve afectada por este problema lo que aumenta eltransporte de sustancias r%o abajo.

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Distribucin del agua proveniente de las precipitaciones

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ontaminacin del agua

(e considera !ue el agua est contaminada,cuando ya no puede utili)arse para el uso !uese le iba a dar, en su estado natural o cuandose ven alteradas sus propiedades !umicas,fsicas, biolgicas y*o su composicin. &nlneas generales, el agua est contaminadacuando pierde su potabilidad para consumo

diario o para su utili)acin en actividadesdomsticas, industriales o agrcolas.

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+ara evitar las consecuencias del uso del aguacontaminada se han ideado mecanismos de controltemprano de la contaminacin. isten normas !ueestablecen los rangos permisibles de contaminacin,

!ue buscan asegurar !ue el agua !ue se utili)a no seadaina. -ada pas debe tener una institucin !ue seencargue de dicho control. &n &stados nidos e#istenparmetros mencionados en la /armacopea de los&stados nidos0(+1 !ue norman en relacin a las

especificaciones de todo tipo en el agua potable, en elrea microbiolgica se toman en cuenta niveles dealerta y niveles de accin.

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% pesar del control y prevencin !ue sepersigue en muchos pases, se reportan aguascontaminadas con coliformes lo !ue hace !uela calidad del agua no sea la deseada, si bienmuchos pases tienen agua en grandescantidades, el aumento poblacional, lacontaminacin de las industrias, el usoe#cesivo de agro!umicos, la falta detratamiento de aguas residuales y la erosinde suelos por la deforestacin hacen !ue eserecurso sea escaso.

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ausas de la contaminacin del agua. ? &gentes patgenos.1 @acterias, virus, proto-oarios, parsitos queentran al agua provenientes de desechos orgnicos. ? Desechos que requieren ox%geno.1 2os desechos orgnicospueden ser descompuestos por bacterias que usan ox%geno para

biodegradarlos. i hay poblaciones grandes de estas bacterias,pueden agotar el ox%geno del agua, matando as% las formas de vidaacuticas. ? ustancias qu%micas inorgnicas.1 &c%dos, compuestosde metales txicos )8ercurio, 4lomo*, envenenan el agua.

? 2os nutrientes vegetales pueden ocasionar el crecimiento excesivode plantas acuticas que despus mueren y se descomponen,agotando el ox%geno del agua y de este modo causan la muerte de lasespecies marinas )-ona muerta*

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ustancias qu%micas orgnicas.1 4etrleo, plsticos,plaguicidas, detergentes que amena-an la vida. ? edimentos o materia suspendida.1 4art%culasinsolubles de suelo que enturbian el agua, y que sonla mayor fuente de contaminacin. ? ustancias radiactivas que pueden causar defectoscongnitos y cncer.

? alor.1 9ngresos de agua caliente que disminuyenel contenido de ox%geno y hace a los organismosacuticos muy vulnerables.

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2os efectos de la contaminacin ambiental del agua

2os contaminantes del agua, ya sean introducidos porv%a domstica, industrial o agr%cola, pueden producir,en general, numerosos tipos de efectos que habrn deestudiarse en funcin del uso que se quiera dar al agua,

o bien, dentro de la perspectiva de tener unas aguas demejor calidad, con fin de preservar la vida acutica ypoderla dedicar a fines recreativos o puramenteestticos.

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8edidas para evitar la contaminacin del agua

? uidar la vegetacin de los pramos y cabeceras delos r%os, evitando la tala de los bosques. ? 4roteger las fuentes de agua, no arrojando basura oresiduos fecales en ellas. ? onstruir letrinas y po-os spticos. ? onstruir plantas de tratamiento de aguasresiduales. ?

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&guas residuales

2as aguas residuales pueden definirse como las aguas queprovienen del sistema de abastecimiento de agua de unapoblacin, despus de haber sido modificadas por diversosusos en actividades domsticas, industriales y comunitarias

eg5n su origen, las aguas residuales resultan de lacombinacin de l%quidos y residuos slidos transportadospor el agua que proviene de residencias, oficinas, edificioscomerciales e instituciones, junto con los residuos de lasindustrias y de actividades agr%colas, as% como de las aguassubterrneas, superficiales o de precipitacin que tambinpueden agregarse eventualmente al agua residual

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aracter%sticas de las aguas residuales

ustancias qu%micas )composicin*2as aguas servidas estn formadas por un ''# de agua y un "# de

slidos en suspensin y solucin. Estos slidos pueden clasificarseen orgnicos e inorgnicos.2os slidos inorgnicos estn formados principalmente por nitrgeno,

fsforo, cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y algunassustancias txicas como arsnico, cianuro, cadmio, cromo, cobre,mercurio, plomo y -inc.

2os slidos orgnicos se pueden clasificar en nitrogenados y nonitrogenados. 2os nitrogenados, es decir, los que contienen nitrgenoen su molcula, son prote%nas, ureas, aminas y aminocidos. 2os nonitrogenados son principalmente celulosa, grasas y jabones.

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lasificacin de las aguas residuales

%gua 7esidualArbanae denomina agua residual urbana, a todos los vertidos que se producen dentro delos n5cleos de poblaciones urbani-adas, como consecuencia directa de lasactividades que reali-an los habitantes de estas poblaciones.Estos vertidos generan los siguientes aportes

B 2as aguas negras o con materia fecalB &guas provenientes del lavado domsticoB &guas desagotadas por el sistema de drenaje de calles y avenidasB &guas de lluvia y de lixiviados2as aguas residuales de las urbes, son relativamente homogneas en cuanto a su

composicin y a su carga contaminante$ ya que generalmente sus aportes son

siempre los mismos. in embargo, dicha homogeneidad posee mrgenes que sonmuy amplios, esto se debe a que las caracter%sticas propias de cada vertido van adepender de las caracter%sticas del n5cleo de poblacin en el que se formaron.4armetros como la cantidad de habitantes o la densidad de industrias dentro deln5cleo, son de gran influencia.

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lasificacin de las aguas residuales

%gua 7esidual9ndustrialon todas aquellas que provienen de las actividades o negocios en cuyos procesos

productivos, de transformacin o procesos de manipulacin, se hace uso de agua.on extremadamente variables en cuanto a su caudal y a su composicin.;eneralmente, difieren las caracter%sticas de los vertidos, no solamente de un rubroindustrial a otro, sino tambin dentro de industrias del mismo rubro.uele ocurrir que las industrias no emiten vertidos de manera continua, hacindolo

slo en determinadas horas del d%a o incluso solamente en pocas del a+opuntuales. Esto depende tambin, de los procesos de produccin y del procesoindustrial total.&dems, son bastante habituales las diferencias de caudal y de carga en el

transcurso del d%a.2as aguas industriales estn ms contaminadas que las aguas residuales urbanas.

u contaminacin, suele ser bastante ms dif%cil de eliminar.Debido a su alta concentracin y a su variabilidad, las aguas residuales industriales

requieren tratamientos ms complejos.

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9nfiltracin y caudal adicionales las aguas de infiltracinpenetran en el sistema de alcantarillado a travs de losempalmes de las tuber%as, paredes de las tuber%asdefectuosas, tuber%as de inspeccin y limpie-a, etc.

0ay tambin aguas pluviales, que son descargadas pormedio de varias fuentes, como canales, drenajes y colectoresde aguas de lluvias. 4luviales son agua de lluvia, que descargan grandes

cantidades de agua sobre el suelo. 4arte de esta agua esdrenada y otra escurre por la superficie, arrastrando arena,tierra, hojas y otros residuos que pueden estar sobre el suelo.

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ontaminantes espec%ficos

on microcontaminantes derivados principalmentede los adelantos de las tecnolog%as industriales y que

a muy escasa concentracin ) ppm* tienen un efectoperjudicial.on por ej &gentes /ensoactivos, 4esticidas,

Derivados 0alogenados o Cosforados de

0idrocarburos, ompuestos rgnicos espec%ficos,ales 8etlicas, ompuestos eutrofi-ants...

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arga rgnica

El trmino materia orgnica se utili-a como indicativo de la cantidad detodas las sustancias orgnicas presentes en un agua residual. 4aracuantificar la masa de materia orgnica se utili-an las mediciones de D@y de D. En general estos dos indicadores se expresan en mgFl o gFm(

2a concentracin del agua residual de una poblacin depende delconsumo de agua. En Estados Anidos, donde el consumo es elevado )(6>a G>> lFdFh* el agua residual es diluida )la D@ var%a de H>> a H6> mgFl*,mientras que en pa%ses en desarrollo el agua residual es ms concentrada)la D@ var%a de G>> a !>> mgFl* y el consumo de agua es ms bajo )G> a

">> lFhFd*.tro factor que determina la concentracin del agua residual domstica es

la D@ )cantidad de residuo orgnico* producida a diario por habitante

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arga orgnica

2a D@6 es la cantidad de ox%geno empleado por los microorganismosa lo largo de un periodo de cinco d%as para descomponer la materiaorgnica de las aguas residuales a una temperatura de H> I. De modosimilar, la D )Demanda u%mica de x%geno* es la cantidad deox%geno requerido para oxidar la materia orgnica e inorgnica en la

muestra con un oxidante qu%mico fuerte )normalmente se empleadicromato de potasio en medio cido*. El valor de la D es siempresuperior al de la D@6 porque muchas sustancias orgnicas puedenoxidarse qu%micamente, pero no biolgicamente. 2a D@6 sueleemplearse para comprobar la carga orgnica de las aguas residuales

municipales e industriales biodegradables, sin tratar y tratadas. 2aD se usa para comprobar la carga orgnica de aguas residuales que,o no son biodegradables o contienen compuestos que inhiben laactividad de los microorganismos.

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ontrol de vertido

e define vertido como material de desecho que lasinstalaciones industriales o energticas arrojan a

vertederos o al agua.

2os vertidos se pueden clasificar seg5n su origen envertidos urbanos o vertidos industriales. 2ascaracter%sticas principales de estos tipos de vertidosse han visto en otros cap%tulos, por lo que en este

apartado nos vamos a centrar en la planificacin deun control de vertidos y de una campa+a demuestreo.

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ontrol de vertido

& la hora de atacar el estudio de un vertido, lo primero que hay que haceres caracteri-arlo. 2a caracteri-acin del vertido consiste en la descripcinf%sica, qu%mica y biolgica del efluente en cuestin. 4ara ello habr quedeterminar una serie de parmetros f%sicos, qu%micos y biolgicos. 4arte deestas determinaciones se hacen en el laboratorio y otra parte en campo,

mediante mediciones in situ o encuesta.En campo se mide temperatura, p0, conductividad, ox%geno disuelto y

caudal. Estos son los parmetros ms comunes, aparte, tambin se puedemedir cloro total, residual, color, turbide-....2os parmetros ms usuales en laboratorio son D, D@, /, cloruros,

nitratos, nitritos, sulfitos, amonio, nitrgeno total, detergentes, fenoles,plaguicidas, metales pesados, hidrocarburos, microbiolog%a. & esta lista sele pueden a+adir otros parmetros ms espec%ficos, dependiendo de lanaturale-a del vertido, como pueden ser la radiactividad y otros.

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ontrol de vertido

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E4 a nivel nacional

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9nventario /ecnolgico de las plantas de /ratamiento

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8arco legal y normativo peruano

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@ibliograf%a y Jebgraf%a

9ntroduccin a la 9ngenier%a &mbiental, Kavier &rellano, 8exico8etcalf y 0ed%. )"''6* 9ngenier%a de &guas residuales. Espa+a. 8c graJ

0ill. httpFFeducasitios.educ.arFgrupo>7=FLqMnodeF'6 httpFFJJJ.i-aping.comF"!>>HFcuriosidades1cifras1y1datos1sobre1el1a

gua.html httpFFJJJ.slideshare.netFantonior-"=!Fla1importancia1del1agua1y1la

1nueva1cultura1del1agua httpFFJJJ.acepesa.orgFmediaFdocumentosFColleto"NCinalNnov.pdf httpFFJJJ.jmarcano.comFrecursosFagua.html httpFFJJJ.slideshare.netFjab(GFel1agua1como1recurso17=G>6>=Obtn

2ast httpFFJJJ.buenastareas.comFensayosF&guas1(>G>.html httpFFJJJ.unite3.com.peFproductos1plantas1de1tratamiento1de1aguas

1residuales.php

/89%:&8

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/89%:&8

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on el objetivo de que a la estacin depuradora no llegue mscaudal del proyectado, en los colectores yFo en las obras dellegada a las ED&< o 4/&< se instalan aliviaderos, que permiten

derivar los excesos de caudal. Esta situacin tiene lugarprincipalmente en per%odos en los que se registran fuerteslluvias.9gualmente, para poder derivar todo el agua residual antes de su

entrada a la depuradora, en caso de problemas de

funcionamiento, se instala a la llegada de los vertidosun PbypassQ general./ambin, se disponen bypass parciales detrs de cada etapa del

tratamiento de las aguas, para poder proceder al vertido de los

efluentes de estas etapas sin pasar por la fase siguiente, en casode que se registren incidentes operativos. Estos bypass suelendescargar en una misma l%nea, junto con el bypass general y losefluentes depurados.

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El tratamiento de las aguas residuales consta de un conjunto deoperaciones f%sicas, biolgicas y qu%micas, que persiguen eliminarla mayor cantidad posible de contaminantes antes de su vertido,de forma que los niveles de contaminacin que queden en losefluentes tratados cumplan los l%mites legales existentes y puedan

ser asimilados de forma natural por los cauces receptores.En las depuradoras convencionales de aguas residuales se

distinguen dos l%neas de tratamiento2%nea de agua incluye los procesos o tratamientos que permiten

reducir los contaminantes presentes en las aguas residuales.2%nea de lodos en ella se tratan la mayor parte de los

subproductos que se originan en la l%nea de agua.

/ratamiento

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olector y aliviadero en la obra de llegada a la ED&

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2a l%nea de agua

2a Cigura " muestra los distintos tratamientos englobados en la l%nea de agua, el objeto de estostratamientos y la naturale-a de los procesos que en ellos tienen lugar

Etapas de la l%nea de agua, ordenadas secuencialmente de i-quierda a derecha, en el tratamiento delas aguas residuales urbanas.

4 t t i t

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4retratamiento

2as aguas residuales antes de su tratamiento, propiamente dicho, sesometen a un pretratamiento, que comprende una serie deoperaciones f%sicas y mecnicas, que tienen por objetivo separar delagua residual la mayor cantidad posible de materias, que, por sunaturale-a o tama+o, pueden dar lugar a problemas en las etapas

posteriores del tratamiento.El correcto dise+o y posterior mantenimiento de la etapa de

pretratamiento son aspectos de gran importancia, pues cualquierdeficiencia en los mismos repercutir negativamente en el resto delas instalaciones originando obstrucciones de tuber%as, vlvulas y

bombas, desgaste de equipos, formacin de costras, etc.Dentro del pretratamiento se incluyen las operaciones de separacin

de grandes slidos, desbaste, tami-ado y desarenadoRdesengrase

( i d d lid

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(eparacin de grandes slidos

uando en las aguas residuales a tratar se prevea la presencia de slidos de grantama+o,o una excesiva cantidad de arenas, se recurre a ubicar en cabecera de lainstalacin de depuracin un po-o de gruesos, que permita la separacin deestos elementos.El po-o de gruesos se sit5a a la entrada del colector a la ED&

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4o-o de gruesos y cuchara bivalva.

9esbaste

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9esbaste

El objetivo del desbaste es la eliminacin de los slidos de peque+o y medianotama+o )tro-os de madera, trapos, ra%ces, etc.* que de otro modo podr%andeteriorar o bloquear los equipos mecnicos y obstruir el paso de la corriente deagua.El procedimiento ms usual consiste en hacer pasar las aguas a travs de rejas

que, de acuerdo con la separacin entre los barrotes, pueden clasificarse enDesbaste de gruesos el paso libre entre los barrotes es de 6> a ">> mm.Desbaste de finos el paso libre entre los barrotes es de "> a H6 mm.En funcin de su geometr%a, las rejas pueden ser rectas o curvas y, seg5n como se

ejecute la extraccin de los residuos retenidos en los barrotes, se distingue entrerejas de limpie-a manual y rejas de limpie-a automtica.

En grandes instalaciones de depuracin se hacen pasar los residuos extra%dos delas

rejas por mecanismos de compactacin, con objeto de reducir su volumen antes deser depositados en contenedores

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ami)ado

/iene por objeto la reduccin del contenido en slidos ensuspensin de las aguas residuales, mediante su filtracin a travsde un soporte delgado dotado de ranuras de paso. e distingueentre tamices estticos autolimpiantes, tamices rotativos ytamices desli-antes.2os tamices estticos autolimpiantes constan de un enrejado,

constituido por barras hori-ontales de acero inoxidable, rectas ocurvadas, de seccin triangular, orientadas de tal forma que laparte plana se encara al flujo. 2a inclinacin de este enrejado

disminuye progresivamente de arriba abajo, entre 76S y G6Saproximadamente. on ello se consiguen, de forma sucesiva, losefectos de separacin,escurrido y evacuacin, de las part%culas demayor tama+o que la lu- de paso del tami-.

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2os tamices rotativos estn constituidos por un enrejado cil%ndrico deeje hori-ontal, formado por barras de acero inoxidable, de seccintrape-oidal.El enrejado gira lentamente accionado por un motorreductor.2a alimentacin al tami- se efect5a por su parte exterior. 2os slidos de

tama+o superior a la lu- de paso quedan retenidos en la parte externadel cilindro y la eliminacin de la capa de slidos retenidos en laperiferia del tami- se logra mediante la accin de una cuchilla y delpropio giro de la unidad. 2a fraccin l%quida, con los slidos de tama+oinferior a la lu- de paso, atraviesa el enrejado cil%ndrico y se conduce

hacia la -ona de evacuacin.2os tamices desli-antes son de tipo vertical y continuo, su lu- de paso

oscila entre los >,H y ( mm y se suelen emplear en la operacin dedesbaste de finos

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/ami- esttico y rotativo

/ami- esttico autolimpiante. /ami- rotativo.

9esarenado

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9esarenado

/iene por objetivo la eliminacin de materias pesadas de tama+o superior a >,Hmm, para evitar que sedimenten en canales y conducciones y para proteger a lasbombas y otros elementos de la abrasin.&parte de las arenas propiamente dichas, en esta operacin se eliminan tambin

gravas y part%culas minerales, as% como elementos de origen orgnico, noputrescibles )granos de caf, semillas, huesos, cscaras de frutas y huevos, etc.*.2os canales desarenadores pueden ser de flujo variable o de flujo constante.2os canales desarenadores de flujo variable se emplean en peque+as

instalaciones de depuracin, y en ellos las arenas se extraen manualmente de uncanal longitudinal, con una capacidad para el almacenamiento de arenas de G16d%as.

2os canales desarenadores de flujo constante mantienen una velocidad de pasofija, en torno a >,( mFs, independientemente del caudal que los atraviesa, con loque se logra que sedimente la mayor parte de las part%culas de origen inorgnicoy la menor parte posible de las de origen orgnico )T 6# de materia orgnica*.

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Desarenador de doble canal

9esengrasado

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9esengrasado

En esta etapa se eliminan las grasas y dems materias flotantes ms ligerasque el agua.Dentro de los desengrasadores se distingue entre los desengrasadores

estticos y los aireados.En los desengrasadores estticos se hacen pasar las aguas a travs de un

depsito dotado de un tabique, que obliga a las aguas a salir por la parteinferior del mismo, lo que permite que los componentes de menor densidadque el agua, queden retenidos en la superficie. 2a retirada de las grasas selleva a cabo de forma manual, haciendo uso de un recoge hojas de piscina.En los desengrasadores aireados se inyecta aire con objeto de desemulsionar

las grasas y lograr una mejor flotacin de las mismas.En plantas de tama+o medio1grande las operaciones de desarenado y

desengrasado se llevan a cabo de forma conjunta en unidades detratamiento conocidas como desarenadores1desengrasadores aireados.

Desengrasador esttico D d d d i d

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Desarenador1desengrasador aireado.

Detalle interno de un desarenador1desengrasador

aireado.

:edicin de caudal

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:edicin de caudal

&unque los dispositivos que se emplean para la medicin delos caudales no ejercen ning5n efecto de depuracin sobrelas aguas residuales, juegan un papel muy importante en elglobal del proceso pues permiten la determinacin de los

caudales de aguas a tratar y los realmente tratados. Estoposibilita, a su ve-, ajustar las condiciones operativas de lasdistintas etapas del tratamiento, as% como obtener el costedel tratamiento por unidad de volumen tratado.2a ubicacin de los medidores de caudal tras el

pretratamiento pretende minimi-ar los problemas asociadosa obturaciones, desgastes, formacin de depsitos de grasas,etc.

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audal%metro electromagntico.

ratamientos primarios

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ratamientos primarios

e define al tratamiento primario como Pel tratamiento de aguasresiduales urbanas mediante un proceso f%sico o fisicoqu%mico queincluya la sedimentacin de slidos en suspensin, u otros procesos enlos que la D@6 de las aguas residuales que entren, se redu-ca, por lo

menos, en un H># antes del vertido, y el total de slidos en suspensinen las aguas residuales de entrada se redu-ca, por lo menos, en un6>#Q.El principal objetivo de los tratamientos primarios se centra en la

eliminacin de slidos en suspensin, consiguindose adems una

cierta reduccin de la contaminacin biodegradable, dado que unaparte de los slidos que se eliminan est constituida por materiaorgnica. 2os tratamientos primarios ms habituales son ladecantacin primaria y los tratamientos fisicoqu%micos.

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9ecantacin primaria su objetivo es la eliminacin de la mayor parte posiblelosslidos sedimentables, bajo la accin exclusiva de la gravedad.2a retirada de estos slidos es muy importante ya que, en caso contrario, originar%anfuertes demandas de ox%geno en el resto de las etapas de tratamiento de la estacin.ratamientos fisico!umicos" en este tipo de tratamiento, mediante la adicin

de reactivos qu%micos, se consigue incrementar la reduccin de los slidos ensuspensin, al eliminase, adems, slidos coloidales, al incrementarse el tama+o ydensidad de los mismos mediante procesos de coagulacin1floculacin.2os tratamientos fisicoqu%micos se aplican fundamentalmenteuando las aguas residuales presentan vertidos industriales que pueden afectar

negativamente al tratamiento biolgico.4ara evitar sobrecargas en el posterior tratamiento biolgico.uando se dan fuertes variaciones estacionales de caudal.4ara la reduccin del contenido en fsforo.

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Decantador primario.

ratamientos secundarios

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ratamientos secundarios

e define al tratamiento secundario como Pel tratamiento de aguasresiduales urbanas mediante un proceso que incluya un tratamiento

biolgico con sedimentacin secundaria u otro procesoQ en el que seconsiga la eliminacin de materia orgnica.El tratamiento biolgico se reali-a con la ayuda de microorganismos

)fundamentalmente bacterias* que en condiciones aerobias act5ansobre la materia orgnica presente en las aguas residuales.Ana parte de la materia orgnica se oxida por la flora bacteriana,

que obtiene de esta forma la energ%a necesaria para elmantenimiento celular.De forma simultnea, otra fraccin de materia orgnica se convierte

en nuevo tejido celular nuevo )s%ntesis celular*, emplendose paraello la energ%a liberada en la fase de oxidacin.

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8HB > &nerga

(ntesis

- &nerga ?acterias @A -CHD

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El aporte de ox%geno para el mantenimiento de las reacciones deoxidacin, s%ntesis y respiracin endgena, se efect5a introduciendo,generalmente, aire en los recipientes en que se llevan a cabo estasreacciones, recipientes que se conocen con el nombre de reactores

biolgicos o cubas de aireacin.

2as nuevas bacterias que van apareciendo en los reactores, comoconsecuencia de las reacciones de s%ntesis, tienden a unirse )floculacin*,formando agregados de mayor densidad que el l%quido circundante, y encuya superficie se va adsorbiendo la materia en forma coloidal.4ara la separacin de estos agregados, conocidos como lodos o fangos, el

contendido de los reactores biolgicos )licor de me-cla*, se conduce auna etapa posterior de sedimentacin )decantacin o clarificacinsecundaria*, donde se consigue la separacin de los lodos de los efluentesdepurados por la accin de la gravedad.

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De los lodos decantados una fraccin se purga como lodosen exceso, mientras que otra porcin se recircula alreactor biolgico para mantener en l una concentracindeterminada de microorganismos )Cigura *.

El proceso descrito se conoce como Plodos activosQ. Cuedesarrollado en "'"G en 9nglaterra por &rdern y 2oc3ett y,hoy en d%a, esta tecnolog%a en sus distintas modalidades)convencional, contacto1estabili-acin, aireacin

prolongada, etc.* es la ms ampliamente aplicada a nivelmundial para el tratamiento de las aguas residualesurbanas.

Esquema bsico del tratamiento secundario.

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Esquema bsico del tratamiento secundario.

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Detalle de una parrilla de difusores.

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Detalle de una parrilla de difusores.

Decantador secundario.

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Decantador secundario.

ratamientos terciarios

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2os tratamientos terciarios )conocidos tambin como tratamientosavan-ados, msrigurosos, complementarios, etc.* permiten obtener efluentes finales

de mejor calidad para que puedan ser vertidos en -onas donde losrequisitos son ms exigentes o puedan ser reutili-ados.2a eliminacin de materia particulada y coloidal presente en los

efluentes depurados, puede lograrse mediante la aplicacin detratamientos fisicoqu%micos )coagulacinfloculacin*y la posterioretapa de separacin )decantacin, filtracin*.4ara la eliminacin de nutrientes )nitrgeno y fsforo*, se recurre

cada ve- ms al empleo de procesos biolgicos. :o obstante, el casodel de fsforo, los procesos de precipitacin qu%mica, empleado salesde hierro y de aluminio, contin5an siendo los de mayor aplicacin.

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En la eliminacin biolgica de nitrgeno se opera de forma secuencial, bajocondiciones xicas y anxicas, que dan como resultado final su liberacin a laatmsfera, en forma de nitrgeno gaseoso.4ara la eliminacin biolgica del fsforo se combinan reactores operando bajo

condiciones anaerobias, xicas y anxicas, quedando el fsforo almacenado enlos microorganismos, que posteriormente se extraen como lodos en exceso.

ombinando los procesos anteriores tambin es posible la eliminacin conjuntade ambos nutrientes.on relacin a la desinfeccin de los efluentes depurados, si bien el cloro ha sido,

y continua siendo, el desinfectante t%pico en el campo de las aguas residuales, alincrementarse el n5mero de requisitos para lograr bajas o indetectablescantidades de cloro residual en los efluentes tratados, se hace precisa laimplantacin de procesos posteriores de decloracin, o bien, la sustitucin de lossistemas de cloracin por sistemas de desinfeccin alternativos, tales como laradiacin AU, el empleo de o-ono o el empleo de membranas.

Lnea de lodos

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El tratamiento de las aguas residuales conduce a laproduccin de unos subproductos conocidos como lodos ofangos.abe distinguir entre Plodos primariosQ )slidos decantados

en el tratamiento primario* y Plodos secundarios obiolgicosQ )slidos decantados en el clarificador tras elpaso de las aguas por el reactor biolgico*.2a Cigura siguiente muestra los distintos tratamientos

englobados en la l%nea de lodos, el objeto de estostratamientos y la naturale-a de los procesos que en ellostienen lugar.

/ratamientos en la l%nea de lodos.

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&spesamientoEsta etapa del tratamiento incrementa la concentracin de los lodos

mediante la eliminacin de parte del agua que contienen. 2os mtodos deespesamiento ms habituales son por gravedad y por flotacin, siendoste 5ltimo el ms apropiado para el espesamiento de los lodos

biolgicos.&stabili)acin

En esta fase se reduce la fraccin biodegradable presente en los lodos,para evitar su putrefaccin. 2a estabili-acin puede hacerse medianteDigestin aerobia o anaerobia se elimina en torno al G>16># de la

materia orgnica presente en el lodo.Estabili-acin qu%mica, mediante la elevacin del p0 por adicin de cal./ratamiento trmico.

Espesadores de lodos por gra edad por flotacin

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Espesadores de lodos, por gravedad y por flotacin.

Digestor anaerobio para la estabili-acin de los

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g plodos.

;asmetro para el almacenamiento del biogs

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;asmetro para el almacenamiento del biogsgenerado en la etapa de estabili-acin anaerobia delos lodos.

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%condicionamientoEn esta etapa, mediante la adicin de productos qu%micos, se mejora

la deshidratacin de los lodos facilitando la eliminacin del agua.9eshidratacin

En esta 5ltima fase del tratamiento se elimina parte del agua

contenida en los lodos, transformndolos en slidos fcilmentemanejables y transportables. 2os lodos deshidratados presentan unH>1H6# de materia seca. 2os mtodos de deshidratacin mshabituales sonentrifugacin.Ciltros banda.ecado trmico.Eras de secado.

entr%fuga para la deshidratacin de los lodos.

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Deshidratacin de lodos mediante Ciltro banda.

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@ibl%ografia

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@ibl%ografia

Cundamentos de tratamiento de aguas

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Cundamentos de tratamiento de aguas

2a caracter%stica f%sica ms importante del agua residual es el contenido total deslidos, trmino que engloba la materia en suspensin, la materia sedimentable,la materia coloidal y la materia disuelta. tras caracter%sticas f%sicasimportantes son el olor, la temperatura, la densidad, el color y la turbiedad.(lidos otales

&nal%ticamente, se define como la materia que se obtiene como residuo despusde someter al agua a un proceso de evaporacin de entre ">(I y ">6I. :o sedefine como slida aquella materia que se pierde durante la evaporacin debidoa su alta presin de vapor. 2os slidos sedimentables se definen como aquellosque se sedimentan en el fondo de un recipiente de forma cnica )cono de9mhoff* en el transcurso de un periodo de 7> minutos. 2os slidossedimentables se expresan en mlFl y constituyen una medida aproximada de lacantidad de fango que se obtendr en la decantacin primaria del agua residual.2os slidos totales pueden clasificarse en filtrables o no filtrables )slidos ensuspensin* haciendo pasar un volumen conocido de l%quido por un filtro.

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emperatura2a temperatura del agua residual suele ser siempre ms

elevada que la del agua de suministro, hechoprincipalmente debido a la incorporacin de agua

caliente procedente de las casas y los diferentes usosindustriales.2a temperatura del agua es un parmetro muy

importante dada su influencia, tanto sobre el desarrollo

de la vida acutica como sobre las reacciones qu%micas yvelocidades de reaccin, as% como sobre la aptitud delagua para ciertos usos 5tiles.

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-olorEl agua residua l suele tener un color grisceo. in embargo, al

aumentar el tiempo de transporte en las redes de alcantarilladoy al desarrollarse condiciones ms prximas a las anaerobias,el color del agua residual cambia gradualmente de gris a grisoscuro, para finalmente adquirir color negro. uando llega aeste punto, suele clasificarse el agua residual como sptica.&lgunas aguas residuales industriales pueden a+adir color a lasaguas residuales domsticas. u color gris, gris oscuro o negro

del agua residual es debido a la formacin de sulfurosmetlicos por reaccin del sulfuro liberado en condicionesanaerobias con los metales presentes en el agua residual.

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urbiedad2a turbiedad, como medida de las propiedades de

transmisin de la lu- de un agua, es otro parmetroque se emplea para indicar la calidad de las aguas

vertidas o de las aguas naturales en relacin con lamateria coloidal y residual en suspensin. umedicin se lleva a cabo mediante la comparacinentre la intensidad de la lu- dispersada en la muestra

y la intensidad registrada en una suspensin dereferencia en las mismas condiciones.

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-aractersticas Eumicas2as caracter%sticas qu%micas de las aguas residuales

son principalmente el contenido de materia orgnicae inorgnica, y los gases presentes en el agua

residual.2a medicin del contenido de la materia orgnica se

reali-a por separado por su importancia en la gestin

de la calidad del agua y en el dise+o de lasinstalaciones de tratamiento de aguas.

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:ateria # de los slidos filtrables de una agua

residual de concentracin media son de naturale-a orgnica. on slidos de origen animal yvegetal, as% como de las actividades humanas relacionadas con la s%ntesis de compuestosorgnicos.2os compuestos orgnicos estn formados por combinaciones de carbono, hidrgeno y

ox%geno, con la presencia, en algunos casos, de nitrgeno. /ambin pueden estar presentes

otros elementos como a-ufre, fsforo o hierro.2os principales grupos de sustancias orgnicas presentes en el agua residual son las

prote%nas )G>17>#*, hidratos de carbono )H616>#* y grasas y aceites )">#*. tro compuestoorgnico con muy importante presencia en el agua residual es la urea, principalconstituyente de la orina. :o obstante, debido a la velocidad del proceso de descomposicinde la urea, raramente est presente en aguas residuales que no sean muy recientes. Kunto

con todas estos grupos de sustancias orgnicas, el agua residual tambin contiene peque+ascantidades de gran n5mero de molculas orgnicas sintticas cuya estructura puede serdesde muy simple a extremadamente compleja, por ejemplo los agentes tensoactivos, loscontaminantes orgnicos prioritarios, los compuestos orgnicos voltiles y los pesticidas deuso agr%cola.

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:edida del -ontenido

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Demanda Bioqumica de Oxigeno: El parmetro de contaminacinorgnica ms empleado, que es aplicable tanto a aguas residualescomo a aguas superficiales, es la D@ a 6 d%as. 2a determinacin deeste est relacionada con la medicin del oxigeno disuelto queconsumen los microorganismos en el proceso de oxidacin

bioqu%mica de la materia orgnica. 2os resultados de los ensayos deD@ se emplean para". determinar la cantidad aproximada de ox%geno que se requerir

para estabili-ar biolgicamente la materia orgnica presente$H. dimensionar las instalaciones de tratamiento de aguas residuales,(. medir la eficacia de algunos procesos de tratamiento y controlar el

cumplimiento de las limitaciones a que estn sujetos los vertidos.

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El periodo de incubacin es normalmente de 6 d%as a H>I.2a oxidacin bioqu%mica es un proceso lento, cuya duracinen teor%a es infinita. En un periodo de H> d%as se completala oxidacin del '6 al '' # de la materia carbonosa, y en los

6 d%as que dura el ensayo de la D@ se llega a oxidar entreel 7> y !>#. e asume la temperatura de H> I como unvalor medio representativo de temperatura que se da en loscursos de agua que circulan a baja velocidad en climassuaves, y es fcilmente duplicada en un incubador. 2os

resultados obtenidos a diferentes temperaturas serndistintos, debido a que las velocidades de las reaccionesbioqu%micas son funcin de la temperatura.

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:ateria Inorgnica2as concentraciones de las sustancias inorgnicas en el agua aumentan

tanto por el contacto del agua con las diferentes formacionesgeolgicas, como por las aguas residuales, tratadas o sin tratar, que aella se descargan. 2as aguas naturales disuelven parte de las rocas y

minerales con los que entran en contacto. 2as aguas residuales, salvo elcaso de determinados residuos industriales, no se suelen tratar con elobjetivo espec%fico de eliminar los constituyentes inorgnicos que seincorporan durante el ciclo de uso. 2as concentraciones de losdiferentes constituyentes inorgnicos pueden afectar mucho a los usos

del agua, como por ejemplo los cloruros, la alcalinidad, el nitrgeno, ela-ufre, algunos otros compuestos txicos inorgnicos y algunos metalespesados como el n%quel, el manganeso, el plomo, el cromo, el cadmio,el cinc, el cobre, el hierro y el mercurio.

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=ases2os gases que con mayor frecuencia se encuentras en aguas residuales

brutas son el nitrgeno ):H*, el ox%geno )H*, el dixido de carbono)H*, el sulfuro de hidrgeno )0H*, el amoniaco ):0(*, y el metano)0G*. 2os tres 5ltimos proceden de la descomposicin de la materia

orgnica presente en las aguas residuales.El oxigeno disuelto es necesario par la respiracin de los

microorganismos aerobios, as% como para otras formas de vida. Debidoa que la velocidad de las reacciones bioqu%micas que consumen ox%genoaumenta con la temperatura, los niveles de oxigeno disuelto tienden a

ser mas cr%ticos en la pocas estivales.El problema se agrava en los meses de verano, debido a que los cursosde agua generalmente son menores por lo tanto el ox%geno tambin esmenor.

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-aractersticas ?iolgicas4ara el tratamiento biolgico se deben de tomar en cuenta las siguientes

caracter%sticas del agua residual principales grupos demicroorganismos presentes, tanto en aguas superficiales como enresiduales, as% como aquellos que intervienen en los tratamientos

biolgicos$ organismos patgenos presentes en las aguas residuales$organismos utili-ados como indicadores de contaminacin y suimportancia$ mtodos empleados para determinar los organismosindicadores, y mtodos empleados para determinar las toxicidad de lasaguas tratadas.

:icroorganismos2os principales grupos de organismos presentes tanto en aguas

residuales como superficiales se clasifican en organismos eucariotas,bacterias y arquebacterias.

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2as bacterias desempe+an un papel amplio y de gran importancia en losprocesos de descomposicin y estabili-acin de la materia orgnica, tanto enel marco natural como en las plantas de tratamiento. 4or ello resultaimprescindible conocer sus caracter%sticas, funciones, metabolismos yproceso de s%ntesis.2os hongos, desde el punto de vista ecolgico, presentan ciertas ventajas

sobre las bacterias pueden crecer y desarrollarse en -onas de baja humedady en mbitos con p0 bajos. in la colaboracin de los hongos en los procesosde degradacin de la materia orgnica el ciclo del carbono se interrumpir%aen poco tiempo, y la materia orgnica empe-ar%a a acumularse.2a presencia de algas afecta al valor del agua de abastecimiento ya que puede

originar problemas de olor y sabor. Ano de los problemas ms importantes esencontrar el proceso de tratamiento que hay que aplicar a las aguasresiduales de diferentes or%genes de modo que los efluentes no favore-can elcrecimiento de algas y dems plantas acuticas.

2os proto-oarios de importancia para el saneamiento son las amebas, los

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flagelados y los ciliados libres y fijos. 2os proto-oarios se alimentan debacterias y de otros microorganismos microscpicos. /ienen una importanciacapital, tanto en el funcionamiento de los tratamientos biolgicos, como en la

purificacin de cursos de agua, ya que son capaces de mantener el equilibrionatural entre los diferentes tipos de microorganismos. e debe controlar elagua de suministro ya que ciertos proto-oarios son tambin patgenos, talescomo el ryptosporidium parvum y la ;iardia lamblia.2as diferentes plantas y animales que tienen importancia son de tama+os muy

variados, desde los gusanos y rot%feros microscpicos hasta crustceosmacroscpicos. El conocimiento de estos organismos resulta 5til a la hora devalorar el estado de lagos y corrientes, al determinar la toxicidad de las aguasresiduales evacuadas al medio ambiente, y a la hora de determinar laefectividad de la vida biolgica en los tratamientos secundarios empleadospara destruir los residuos orgnicos.

2os virus excretados por los seres humanos pueden representar un importantepeligro para la salud p5blica. e sabe con certe-a que algunos virus puedensobrevivir hasta G" d%as, tanto en aguas limpias como en residuales atemperatura de H>I , y hasta 7 d%as en un r%o normal.

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2os procesos de tratamiento en los que la eliminacin de loscontaminantes se lleva a cabo gracias a la actividad biolgicase conocen como procesos biolgicos unitarios.2a principal aplicacin de los procesos biolgicos es la

eliminacin de las sustancias orgnicas biodegradablespresentes en el agua residual en forma, tanto coloidal, comoen disolucin.@sicamente estas sustancias se convierten en gases, que se

liberan a la atmsfera, y en tejido celular biolgico,

eliminable por sedimentacin. 2os tratamientos biolgicostambin se emplean para eliminar el nitrgeno contenido enel agua residual.

+rocesos biolgicos unitarios

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2os objetivos del tratamiento biolgico del agua residual son lacoagulacin y eliminacin de los slidos coloidales nosendimentables y la estabili-acin de la materia orgnica.En el caso del agua residual domstica, el principal objetivo es la

reduccin de la materia orgnica presente y, en muchos casos, la

eliminacin de nutrientes como el nitrgeno y el fsforo.En el caso de las aguas de retorno de usos agr%colas, el principal

objetivo es la eliminacin de los nutrientes que puedan favorecerel crecimiento de las plantas acuticas, como el nitrgeno y elfsforo.En el caso de las aguas residuales industriales, el principal

objetivo es la reduccin dela concentracin de compuestos tantoorgnicos como inorgnicos.

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2a eliminacin de la D@ carbonosa, la coagulacin de los slidoscoloidales no sedimentables, y la estabili-acin de la materia orgnicase consiguen, biolgicamente, gracias a la accin de una variedad demicroorganismos, principalmente bacterias.2os microorganismos se utili-an para convertir la materia carbonosa

coloidal y disuelta en diferentes gases y tejido celular. Dado que eltejido celular tiene un peso espec%fico ligeramente superior al delagua, se puede eliminar por decantacin. Es importante se+alar que,salvo que se separe de la solucin el tejido celular, que se produce apartir de la materia orgnica, no se alcan-ar un tratamiento

completo. i no se separa el tejido celular, el 5nico tratamiento que sehabr llevado acabo es el asociado con la conversin bacteriana deuna fraccin de la materia orgnica presente originalmente endiversos productos gaseosos finales.

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&lgunos de los principales procesos biolgicos se muestran a continuacinDefiniciones:

VProcesos aerobios. on los procesos de tratamiento biolgico que se dan en presencia deox%geno.VProcesos anaerobios. on los procesos de tratamiento biolgico que se dan en ausencia de

ox%geno.

VDesnitrificacin anxica: Es el proceso por el cual el nitrgeno de los nitratos setransforma, biolgicamente, en nitrgeno gas en ausencia de ox%geno. Este procesotambin se le conoce como desnitrificacin anaerobia.VEliminacin biolgica de nutrientes: /rmino que se aplica a la eliminacin de nitrgeno

y fsforo mediante procesos de tratamiento biolgico.VProcesos facultativos: on los procesos de tratamiento biolgico en los que los

organismos responsables pueden funcionar en presencia o ausencia de ox%genomolecular. Estos organismos se conocen con el nombre de organismos facultativos.VEliminacin de la DBO carbonosa: Es la conversin biolgica de la materia carbonosa del

agua residual en tejido celular y en diversos productos gaseosos. En la conversin, sesupone que el nitrgeno presente en los diferentes compuestos se convierte en amoniaco.

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VNitrificacin: Es el proceso biolgico mediante el cual el amon%aco se transforma, primeroen nitrito y posteriormente en nitrato.VDesnitrificacin: 4roceso biolgico mediante el cual el nitrato se convierte en nitrgeno gas

y en otros productos gaseosos.

Vubstrato: Es el trmino empleado para representar la materia orgnica o los nutrientes quesufren una conversin o que pueden constituir un factor limitante en el tratamiento biolgico.VProcesos de cultivo en sus!ensin: on los procesos de tratamiento biolgico en los que los

microorganismos responsables de la conversin de la materia orgnica u otros constituyentesdel agua residual en gases y tejido celular, se mantienen en suspensin dentro del l%quido.VProcesos de cultivo fi"o: on los procesos de tratamiento biolgico en los que los

microorganismos responsables de la conversin de la materia orgnica u otros constituyentesdel agua residual en gases y tejido celular estn fijados a un medio inerte, tal como piedras,

escorias, o materiales cermicos y plsticos especialmente dise+ados para cumplir con esafuncin. 2os procesos de cultivo fijo tambin se conocen con el nombre de procesos depel%cula fija.

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El tratamiento secundario tiene como objetivo estabili-ar lamateria orgnica presente en el agua residual.4or lo general, los procesos microbianos empleados son aerbicos,

es decir, los microorganismos degradan la materia orgnica enpresencia de ox%geno disuelto.

El tratamiento secundario supone, de hecho, emplear y acelerar losprocesos naturales de eliminacin de los residuos. En presencia deox%geno, las bacterias aerbicas convierten la materia orgnica enformas estables, como dixido de carbono, agua, nitratos yfosfatos, as% como otros materiales orgnicos )ver Cigura "*.2a produccin de materia orgnica nueva es un resultado indirecto

de los procesos de tratamiento biolgico, y debe eliminarse antesde descargar el agua en el cauce receptor.

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Dentro de los sistemas de tratamiento biolgicos, stos se pueden clasificarseg5n el estado de los microorganismos en cultivos en suspensin ycultivos fijos.Entre los procesos aerbicos en suspensin el sistema ms usado es el de

lodos activados.Wste consiste en una suspensin de microorganismos, vivos y muertos,

activados por ox%geno y capaces de estabili-ar la materia orgnica presenteen el agua residual.En los cultivos fijos, la masa microbiana no se encuentra libre dentro de un

reactor agitado, sino adherida a una superficie, por donde va escurriendo elagua residual.2a masa microbiana toma el ox%geno del ambiente y los nutrientes del

agua. Entre los cultivos fijos, los ms conocidos son los filtros percoladoresy los biodiscos o filtros rotatorios de contacto )&rguello, H>>'*.

Cundamentos del /ratamiento @iolgico de las &

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2os procesos de 2agunaje, tanto natural comoartificial, se desarrollan en lagunas artificialesexpuestas al aire libre. En ellas se producenreacciones bilgicas, qu%micas y f%sicas tendentes a

estabili-ar el agua residual. Estos procesos, quepueden tener lugar de forma simultnea, incluyenfenmenos tales como sedimentacin, digestin,oxidacin, s%ntesis, fotos%ntesis, respiracin

endgena, intercambio gaseoso, aireacin,evaporacin, corrientes trmicas, filtracin.

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2as lagunas de estabili-acin son los sistemas de tratamientoms comunes son muy empleadas ya que dichas plantastienen un bajo costo y su operacin es bastante sencilla.:o slo son capaces de lograr buena reduccin de D@6, sino

que tambin pueden ser usadas para el retiro de nitrgeno yfsforo, reduccin de metales pesados y compuestosorgnicos txicos, y destruccin de patgenos )>"*Este tratamiento tiene algunas desventajas pues se necesita

un rea muy grande para la laguna y si se sobrecarga lalaguna, despide olores haciendo que no se puedan colocarcerca de comunidades o centros urbanos.

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2as primeras lagunas de estabili-acin fueron en realidadembalses construidos como sistemas reguladores de agua parariego. e almacenaban los excedentes de agua residualutili-ada en riegos directos, sin tratamiento previo. En el cursode este almacenamiento se observ que la calidad del agua

mejoraba sustancialmente, por lo que empe- a estudiarse laposibilidad de utili-ar las lagunas como mtodo de tratamientode aguas residuales.2as lagunas de estabili-acin son el mtodo ms simple de

tratamiento de aguas residuales que existe. Estn constituidospor excavaciones poco profundas cercadas por taludes detierra. ;eneralmente tiene forma rectangular o cuadrada.

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2as lagunas tienen como objetivos".

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2as lagunas de estabili-acin operan con concentracionesreducidas de biomasa que ejerce su accin a lo largo de periodosprolongados. 2a eliminacin de la materia orgnica en laslagunas de estabili-acin es el resultado de una serie compleja deprocesos f%sicos, qu%micos y biolgicos, entre los cuales se

pueden destacar dos grandes grupos.B edimentacin de los slidos en suspensin, que suelen

representar una parte importante )G>17> # como D@6 * de lamateria orgnica contenida en el agua residual, produciendo unaeliminacin del !61=> # de la D@6 del efluente )

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2os procesos biolgicos ms importantes que tienenlugar en una laguna son". Oxidacin de la materia orgnica !or bacterias

aerobias. 2a respiracin bacteriana provoca la

degradacin de la D@6 del agua residual hasta Hy0H produciendo energ%a y nuevas clulas.

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H. 4roduccin fotosinttica de ox%geno. 2a fotos%ntesis algalproduce, a partir de H, nuevas algas, y H, que esutili-ado en la respiracin bacteriana.

Digestin anaerbica de la materia orgnica con produccin demetano.0: Y 0

H 1111 0

GY

HY

60

!:

HY :0

(Y 0

H Y calor

8ateria nuevas clulas rgnica bacterianas

2agunaje

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El lagunaje bsicamente consiste en almacenar las aguasresiduales durante un tiempo variable en funcin de la cargaaplicada y las condiciones climticas. 2os microorganismospresentes en el medio se encargan de degradar la materiaorgnica. Est formado por uno o varios estanques de

profundidad variable. El agua se depura, por el fenmeno f%sicode la decantacin de la materia sedimentable y principalmentepor los fenmenos biolgicos que finali-an en la minerali-acinde la materia orgnica.

El parmetro principal a considerar es el ox%geno disuelto, y enfuncin de la concentracin y distribucin de ste se determinael tipo de laguna.

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I+

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las lagunas anaerobias. on las ms profundas, enellas el ox%geno disuelto ser casi inexistente.&ctuarn como un digestor en el que las bacteriasanaerobias descomponen la materia orgnica.

e usan principalmente para reali-ar el tratamientode aguas residuales con alto contenido orgnico. Elefluente de estas lagunas puede someterse a untratamiento adicional antes de ser vertido.

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2os procesos que tienen lugar en una laguna anaerobia seconstituyen de tres etapas

1 0idrlisis 2os compuestos orgnicos complejos e insolubles seconvierten en compuestos ms sencillos y solubles en agua.

1 Cormacin de cidos 2os compuestos orgnicos formados en lahidrlisis son utili-ados por bacterias que generarn cidosorgnicos voltiles )principalmente cido actico, propnico ybut%rico*.1 Cormacin de metano Ana ve- formados los cidos, un tipo

distinto de bacteria los convierte finalmente en metano y dixidode carbono, que sern los responsables de las burbujas en lalaguna. Esta fase es fundamental para eliminar la materia orgnica.

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las lagunas facultativas, es un paso intermedio entre lasanaerobias y las aerobias. /ienen una profundidad media, laparte superior es aerobia )debido al desarrollo de algas* y laparte inferior es anaerobia. on las ms utili-adas endepuracin de aguas residuales en peque+as comunidades.

En este tipo de laguna, los slidos sedimentan yndose alfondo formando la capa anaerbica. Kusto encima de estacapa, se encuentra la -ona facultativa. En esta -ona el

ox%geno no est disponible las HG horas del d%a, suele ser una-ona aerbica durante el d%a y anaerbica durante la noche.

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las lagunas aerobias. on de poca profundidad, loque permite que la lu- solar llegue hasta el fondo, porlo que las algas de toda la laguna reciben sol duranteel d%a, las cuales liberan ox%geno debido a su funcin

clorof%lica. En estas lagunas, tambin se produce ladisolucin del ox%geno del aire por difusin a travsde la superficie del agua. omo consecuencia deestos dos procesos, el contenido en ox%geno de toda

la laguna se mantiene en altas concentraciones.

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omo resumen, las ventajas de este tipo de tecnolog%a

1 @ajo coste de explotacin y mantenimiento.1 :ecesidades energticas bajas.1 :o requieren personal cualificado.1 &ceptables rendimientos.1 &bsorben variaciones de carga puntuales.1 4roceso natural integrado en el medio.

Z por contra, los inconvenientes

1 ;ran extensin de terreno.1 Eliminacin de lodos.1 4roblemas de olores.

1 &paricin de insectos.1 4roblemas de eutrofi-acin.1 4rdida de agua por evaporacin.1 Dificultad para modificar las condiciones operativas.

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4rocesos biolgicos aerobios

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@sicamente, existen dos tipos de tratamientos biolgicos aerobios 4rocesos de ultivo en uspensin )Cangos &ctivados*. 4rocesos de ultivo Cijo )2echos @acterianos*. Los procesos de o#idacin biolgica

2a oxidacin biolgica es el mecanismo mediante el cual los microorganismos degradan lamateria orgnica contaminante del agua residual. De esta forma, estos microorganismos

se alimentan de dicha materia orgnica en presencia de ox%geno y nutrientes, de acuerdocon la siguiente reaccin

8ateria orgnica Y 8icroorganismos Y :utrientes Y HM[

[4roductos Cinales Y :uevos microorganismos Y Energ%a

4ara que lo anteriormente expuesto se produ-ca, son necesarias dos tipos de reaccionesfundamentales totalmente acopladas de s%ntesis o asimilacin y de respiracin endgenau oxidacin.

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7eacciones de sntesis o asimilacin

onsisten en la incorporacin del alimento )materia orgnica ynutrientes* al interior de los microorganismos. Estosmicroorganismos al obtener suficiente alimento no engordan,

sino que forman nuevos microorganismos reproducindoserpidamente. 4arte de este alimento es utili-ado como fuente deEnerg%a. 2a reaccin que ocurre es la siguiente

0: )materia orgnica* Y H Y @acterias Y Energ%a MM[

60!:H )sustancias del interior bacteriano*

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/actores !ue intervienen en la o#idacin biolgica

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2os factores principales que hay que tener en cuenta para que se produ-can las reacciones biolgicas y por tanto, ladepuracin del agua residual son

Las caractersticas del sustrato

las caracter%sticas f%sico1qu%micas del agua residual, determinan el mejor o peor desarrollo de los microorganismos en estesistema, existiendo compuestos contaminantes que son degradables biolgicamente y otros que no lo son.Los nutrientes

El interior celular, aparte de , 0 y , elementos caracter%sticos de la materia orgnica, contiene otros elementos como sonel :, 4, , a, 8g e.t.c., denominados nutrientes y que a pesar de que muchos de ellos se encuentran en el organismo sloen peque+as cantidades, son fundamentales para el desarrollo de la s%ntesis biolgica.

e ha determinado a nivel medio que los microorganismos para sobrevivir necesitan por cada ">>> gr. de , G( de : y 7 de4, y que en las aguas residuales urbanas existen por cada ">>> gr. de , H>> gr. de : y "7 gr. de 4.

i comparamos lo que necesitan los microorganismos para sobrevivir, con las cantidades existentes de dichos elementos enel agua residual, podemos concluir que a t%tulo general dichos microorganismos pueden desarrollarse en el agua residualperfectamente.

Es interesante comentar que en el caso de determinadas aguas con vertidos industriales, las proporciones de dichoselementos no estn equilibradas, siendo necesario a veces dosificar : y 4 en el agua, para que pueda darse el desarrollobacteriano y exista depuracin biolgica.

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\]]&portacin de x%geno \\\

omo hemos visto, para el desarrollo de las reacciones biolgicas es necesario un medio aerobio, es decir, con ox%geno suficiente que permitael desarrollo y la respiracin de los microorganismos aerobios.

\]]/emperatura \\\

& medida que aumenta la /emperatura, aumenta la velocidad con que los microorganismos degradan la materia orgnica, pero a partir de los(!o, dichos organismos mueren. :uestras temperaturas son ideales para el desarrollo ptimo de los procesos de depuracin biolgica.

\]]alinidad \\\

El contenido en sales disueltas no suele ser problemtico para el desarrollo bacteriano en el proceso de fangos activos hasta concentracionesde ( a G grFl. En los procesos de cultivos fijos )lechos bacterianos*, la influencia es a5n menor, no afectando valores que no superen los "6 grFl.in embargo, existen multitud de grupos bacterianos capaces de vivir en aguas saladas, de forma que si a tu sistema de depuracin le dastiempo de adaptacin, pueden desarrollarse bastante bien dichos grupos microbianos a concentraciones salinas superiores. En este sentido, laE.D.&.

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Los procesos de 8itrificacinG9esnitrificacin

on procesos llevados a cabo por determinados grupos de microorganismos bacterianos que se utili-an enaquellas plantas de tratamiento de aguas residuales, donde aparte de la eliminacin de la materia orgnica sepersigue la eliminacin de nitrgeno.

2a eliminacin de la materia nitrogenada es necesaria cuando el efluente de la E.D.&.

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&l proceso de desnitrificacin

2a desnitrificacin consiste en el paso de los nitratos a nitrgeno atmosfrico, por laaccin de un grupo de bacterias llamadas desnitrificantes. Dicha forma de nitrgenotender a salir a la atmsfera, consiguindose as%, la eliminacin de nitrgeno en el agua.

4ara que las bacterias desnitrificantes act5en, es necesario que el agua tenga bastante

carga de materia orgnica, una fuente de nitratos elevada, muy poco ox%geno libre y unp0 situado entre ! y =.

El ox%geno asociado a los nitratos es la 5nica fuente de ox%geno necesaria para llevar acabo sus funciones vitales. De esta forma los niveles de ox%geno libre en el medio dondeact5an deben de ser inferiores a los >,H mgFl.

Es interesante comentar que el tiempo m%nimo de contacto entre el agua y las bacteriasdesnitrificantes debe de ser suficiente para que se produ-can las reacciones deseadas,estimndose un tiempo m%nimo de ",6 horas a caudal medio.

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&L +7

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\]]arga msica\\\

Es la relacin que existe entre la carga de materia orgnica que entra en el reactor biolgico por unidad de tiempo, y la masa de microorganismosexistentes en el mismo. e expresa como

m M ? o F U ? ^

M caudal$ o M [email protected] de entrada$ U M volumen$ ^ M slidos en suspensin voltiles del licor de me-cla )U* de la cuba de aireacin.

\]]Edad del fango \\\

Es la relacin entre la masa de fangos existentes en la cuba de aireacin y la masa de fangos en exceso extra%dos por unidad de tiempo. e expresacomo

E M U ? ^ F p ? ^p

p M caudal de la purga de fangos$ ^p M U de la purga de fangos )fangos en exceso*.

\]]arga volumtrica \\\

Es la relacin entre la masa de materia orgnica que entra en el reactor por unidad de tiempo, y el volumen de la cuba. e expresa como

v M ? o F U]\\

\]]

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+armetros de control

Existen una serie de variables que hay que controlar para asegurarnos de que el proceso defangos activos funciona bien. Entre estas variables se encuentran

\]]2a calidad exigida al efluente \\\

la calidad que las autoridades exijan al agua de salida, va a determinar tanto el funcionamiento

del proceso como el control del mismo. i se requiere un alto grado de tratamiento, el procesodeber estar muy controlado y probablemente se requiera de un tratamiento adicional. Dichacalidad deber ser determinada a travs de las anal%ticas reali-adas por el laboratorio.

\]]aracter%sticas del agua residual a tratar \\\

los caudales y caracter%sticas del influente, se encuentran fuera del campo de actuacin del

operador, siendo competencia del laboratorio y de las autoridades municipales que controlan losresiduos que se vierten en el sistema colector, evitando que determinadas industrias viertanresiduos txicos para los microorganismos que trabajan en la cuba de aireacin.

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\]]:ivel de x%geno disuelto \\\

el ox%geno que se aporte a la cuba de aireacin debe de ser suficiente para que, losmicroorganismos puedan respirar y se pueda oxidar la materia orgnica.

2a relacin cantidad de ox%geno F cantidad de alimento debe estar regulada y mantenerseestable. Ana descompensacin en un sentido o en otro, puede dar lugar a una aparicin

de organismos filamentosos que tienden a flotar en el decantador secundario, alterandototalmente la separacin slido1l%quido y tendiendo a ser lavados con el efluente.

El nivel de ox%geno disuelto suele medirse con sensores que dan informacin inmediatade las cantidades de ox%geno en cuba, a partir de esta informacin los sistemas deagitacin y de aireacin se ponen en marcha o se paran.

2a agitacin debe de estar bien controlada, para que el ox%geno y el alimento sedistribuyan homogneamente por toda la cuba.

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\]]/iempo de retencin \\\

para que se pueda dar el proceso de oxidacin biolgica, es necesario que los microorganismospermane-can un tiempo de contacto suficiente con las aguas residuales. Este tiempo de retencin es unode los parmetros que hay que tener en cuenta para dise+ar las cubas, ya que en relacin con el caudal atratar y el tiempo que debe permanecer el caudal en la cuba, calcularemos el volumen de la misma.

\]]_ndice volumtrico de fangos \\\

se define como el volumen en ml ocupado por un gramo de slidos en suspensin del licor de me-cla,tras una sedimentacin de (> minutos en una probeta de ">>> ml. 4or lo tanto, tomamos " litro de licorme-cla y lo ponemos a sedimentar durante (> minutos, apuntamos el volumen que ocupa el fango yhacemos la relacin

9UC M ml slidos sedimentables ? ">>> F ppm de 28

Este valor nos da el comportamiento de los fangos en el decantador. i el valor es menor de ">> implicafangos con desarrollo de organismos que sedimentan bien y por tanto buena separacin slido1l%quido.i l l i h d ll d i fil l di i l

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