Instituto Nacional de Ecología

Libros INE

CLASIFICA CION

AE 009261

LIBRO

Manual de prácticas de muestreo deaguas de desecho

TOMO

I 1111111 11111 10I 11111 11111 I I

AE 009261

II 1111111II

n

08A08

0808CS

&EK&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&ac,

DI A E. U L D E

P R C T I C S D E 1-1 U E T R 0 DEAG IJ

D E D ESECHO

Preparado por

THE CANADIAN INSTITUTE ON POLLUTION CONTROL

Editado por

K . L . HURPHY

1972 .

Traducción por'Secretaria Bilingue

Emma Rosa Hauser Veytia

1973

[q-

8cecec&Earle-&&8cWce,c8cU848cetic8Z.&&8c/lEa&&.8Z.&&Bc2ac€c&&&84.&&&&&Sc&.8c&&.8cecZaecEc.iSc& Io.

PROLOGO

A fines de 1968, el Doctor A .E. Berry

de Toronto, fue eleL..ido presidente de un comité que es

conocido como The Publications Committee . Su cargo a-

caeció como resultado de una junta de decisión del cuer-

po de ejecutivos de la Canadian Section of the A .W .W.A .,

y del Canadian Institute on Pollution Control.

En febrero de 1968, L. Sharman of Hamilton

fue solicitado para actuar como presidente y formar un

sub-comité, su propósito sería preparar un manual de Mues-

treo de Aguas de Desecho.

Como resultado de lo anterior, el siguiente

sub-comité se formaba por:

L. Sharman, City of Hamilton, Chairman

G .B. Balacko, Province of Manitoba

E. Baldock, Metropolitan Toronto

D . G . Devlin, Greater Vancouver

J .K .D . Hayden, Province of New Brunswick

E .E. Kupchanko, Province of Alberta

D.H . Matheson, City of. Hamilton

D . McTavish,, Ontario Water Resources Commission

K .L. Murphy, McMaster University

M .H. Prescott, Province of Saskatchewan

D .H. Waller, nova Scotia Technical College

De los miembros del comité arriba mencionados,

se forra : ; un Comité de ' ::üición . En éste comité se estableció

una responsabilidad razonable, de ningún modo fue la recopi-

lación y edición del material sometido por todos los miem-

bros del sub-comité . El presidente está muy agradecido por

el trabajo de éste comit& particular y .tuvo conocimiento es-

pecial de la contribución de K .L . Murphy, que fue responsa-

ble de la edición final . El comité de . edición comprende a

los siguientes miembros:

E. Baldock

' D .H . Matheson

D. McTavish

K .L. Murphy

L :• Sharman

L. SHARMAN, Chairman,

Manual de Prácticas de

Muestreo y Aguas de

Desecho.

Hamilton, Ontario

Enero 12, 1972 .

INDICE

1 . INTRODUCCION

Página

1 .1 Importancia del Muestreo 1

1 .2 Composición de las Aguas de Desechó

1 .21 Fuentes de . Contaminación de las

Aguas de Desecho

1 .22 Clasificación. de Contaminantes

de Aguas de Desecho

1 .23 Características del Desecho . .

1 .3

Tratamiento Moderno de Aguas de

Desecho

1 .4

Clasificación de Plantas de Tratamiento

y Aguas Receptoras

1 .41 Plantas de Tratamiento .

. ..

1 .42 Aguas Receptoras .

2 .

1 .5

Referencias

Métodos y Técnicas de Muestreo .

2 .1 Propósito del Muestreo .

de Tratamiento

2.14 Rendimiento con Regulaciones y

Estimación del efecto de los

Efluentes en Aguas jeceptoras . . .

15

19

19

2 .11 Diseño de una Planta de Tratamiento 19

2.12 Control de una Planta de Tratamiento 20

2.13 Cálculo de Eficiencia de las Plantas

21

21

'14

14

Página2 .2 Selección de T.ietodos 22.

2 .21 Toma de Muestras 22

2 .22 Muestras Compuestas 23

2 .3 Muestreadores "utomáticos 23

2 .31 Muestreadores Múltiples y

Compuestos .

.25

2 .32 Selección y localización - . . . . 29

2 .4 Registradores Continuos 30

2 .1 Temperatura ' 31

2 .42 pH 32

2 .43 Electrodos de Ión Específico .

32

2 .44 Oxígeno Disuelto 32

2 .45 Parámetros `'tuímicos 33

2 .46 Turbidéz 33

2 .47 Lodo Sólido 31-

2 .48 Conductividad 34

2 .49 Analisisâe Gas 31L

2 .5 Preservación de Muestras 352 .51 Efecto de la Temperatura 352 .52 Efecto de la Luz 36

2 .53 Efecto del Tiempo al-Almacenarse 36

2.6 Referencias . . . .

. .

39

. 2 .7 Referencias Suplementarias 39

3 . Análisis y Cálculos 41

3 .1 Métodos Analíticos 41

3 .11 Métodos Estandarizados .

' 41• .

3 .12 Métodos 'implificados .

41

3 .2 Cálculos :• 41

3 .21 Números Absolutos .

43 .

I'€,giLa,3 .22 Promedios 44

3 .23 Desviación Estándard

. 44-o

3 .24 Coeficiente de Variación .

. .

. 45

3 .25 Gráficas de Probabilidades . . .

. 46

3 .26 Control de Gráficas . 11-9

3 .27 Balance de .Materia;

. . . . . 50

3 .3 Datos sobre Uso y Almacenaje . . 51

3 .3 1 Sistemas de registros . . . . . 52

•3 .32 Datos Procesados, Manipulados y

Computados

3 .33 Intercambio de Datos . .

53

3 .4 Referencias '54

4. Estudio del Muestreo 55

4.1 Estudio del Muestreo en una Planta de

Tratamiento 56 .

4.11 Programas de Muestreo .

56

4 .12 Localización de Estaciones de

Muestreo.

4.13 Frecuencia de Muestreo .

4.14 Equipo de Muestreo

4 .15 Pruebas y Procedimientos . . . .

52

L4.2 Estudios de esechos Industriales .

4.21 Programas de Muestreo . . . .

4.22 Ubicación de las 'staciones de

Muestreo

4 .23 Frecuencia de Muestreo .

4.24 Equipo de Muestreo

4 .25 Pruebas y Procedimientos . .

. . .

63

4.3 Estudio de las Aguas receptoras

4 .31 Programa de Muestreo.

4.32 Localización de 'staciones de

Muestreo 67

4.33 Frecuencia y Muestreo . .

69

4 .34 Equipo de Muestreo 69

4 .35 Pruebas y Procedimientos . . . .

72

4 .4 Referencias

. . .

•

73

SUPLEMENTO A - MEDIaDN DEL FLUJO 75

A.1 Clasificación de las t écnicas de

Medición . . .

A.11 Tanques Volumétricos o de Peso .

77

A.12 Medidores de Desplazamiento Posi-

tivo y Cubos volcados .

. .

77

A .13 Trazas 77

A.14 Dispositivos de Medida para la

Velocidad Mecánica 78

A.15 Rotámetros 78

A.16 Dispositivos de Larga Diferencial .

78

A.17 Dispositivos de Profundidad Crítica 79

A.18 Medidores Magnéticos-de flujo . . .

?9

A.19:"Medidores de Flujo Ultrasónicos . .

79

A.110 Métodos Misceláneos 80.

A.2 Selección de Técnicas de Medida 81

A .3 Referencias 81

SUPLEMENTO B - CÁLCULOS ENCONTRADOS COMUNMENTE EN

PLANTAS DE TRAT .MIENTO DE DESECHOS 85

SUPLEMENTO C - FORMAS DE REPORTE PARA DATOS TIPI

COS . .

. 89

n-7~

CAPITULO I

INTRODUCCION

1 .1 IMPORTANCIA DEL MUESTREO

El muestreo de un agua de desecho es necesa---

riamente el hecho de obtener datos concernienté's a sus ca-

racterísticas físicas, químicas y biológicas . Los datos 'de

esta manera obtenidos, controlarán la descarga de residuos

o la operación de una planta de tratamiento de desechos,

por medio de cálculos de balance de materia y determinaciones

de la eficiencia de . la planta .

muestreo para cuantificar

y calificar el agua residual, producirá datos que capacitan

la elaboración del diseño de los sistemas . Un registro. de

las características de afluentes y efluenteses necesaria

para un plan correcto para una futura expansión de la planta.

Los resultados cae programas de muestreo regulares, pueden de-

mostrar, de acuerdo con las regulaciones gubernamentales que

pueden usarse en cálculos, mostrando . los efectos . de efluen-

tes en aguas receptoras.

4

Para realizar éstos objetivos, es necesario

obtener cuantiosa información de la contaminación en las a-

guas de desecho durante varios estados del proceso de colec-

ción y proceso y subsecuente descarga a las aguas receptoras:

Muestrear es el proceso de sacar una porción pequeña de . un to-

do, de tal manera que el muestreo represente el carácter y ca-

lidad de la masa de la cual fue tomado . El muestreo cuidadosa-

mente planeado y ejecutado, y los programas analíticos lle-

vados a babo por personal competente, se pueden suministrar

con la información requerida .-

Para el logro de estos objetivos, no deben

considerarse como un fin de ellos mismos . Los resultados

del análisis deben disponerse de tal forma que se entiendan.

Las limitaciones del programa de muestreo y los procedimien-

tos analíticos, se necesitan comprender antes de que se uti-

licen los antecedentes.

Es importante que el personal de operaciones

y supervisión de una planta de tratamiento de desecho estén ,

familiarizados con las inexactitudes de un programa de .mues

treo diseñado y ejecutado, y al mismo tiempo estar conscien

te de las prácticas diseñadas para proveer confianza a un

cálculo aproximado de la calidad y cantidad del agua de de

secho . Sólo con esta confiabilidad, el personal podrá ope-

rar en forma natural sus diversos trabajos, trabajará en

desventaja cuando€stén en condiciones de emplear los com-

ponentes del sistema de tratamiento de desecho para obtener'

la remoción más efectiva de los contaminantes y asegurar la

mejor utilización de un gran capital otorgado para un siste-

ma de tratamiento .

'

1 .2 COMPOSICION DEL DESECHO

Las caracterízticas de las aguas de desecho

con excepción de su temperatura, dependen de la naturaleza

y de la cantidad•de la materia sólida y de impuresas conte-

nidas en el agua . Esto depende del curso del agua, y de su

subsecuente uso. Normalmente el desecho incluye el agua u-

sada en la comunidad, abarcando aguas industriales .-y domés-

ticas, los residuos subterráneos y superficiales, unidos a

la filtración de aguas subterráneas, se infiltran.

Aunque las impuresas imparten las caracterís-

ticas de dificultad que en el tratamiento de las aguas de

desecho, ellas representan una pequeña parte de desecho ;, -

los sólidos en aguas de desecho domésticas, representan ge -

neralmente, menos de un décimo de peso . El agua,que repre-

senta el volúmen del desecho, actúa simplemente como un ve-

hículo de transporte'de los contaminantes y sólidos.

1 .21 FUENTES DE CONTAMINANTES DE LAS

AGUAS DE DESECHO

Los desechos domésticos inclúyen aguas de

desecho provenientes de depósitos que contienen sólidos en

concentraciones considerables provenientes de cocinas,'laván-

derías y baños así como desechos de instituciones y otros. .e

dificios . La figura 1-1 indica la forma física y el promedio

de desechos domósticos . La presencia de corrientes de

aguó de tormenta, agua subterránea o desechos industriales

pueden cambiar esta relación marcadamente.

La composición de desechos industriales'va-

ría ampliamente y el contenido específico de un desecho -

industrial puede predecirse con la seguridad de un conoci-.•

miento de la planta productora de desecho . Un conocimiento

de las diferencias de calidad en la cantidad y composición

de varias industrias, puede utilizarse valuando el efecto

'potencial en el sistema de tratamiento . La tabla 1-1 in-

dica las •altas cargas de uno o .más componentes del alcan

tarillado de las industrias.

Los derrames de las calles, del subsuelo, y

de la superficie, llevan desechos de animales, hojas, tie-

rra, materiales químicos de jardines y césped .' La nturale

za de estos componentes es extremadamente variable . La can-

tidad total 4e contaminantes contenidos en los escurrimien-

•tos están reconocidos como una contribución a la,contamina

ción de aguas receptoras.

El agua subterránea que encuentra su camino

dentro de un sistema de desague, contendrá materiales di-

sueltos que son caracterízticos de fuentes de agua antes de

que en el subsuelo y en la composición mineral de las defor-

maciones a través de las cuales pasa ..el agua .

i

NO FILTRABLE

0

SUSPENDIDO

FILTRABLE

- 0

DISUELTO

SEDIMENTABLES120 mg/I.

NO SEDIMENTABLES

80 mg/l.

COLOIDAL, 40mg/I .

25mg/I.

30mg/I.

DISUELTO360 mg/I .

235 mg . I

125mg/I .

FIG. I - I TIPOS Y FORMA FISICA DE SOLIDOS EN UN ALCANTARILLADO DOMESTICO .

1 .22 CLASIFICACION DE CONTAMINANTES

EN LAS AGUAS DE DESECHO

Los sólidos en aguas de desecho pueden cla-

sificarse en dos formas de acuerdo con su tamaño fisido,

como sólidos suspendidos, o disueltos.

FIGURA

TABLA 1-1 . DESECHOS INDUSTRIALES CON

POSIBLES CARGAS PESADAS

. Los sólidos suspendidos están definidos como

aquellas partículas que pueden removerse de las aguas de de-

. ,secho por un procedimiento de filtración en un laboratorio

estandard, tal como se describe en el "Standard Methods"

(APHA, 1971) . En general, , éstos se subdividen en fracciones

sedimentables y no'sedimentables.

'Los sólidos sedimentables son aquellos sóli-

dos suspendidos que se sedimentarán en un laboratorio estan-

dard, a los sólidos

les permite sedimentarse en un cono

Imhoff (APHA, 1971) por un tiempo limite de (30 mins .).

Esta prueba da una indicación de los sólidos que son remo-

vidos por sedimentación en plantas de tratamiento . '

;..,~ . _,~ ~

Los sólidos no sedimentables, incluyen par

tículas flotantes, son partículas que se sedimentan lenta-

mente y no se remueven al un tiempo límite dado en las de-

terminaciones de sólidos sedimentables, pero por su rela-

tivo gran tamaño pueden separarse par filtración . Algunas

partículas no sedimentables son contadas como dedimentables

pero por que se les fuerza a sedimentarse por partículas

más pesadas .

Los sólidos filtrables son aquellos que per-

manecen. en el agua después de que los sólidos suspendidos

han sido eliminados por filtración (APHA, 1971) . General-

mente, €stos sólidos son disueltos por su naturaleza co

loidal . Sin embargo, algunos sólidos que son eliminados

por períodos largos de sedimentación, pueden ser muy pe-

queños para ser retenidos por el procedimiento de filtra-

ción usado para la medición de sólidos suspendidos y consecue-

ntemente se incluyen en éste grupo.

Los sólidos orgánicos incluyen materias de

plantas y animales y compuestos orgánicos sintéticos . Son

substancias que contienen carbón con hidrógeno y oxigeno,

en algunos compuestos con azufre, nitrógeno o fósforo . La

mayoría de los sólidos orgánicos se presentan en forma de

carbohidratos, proteinas o grasas, estando con los produc-

tos de descomposición de estos materiales . Las bacterias y

otros microorganismos comprenden parte,de la materia orgá-

nica suspendida en aguas de desecho, aunque pueden o no

eliminarse por técnicas de filtración estandard . Los sóli-

dos orgánicos son quemados en pruebas de laboratorio para

sólidos orgánicos (volátiles), que consiste en el calenta-

miento y secado de sólidos a 600 grados C para eliminar la.

fracción volátil (APHA, 1971) . Cuando un desecho esdos-

crito como pesado, .se intenta decir que éste contiene lar-.

gas concentraciones de sólidos orgánicos.

Los sólidos inorgánicos son substancias mi-

nerales que no son afectadas por combustión o descomposición.

La figura 1-1 indica, más o menos 25% de la materia suspen-

dida en materia de desecho que es inorgánica, la mayor parte

de este material es arena y partículas finas. El 44% de la

materia disuelta, es inorgánica ; la mayoría de esta materia

inorgánica consiste en sales minerales, originado- . por el

abastecimiento del agua del uso municipal que contribuye a

un aumento "en la concentración.

El agua de desecho contiene comúnmente pe-

queños pero importantes cantidades de gases disueltos . - Lo

más importante de esto s el oxígeno disuelto . ' El desecho

que no contiene oxigeno disuelto es séptico : descomposición

en ausencia de oxígeno (descomposición anaeróbica) puede

producir color negro y reduce los productos finales con

malos olores. El desecho reciente , que contiene oxígeno

disuelto, es de un color gris y tiene un olor a humedad.

Otros gases pueden absorberse de la''atmósfera e jm .nitró-

geno, o el resultado de descomposición de materia orgánica

.♦

por ejemplo, el dióxido de carbono o el sulfuro de hidró-

geno .

1 .23 CARACTERISTICAS DE DESECHO

La concentración, la forma física y el tipo

de-sólidos, no describen completamente el comportamiento del

agua de desecho cuando esta es descargada en el medio ambien-

te . Las carácterí sticas del desecho deben describirse en -

términos de la descomposición de los sólidos orgánicos, el

pH y la temperatura del agua, el contenido de bacterias pató -

genas y las concentraciones de substancias específicas que

produscan efectos indeseables en aguas receptoras.

Los sólidos suspendidos son una medida impor-

tante de la acumulación potencial de sólidos de desecho en a-

guas receptoras ; aún la materia coloidal puede establecerse

eventualmente en un arroyo o lago debido a los efectos de los

cambios químicos y<.bioquímicos . Los lodos que se acumulan

son deformes y pueden desembocar en canales de navegación o

pueden afectar el curso de un arroyo . El lodo descompuesto

producirá gases que pueden llevar a los sólidos en putrefac

ción a la superficie . 'Los periodos de inhundación de los de-

pósitos de lodo son sometidos a un arrastre,, aumentando las

cargas adicionales de sólidos orgánicos hacia las corrientes.

La materia suspendida forma una capa en el fondo de la corrien

te, haciendo esto inestable a la vida animal y vegetal . Las

altas concentraciones de sólidos suspendidos en aguas récepto-

ras, interfieren en el sistema respiratorio de los peces, ma-

tándolos por sofocación ; en lagos puede afectar a la vida

acuática impidiendo el paso de luz a las capas inferiores.

La mayoría de la materia de las aguas de de -

secho, está sujeta a la descomposición por las bacterias,'

siendo estas habitantes . normales del desecho de la tierra

y de las aguas naturales . Si el oxígeno disuelto se pre..

senta en aguas de desecho será consumido por los microor-

ganismos, descomponiendo a los sólidos orgánicos en el a

gua. El consumo de oxigeno continuará hasta que la mate-

ria orgánica descompuesta esté presente en el agua . ror

el momento, existen métodos instrumentales que están dis-

ponibles para medir el carbón orgánico, pero no existe nin-

guna técnica para medir directamente la materia orgánica

en descomposición . Ln su lugar, la prueba de L .B .U . , se

usa para medir la velocidad a la . cual un desecho utiliza

al oxígeno disuelto. en la oxidación biológica de la mate-

ria orgánica (APHA, 1971) . Los cinco días de la prueba de

la Demanda Bioquímica de Oxígeno, es considerada como la

medida de materia orgánica biodegradable en el desecho.

La relación de la DB05 al total ce la materia orgánica va-

ría para diferentes desecn.os y diferentes periodos de tra-

tamiento . Si la DB05 reduce en un desecho la concentración

del oxígeno disuelto en aguas receptoras a un nivel bajo,

muchas especies de organismos acuáticos no podrían exis-

tir. La vida de las plantas y los animales cambia de

acuerdo con los cambios del medio ambiente . Si todo el

oxigeno es utilizado, los peces serán eliminados y los as-

pectos molestos y los malos olores, asociados con la des-

composición anaeróbica, aparecerán.

La mayoría de las substancias cuando se pre-

sentan en concentraciones suficientemente grandes, se pue -

de probar que son tóxicas a la vida de las plantas y los a-

nimales . La concentración de los aentes tóxicos, varia

ampliamente. Algunas substancias ejercen un efecto tóxico en .

pequeñas concentraciones ejm . fenoles, cianuros, hidrocarbu-

ros, clorinatados, mercaptanos, metales pesados que pueden

causar daños a los sistemas de tratamiento biológico y alas

aguas receptoras . En suma a los desechos industriales que'

contienen materiales tóxicos (Tabla 1-1) se escurren de la'

tierra después de la aplicación de herbicidas y pesticida y

se ha demostrado que causan problemas.

La temperatura y el pH, son factores impor-

tantes en el medio ambiente de todos los organismos acuáti-

cos, y un cambio en ambos puede alterar la población de plan-

tas y animales en aguas receptoras . Los aumentos en la tem-

peratura pueden estimular la actividad biológica, reducir la

solubilidad del oxígeno disuelto y puede ser intolerable a

los peces. La temperatura y el pH pueden alterar los efec-

tos de las substancias tóxicas en el agua.

El desecho contiene un r'grán número .de bacte-

rias, sólo una pequeña fracción de éstas son patógenas . Zas

bacterias producen enfermedades y son difíciles de identifi-

car. La calidad sanitaria del desecho es evaluada normalmen-

te con fundamentos a la concentraciún de los organismos coli-

formes . Estos organismos se :presentan en gran número en to-

das las descargas fecales, son fácilmente identificadas y en-

numeradas y son representantes de las bacterias patógenas que

sobreviven en el medio ambiente.

Algunas caracterízticas del desecho están rela-

cionadas directamente con las concentraciones de las substan -

cias específicas en los desechos industriales y municipales.

Como ejemplo tenemos nitratos y fosfatos, que están asociados

con la eutropicación de lagos y desechos industriales, que son

tóxicos a peces y otros organismos, o producen calor, sabor y

olor en aguas receptoras .

T.abl a

1-2 .

CLASIFICACION DE LOS PROCESOS DE TRATkMIENTO

FISICO QUIMICO ' BIOQUINICO

Separación An€zlisis Carbón Activado Contacto Estabilizador

Sedimentación Intercambio Iónico

Separación Centrifuga

Flotación

Osmosis Reversible

Filtración por Arena

=Fase de

Conversián Separación Coagulación Lodos Activados

Precipitación Dentrificación

Aereación Estabilización de

Lagunas

Digestión

Concentración Espesamiento Intercambio Tónico` Digestión

Filtración al vacío Electrodialisis

Dispocisión -Incineración

Desinfección Calor Oxidación

Filtración Inactivación

1 .3 TRATAMIENTO MODERNO DE AGUAS DE

DESECHO

El objeto del tratamiento de aguas de desecho

.se describe como la aceleración de un proceso de estabiliza-

ción o, alternativamente de eliminación de los componentes del

agua de desecho . Esto no se puede lograr usualmente, como re-

sultado de un proceso simple, pero sí de un sistema que puede

incluir :

1) Conductos para la colección del desague

2) Estaciones de bombeo y fuerzas principales para la

transmisión del desague, y

3) Facilidades para tratamiento

Por necesidad, las cantidades vastas de las

a

aguas de desecho son descargadas en aguas de superficie y

constantemente deben tener caracterízticas compatibles con:

_ .1 . La preservación de la vida acuática

2. El uso del agua natural para recreación ; comercio

o industria.

La protección de la salud de las perdonas que

hacen uso del agua.

Como se ha planteado previamente, en el uso

del agua, lbs contaminantes al aumentar, emplearán el futu-

ro uso del agua. Por medio del tratamiento, este perjuicio

es minimizado por la eliminación de los contaminantes obje-

tables . El tratamiento debe basarse en el conocimiento de

los contaminantes no deseables en la habilidad de remoción

de un proceso especifico y la interacción de un proceso par-

ticular dentro del sistema de resistencia.

Actualmente, es evidente que eltratamiento no

cesa en esta etapa. Los contaminantes eliminados pueden dis-

ponerse de tal manera que no pueden afectar al medio ambiente.

Así, el proceso de tratamiento se clasifica de acuerdo con

su función:

1. La separación de contaminantes que lleva el agua

2. La conversión de contaminantes en una 'forma m&s

confortable para sueliminación

3. La concentración de contaminantes

=4 . La composición de contaminantes

5 . La desinfección de organismos patógenos

Dependiendo de las caracterízticas del desecho,

la planta de tratamiento empleará varios procesos unitarios

según las categorías arriba mencionadas, pudiendo ser de natu-

raleza física, química o bioquímica del desecho . El proceso

típico de tratamiento está clasificado-en la Tabla 1-2 . Esta

configuración de procesos, permite la eliminación de la mate-

ria suspendida (tratamiento primario), materia disuelta y co -

loidal y oxígeno que consume la materia orgánica (tratamiento

secundario) y nutrientes(tratamiento terciario) . Ninguna pro-

visión existe en este ejemplo para eliminar inorgánicos disuel~

tos, como se requiere para el reuso directo .

ales procesos

como el intercambio Iónico u osmosis reversible, se pueden em -

plear. Además en la práctica común, la secuencia de los trata

mientos primarios, secundarios yterciarios, sobresale la tecno-

logía moderna que tiende a intercambiár arreglos tradicionales

como en el caso de la precipitación química del fósforo en elclarificador primario .

En el tratamiento convencional de los desechos

municipales, el proceso de separación que se emplea, es el de

la sedimentación . La separación por gravedad, se usa para eli-

minar arena, los sólidos suspendidos y la separación de los

microorganismos que crecen durante el proceso de tratamiento

biológico . El tratamiento del desecho a través de la cámara

de sedimentación en el apósito de arena y el clarificador

primario, remueve la mayoría del material establecido en los

desechos domésticos . Lste material puede constituir del 40 al 60%

de los sólidos suspendidos y del 35 al 50% del material, bioló-

gicamente oxidable medido por la prueba de cinco días de la

DBO . 1;1 cribado es también, una forma de separar los sólidos.

Mientras que el porcentaje eliminado de materia suspendida,

obtenida por el proceso de cribado, es frecuentemente citado en.

,la literatura, una pequeña sugerencia puede ser unida a los va-

lores reportados, como el propósito primario, que es una protec-

ción para los procesos subsecuentes o de equipo:

Por la eliminación incompleta de los sólidos

suspendidos por sedimentación, que sigue al tratamiento bioló-

gico convencional,los procesos viejos de separación se han in- '

troducido y pueden ser como una forma de tratamiento terciario.

Esto incluye una velocidad alta de 'filtración de arena y filtra-

ción de la superficie por tamizados finos .o de tierra de diato-

mácia.

FIGURA Pag . 11

ABSO~iCION

DECARBONI ACTIVADO.

PR I NCIPALCS - ¡'F;/;lAMl;-- i - [-0

TRATAMIEN--O

TRATAMIENTO QU(MIEO IREMOCION DETIF0S DE I F¡~,i~/ARIO .

i SECUNDARIO

Y REMOCION DE

NITROGENO .

FILTRACION.

TRATANiIEN- (SEPARACION DE SOLID())TOS.

I

(TRATAMIEFFCU BIOLOG(JD) FOSFATOS.(

(

( 7

-

_ _I-_

ESTANQUESEC . DEBALASTO

CANAL DE PARSHAL

CAJA DE DIVISIONMEDICION Y DILUSION

DEL FLUJO.DE LA CORRIENTE.

A LA PLANTA ÍAFLUENTE.CONDUCTO DEIMPULS ION .

LODOSACTIVADOS

0agJoNwá

--r

R ECARBONIZACION

FLOCULÁCION

ESTA-- CION

DE LATORREDEBOMBEO

áUE o

U

rTORRE DED ESTI LA-CION DEAMON IA.

zo

TERCERAESTACIONDE BOMBEO

F T

I DESINFE,

GOhl.

r

~ If~

(COUJMNA APL ICAC".itDE

I D~ -.N/ CARBON

CLORO

~--

ESTANQUE-FINAL DE

1 BALASTO

BOMBAEFLUENTE

ESTACIONFINAL DEUNA

REFLUJO DELODOS.

?ISTEMA DE3EPARACION DE

,`J_ODOS.

LODOS ACTIVADOSDE DESECHO.

iBOMBASDE LODO,

SECUNDARIO

BOMBA _

T DE LODOS DE CAL- -

BOMBA LODOSDE CAL .-

-CENTRIFUGA-

HORNORECALC IFI C A-CI FICADOR .

ESTANQUEPARA DE-C ANTAR A-GUA DERECONTRA-LAVADO.

I –~BOMBAS DE LODOSII' DIGESTORES

.IDE ENVEJECÍ- MAP 10S.MIENTO DEEMERGENCIAYALMACENAJE -

t DE LODOSI PRIMARIOS .

DEPOSII"OS DERECA 3ONIZACIONi

BOMBAS DE CAR-, BON SIN CRIBAR. 1

TANQUESDESAGUADORESDE CARBON.

HORNOS DE

CARBOhdi

BOMBAS DEICARBON SIN CRIBAR

TANQUES DEFINOS DECARBON.

ARENA

DELGADA

DE CAL

Estos procesos son diseñados para eliminar la

mayoría de la materia suspendida que permanece después de una

clarificación final . Esto s extremadamente importante si ' un

tratamiénto tal como el intercambio. iónico o por la absorción

del carbón se hubiese empleado.

En el tratamiento convencional de la planta. de

tratamiento, la eliminación de los organismos disueltos se 10

gra a través de la habilidad de asimilación de los microorga-,

nismos . Aquí, la materia orgánica disuelta, se utiliza para

energía o para incorporarse en los microorganismos que normal-

nlente se sedimentan con rapidéz . '%uando los microorganismos

crecen en un liquido de desecho que contiene oxigeno y nutrien-

tes, estos normalmente están altamente floculados y forman

"bancos de lodo activados" . Numerosas modificaciones del pro-

ceso están en uso y se relacionan con los métodos para conservar'

un balance propio entre el oxígeno, el abastecimiento de comida ,

y la cantidad de microorganismos presentes . Para el sistema

en función a la velocidad del crecimiehto microbial, debe ser ..

las pérdidas de microorganismos iguales o en exceso en el e-

fluente del proceso-de recirculación de una corriente concenu

trada de lodos activados para reducir el volúmen requerido del

tanque, aumentando la concentración de organismos . Los proyec-

tos convencionales logran de un 8u a un 95í6 de elimiaación de

materia biológicamente oxidable (DB05) con un tiempo nominal . ,

de seis horas . Si no se emplea una recirculación de lodos ac

tivados, el periodo de detención podrá ser aumentado de 3 a 5

días . .La sedimentación subsecuente podrá remover casi .todos

los sólidos suspendidos aproximadamente de 20 a 50 mg/1.

Como los microorganismos tienden a adherirse

a las superficies, si un desecho se plica en una superficie,

se producirá una capa microbial . El filtro percolado hace

uso de éste principio. Aquí se eplica una película del líqui-

do de desecho qué está diseñado para permitir. una circulación

constante de aire que se requiere para mantener las condicio-

nes aeróbicas. El proceso de lodos activados produce un ere

cimiento de microorganismos . La velocidad de aplicación de lo-

dos está gobernada por la velocidad de crecimiento, si es dema-

siado alto el crecimiento, la superficie del filtro se obstru -

irá causando' estancamientos . Para mantener las condiciones

balanceadas, debe existir un equilibrio entre el crecimiento

(lodos aplicados) y el desprendimiento de los microorganismos.

Los filtros percoladores pueden diseñarse para proporcionar

eflutntes de 20 a 50 mg/I de DBO5 . Se han empleado nu.erosas

modificaciones del DB05 filtrante y técnicas de recirculación.

El proceso biológico descrito está clasificado

como aeróbico desde el momento en que los microorganismos ha-

cen uso del oxigeno en 'su metabolismo . Muchos microorganismos

no requieren ' de oxigeno molecular y son calificados como anae-

róbicos . Las aguas de desecho pueden tratarse anaeróbicamente

para remover la materia orgánica, pero usualmente las limita-

ciones prácticas por altas concentraciones de los productos

finales de los organismos disueltos y'la baja producción de

organismos que impiden una aplicación expensa

El resultado final del tratamiento del desecho

es para separar el desecho dentro del agua relativamente pu-

ra y los lodos concentrados. Los lodos desde la separación

sólida inicial y el procesó de lodos activados, son. altamente

orgánicos por naturaleza. Además del tratamiento de lodos,

pueden obtenerse, permitiéndoles fermentarse anaeróbicamente

en digestores grandes . El tiempo de detención en el digestor,

varia de 15 a 45 días, no obstante un periodo de 20 a 30 días

que también sé emplea frecuentemente . El objetivo de este pro.- '

ceso es el que sigue:

1. Reducir el contenido orgánico

2. Aumentar la concentración de Sólidos

3. Producir metano

4. Reducir la concentración de bacterias patógenas

Aumentar la filtrabilidad

Con el incremento del reuso del agua, existe

una demanda de efluentes con una calidad de mayor aceptación . '

La eutroficación de las aguas receptoras está llegando a ser

un gran progiema y el tratamiento de las plantas convenciona-

les se ha modificado para los principales nutrientes ; fósforo

nitrógeno y carbón . Ln la figura 1-2, los procesos unitarios

de precipitación por medio de cal y la separación del amoniaco,

. han sido agregados para tratarlos con los nutrientes respecti-

vos, fósforo, nitrógeno y carbón.

Mientras la mayoría de los procesos tienden a

remover a los organismos patógenos de los desechos, y concen-

trarlos en los lodos producidos, las cantidades importantes

permanecen . Los efluentes desde el tratamiento biológico con-

vencional puedalcontener un millón o más de bacterias colifor-

mes por 100mi, un 90/ de la reducción se logra en el residuo

crudo, en lugares donde los contactos acuáticos son Llevados

por las aguas receptoras ; la clorinación del afluente es re-

querido algunas veces . El contenido orgánico residual del tra-

tamiento de las aguas de desecho produce una demanda relativa

mente alta de cloro para lograr la efectividad bactericidá de,

los residuos difíciles, excepot con las dosis en gran cantidad.

Las reacciones incompletas entre el doro y algunos residuos

orgánicos pueden surgir por los compuestos clorinatados que

varían de Ecuerdo a los grados tóxixos, siendo capaces de'pro .-

ducir sabores y olores en las aguas receptoras.

1 .4 CLASIFICGCION DE PLANTAZ DE TRATA- . .

MI Tr:NTO Y AGUAS . RECEPTORAS

1 .41 Plantas de 'i'ratamiento

; Los procedimientos usados para el tratamiento

- .de los desechos, se han descrito en la sección 1 .3 . Dependi -

endo del tipo de desecho y .ado del tratamiento requerido.

Además el volumen del desecho fluye para ser manejado con in-

fluencia del aspecto de la planta con mayores volúmenes de de-

secho, y las impuresas removidas llegan a ser altamente compli-

cadas. Al aumentar la comlejidad por el aumento de volúmen o

de corriente, o por la demanda para la remoción, deben exten-

derse las facilidades y procedimientos para el control de las

plantas . .

Los requerimientos para el muestreo y análisis

del muestreo son influenciados por el proceso empleado en la

planta de tratamiento, en las plantas de tratamiento municipa-

les convencionales y para clasificarlos de acuérdo con el tipo

de tratamiento Estipulado como:

I. Primario - eliminación de sólidos suspendidos

2. Secundario o Biológico - eliminación adicional

de organismos que demandan oxigeno

Otras formas de tratamiento se hallan frecuente-

mente en pequeñas comunidades . Estas incluyen lagunas, estan-

ques de oxidación y tanques sépticos comunes . Estas formas de

procesos de tratamientos, requieren un pequeño control , , la ca.

lidad del efluente es influenciado por factores del exterior,

ejemplo : clima, diseño inicial, etc . Por esta razón, los pro-

gramas del muestreo se harán principalmente para proveer anti-

guos datos para la . eficiencia de la planta.

No es posible caracterizar completamenta varios

tratamientos par la amplia variación de los desechos tratados

y la variación en objetivos del efluente . Los tratamientos

químicos-físicos de los desechos municipales, dandoles igual o

mejor tratamiento que el de las plantas de ratamiento bioló-

gicas convencionales, está siendo introducido adicionalmente

un aumento en la dificultad de hacer una clasificación gene-

ralizada de plantas de tratamiento .

1 .42 AGUAS RECEPTORAS

Los problemas asociados don el intento para

clasificar las corrientes con fundamento en la calidad del

agua requerida, han sido ampliamente reconocidas . Original-

mente, los croterios para los efluentes descargados, estaban

basados en la dilución disponible, ejm . 'Loyal Commission on

Sewage Lisposal, 8th Report (1972) . Subsecuentemente, los cur-

sos del agua estaban divididos en varias categorías y e? grado

de tratamiento dé desecho estaba especificado para cada uno.

Así mismo, ese acercamiento al manejo de cgua, se probó sin

éxito y los croterios de la calidad del agua para varias cla-

ses de ríos, se introdujo . Una clasificación de adaptación

se presentó por Mc Gauhey (1967) y se ba basaba en la Comisión

del Rio 'Potomac, que se establece en la abla 1-3.4-

El uso de corrientes estandarizadas y clasifica-

das, no se ha probado que sean del todo exitosas . 'l agua no

está universalmente en la misma calidad de contaminación . Un

inconveniente en la clasificación es la calidad minima permi-

sible del agua, tiende a convertirse en la máxima calidad co-

mo en las descargas de desecho que intentan proveer un trata-

miento mínimo de su efluente como resultado para encontrar los

estándares del río . Más tarde, el concepto de proporcionar el

requisito de un agua de calidad para usos benéficos . "The - -

Guidelines and Criteria for dater cuality Management in Ontario

( 1 970) " , refleja esta tendencia, estableciendo croterios para

el abastecimiento de agua para el municipio, agricultura, in-

dustria, pesca, vida silvestre, etc . Otros croteriossimila-

res se han establecido por el Federal Water rollution Control

Administration(1968) 1 y el State Water uality Control Board

of California (1963) . El gobierno federal de Canadá, bajo el

Fisheries Act rectificado en el "Bill C-204 (1970)", está es-

tableciendo los efluentes estandar para la industria nacional.

Al mismo tiempo, el Canada eater Act Bill C-144'(1970) asegura

el ambiente eñ un periodo largo, por medio del manejo de la

calidad del agua.

TABLA 1-3 CLASIFICACION DE CORRIENTES.

Clase

Uso

Bacteria Coliforme mpn ..

50/100m1 . m€.ximo

•Color < lOmg/1

pH-6.0 a 8 .0

O .D . promedio mensual>7 .5

mg/1 ; muestreo simple) 6 .0

mg/1

Substancias no tóxicas, áci-

do libre, despojos ; produc-

tos de olor y sabortexepto.

recursos naturales ni depé

sitos en bancos de ninguna

clase.

A

Abastecimiento de agua con

cloro (vida de peces, para

el baño, para recreación,

industria, etc . .

Clase

Uso

B

Baños, vida acuática recrea- Bacteria coliforme-Trir J

ción, abastecimiento Ce agua

(promedio mensual) entre

después de un tratamiento

50 y 500/100 ml.

completo, etc .

Color-20 mg/l xa ximá.

Turbidez ' - 40 jtu máximo

pH - 6.0,a 8 .5 Promedio

mensual del DBO5 1 .5m /1

muestra 5 .0 m ;/1

Otras condiciones - lasmismas .de la clase A

C

Abastecimiento de Agua des-

Bacteria coliforme - prome-

pués de un tratamiento com-

dio mensual de 500 a -

pleto ; industria, navegación, 5000/100 ml . Color y Tur-

etc .

bidéz eliminados por la

filtración

pH - 6.0 a 8 .5

El promedio mensual de la

DBO5 2 .Om{ /l muestreo

5 .0/1 . Otras condiciones -

las mismas de la clase A'

Navegación ; agua de enfria-

Izo constituye molestias

miento, etc .

pH - 6 .0 a 8 .5

1 promedio mensual de

la DBO 3 .0 mg/l ; mues-

treo 5 .0 m;;/l Otras con-

diciones - no substancias

tóxicas, ácido libre, des-

pojos flotantes.

Adaptado de McGauhey, 1967, con permiso de McGraw-Hill.

' 1 .5 Referencias

1 . American Public Health'Association, Standard Methods for

the Examination of Wastewater, New York, (1971).

2 . Federal Water Pollution Control ' Administration, Water -

duality Criteria, Washington, D .C ., (1968)

McGauhey, B .H ., Engineering Management of Water quality .

McGraw Hill, New York, (1968)

4. McKee, E., and Wolf, H .W., Water quality Criteria, State

Water Quality Control Board of California, Sacramento, 1963

Ontario Water Resources Commision, Guidelines and Crite-

\ria for Water Quality rianagement in Ontario, Toronto, 1970

6 . Royal Commission on Sewage Disposal, 8th Report, Vol . I.

Standards and rests for Sewage and Sewage :Effluents Dis. -

charging into Rivers, , HMSO, London (1912) .

C A P I T U L O 2

'METOliOS Y TECNICAS DE MUESTREO

2 .1 Propósito del Muestreo

El muestreo de aguas de desecho se necesitó

para obtener los datos de las características tísicas, quí-

micas y biológicas . El dato obtenido puede usarse para di-

señar la , magnitud de la planta de tratamiento,, para el con-

trol*del proceso 'de la planta de tratamiento, para demostrar

su rendimiento con las regulaciones o estándares, y en el -

cálculo de las descargas de los efluentes en aguas recepto-

ras .

2 .11 Diseño de las Plantas de Tratamiento

Para diseñar las Plantas de Tratamiento que

puedan reducir la contaminación potencial de un desecho, es

esencial saber las características de tal desecho . Aunque

una investigación literaria puede revelar las característi-

cas esperadas, un cuidadoso trabajo de programa del muestreo

puede producir información más exacta . Dicho programa deter-

mina los extremos de las características del desecho, así co-

mo sus valores promedio.

Las características significantes de un de-

secho que se determinan para proceder con las plantas de -

tratamiento incluye:

1) El flujo, que permite el cálculo de los compo-

nentes específicos. en libras (kg) por día.

2) La fuerza medida por la DBO y el COD (carbón orgá-

nico total) .son indicadores de los requerimientos

para lost.ratamientos biológicos.

3) Contenido de sólidos incluyendo el total, los sus-

pendidos y los estables, la fracción volátil, las

características de sedimentación y/o la floculación

para determinar los requisitos y .los . datos de dise-

ño'para sedimentación primaria' y para facilitar el

manejo de los lodos .

4) pH, acidéz y alcalinidad para indicar las necesida-

des para cualquier ajuste químico del desecho.

5) Grasas y aceites, que afectan el manejoce las grasas

y la facilidad de la disposición de los lodos.

6) Lemanda de cloro que gobernará el diseño de las -

facilidades de la clorinación.

7) Nutrientes, particularmente fósforo y nitrógeno, que

en baja concentración interfieren con el tratamiento

biológico de desechos, o en alta concentración, apa-

rece en las plantas de tratamiento d e desechos cau-

sandoeutropicación en las aguas receptoras.

8) Substancias tóxicas, incluyen cianuros, aldehido for-

mico, cobre y otros metales que interfieren en el

tratamiento biológico o son perjudiciales a las

aguas receptoras

9) Los factores de tratabilidad de los desechos que

están relacionados con la velocidad de transferen-

cia del oxígeno en los desechos y la velocidad de

degradación de los desechos.

2.12 Control para Plantas de Tratamiento

Las plantas de tratamiento de aguas de dese-

cho de fabricación, están diseñadas para un cierto logro de

producción de la calidad . El muestreo de varias corrientes

dentro, a. travzs y fuera de una planta, no es el fin, pero

informa con que eficiencia es operada la planta, y que cam-

. bios efectivos se obtienen en las numerosas variables . Los

balances están en base a:

Entrada - Salida = Acumulación

aplicándolos, se obtiene la materia total de componentes es-

pecificos (por ejm., sólidos, fósforo, calor), tales datos -

ayudan en el análisis . Una vez que el balance de material se

ha obtenido, tales cálculos pueden ejecutarse con precisión . ,

Las divergencias en el desarrollo del diseño, se explican por

un estudio de datos que produce el muestreo . Estos datos, re

gistrados y graficados en papel cuadriculado, muestra patrones

y tendencias en la operación de la planta, la cual ayudó al o-

perador para anticipar cambios operatorios necesitados .para

mantener una eficiencia elevada.

En suma, las anormalidades detectadas del a . -

fluente, pueden cambiarse operacionalmente. Las variaciones '

en los niveles normales en las cantida des y calidades . de f l.u

jo son usualmente indicadores de dificultades inminentes en la

operación de la planta . Aumentando uniformemente las cartas de

desecho, indican la velocidad a donde la planta está acercando

su capacidad . Las variaciones repentinas indican tales cosas

como la descarta accidental o daño al sistema de desecho . Una

disminución en el contenido de los desechos crudos así como.

la medida para la prueba de los sólidos suspendidos puede . cau-.

sarse por la sedimentación en el sist;ema de des ._cho .o en un in.-

cremento marcâo en la infiltración.

Las .salidas importantes de extensiones : norma

les para cualquier desecho o tratamiento, deben invesLitarse ..

para determinar la causa y para permitir ya sea la correccion .

de factores responsables o los ajustes de las facilidades del

tratamiento . Es importante determinar si estas salidas son

irretuiares o cíclicas, permanentes o temporales.

La información sobre la cantidad del atiuéntede la planta es requerido para el control de og•era.ciones uni-

tarias tales como el bombeo, velocidades de dosificación para :;

filtros de escurrimiento, aereación y retroceso de lodos en

Iodos activados, la cársa de lodos en los digestores, calen-

tamiento del digestor, operaciones de disposición de lodos y

alimentación de reactivos químicos . Londe las cartas para tra-

tamiento son hechas para otras comunidades o plantas industria-

les, el conocimiento de la cantidad del desecho recibido es -esencial .

2.13 Cálculo de la Eficiencia de las Plantas de

Tratamiento.

El análisis completo de desechos y efluentes -

de las Plantas de tratamiento es difícil, consume tiemro y por

lo tanto, es caro. Por esta razón, los análisis de laboratorio

están usualmente delimitados a aquellos considerados adecuados

para juzgar la eficiencia de la operación para otros propósitos.

Generalmente,, el DB05 y la prueba de sólidos suspendidos se uti-

lizan para este propósito . En algunas plantas industriales y -

plantas de tratamiento de desecho las pruebas para otros compo-

nentes específicos se llevan a cabo para determinar la eficien-

cia con respecto . a estos componentes . Loa procedimientos para el

cálculo se dan en la sección 3 .2 y en el apéndice B . En todos

los casos, las desviaciones de las eficiencias esperadas, deben

investigarse.

2.14 Rendimiento con Regulaciones y Estimación de

loe Efectos de los Efluentes en Aguas Receptoras.

Ciertos requerimentos de calidad del agua deben

encontrarse para cada uso benéfico del agua. Todas las descar-

gas para las aguas receptoras deben recibir el mejor tratamien-

to práctico. Esto debe ser adecuado para proteger o aumentar la

calidad de las aguas receptoras, las cuales de cualquier modo se -

rán sometidas a degradaciones progresivas de aumento de cargas =

causadas por el incremento de . la población, crecimiento industri-

al, urbanización y cambios. tecnológicos .

.. .

El muestreo'de los efluentes de las plantas de

tratamiento puede conducirse como sigue

1. Tener un dato que proporcione el rendimiento con las

regulaciones, y

2. Capacitar el cálculo para el efecto de un efluente en

la corriente receptora, particularmente en donde la

calidad del efluente es diferente a aquella requerida

por la regulación.

2 .2 Selección de Métodos

El objeto principal de la mayoría de los muestre-

os es obtener muestras que representen verdaderamente el arroyo

del cual éstos han sido tomados. Los objetos del programa de -

muestreo y la variabilidad de corrientes de flujos (en cantidad y

composición) gobiernan la duración del periodo de muestreo y los

métodos por los cuales se obtienen las muestras. Cualquiera de -

los métodos que se usen deben representar las muestras de la co-

rriente lo más exacto posible . La sección 2 .3 discute los pro-

blemas que se pueden encontrar en la realización de este objeti-

vo. Ocurren variaciones semanales y diurnas en los desechos do-

mésticos ; las operaciones de la planta industrial pueden seguir. ,

programas peculiares y los progre:.mas de muestreo deben estar -

planeados para permitir dichas variaciones . El muestreo debe

extenderse sobre uno o más períodos.

La colección manual de muestras se practica para

. inspecciones exploratorias y de corto tiempo y en muchos casos la

práctica manual de muestreo puede desarrollarse aproximadamente

con el mismo gasto de la unidad de trabajo hecho por un hombre,

en una hora, esto puede mesclarse en la instalación y chequeo

de muestreos automáticos. La participación directa del indi-

viduo, agrega flexibilidad adicional al programa en ésta infor-

mación y las muestras son tomadas durante periodos no usuales.

El personal de muestreo debe instruirse específicamente para

tomar nota de cualquier suceso que esté fuera de lo ordinario

y tomar muestras adicionales en donde se asignó . Esta infor-

mación es de importancia para el entendimiento de los resulta-

dos y provee las bases de un entendimiento de datos que podrían

ser obscuros .de lo contrario.

2.21 Toma de Muestras

La toma de muestras, como el nombre implica, es ,

un muestreo simple tomado ni a un determinado tiempo ni en un

determinado flujo (Ingram, 1969) . Sirve como una pequeLa corn-

probación hecha al azar en la composición de la corriente mues-, i

treada en el momento de muestreo, pero a menos que las caracte-

rísticas del arroyo sean bastante uniformes en tiempo, : los re-

sultados analíticos de una toma de muestra simple serán de un

valor limitado en la estimación promedio . Para corrientes que .

varían lentamente en composición, ejm ., lodos digeridos . Una

toma de muestras simple, proporciona tanta información como.

muestras elaboradas, compuestas sobre un período de tiempo .,

Las tomas de muestras son de valor para determinar los 'caudales

altos, bajos y normales, y son de especial valor para detectar

anormallas tales como las descargas de baños de desechos espe-

cíficos que causan que las cargas se detengan en plantas de

tratamiento .

)

Las tomas de muestras sólo. son apropiadas

cuando una prueba inmediata, de características fugitivas es

requerida.

2.22 Muestras Compuestas

de un volúmen de frecuencia del muestreo, son variados y produ-

cen un muestreo que es proporcional al gasto.

Los muestreos compuestos tienden a nivelar los

valores máximos con los mínimos, para mostrar las condiciones

promedio y obtener resultados que son útiles en las cantidades

computadas de materiales de desecho descargados por turno de 8

horas o por L4 horas al día, o en los cálculos de balance de la

materia. Los muestreos individuales se facilitan por el uso de

una carta hidrográfica previamente preparada, la cual da el vo-

lúmen de la porcidn de la muestra correspondiente a varios gas-

tos . Una vez que todos los muestreos individuales se han com-

binado, la muestra combinada es analizada . Los muestreos de las

aguas de desecho de operaciones continuas de elaboración, son

compuestas normalmente ya sea en base por turno de8horas o de

24 horas. Ocasionalmente las muestras compuestas sobre perió-

dos de 4 horas pueden ser representativos . Muchos proceson son

suficientemente uniformes para dar un gasto constante de descar-

ga del desecho . Sin embargo el saneamiento de la planta y el

equipo, son comúnmente concentrados en la jornada . Es tam-

bien posible que un equipo opere a un mínimo en el turno de la 1

Una muestra compuesta está formada por una com-

binación de muestras individuales tomadas a intervalos selectos :', .

Los incrementos individuales pueden ser de volúmenes iguales o

de la noche y puede experimentar más irregularidades que

influenciarán el carácter y el volúmen del desecho descar-

gado . En caso de duda, cada estación turno debe muestrearse

separadamente y .la mescla compuesta se realiza sobre 24 horas .' ..

Excepto en donde la distancia entre los puntos o la frecuencia

de colección del muestreo es demasiado grande, un hombre) por

turno tomará todas las muestras y registrará los datos esen-

ciales. El intervalo de tiempo entre la recole6ción de por-

ciones de las muestras compuestas puede ser,ban corto como 3

minutos para un estudio intensivo . En general en intervalos

más cortos de tiempo, la muestra representariva será más ver-

dadera.

2.:3 Muestreadores Automáticos

El uso del equipo automático para el muestreo

de aguas de desecho, hace posible el obtener económicamente

las muestras en una base regular en intervalos ylugares en

donde la práctica del muestreo no puede practicarse . Sin em-

bargo, si el'uso de los muestreadores automáticos se observa,

es necesario garantizar al principio y posteriormente que du-

rante el programa de muestreo la muestra obtenida sea realmen-

te representativa del flujo del cual ha sido tomada . Es dema-

siado fácil aceptar el contenido de una botella de muestreo co-

' mo una muestra verdadera, haciendo caso omiso de las posibili-

dades de las malas funciones intermitentes del equipo y de la

predisposición integrante para su diseño.

Problemas particularmente difíciles se encuen-

tran en el desecho crudo de la corriente, ya que los tamaños

de las partículas y sus propiedades pueden variar ampliamen-

te ; una indagación en el muestreo de dicha corriente puede

cubrirse intermitentemente por capas flotantes u otros des-

pojos. Esto puede resultar de las porciones "filtradas" al

enviarlas al muestreador, sin evidencia de que la muestra no

es realmente representativa. Algunos componente"s en la co--

rriente de las aguas de desecho son estratificados (materia

aceitosa y sólidos densos cerca de la superficie) y también

escapa una indagación a niveles estables . Los tubos de mues-

:treo se usan intermitentemente por un muestreador (ej . una

vez por una hora) debe permitírseles que se drenen . Si éstos

son admitidos a permanecer llenos entre las pulsaciones del

muestreo , los contenidos de los tubos no representan el flu-

jo del agua de desecho en éste tiempo y también el prejuicio

del muestreo . Los desechos aceitosos en la muestra pueden

entorpecer gradualmehte las pruebas del muestreo resultando y ..

una muestra "filtrada", y en un tiempo posterior libera un

lodo viscoso de materia aceitosa en una alícuota.

Los muestreadores automáticos comerciales va-

rían considerablemente ' en su principio de operacion y en sus

'características particulares y capacidades . Pueden clasifi-

carse en 2 clases que producen tomas múltiples de muestras en

recipientes separados y aquellos que obtienen una muestra com-.

puesta simple formada por pequeñas porciones tomadas sobre un

ciclo de operación.

~n muestreador que prepara porciones de .vo-

lúmenes en intervalos regulares, ofrece la mayor simplicidad

en diseño y operación, y si la corriente del desecho y la corn-

posición son constantes, la muestra compuesta representa ade-

cuadamente el promedio cualitativo del flujo. Si el flujo va-'.

ría,. el tamaño individual de la muestra o la frecuencia del

muestreo también varia, en proporción al flujo de tal manera

que se obtenga una muestra compuesta representdtiva.

Si el volúmen de las porciones iguales fueron

compuestas y tomadas de algún flujo variable, la muestra , que

resulte puede representar el promedio de las concentraciones

de porciones individuales, pero no tendrá necesariamente que

relacionarse con el promedio de la concentración de la corrien-

te .

2 .31 Iiuestreadores Múltiples'.y Compuestos

Los muestreadores múltiples proporcionan un nú-

mero de tomas separadas de muestras en recipientes separados.

Estas muestras se toman a intervalos regulares o en tiempos de-

terminados según el flujo, siendo examinados por separado o corn-

binados para formar uná muestra compuesta. Si. la variación de

la corriente se conoce, la composición es hecha proporcional-

mente, permitiendo que un compuesto verdadero sea obtenido de

una muestra de volúmen igual . Los muestreos múltiples tienen

la ventaja de que las muestras individuales hagan evidente 1a

variedad en composición sobre el periodo de muestreo .

Los muestreadores compuestos proporcionan una

muestra simple, formada por un gran número de incrementos, to-

mados a-intervalos de pre-cronometraje o en determinados inter-

valos del flujo. La muestra representa idealmente el promedio

de composición sobre el periodo de muestreo pero no dá .infor-

mación sobre la extensión de la variación que puede ocurrir.

Por ejm. las descargas sucesivas de ácidos y materiales alca-

linos pueden neutralizarse y escapar a la detección.

La muestra puede extraerse de una corriente -

principal por medio de una bomba . Las bombas de desplazamien-

to constantes simples de tipo peristático (Fig . 2-1), son am- '

pliamente usadas pero se usan también pequeñas bombas centri-

fugas y bombas de combustible automotriz (operadas por batería)

El flujo total, puede constituir la muestra o una porción puede

apartarse por una valvula solenoide (Fig . 2-2) o una solenoide

operada a tráves del recipiente de lamuestra (fig . 2-3) . Por

medio de un control adecuado, la frecuencia a la longitud del ,

periodo del muestreo$ una muestra proporcional al flujo puede

ser obtenida. Las muntras pueden acumularse como uha muestra

compuesta o pueden desviarse para separar a los recipientes .

-por válvulas solenoides, operadas continuamente (fig. 2-4) por ,

un distribuidor de movimiento rotatorio o longitudinal (fig.2-5) .'o moviendo las botellas de muestras en una tabla rotatoria ..

(Fig. 2-6) .'

Las muestras pueden extraerse de la corriente.

principal o a un lado de la misma por un número de otros ins-

trumentos incluyendo cucharas y aparatos de profundidad de .•-

FIG. 2-1 MUESTREO CON BOMBA

FERISTALTICA .

FIG . 2-2 MUESTREO CON VAL.VULA

SOLENOIDE.

FIG.2-3 MUESTREO CON VALVULA SOLENOIDE .

DESECHO

FIG. 2-4 SECUENCIA DE MUESTREO.

FIG. 2-5 MUESTREO DE DISTRIBUCION LONGITUDINAL.

FIG . .2-6 MUESTREADOR DE DISTRIBUCION ROTATORIA.

- 4- -- fi

- --- I

FIG. 2-7 MUESTREADOR MULTIPLEDE CUCHARA .

FIG. 2-8 MUESTREADOR SIMPLEDE CUCHARA .

varias formas. Un diseño común (Fig . 2-7) usa tasas anexas a

un cinturón o'cadena sumergida dentro de la corriente a mues-

trear. Las tasas se llenan en la corriente elevandolas y des-

cargándolas pasan por la polea superior. Otra forma usa una

tasa simple la cual mueve un tubo hacia arriba y hacia abajo

(Fig . 2-8)

Las cucharillas sobre un eje de rotación lenta

sumergiéndolo dentro de lá corriente de desechos (Fig . 2-9),

recoge muestras de incrementos y los descarga a través de un

tubo axial, al receptor . El diseño matemático de las cuchari-

llas para producir muestras proporcionales al flujo cuando se

usa arriba un vertedor o canal de descarga (Fig . 2-10) dado

s por Gard & Snavely (1952) . Un instrumento similar (Fig 2-11)

usa cucharillas de volúmen constante anexo a una polea de agua

simple que es girada por la corriente a muestrear a una razón

proporcional a su velocidad.

El vacío se usa para la extracción de muestras ..

Un diseño emplea un número de botellas pre-evacuadas con lineas

de muestras cerradas en el recipiente por válvulas disparadoras

(Fig . 2-12) . Los disparadores son puestos en circula ción por

un crónómetro a intervalos selectos . El vacío de una bomba o

expulsador puede usarse similarmente para llenar un número de '

recipientes conectando el vacío subsecuentemente,•usando, vál-

vulas solenoide .

El aire comprimido puede usarse para la extrac-

ción de muestras (Fig 2-13) . Una cámara, sumergida en la co-

AL RECIPIENTE DE MUESTREO

FIG. 2-9 MUESTREADOR ROTATORIO DE CUCHARA .

A LOS RECIPIENTESDE MUESTREO.

\\\\\\\ \\ \

:

\1\ \ \ 'I1 \ ,\\

, I»ll l 1 11

FIG. 2-10 MUESTREADOR PROPORCIONAL DE CUCHARA.

CUCHARA AL RECIPIENTE DE MUESTRAS

VALVULAS DEAGUJA CONDISPOSITIVOSDEPRETIEMPO.

1,

,1,4•

FIG. 2- 12 MUESTREADOR AL. VACO.

AL RECIPIENTEDE MUESTREO.

MUESTRA DE ADMISION.

BOTELLASVACIAS 'PARAMUESTREO.

FiG . 2-13 . MUESTREADOR DE AIRE COMPRIMDO .

rriente para muestrearse, se llena a través de una válvula

checadora. Cuando la cámara está llena, la válvula checadora

se cierra y la muestra es expulsada por aire comprimido.

2.32 6elecci6n y localización

En la selección de un muestreador automático, se,

debe considerar la protección y preservación de , la muestra du -

rante el tiempo que es contenido dentro del muestreador . Este

tópico está cubierto en la sección 2 .5.

La localización del muestreador estandó próximo

al pujto en donde la muestra representativa se obtiene, debe

estar accesible al personal, y en un lugar bien iluminado don-

, de sea seguro un buen trabajo . En construcciónes nuevas, la

ubicación del muestreador debe planearse con facilidades con-.

fortables . Cuando la corriente a ser muestreada, no es física-

mente accesible, es conveniente bombear de un lado de la corrien

te de tamaño considerable a la localización del muestreador me-

jor que intentar instalar el muestreador en una posición deaven

tajosa en la corriente principal . La velocidad de flujo de este

lado de la corriente es inmaterial tan larga como está en exceso

de los requisitos de muestreo . La ubicación del orificio de en-

trada en la corriente principal, es muy importante asegurar que .

la muestra sea realmente representativa . Los muestreadores son ,.

diseñados para ser portátiles o estar permanentemente instala- .

dos . Los muestreadores portátiles son útiles cuando un gran

número de corrientes son muestreadas para .una duración relati-

vamente corta. Es difícil incorporar proporcionalmente al flu-

jo sin una cantidad considerable de trabajo de instalación . .

Klein & Montague (1970) discuten el uso de los vertedores y

de los orificios para este propósito . Algunos muestreadores

portátiles son diseñados para sumergirlos en la corriente de

desecho y separarlos al final del período de muestreo . La

instalación permanente del equipo de muestreo, si éste se jus-

tifica por el tamaño o . importancia del proyecto, es altamente

deseable como usualmente brinda gran seguridad, y proporciona

gran facilidad de servir al equipo y detectar alguna .operación

imperfecta. Proporcionalmente al flujo puede suministrarse por'

conexiones para medidores de flujo o por la construcción de ver-

tedores especiales, . drenajes u orificios. Los muestreadores re-

quieren de fuerza para su operación, aunque en algunos diseños

la fuerza es mínima o intermitente . La fuente de fuerza puede

ser eléctrica, de bagerias, aire comprimido o vacío . Si el -

avance del muestreador se hace por conección a medidores de -

flujo, se necesitan circuitos eléctricos para esta función.

2.4 Registradores Continuos

Como resultado de los avances recientes en ins-

trumentación tecnológica, muchos parámetros de importancia en

el tratamiento de aguas de desecho, se miden y se reiistran -

continuamente . Tales Observaciones continuas demuestran a me-

Ludo ventajas suficientes sobre muestras recolectadas para ga-

rantizar el costo de la instalación.

Continuamente el mecanismo para medir una acti-

vidad es el equivalente de examinar series infinitas de tomas

de muestras, e impide la posibilidad de anormalias en periodos

cortos de tiempo .

Los registros continuos pueden equiparse con alarmas altas y

bajas que pueden activar al ersonal cuando ocurran anormalias ,

en la entrada del desecho crudo o durante el proceso de . la

planta. Además, existe la posibilidad de que máás parámetros

. sean medidos en esta forma, usando el dato de salida para pro-

pósitos de control . Los monitores continuos están disponibles

hoy en día con seis o más parámetros.

2.41 Temperatura

Uno de los parámetros más fáciles de controlar

sobre la base continua, es la temperatura. Los registradora

pueden ser completamente mecánicos o electrónicos utilizando -

pares termoeléctricos, o'resistenáias especiales comolos sen-

sores.

Los registradores mecánicos de temperatura en

donde actúa la pluma, por la expansión de un fluido adaptado en

un sistema cerrado, libre de estorbos y equipado con un relój

con un resorte-guía, por lo tanto el vegistrador no requiere

de una fuente de energía externa . El registrador debe estar

localizado relativamente cerca al punto de medición . La com-

pensación para el efectó de la temperatura del ambiente varia

en el fluido, en el tubo sonsor, por tanto el registrador ne-

cesita un ajuste sencillo.

Los registros electrónicos de termómetros están

basados en la medida del cambio de voltaje producido por los

pares termoeléctricos, o en la salida de voltaje de un puente

de Wheatstone en el cual un brazo en el sonsor de temperatura

es hecho de un alambre que tiene un alto coeficiente de tempe-

ratura . En lugar de usar alambres de metal, como el artifi-

cio hará la sensibilidad de la temperatura ; los transmisores

modernos tienen 1000 veces más grande el coeficiente de tempe-

ratura que el alambre de metal que usualmente se emplea . Estos

son particularmente útiles cuando hay pequeñas diferencias de

temperatura que tienen que medirse . El sensor de temperatura

está encerrado en una cubierta adecuada para una aplicación es-

pecífica, para resistir el daño mecánico o por fluidos corrosi-

vos .

Cuando no es posible o práctico insertar un sen-

sor en la corriente del proceso, los termómetros que utilizan la

energía radiada de objetos calientes enfocados por lentes sobre

el sensor de temperatura, deben ser considerados . Las medicio-

nes de temperatura son de importancia en las plantas de trata-

miento de desecho, en los mecanismos para medir la actividad

de desecho, digestores, fluidos calientes, sistemas de lubrica-

ción, incineradores, y el embobinado de grandes motores.

2 .42 pH

Las mediciones de pH son útiles en cualquier .

proceso, ya sea en las reacciones ácidas básicas . Las medicio-

nes en el desecho proporcionan usualmente las indicaciones in-

mediatas de la presencia de los desechos industriales anormalea.

La'meâición de pH está basada en la determinación

de un pequeño voltaje desarrollado por un par--de eléctrodos en

una solución acuosa de concentración variable de iones de hi-

drógeno. La amplificación de una pequeña sefíal de voltaje que

es produciod por el eléctrodo de gas, tiene una resistencia in-

terna alta, es una cuestión difícil y requiere de un amplifica-

dor de diseño especial . La gran demanda para las mediciones del

pH en la industria, significa que tales amplificaciones y los sis-

temas completos de registro de pH, ya están disponibles . Cuando

el instrumento se usa con aguas de desecho o líquidos sucios, -

el mayor problema es conservar los eléctrodos limpios . Limpiesas

manuales o automáticas están disponibles si se requieren.

2.43 . Electrodos de Ion Específico

El eléctrodo de vidrio usado en mediciones de pH

es un ejemplo bien conocido de un electrodo de Ion especifico -

.que responde sólo a la concentración de iones de hidrógeno.

Muchos otros electrodos son generalmente desarrollados y corres-

ponden a concentraciones fónicas especificas que pueden intere-

sar a los operadores de plantas de tratamiento de aguas de dese

cho . Los electrodos están disponibles para aprovechar el cloro,

sodio, calcio y un Gran número de otros iones.

2.44 Oxígeno Disuelto

Cuando los procesos biológicos aeróbicos se usan,

es importante saber el nivel del oxígeno disuelto en el liquido.

Las mediciones continuas de oxigeno disuelto son posibles ahora,

usando pruebas de oxígeno . Esta medición está basada en la acción

despolarizadora del oxígeno en el cátodo de una célula polarográ-

fica . Dos electrodos cubiertos por una película de electrolio,

están separados por la muestra de una membrana plástica del-

gada, que es permeable al oxigeno . La acción despolarizadora'.

del oxígeno, que se esparce a través de lamembrana, permite i

que fluja la corriente, la cual es proporcional a la velocidad

de difusión, que en cambio es proporcional a la concentración

de oxígeno en la muestra líquida, sobre una amplificación, esta

corriente minima actúa en un registrador. La compensación de

la temperatura, es esencial ; una resistencia que compensa l .a

temperatura está considerada usualmente dentro de la prueba.

Un flujo mínimo de líquido a través de la mem-

brana, se , requiere para mantener una concentración de oxígeno

representativo en la superficie de la membrana. Esta circula

ción puede proveerse por agitadores auxiliares si el propio mo- ,

vimiento no es adecuado . ." 'Si se ensucia la superficie de la mem-

brana, es un problema en algunas circunstancias . Los proyectos

para limpiar, e:,tán disponibles . En cualquier caso, se nece-

sita la_substitucuón periódica de la membrana.

2 .45 Parámetros Químicos.

Los clorímetros de flujo continuo están disponi-

bles para el registro continuo de ciertos parámetros químicos que

incluyen : pH, cloro, hierro, amoniaco, .nitritos, nitratos, ciani -

do, fosfato, cloridros y dureza . Una reacción química simple,

está empleada, produciendo una solución coloreada en la substan-

cia medida. Un colorímetro foto eléctrico, mide la intensidad

del color y produce una capacidad de voltaje adecuada para el

registro . Este . tipo de instrumento analítico está aparentemen-.

te siendo desalojado por. electrodos' de Ion especifico en donde

están disponibles .

2.46 Turbidéz

Las medidas de turbidóz pueden registrarse con-

tinuamente por un instrumento foto eléctrico, principalmente -

por dos técnicas diferentes : Un rayo de luz que pasa a través

de una muestra, sufrirá un flujo continuo de las células y su-

frirá una atenuación por la presencia de partículas sólidad (o-

pacas) ejm . ,la turbidéz en la corriente . La longitud de la tra-

yectoria de la luz en la célula, es diseñada para que el instru-

mento cubra un ámbito adecuado . La segunda técnica emplea un

fuerte rayo de luz dirigido a un liquido turbio . La luz se dis-

persa a través de las partículas y puede observarse por una di- :'

visa foto eléctrica . La intenisdad de la luz dispersada, es

'proporcional (sin limites), al número de partículas dentro del

rayo incidente . Gon ambos instrumentos, lo observado puede ca-

librarse en unidades de concentración (ej . : jtu o mg/1) para ti-

' pos específicos de la materia suspendida. Tal instrumento tiene

aplicación, midiendo la calidad de corrientes, . tales cano los

efluentes secundarios.

2.47 Sedimento Sólido

El porcentaje de sólidos en líquidos densos co -

mo el fango, puede ser monitorado continuamente por los medido-

res de densidad de los lodos, estando basados en la absorción .

de la "masa"de sólidos en el fango, por la radiación gama'que.

pasa a'trav6s del lodo en una célula del flujo a través de una'

fuente cellada. La radiación gama transmitida, es medida por

el instrumento estándar de radiación y detección . La absor-

ción de la radiación es proporcional a la "masa" de materia

dentro del ámbito e indica la concentración o el porciento de

los sólidos .

Las calibraciones mensuales se requieren para

compensar la calda de la radioactividad natural del material.

2.48 Conductividad

La conductividad eléctrica de líquidos, es proporcio-

nal al número de iones en el líquido producido por la ionisa-

ción de sales solubles, puede usarse como la medida de sólidos

disueltos en calderas o en desechos industriales . La medición

se hace empleando un puente de Wheatstone, para medir la re-

sistencia de la célula contenida en la muestra del liquido en-

tre dos electrodos estables. Alternativamente, la corriente di-

recta es usada para medir la resistencia de la célula evitando

los efectos de .la electrólisis y polarización. La lectura de

la conductividad, indica o registra como se desee ..

2.49 Análisis de `gas

La composición de las corrientes de gas se con-

trola continuamente por analizadores, los cuales están basados ,

en la diferencia de las conductividades térmicas de los .dife-

rentes gases. La resistencia de un alambre eléctrico (medido

por el puente de Wheatstone), es una función de su temperatura,

dependiendo de la velocidad de difusión del calor perdido . . Tala

instrumento debe calibrarse en términos del gas (ejm. 02 , CO2

etc .), en los que su composición varía en el muestreo de la

corriente .

Los gases o vapores inflamables (ej . Metano),

son detectados en los niveles en que están más lejos del gra-,

do de peligro por una variación de este tipo de instrumento;

se usa un alambre caliente de platino . Si hay vapores infla-

mables presentes abajo del valor del nivel de la combustión

explosiva, cerca del alambre, sube su temperatura, que se re-

fleja en la resistencia combinada y en el voltaje de salida del

puente .

El gas de cloro que puede presentarse en el -

aire, en habitaciones en donde el cloro es manejado debido a

una función errónea de equipo, debe detectarse por un instru-

mento que pasa por una pequeña corriente de aire sobre un pa-

pel químico tratado . La decloración del papel por la acción

del cloro, se detecta por un simple aparato foto eléctrico -

que activa en parte sobre cualquier sistema adecuado de alarma

2.5 Preservación de Muestras

La mayoría de las aguas de desecho, por su'na-.

turaleza son inestables . Sus características químicas, algu-

•nas veces, cambian dramáticamente y por consecuencia es nece-

sario un exámen inmediato para obtener resultados reales y con-

fiables. Ciertos elementos son verdaderamente más afectados que

otros, así que es imposible generalizar la longitud de tiempo

que es permitido en el lapso de colección y análisis . En al-

gunos casos el análisis inmediato es esencial .

Generalmente, ningún método de preservación de muestras es en-

teramente satisfactorio . La elección del método es complicado

como la adición de un preservativo, para estabilizar un consti-.

tuyente que puede afectar la constitución del otro en su deter-

minación . Los preservativos se deben seleccionar con considera-

ción a todas las determinaciones que van a hacerse y también una

muestra duplicada sin añadir preservativos, es necesaria para al-

gunos. análisis . En suma, una corrección debe hacerse en los .cál-

culos para permitir el aumento del volúmen si la cantidad del pre-

servativo que se añade, es de importancia.

Las orientaciones típicas usadas para preservar

las muestras son ; refrigeración, congelación, adaptación de pH,

estabilización química de substancias especificas y el uso de

bactericides (Agardy & Kiado, 1966, Schaumburg, 1971).

2.51 Efecto de la' Temperatura

La preservación es comúnmente usada para preser-

var las muestras retardando la acción bactericida . Pueden ocu-

rrir cambios considerables en la DBO durando 24 horas almacena-

das a una temperatura ordinaria, la cual debe reducirse al mini-

mo por medio de depósitos apropiados para las bajas temperaturas .;

Para los periodos largos de depósito contando , dias o semanas, es(

posible congelar muestras . Se ha demostrado que las muestras con-

geladas a 17grados C, muestran pequeña diferencia en la DBO, en

comparación con las muestras examinadas inmediatamente (Agardy & tf

Liado, 1966) . Es necesario enfatiaar ..que el derretimiento de la

muestra congelada no debe realizarse a temperaturas más altas -

que el ambiente . Si la muestra congelada y rederretida se

usa para otras determinaciones que para la DBO, deberá de-

mostrar que el congelamiento y derretimiento no afectarán ;a

los análisis . Por ejm. el congelado puede afectar el tamaño

de las partículas de los sólidos suspendidos, ésto• afecta la

solubilidad de gases, y puede causar la precipitación de .sa-,

las que no se redisuelven ..f

La solubilidad de los gases en el agua,' depen-

de de la temperaturay, en general éstas determinaciones deben ,

efectuarse en el momento de muestreo . Si esto es imposible, la

botella de muestra deberá llenarse por completo, taponarse y . –

colarse para prevenir el escape de ; gases disueltos.

2 .52 Efecto de Luz

La exposición a la luz, puede ejercer un efecto

considerable en las muestras almacenadas a través de varios –

mecanismos . La reducción del cloro libre por la luz en el agua

es bien conocida y es de talmagnitud que las determinaciones de

cloro se realizan inmediatamente . En los desechos orgánicos la

luz puede catalizar dichas relaciones, como la polimerización.

La luz fomenta, además,'a la actividad fotosintética de algas

y bacterias si las muestras están ecpuestas a largos periodos ..

2.53 Efecto del Tiempo en el blmacenamiento

La maycria de las reacciones químicas y bioquí-

micas son reacciones de velocidad, el intervalo entre el mues-

treo y análisis debe ser tan corto como sea posible .

Las pruebas para. pH, alcalinidad, olor, DBO, DCO y fenoles,

deben ejecutarse tan pronto como sea posible, después de las

muestras recibidas. El dióxido de carbono, sulfuro de hidró-

geno, cloro y oxígeno disuelto, deben analizarse inmediatamen-

te y preservar las muestras químicamente.

Durante el almacenamiento, algunos cationes ta-

les como el aluminio, cadimio, hierro, manganesq, mercurio, -

plata, zinc, cobre y aniónes tales como el fosfato, son absor -

vidos en las paredes del recipiente de la muestra . Los errores

de éstas fuentes son de particular importancia si los iones - -

absorvidos se presentan inicialmente en cantidades demostradas.

Cuando la velocidad de absorción es conocida, estos análisis -

deben hacerse tan pronto como sea posible.

La validéz de los análisis de las aguas de dese

cho dependen del buen juicio del analista . Mucho tiempo y tra-

bajo se elimina si el analista y la persona que hace el muestreo

discuten juntos las mejores técnicas para la recolección, pre-

servación y análisis de las muestras . Una cooperación efectiva

entre el laboratorio y el equipo de muestreo es esencial y el

acuerdo sobre los procedimiehtos deben seguirse al pie de . la le-

tra.

Una lista de determinaciones, que se requieren con-

sideración especial, se da en la Tabla 2-1 . Esta sirve como

guía, si ésto es realizado, ' es con el objeto de demostrar que es

imposible prescribir reglas absolutas para la prevención de to-

dos los cambios posibles .

Tabla 2-1 Efecto de Almacenamiento en las . Muestras

Elemento

Efecto

Recurso

Alcalinidad

CO2 en el aire afecta a la Impedir la exposición pro-

alcalinidad .

Tongada al aire

Amoniaco Las muestras altas en pH

pueden perder amoniaco -

por,volatización. En las

muestras biológicamente

activas, las concentracio-

nes bajas de amoniaco pue-

den reducirse o aumentar .

Estabilizar por acidi-

ficación a 'p$ 2-3.

Elementos

Bactereológi-

cos.

Cambio en masas bactereo- La muestra debe refrige-

lógicas

rarse y examinarse tan -

pronto como sea posible.

Demanda ' Bio-

Dógica de

Oxígeno

Degradación Bioquímica La prueba debe disponerse'

inmediatamente. En donde

es impr&ctico, la muestra.

debe colarse,el análisis'

debe hacerse dentro de ' las

24 horas.

Dióxido de

Emisión del Dióxido de ' Las medidas de alcalinidad

y pH, deben hacerse inedia

tamente en el momento del mue,s-

'treo en donde una déterminación

en el campo es impr&ctiCa 'la '

muestra debe enfriarse.

Carbono que resulta en

la solución

Carbono

Elemento Efecto Recurso

Demanda Bioquími- Degradación Bioquímica La muestra puede preser-

ca de Oxígeno varse acidificando el pH

' de 2-3 con H2SO4

Oloro . La exposición a la luz Las determinaciones deben

del so) o calor, redu- empezarse inmediatamente

ce la presencia del - después del muestreo

•. . .cloro.

Oxigeno

Refrigeración de la mues-Impedir una exposición al

Disuelto

' tra

aire, las muestras deben al-

macenarse por varias semanas

añadiéndoles sulfato de manga-

neso y agentes alcalinosos pa-

ra detener el oxígeno en la,

muestra.

Dureza

Posible precipitación de Evitar una prolongada expo

carbonatos

sición al aire

Hierro

Hierro ferroso oxidizado Normalmente una muestra se-'

(Férrico y

a un estado férrico

parada para el hierro se tomó

Ferroso)

y acidifica para prevenir la

precipitación del hidróxido

férrico.

Nitratos

Oxidación a Nitratos

La determinación debe hacerse

rápidamentd-

Elemento

Erecto

Recurso

Balance del

La actividad microbiológi- El balance del nitrógeno puede

Nitrógeno

ca cambia el balance de

preservarse por 24 horas, acidi-

nitrito-nitrato amoniaco ficando a un pH de 2-3 con

H2SO4

Las muestras con un pH

Analisa simultáneamente o si.

mayor que 4 absorberá

la muestra debe sex. . almacenada

dióxido de carbono

entaponada.estrechamente.

Degradación Bioquímica

La suma de CuSO4 inhibirá la

degradación bioquímica, H3PO4

pevendrá la precipitación del

cobre en soluciones alcalinas,

el análisis se realiza dentro de

las primeras 24 horas

Sulfuros, Hi-

Pérdidas por volitización Las muestras deben estabilizarse

drógeno, Sulfa- oxidación de compuestos de dentro de los primeros minutos

to, sulfitos, bi-sulfuro .

: de colección y se adiciona -

ulfitos y dióxido

acetato de zinc o solución de

de sulfuro .

carbonato de zinc, las muestras

deben tomarse dentro de un-mini-

mo de aereación

Grado de inten- La volitización de subs- La prueba de olor puede se logra

sidad de olor

tancias produce olor

el mismo día en que se recibe la

muestra. Si se guarda fria la

muestra,. se dilata la volitiza-

ción.

Trazas de los

Absorción en las paredes

Seiequieren técnicas, especiales.

Elementos

del recipiente

pH

r enoles

C A P I TULO III

CÁLCULOS Y ANÁLISIS

3 .1 Métodos Analíticos

La elección de los métodos analíticos es igual

en importancia que la elección de métodos de :muestreo, y re-

quiere la misma consideración . Como todos los métodos de mues-

treo están sujetos a errores de muestreo en varios grados, es

de dudoso valor usar métodos analíticos de precisión altamente ,

significativos . El uso de los procedimientos analíticos de al-

ta precisión, puede dar un sentimiento de confianza en .los .resul-

tados queestán sin garantía por la técnica de muestreo.

3.11 Métodos Estandarizados

El uso de los "métodos estandarizados" (APHA,1971)

ofrece muchas ventajas . Estos métodos han alcanzado un gran de-

sarrollo, y por su patrocinio autorizado, tienen un estado . legal

aceptado . Sin embargo, algunos investigadores presentan un "sfn-

. drome de métodos estándar" en el que ellos justifican el uso de -

•estos procedimieñtos en la creencia de que automáticamente, sus

resultados serán comparables con todos los demás, empleando el

mismo método. Esta comparación, mientras no sea lograda auto-

máticamente, se logra cuando los métodos estandarizados sean se-guidos . cuidadosamente . Esta es básicamente, la msponsabilidad

de cada investigador ; seleccionar pruebas que puedan ser reele-

vantes y asegurar la realidad y el significado de , su dato .

'n

Aunque los "Métodos Estándar" (APHA, 1971) son

una guía importante para la selección de métodos analiticos,-

hay otros igualmente buenos o mejores métodos de análisis es-

pecíficos, los cuales no estén incluidos . Los métodos anali-

se están mejorando en detalles, pero algunas veces por el uso

de técnicas radicalmente d if erentes, tal como la absorción y

los electrodos de ion específicos. El uso de los métodos "no

estándares", en manos de un analista competente, puede acep-

tarse y aún preferirse para el uso de los métodos "estandar".

Si los métodos "no=estándares" se emplean, este hecho podrá-

ser claramente establecido en el reporte final.

3.12 Métodos Simplificados

Los "Métodos Estándar" (APHA,1971) especifican

muchos detalles y precauciones que no son necesarios ni justi-

ficados en algunos casos como:

12 Las muestras pueden no ser adecuadamente representa_

tivas.

2Q El precio del análisis en tiempo y dinero puede ser

exesivo.

Puede ser más ventajoso tener resultados aproximados,

que tener pocos resultados precisos

Por estas razones, los métodos simples son bajos.

en presición o pasan por alto algunas interferencias empleadas

con provecho . Además estos métodos son normalmente estilizados

por técnicos no calificados y usan un equipo más simple . Partí:

cularmente, en los programas preliminares, los métodos simplifi-

cados son útiles para indicar la presencia o ausencia de uza -

substancia y par» mostrar la concentración aproximada . Con

fundamento al dato obtenido, puede justificarse la decisión:

para emplear los métodos analíticos de un muestreo más pre-

ciso .

Además de los métodos simplificados, usando

técnicas fáciles en un .laboratorio ordinario, la disponibi-

lidad de métodos analíticos substanciales deben considerarse.

Un gran número de compañías abastecen productos químicos y -.

equipo simple para una extensa variedad de análisis . Esta -

ofrece muchas ventajas, disponibilidad inmediata y verbatili-

lidad. Los productos químicos, se abastecen en forma de so-

lución, tabletas, o cápsulas, sonEatables y se usan sin la

preparación de soluciones . Los resultados, aún considerados .

de semi-calidad, pueden utilizarse para indicar la necesidad

de algún trabajo más preciso.

3 .2 Cálculos

Los valores reportados para los niveles de con-

taminantes en aguas de desecho, son tan precisos como las prue-

bas y procedimientos empleados para obtenerlos . Ellos pueden

representar la exactitud combinada del muestreo y el análisis

de laboratorio empleado .. Es importante que esta dependencia

sed reconocida cuando los resultados sean reportados y convide-

rados al trazar las conclusiones.

Están disponibles muchas herramientas estadís-

ticas para probar la realidad del dato . La mayoría de éstas

están más allá de la extensión de este manual, pero pueden ob-

tenerse en libros de texto en este campo de matemáticas ' y me-

diciones (ejm. Moroney, 1951, Young 1962, Barry, 1964).

Cuando más de una medición es tomada en valo-

res numéricos, se obtiene normalmente una variación . Para

describ r este grupo de medidas, es necesario suministrar una

indicación del valor central o promedio, unidos con la .exten-

sión o disperción del aforo. Algunos de los cálculos comúnmen-

te encontrados en la operación de las plantas de tratamiento de

las aguas de desecho, se han incluido en el indice B.

3.21 Figuras Significativas

Los cálculos de las cargas de la DBO,1as cargas

en el digestor y muchas otras determinaciones involucradas en

la operación de las plantas de tratamiento, están basadas en los

resultados de análisis de muestras de laboratorio . Estas deter-

minaciozies dependen de la exactitud de la información usada en

los cálculos . L1 uso de los números absolutos'y el "redondea-

do" de las respuestas numéricas podr{ ser práctico a los cálcu-

los basados sobre los resultados del muestreo (APHA, 1971).

Los números usados ya sea en cálculos absolutos

o aforos ; un absoluto expresa el valor de algo exactamente mien-

tras que los aforos son lecturas de medidores, balances, escalas

y gpaduadores .

Cada aforo es inexacto o incompleto, o sea que

es un valor "redondeado" . El redondeado resulta de la limita-

ción de un instrumento de medición o el hecho por el operador .

Una regla razonable, es poner por caso que el aforo es preciso

dentro de 1/2 de unidad en el último lugar de registro . Asf,

una lectura de 25 .7, significa 25 .7 ± 0 .o:5 o cualquier' número

entre 25 .65 y 25 .75• El•redondeado se logra contando con los

dígitos que no son de importancia . Si el dígito a ser contado

es menor de cinco, es anotado sin cambiar el siguiente a él.

Si la parte a ser contada es cinco o más, el dígito siguiente

deberá contarse en aumento . Ejemplo : Los siguiéntes números

están redondeados a un decimal.

24.74 Llega a ser 24.7

24.75 Llega a ser 24 .8

Los números que resultan de la división y mul-

tiplicación, no deben tener más figuras significantes que el

número que representa la medición con la lista de figuras ab-

solutas. Ejemplo : 2 .841 x 0 .24 a 0 .68

Mientras la respuesta actual es 0 .68184 en nú-

meros redondos, la respuesta da 0 .68, que tiene el mismo núme-

ro de figuras absolutas como el "weakest kink" cuadrante más

débil en la ecuación . ej . 0 .24.

3 .22 Promedios

Los promedios se usan comúnmente para dar una

representación .típica de un grupo de medidas . El promedio más

común, el significado aritmético, consiste en la suma de las

medidas divididas por el número de medidas.

Promedio o significado (X) = sumadeX

(3-1)

Donde : X es una medida individual, y

N es el número de medidas individuales

Otros promedios incluyen el valor medio, la

medida que divide a las series en dos mitades iguales y el

modo en que la medida es'mayor frecuentemente repetida.

3.23 Desviación Estándar

Una de las medidas de mayor valor en la varia-

bilidad, es la "desviación estándar" . La desviación estándar .

de un grupo de medidas es la raíz cuadrada del . j:romedio de las

raices de las diferencias de las medidas de su promedio verdade-

En donde : x es la medida individual

x es el promedio de medidas

N es el número de medicas

Para la mayoría de las mediciones empleadas en

el campo del tratamiento de desechos, un número limitado de -

muestras con errores, son empleadas . El promedio de este nú-

mero limitado .de muestras, puede no ser un promedio real . Para :

compensar el cálculo de la desviaciónestándar, el número de nues-

tras es substituido por N-1, el número de grados de libertad pa-

ra el grupo de mediciones es:

Desviación estándar (s)= / suma de (x-x

N-1

Sólo cuando el número de mediciones es grande

(N 100), debe usarse la ecuación 3-2.

Ejemplo : Seis muestras de una planta se han colectado

y analizado . Las 6 muestras tienen DBO5

de

7,14,8,5,15,y II miligramos por litro . El va-

Desviación estándar (S)= f suma de (x-x)2 (3-2)

N

ro .

(3-3) .

for de la calidad del efluente basado en

estos ejemplos, será como sigue:

Sa 80a 16

6-1

9 .164

2525

15-

1

80

En donde el dato está normalmente distribuido,

una suposición es válida para la mayoría de datos encontrados

en el muestreo, la proporción de las observaciones totales que

se encuentran dentro de una distancia dada, es determinada por

una desviaci6h.estándar . . Por ejm . 68 .3% de las observaciones,

pueden caer dentro de la distancia de = por una desviación es-

tándar del valor promedio ; aproximadamente 95% están dentro

38 . En el ejemplo, aproximadamente 68% de los valores .obser-,

vados de DBO caen entre 6 y 14 (ejm . 10± 4) ; 95i6 puede caer

entre 2 y 18 ppm (ejm. 10¢8) . Con el pequeño número de obser-

vaciones mostradasnen el ejemplo, 100% de las observaciones -

actualmente caen entre 2 y 18 ppn y no en el teórico de 95%.

3 .24 Coeficiente de Variación

La desviación estándar se expresa en términos

absolutos (ej . en las unidades en las que la medición es re-

portada) . Esto es, algunas veces es irás conveniente expresar-

lo como el coeficiente de variación que es la desviación están-

dar expresada como un porcentaje, el cual significa la varia-

ción relativa.

Coeficiente de Variación (V)a x 100

Ejemplo : De la ilustración en la sección 3 .22

S. 4

I= 10

. V= 4/10=40

3.25 Cartas Hidrográficas de

Probabilidades

Las caracterf zticas de las aguas de desecho y

los efluentes de una planta, varían con el tiempo . En el , mues

treo, se hace una prueba para determinar estas variaciones . La

presentación del resultado de los antecedentes de los análisis '

de las muestras, deben reconocer a las variaciones presentadas

por las aguas de desecho y desplazarlas . Usualmente, sólo los

valores promedios son reportados, pero seria bueno que'iia indi-

cación de la extensión de los resultados experimentales, 'fueran

presentados . Los valores máximos y mínimos, son importantes.

Ellos pueden explicar variaciones en las eficiencias de los —

tratamientos, en suma, se obtiene una valiosa información para

el proyectista.

Afortunadamente, muchas de las caracterf zticas

de las aguas de desecho, se aproximan o transforman para aproxi -

marse a una distribución "normal" . Esto puede ser, trazando.

una línea recta en una carta de probabilidades (Velz, 1950).Si se representa el dato de esta manera, el análisis proporcio-

nará una mayor información que concierne a una característica

particular del desecho .

El promedio de la desviación estándar, la extensión y la varia-

bilidad del desecho, deben deducirse de una gráfica (Abbott', -,

1966) . Esta técnica es adecuada por la presentación del dato.

Es importante notar que no todas las características delas aguas

de desecho están normalmente distribuidas y por lo tanto, la 11—

nea que une los trazos de estos valores en una carta de probabi-

lidades no resulta dentro de la linea recta . Por eso es impor-

tante exponer los puntos trazados en la gráfica . Muchos analis-

tas prefieren unir todos los puntos con lineas. rectas y usar una

línea punteada de la mejor medida para diseñar la distribución

"normal" expuesta. . Las cartas hidrográficas de probabilidades,

han encontrado su mayor aceptación en el colado dé gran cantidad

de datos . Sin embargo, la técnica puede usarse para trazar un

húmero pequeño de los resultados del muestreo pero se sugiere

que al menos halle 10 resultados individuales cuando se usan

dichos trazos .

El dato es primeramente preparado en orden ascen-

dente a su magnitud . Para un grán número de figuras ee aconse-

jable agrupar los números en "celdas" en vez de ponerlos indi-

vidualmente en una lista. Esta técnica se explica en la mayoría

de los textos estadísticos (Abbott, 1960) . Después de los,nú-

meros individuales o celdas, se dan distinciones, empezando con

el pequeño . Finalmente, la posición trazada de cada uno de los.

números es determinada para dividir estas distinciones por el

número o números totales más uno . (N+1) y multiplicando por 100

para convertir a por ciento . Cada número puede trazarse en la

gráfica de probabilidades, como se indica en la Fig . 3—1 .

350

300

LINEA DE MEDICION

SIGNIFICADO GRAFICO =240 ,3~•

150

100 .' 1 I I l I I

, 2

5

10

20

30 40 50 . 60 70

80

90

95

98

PROBILIDAD . DE OCURRENCIA - % ~ ESCALA DE VALOR .

250

200

FIG . 3-I .CARTA PE PROBALIDAD . DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO.

Si el antecedente se aproxima a una distribución normal,los

puntos trazados en la gráfica de probabilidades se aproxima-

rá a una línea recta.

D B 0

Figura. Hoja 47

Graduación de

% Igual o menor que

X x 100

Válido . Muestras (N+1)

•

207 1 9 .1

210 2 18 .1224 3 27 .3225 4

, 36.4234 . ' 45 .5241 6 54.5247 7 63 .6257 8 72 .7

274

. 9 81 .6283 10 90 .0

Promedio X

SumadeX= 2402 3 240.2\ N

10

Las figuras 3-2 y 3-3 son argumentos típicos que

ocurren frecuentemente en la práctica, particularmente con datos

de gasto, exponiendo la importancia de mostrar los puntos ' traza-

dos. Una linea recta que representa la. distribución puede serde falsas apariencias.

Ver Hoja 48 Fig. 3-2 Gráfica de Probabilidad ...

La planta de tratamiento en la cual están desári-;

. tos los flujos en la Fig . 3-2, recibe desechos sanitarios y agua•

de tormenta. Hay un rompimiento en la probabilidad estadística

'

Lo .II IIIfII' I I 1I I I Li L I 1 I i hIIII

2 .5 10 .20 30 40 50 60 70 80 90 95 98

...PROBABILIDAD DE OCURRENCIA-%- ESCLDE VALOR'.

FIG. 3-2 CARTA DE PROBABILIDAD - FLUJO ..

o!I!llilil 1 J i I I I 1 I 1 I I I . ► IIIIII ► 2" 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 98PROBABILIDAD DE OCURRENCIA-%- ESC . DE VALOR .

FIG . 3-3 CARTA DE PROBABILIDAD - FLUJO

,'~.

porque hay dos distribuciones, una para el desecho sanitario

y la otra para los caudales de tormente . Los rompimientos -

puntiagudos., en la curva,'pueden ser usualmente explicados si

se tiene conocimiento del sistema.

En la figura 3-3 está representada una situa-

ción parecida en la curva en 3 .5 mgd. Esta es la capacidad de

la estación de bómbeo que precede a la planta de tratamiento y

las corrientes por encima de esta cantidad pueden desvordarse

en laEsstación de bombeo o en el sistema de conductos de desa-

gue . . Si hubiera suficiente almacenaje en el sistema de,conduc-

tos de desague, no ocurriría un derrame . Esta representación

ayuda para planear el equipo debombeo adicional y además para -

determinar el efecto de corrientes de tormenta . "

3 .26 Hidrográficas de Control

Cuando se ha obtenido un gran número de obser-

vaciones, es posible construir las cartas hidrográficas de con-

trol . Las gráficas de control pueden mostrar el promedio, ,que

ha sido determinado en un período de tiempo, y límites altos y ,

bajos, basados en el 95i° de la nivelación de seguridad . Los._.

límites de seguridad deducen que hay sólo un 5% de oportunidad

de que la siguiente observación sea por salirse de la extensión .

del promedio ; más o menos dos veces la desviación estándar (X125),

Por ejemplo, si las dos observaciones siguientes yacen fuera de

la extensión, esto es,. que la calidad ha cambiado y es substan

cialmente diferente de la historia pasada del proceso . Esto,—.

significa un derramamiento de desecho . o un rastorno en el pro

ceso•

I

del cambio químico o biológico es medido, éste es incluido en

las técnicas del balance de materia, o si disminuye relativa-

mente, puede descuidarse para una solución .. aproximada.

En el tratamiento ce desecho, esta técnica se ha

usado ampliamente . para los balances en los tanques de sólidos

secos, entrando y dejando una porción particular en el proceso.

En suma, la aproximación es aplicable si se considera la longi-

tud total del balance de las corrientes orgánicas, fosfatos y

otros componentes de las aguas de desecho . Esto proporciona -

una intervención en la operación de la planta y ayuda a detec-

tar errores que resultan del muestreo o del análisis del labo-

ratorio .

Como ejemplo, los estanques de sólidos secos -

que entran a un tanque de sedimentación primaria serian los só-

lidos en el desecho crudo, más aquellos de desecho de los lodos

activados, u otras entradas ; y las salidas son los sólidos en

el efluente primario, más los sólidos -en el lodo, separados del

clarificador. Esta aproximación es aplicable para confirmar -

los resultados del muestreo, asociados con la operación de los

digestores, filtros, centrifugas, tanques de sedimentación y .

muchas otras unidades de tratamiento. Cuando esta aproximación

se aplica a un digestor, es necesario reconocer que una reac-

ción bioquímica destruye una porción de sólidos volátiles . La

adición de productos químicos, tales como la cal en filtros de

vacío, pueden además afectar el balance de material dentro y -

fuera del proceso . No obstante, la técnica da un balance aproxi-

mado cuando el resultado del muestreo representativo a través del

proceso, es aplicado .

Los balances de entradas y salidas dentro del

10% de cada uno, se considera como óptimo y refleja un progra-

ma de muestreo comprensivo junto con las determinaciones exac-

tas de los flujos .

3 .3 Uso de Datos y Almacenaje

El guardar los registros adecuados y precisos,

es un aspecto importante en el manejo de las plantas de trata-

miento de aguas de desecho . Estos registros son preservados -

por un número es razones que incluyen las siguientes:

1Q Operación y control de la planta

22 Records históricos, que dan las cantidades y calidades

de los efluentes y la condición del agua receptora en

el pasado y las bases sobre las que los cambios en el

futuro pueden evaluarse, y

3Q Los registros regulatorios de la agencia que se usan ..

para determinar si los objetivos del tratamiento de

desecho se pueden encontrar

3.31 Sistemas de Registros

Los sistezias para registrar los antecedentes,

son simples o complejos dependiendo de los propósitos que van

a servir a lo complejo de la misma operación . En cualquier ca-

so, el sistema adoptado, puede ser real y aplicable a problemas

particulares .

Para propósitos operatorios, los registros pueden

ser . tan simples y directos como sea posible .

No son necesarias las pruebas para que la operación sea lleva-

da a cabo, y los registros, no son necesariamente complicados

por los antecedentes superfluos.

El modo más efectivo para manejar el dato, •e

registrar directamente las formas pre-planeadas . Estos pueden

diarios si los artículos son registrados varias veces al ala.

Algunas plantas equipadas con facilidades de control en equipos

modernos, que, registran automáticamente muchos de los procesos -

variables . Los cortes diarios deben revisarse periódicamente y

resumirse en una base anual o mensual . Está condensación debe

proyectarse cuidadosamente para preservar lo esencial - que in-

cluye el número de observaciones, los principales y medianos, los

máximos y los . mínimos y algunas medidas de variabilidad . En las

situaciones más simples en donde los registros que se hacen una

vez a 1 día, los registros se guardan en una hoja de registros

mensuales . Los ejemplos de estas formas están en el Indice C.

Otro componente importante en un reporte, es la

interpretacióia del dato y el trazo de las conclusiones . El más

reciente incluye algunas cosas como la . eficiencia del tratamien-

to, las entradas y salidas en términos de cargas de masa y la -

carga en las aguas receptoras, las contribuciones per capita de

algunos componentes, y corelaciones de la capacidad de la planta

o los parámetros de las aguas de desecho con variaciones como:

los cambios de de población, las prácticas de tratamiento y -

los factores meteorológicos.

Cuando los antecedentes ya han sido reunidos pa-

ra otro uso que el uso simple, las pruebas y las observaciones

qub no son de valor inmediato, son necesarias . La forma en que

éstos son registrados y resumidos, puede ser bien planeada para

que se obtenga la información rápidamente y garantize una forma

útil .

3 .32' Manejó de los Datos computados y Procesados .

En algunos casos, están involucrados una gran -

cantidad de datos, los cuales se prestan auxilio a simismos con

el procesamiento de datos electrónicos . Cuando los días de tra-

bajo de oficina son requeridos pare completar los reportes men-

suales en la computadora, se obtiene en cuestión de horas o aún

de minutos el equivalente del reporte con exactitud y confiabili-

dad. Dichos sistemas de datos electrónicos, se están obteniendo

en precios más comodos.

Normalmente, los datos operados son sometidos a

procesamientos en la computadora en hojas de entrada . Estas -

formas deben diseñarse para su aplicación específica.

La computadora puede programarse para producir

estos datos de entrada, los sumarios y reportes diarios, sema-

nales, mensuales o de base anual . Los reportes que difieren en

su formato y contenido son producidos para satisfacer las nece-

sidades especificas de diferentes recipientes.

Con la creciente disponibilidad de las computa-

doras, se debe considerar la posibilidad de establecer un "ban-

co de datos" regionales que contengan toda la información dis-

ponible en aguas de desecho . El dato , común debe recuperarse -

mientras el dato histórico, almacenado por una línea pueda ob-

tenerse con mayores noticias . Tal plan podría ser efectivo -

'si todas las agencias, incluyendo industrias, desearan cooperar

y contribuir con su dato, al banco .de datos.

3 .33 Intercambio de Latos

Con muchas agencias diferentes en une región -

comprometida a obtener los datos relacionados o parecidos,•se . . :,

requiere que toda la información esté disponible a cada agencia..

La agencia conrol, debe obviamente tener acceso a las filas qué

contienen el análisis de cualquier planta de aguas de .desecho.

-1'a comparación y uso de ambos ; los registros de las agencias' de

control y las plantas de tratamiento, ayudan a dar

un

áfora más

completo de la condición del agua receptor . Las plantas de trá-

tamiento individual, benefician por comparación de sus ejecucio-

nes con los reportes de otras plantas similares.

En una forma simple esta comunicación puede afec -

tarse por el cambio de reportes en una base anual o mensúal .''La

agencia de control local puede proporcionar el expediente más

efectivamente . Para hacer esta información más accesible y útil,

se necesita ,un formato de reporte estandarizado.

El uso adecuado d&1 dato relacionado con otros,

,requiere que todos los aspectos de colección y procesado sean

entendidos . Esto incluye una información adecuada respecto a

las fuentes de desechos, los tipos de tratamiento usado y las

circunstancias de . la colección de muestras y análisis . Los

registros incompletos, la inexactitud y la mala interpreta-

ción son más peligrosos que no dar registros . La interpre-

tación de los registros, casi siempre se hace con un conoci-

miento adecuado de lo'que es normal o anormal en la circuns-

tancia particular, así que el dato anormal puede preguntarse ..

3 .4 Referencias

1 .' Abbott, Wendell, H ., Probability Charts, Wendell H.

Abbott, P .O . Box 8455, St . Petersburg 8, Florida, (1960.).

2 . °merican Public'Health Association, Standard Methods for'

Examitation of Water and Wastewater, 13th Edition, N.Y.

(1971).

Barry, B.A ., Engineering Measurements, Wiley, New York,

(1964)

.

4. Moroney, N .J ., Facts from Figures, Penguin, Baltimore,

Md ., (1956).

5. Neville, A .M., and &enedy, J .B ., Basic Statistical. Me

thods for . Fngineers and Scientists, International, Scram-

ton, Pa., (1964).

6. Velz, C.J., "Graphical Approach to Statistics", Water and

Sewage Works, (1950).

7. Young, H .D ., Statistical Treatment of Ecperimental 1ata,

McGraw Hill, New York, (1962) .

CAPITULO IV

ESTUDIO DEL'MUESTREO

El éxito o fracaso en el estudio del muestreo

se apoya principalmente en el personal de muestreo . Es impe

rativo que se les den instrucciones explícitas . Las instruc-

ciones deben ser sistemáticas, concisas y completas . El mal ..'

entendimiento se reduce al mínimo y se logra un alto nivel de:

ejecución, demostrando el equipo al muestreador, la colección,

las técnicas y procedimientos a ser empleados. Si el progre.-

ma de muestreo es complicado, los detalles esenciales se hacen

en forma escrita para ayudar a los muestreadores. En cualquier

evento es conveniente familiarizar al equipo de muestreo con el

objeto de abarcar el proyecto.

Las técnicas de laboratorio pueden proyectarse

en el campo de colección de las muestras . El equipo de mues-

treo debe ser conciso en medidas seguras, especialmente con .

peligros asociados con los desechos de caños y respiraderas.

Un equipo de dos hombres es indispensable cuando los caños u

otras posibles áreas son introducidas.

Después de garantizar que la muestra coleccio-

nada es realmente la representativa, el muestreador debe ase -

gurarse de que se pueda identificar . Muchos laboratorios su-

ministran las formas para'cotizar la ubicación de donde fue -

obtenida la muestra y el tipo de análisis deseado . Estas formas

deben estar cifradas para identificar la botella de la muestra . .

Cada botella de muestreo tiene procusión para anotaciones y se.:

identifica sin referencia de la forma . La información propor-

cionada incluye el dato, la ubicación en la cual fue obtenida

la muestra, el tipo de desecho, el análisis, el nombre del mues-

treador y el nombre de la persona a la que va a ser mandado el

reporte . Esta información con el número del remitente, identi-

fica la muestra. La información adicional se anota en una ho-b

ja de papel separada, incluyendo las observaciones que describen

cualquier problema particular tal co pio la presencia de un dese-

cho industrial o las interferencias encontradas en el momento -

del muestreo . . Un excedente de información, se prefiere a un -

déficit para establecer las determinaciones e interpretaciones

precisas .

La presencia de anotaciones precisas es de impor-

tancia especial si las muestras son usadas para el propósito de

prosecución del desecho industrial o a través de los reglamentos

ambientales de una agencia regulatoria.

4.1 Estudio del Muestreo en las -Clantas de

Tratamiento

La rutina de muestreo es de acuerdo al tamafio y

tipo de la planta de tratamiento . Si la salida de dinero es es-

timada necesaria para abolirala contaminación del agua $ es evi-

dente que :: el conocimiento de facilidades es necesario, para jus-

tificar el costo y para determinar el grado de tratamiento obte-

nido . La importancia de un programa•de muestreo tiene prioridad

a la construcción de una planta de tratamiento de aguas de deseacho .

Se encuentra frecuentemente que las plantas de tratamiento de

varios tamaños y medidas son hechas con un pequeño conocimien-

to de las características del esecho a tratar . Los datos que

informan de la corriente y las características de desec :io en -

períodos diarios, semanáles, mensuales y en cambios de estación

son de un beneficio inmenso para diseñar un sistema de tratamien-

to .

4.11, 1'rogramas de Muestreo

El estudio del muestreo en una planta de trata-

miento se desvía en 'dos categorías básicas, una que es del ti-

po de rutina continua y la otra de corta duración e investiga-

ción especial .

El programa de muestreo de corta duración es -

usualmente una extensión o una aceleración de un programa con-

tinuo . Este es usualmente intenso y es relatado a un problema

de desecho industrial en la planta de tratamiento o en la eva -

luacón de una,planta de tratamiento . Los usos para la informa-

ción de inspecciones de muestreo continuo se han esbozado en el

capítulo dos .

4.12 Localización de las Estaciones de

Muestreo

La localización de los puntos gpropiados del mues-

treo deben establecerse independientemente para cada planta de .

tratamiento como las condiciones que varían de una planta a otra.

Ciertos principios generales son comúnes en todas las inpec

ciones del muestreo de la planta y algunas de éstas las ennu-

meramos en seguida como guía para establecer un programa (New

York State Department of Health).

12 Las muestras deben tomarse en donde el desecho está

bien mescla.do . .Esto puede lograrse muestreando en un,

punto de donde la corriente sea turbulenta.

22 Las partículas grandes, aquellas en exceso de un cuar-

to de pulgada en el diámetro, se deben excluir . Es

aconsejable muestrear 'el desague después de que se ha-

ya proyectado o después de que haya pasado a través de

ún conminutor.

32 Los depósitos, las crecientes o el material flotante

que se ha acumulado en el punto de muestreo, no debe

incluirse en la muestra.

42 Las muestras mantenidas más de una hora después del

análisis, se deben enfriar.

52 La colección de las muestras debe hacerse lo más fácil

que sea posible.

62 La ubicación de las estaciones de muestreo deben ser

accesibles y contar con el equipo apropiado para esti-

.mular .al personal para que continúe con el programa de

muestreo.

4.13 Frecuencia del Muestreo

La frecuencia del muestreo depende de las varia-

ciones asociadas con el' desecho individual de la corriente, así

como las limitaciones prácticas asociadas con la medida de la -

planta de tratamiento, la carga el personal y horas de super-

visión.

Es obvio que las grandes plantas de tratamiento

son capaces de hacer varias pruebas diarias, con espacio sufi-

ciente para el laboratorio y el equipo son usualmente disponi-

bles cuando la planta de tratamiento está en estado de diseño.

Las plantas de tratamiento pequeñas, están sin embargo progra-

madas según la cantidad de dinero que se gaste para estas faci-

lidades y la necesidad de un laboratorio de cál .idad, ayuda a -

obtener un presupuesto limitado.

Haciendo caso omiso del tamaño de la planta de

tratamiento o de las facilidades disponibles del laboratorio,

cualquier esfuerzo debe hacerse para mantener una prueba de ru -

tina en una base para que la agencia que tiene el control de la

descarga de la planta de tratamiento, o algún laboratorio pri-vado, si éste prueba ser improcticable . Es demasiado fácil co.-

meter errores en el desarrollo de las pruebas en el laboratorio

y. sólo por una comparación de los resultados analíticos, dichos

errores son descubiertos. Es importante hacer notar que el ta

mano de la planta de tratamiento no indica necesariamente el nú-

mero y la frecuencia de las pruebas y los análisis desarrollados.

En general, se recomienda que los análisis para las muestras de

DB05 y los sólidos suspendidos sean colectados

un

día por sema-

na como mínimo . Estas muestras deben ser muestras compuestas,

las cuales son proporcionales a la corriente . En la práctica,

es dificil tener un periodo de muestreo más largo que las ho-

ras de supervisión suministradas en la planta de tratamiento,

pero se recomienda que las mezclas compuestas de 24 horas, -

sean recolectadas tan pronto como sea posible . Estas plantas

de tratamiento, equipadas con un personal y un equipo de labo-

ratorio adecuado, se debe intentar en un muestreo diario para

obtener una información•más exacta en las cargas . También se

recomienda que una ins pección periódica e intensiva del mues-

treo, se efectúe pasa verificar los resultados' en las plantas

de tratamiento en donde el programa normal de muestreo para de-

terminar la DBO5 , y los sólidos suspendidos, una vez por' semana.

4.14 Equipo de Muestreo

Para que la rutina del programa de muestreo en

una planta de tratamiento implique muestreo en la misma ubica-

- ción a través del año, es factible instalar equipo automático de

muestreo sobre una base permanente . El equipo disponible está

descrito en la sección 2 .3 . , E1 equipo requerirá de un mentani-

miento e inspección continua para asegurar su funcionamiento --

propio. Esto puede auxiliar al personal de las interrupciones

impuestas por un programa rígido, requerido por la práctica de'

los programas de muestreo.

4.15 Pruebas y Procedimientos

Las plantas dé tratamiento se incorporan contrata-

mientos primarios, primarios y secundarios o primarios, secunda-

rios y terciarios . Ellos son relativamente simples o compuestos

y tienen grandes variaciones en el volumen del desecho tratado .

Pueden ser, sin embargos pruebas básicas específicas que son

aplicables a cualquier planta . Será establecido, de nupvo,-

que el número y la frecuencia del muestreo, están muy relacio-

nadas directamente al desague receptor para. el efluente de la

planta de tratamiento y no necesariamente al tamaZo de la plan

ta de tratamiento o a su complejidad. La siguiente lista in-

tenta establecer, el orden de importancia, las muestras y aná-

lisis que se requieren en las plantas.

PLA1\TA6 DE TFtATAMIt,NTO PRIMARIAS

Afluente

o

Alcantarillado

a) pH

b) Sólidos sedimentables

c) Sólidos totales

d) Sólidos suspendidos

e) Sólidos volátiles suspendidos

f) DBO

g) DCO ,

h) Fosfatos

i) Nitratos

Arena

a) Contenido de Humedad

b) Pruebas de Cribado

c) Sólidos secos

d) Sólidos volátiles

Efluente Primario

a) ph

b) Sólidos totales ,

c) Sólidos suspendidos

d) Sólidos volátiles suspendidos

e) DBO

f) DCO

g) Cloro residual

h) Cantidad de bacterias coliformes

i) Fosfato total

j) Ortofosfato

Desague de Bancos de Lodo

a) pl`

b) Sólidos secos

e) Sólidos volátiles

Lodos Digeridos y Digestor Sobrenadante

a) pH

b) Sólidos totales

e) Sólidos volátiles

d) Ácidos volátiles

e) Alcalinidad

Digestor de Gas

a) Porciento de Metano

Cieno Elutriado

a) ph

b) Sólidos totales

c) Sólidos volátiles

d) Alcalinidad

Elutriar

.Y

a) pH

b) Sólidos suspendidos

c) sólidos volátiles suspendidos

Aglutinación del filtro al vacío o Centrifugo

a) Sólidos totales

. b) Sólidos Volátiles

c) Fosfatos

d) Nitratos

Filtrado

a) pH

b) Sólidos totales

c) Sólidos suspendidos

d) Sólidos volátiles suspendidos

Incinerador

a) Sólidos secos

b) Sólidos volátiles

En suma a la lista anteriormente mencionada, hay

otras pruebas que se efectúan en determinados períodos de tiem-

po, se,vn sea la necesidad. Estas incluyen ; cromo, cianuro;

hierro, niquel y otros que se juzgan importantes, debido a al

¡Luna circunstancia inútil.

Plantas de Tratamiento Secundario

Combinando el tratamiento primario con el secun-

dario, se implican las pruebas precedentes para las plantas pri-

marias y en suma, esas pruebas se necesitarán para regular y con-

trolar la sección de aereación de la planta . Es posible que el -

análisis para materiales tóxicos prueben que son necesarios . Estos

pueden ser análisis para compuestos específicos, o para bioexami-

nados, con el objeto de determinar la toxicidad del desecho . Un

exámen adicional, produce información de gran valor para controlar

el proceso micro biológico de licor mezclado.

Es muy posible que al concentrar el desecho de lo-

dos activados,, sea una parte del proceso de tratamiento y por lo

tante se necesitarán pruebas para ésta operación.

Sección de Aereaci6n

a) Media hora para la prueba de sedimentación de licor

mezclado

b) Sólidos suspendidos en licor mezclado

c) Sólidos volátiles suspendidos en licor mezclado

d) Indice del volumen de lodos

e) Oxigeno . Disuelto

f) pH

g) Sólidos en retroceso y desecho de lodos activados

Concentración del Desecho de Lodos Activados

a) Sólidos en la alimentación de lodos

b) Sólidos en la descarga de lodos.o

e) Sólidos suspendidos en el filtrado o en el centradoz

d) Porciento volátil en sólidos suspendidos del filtra-

do o centrado

En suma a lo arriba mencionado, relativo al es-

pesamiento del desecho de lodos, si los coagulantes se emplean,

será necesario ejecutar análisis para evaluar las dosis requeridas

Lagunas, Estanques de Oxidación y Plantas Comúnes Sépticas.

Los medios de esta naturaleza, sirven usualmente a

pequeüas comunidades, no están sujetas,a control de operación.

Como resultado de los medios de un laboratorio relativamente pe

queflo que se ha suministrado, el muestreo no' puede ser extenso.

Afluente o Residuo bucio

a) pH

b) Sólidos suspendidos

c) Sólidos volátiles suspendidos

d0 DBO

Efluente

a) phi

b) sólidos suspendidos

c) Sólidos volátiles suspendidos

d) DBO .

e) Cantidad de bacterias coliformes

f) Cloro residual

Para lagunas y estanques de oxidación, es muy

importante una observación cuidadosa de la condición de la la-

cuna, debe notarse y registrarse, particularmente la presencia

de color, algas u olores.

4.2 1studios de los Desechos Industriales

muestreo de las descartas de los desechos in-

dustriales a los . sistemas municipales de alcantarillado, son lle-

vados a cabo por uno o más propósitos:

1. Investigar el potencial o estudio actual del desecho,

causando trastornos en el proceso u otros efectos ad-

versos en el sistema municipal de alcantarillado.

2. Para un exámen general de descargas de desecho indus-

trial para asegurar el rendimiento con el uso de alcan-

tarillado por las leyes.

Determinar las cargas de los desechos en términos de li-

bras (Kg.) DBO, sólidos suspendidos, etc . .en la descarga

de desecho industrial se usa como base para calcular las

sobrecargas, y

Para anticipar las cargas de choque-o las descargas de

desechos de gran fuerza.

3 .

4.21 Programas de Muestreo

La naturaleza del programa de muestreo puede ser

influenciada por el propósito con el cual las muestras son tomadas.

Se necesita de un muestreo cuidadoso todo el tiempo, es obvio que

se tome cuidado especial en casos en donde el análisis de la .mues_ .

tra se use con objetos de litigación o como base de carga en una

fuerza en los alcantarillados municipales.

4.22 Localización de las Estaciones de Muestreo

Si las muestras se emplean para proporcionar fuer-

za al uso .del alcantarillado por luz, lo mejor es seleccionar la

ubicación de muestreo que represente las descargas del desecho in-

dustrial, antes de :iue entre en el alcantarillado municipal . Si

las respiraderas no están disponibles en las alcantarillas para ,

el muestreo, debe hacerse una decisión para colectar las mues-

tras de la alcantarilla municipal arriba y abajo del punto de des-

carga industrial . El factor determinante en este ejemplo, se pa-

rece a los puntos de muestreo que son accesibles dentro de la plan-

ta industrial o en el alcantarillado municipal . En suma, es im-

portante notar que para propósitos de litigación, debe ser posi-.

ble probar que el desecho industrial muestreado dentro de la plan-

ta industrial entra actualmente en la alcantarilla municipal.

Esto se realiza por pruebas de un trazador colorante que involu-

cran la suma de algún colorante al desecho industrial y a las

alcantarillas municipales a muestrear para verificar la presencia

del colorante .

i las muestras se usan para propio sitos t&c-

nicos tales como determinar las cargas de choque o determi-

nar las cargas de desecho para propósitos de sobrecarga, el

programa de muestreo puede ser menos restingido y puede no

ser necesario para verificar precisamente que las descargas

de desechos industriales entren a las alcantarillas munici-

pales . Además dichos programas de muestreo pueden enfatizara

la cooperación entre la industria y el municipio: Es más fo-

cil convencer , a la'industria para hacer also acerca del pro-

blema y tomar una acción correctiva o pagar una sobrecarga,

cuando la industria ha sido activamente involucrada al pro-

blema . Un paseo por la planta confirmará los puntos del mues-

treo, la localización del aforo y las fuentes de los residuos.

4 .23 Frecuencia del Muestreo

En casos en donde se muestrea una corriente de

desecho que varia ampliamente, se debe poner atención para ob-

tener volúmenes de muestra, que sean proporcionales a la co-

rriente de desecho en una muestra compuesta representativa de

las caracterf zticas promedio de desecho que se obtuvo . ;sto

Esto se logra por medio de un muestreador automático como se.

ha dicho en la sección 2.3. Las muestras obtenidas, se to-

man con suficiente frecuencia para acomodar todas las varia-

ciones de la corriente, las características promedio del de-

secho que son proporcionales a la corriente de desecho, son

calculadas del análisis subsecuente de la toma de muestras

individuales y el flujo de desecho apropiado al tiempo de que.

la muestra sea tomada. Para evitar el análisis de toma de -

de muestras individual, se puede preparar un compuesto pesado.

El método y las limitaciones asociadas se discuten en la sec-

ción 2 .22 .

4 .24 Equipo de Muestreo

Como se ha mencionado previamente, las técnicas

de muestreo y el equipo requerido, serán dictados por la natu-

raleza, el tamaao y complejidad de la industrió que ser4 mues-

treada. Los detalles del equipo representativo se dan en el

Capítulo 2 .

4.25 Pruebas y Procedimientos

Las inspedciónes del desecho industrial pueden

aprovecharse en tres estados ; trabajo de pre-inspección, tra-

bajo de inspección y trabajo de pos-inspección . 1;1 trabajo de

pre-inspección comprende la colección de información de la in-

dustria, incluyendo información del agua consumida, distribu-

ción, procesos industriales, fuentes del líquido de desecho y

las características generales del desecho para determinar qué

análisis de llevarán a cabo.

La información del proceso industrial es inicial-

mente obtenida de libros de texto, y puede suministrar una base.

para discusiones inteligentes con el personal industrial en las

fuentes de desecho y los detalles de los procesos industriales

si afectan a las características de desecho . Con esta infor-

mación recolectada durante el trsbajo , . de la pre-inspección, el

contacto se puede hacer con la dirección de la industria .

Este contacto inicial podrá explicar a la dirección, el propó-

sito y justificación de la inspección y solicita su entera coo-

peración . La información se obtendrá en materiales, procesos de.

manufactura, número de empleados, tarifas de producción y progra

mas de manufact ra así como ,las descargas de los líquidos de''de-,

secho, conductos . de desecho y puntos rnuestreadores apropiados.

Las condiciones generales en la planta se notan tomandb .eh cuen-

ta las seguridades fisiológicas como refiere la' `producción de -

los líquidos de desecho . Los detalles del procedimiento :del.

muestreo, la preservación de las muestras y los análisis ., se

presentan detalladamente en el Capítulo 2.

Repasando la información debe hacerse un exámen.

cuidadoso de los resultados analíticos para garantizar que son'

consistentes con las observaciones visuales con conocimiento de,

las condiciones de la planta. Estos resultados deben checarse

de nuevo esperando las cargas de desecho, las relaciones de

producción de la carga de desecho, . balances de material y volú

men del agua usada.

Cuando sea razonable, y suponiendo que los datos

sean seguros, se debe recopilar una discusión e interpretación

de los resultados . Hay numerosos formatos para la preparación

de los reportes. En muchos casos una forma simple de reporte,

con espacio para comentarios generales, es todo lo que se ne-

cesita, en situaciones más complicadas se requiere de unzepor-

te detallado . El formato de dicuio reporte es como sigue :

Detalles de la Investigación"

1 . Introducción

. Personal que participa

3. Personal entrevistado

4. Descripción de la rl,_nta Industrial y del Proceso

5. Producción .y Operación 'de Datos

6. Distribución y Consumo del gua

7. Fuentes de Deseci:os líquidos y Desposición

8. Muestreo y Análisis

9. Cargas de Desecho y Relaciones de Producción

10. Discusión delEstudio

11. Conclusiones, Observaciones y itecomendacioxies

4.3 Estudio de las Aguas j'eceptoras

El muestreo de las aguas de desecho o el muestreo

para los efectos de las aguas de desecho no termina necesaria

mente en el perímetro de la planta de tratamiento, sino que .pue-

de extenderse muchas millas dentro del agua que recibe, la des-

carga de la planta. Dicho -muestreo puede recorrer, de un pro-

grama rudimentario a un programa complicado usando una variedad

de equipo y aparatos, y la asociación cooperativa de vocaciones y

disciplinas muy diferentes . Las razones para el muestreo son

múltiples, sin embargo, las razones siguientes son probablemente

las mayores.

14 Las facilidades de disposición de las aguas de desecho

pueden operarse sobre unApermiso de un cuerpo guberna-

'mental, solicitando que el agua receptora sea registra-

da .

?4 La demostración en conformidad con la calidad están-

dar del agua para efecto del ;ua receptora evitará

multas o infracciones.

32 La determinación de la calidad del agua receptora se

considera necesaria para la auto protección en el acon-

tecimiento de peticiones, quejas, etc .

.r

4Q Los departamentos gubernamentales requieren el mues-

treo' del agua receptora para proteger a los pájaros,

pezcados, etc.

b) Razones de Información Técnica

6

iQ El dató que se requiere para la localización de las

plantas de tratamiento de desecho o salidas.

22 Plantas de tratamientode desecho pueden encontrar aguas

receptoras o aguas muestreadoras, útiles para efectuar

medidas.

32 La industria puede muestrear aguas receptoras para de-

terminar el efecto, sin plantas de tratamiento de sus

desechos.

42 El muestreo del agua receptora puede formarse esencial-

mente por medio de un programa de preservación de un

recurso natural .

4.31 Programa de Muestreo

Es evidente que en zonas donde hay más contami-

nación concentrada, exista un cuerpo de agua receptora en una

cerrada proximidad a una salida.

4.32 Localización dulas ystaciones de

Muestreo

No es posible establecer reglas rígidas para la

localización de las estaciones de muestreo, hasta que los parti-

culares de la situación varíen ampliamente . El muestreo en las

aguas receptoras puede distribuirse como sigue:

Arroyos pequeños, estanques, ríos, lagos, bahías, playas con

marea, estuarios con marea y finalmente oceanos.

Cuando la corriente es baja y el mezclado es el

desecho ligero, puede correr adyacente a los bancos y puede equi-

vocar el curso de una corriente de muestreo . Los estanques se -

muestrean en la superfice, en el centro y con varias estaciones

alrededor del perímetro de él . Los ríos, dependiendo de su -

ancho requieren el trazado de una poligonal de tres cabidas,

una en medio de la corriente y una a cada lado de la orilla de

ella . Puede requerirse un número de dichas poligonales a través

del río, dependiendo de la extensión de la inspección . Los la-

gos pequeños pueden muestrearse alrededor del perímetro, y con

cada muestra que ha sido dada para representar cierta área . Las

bahías pueden ser parté de un lago, pero pueden diferir .

W

FIG . 4-1 LOCALIZACION CE LAS . ESTACIONES DE MUESTREO.

TANQUE DE

AGUA.

Es útil un acercamiento estadístico pare. evaluar el número de

muestras, sin embargo, la limitación real para el número de -

muestras, son los fondos disponibles.

Las localizaciones de muestreo se identifican,

estableciendo marcadores . Los marcadores temporales tal como

la botella de galón. de plástico amarrada a une. parte fija de la

orilla, pueden emplearse. Si los marcadores noj5ueden usarse

como por ejemplo, en el maestreo de lagos, los puntos de mues-

treo pueden mezclarse definitivamente por el uso de un sextan-

te . La posición del :.nuestreo debe conjurarse en el mapa

(Figura 4.1) .

yl control del muestreo en una corriente hacia

arriba de una fuente de desecho en un río, siempre estáinclu-

ido para indicar el efecto .del desecho de descarga.

4 .33 Frecuencia del Muestreo

Obviamente, el período de muestreo puede variar

con la inspección y la autoridad o agencia que hace el muestreo.

Los arroyos pueden muestrearse en la estación más baja de la co-.

rriente, así como en una corriente abundante algunas aguas . rece.

Loras pueden ser muestreadas extensivamente durante loe mesas . de.

verano y muestrear en una reducida escala en los meses de invier

no . El oleaje del agua puede muestrearse en un cierto estado de,

oleaje converso al tiempo de que el muestreo sea registrádo y eá, .

corelación a las condiciones de oleaje en que se trabaje, cuandó .

los registros de muestreo estén disponibles . El tiempo de

wuestreo tiene que ser muy a menudo balanceado de nuevo, a la

preservación de las muestras y a la distancia del laboratorio.

El muestreo debe tener mecanismos de transmisión

a un proceso industrial que incluye descargas intermitentes . yl

muestreo puede complicarse con lluvia, tormentas o con. largos r

periodos de sequía .

..

4.34 Equipo de riuestreo

El muestreo en grandes cuerpos de agua, requiere

usualmente de un equipo especializado de muestreo y de , operacio-

nes para manipularlo desde un bote . En laos peque ñ os ; puede

hacerse un muestreo adecuada desde un bote . En latos grandes,

donde existen enormes profundidades a muestrear, se requiere' ..

de montacargas para manejar los muestreadores y también de un'

equipo asociado . ,

Las muestras superficiales pueden seleccionarse,

usando una botella de muestreo, sostenida por una prensa de -

sujeción en una varilla o caña de pescar . El muestreo debe

tomarse a pocos pies lejos del bote para evitar una contamina-

ción local . Cuando se requiere de los muestreos profundos, se

necesita de un equipo más sofisticado para asegurar que el mues

treo represente realmente la profundidad de donde es tomada .'

Una botella abierta y pesada que se sumerja rá-pidamente, puede usarse para un muestreo no critico, con él co-

nocimiento de que este muestreo está contaminado en algún grado .

MENSAJERO

RESORTE

/ALDABA

MENSAJERO

TUBO DE VIDRIOSELLADO.

.ii►.isii►.i.riiFIG. 4-:. 2 MUESTREO PROFUNDO .

FIG. 4-3 MUESTREO PROFUNDO.

FIG. 4-4 MUESTREO PROFUNDO .

in el campo de las mediciones del oxígeno disuel-

to, pruebas de oxígeno han substituido en gran parte el muestreo

manual y la determinación química de oxígeno por sus muchas ven-

tajas . Si este método se usa para grandes profundidades ., las

pruebas de presión compensadoras deben usarse después de que las

presiones externas no balanceadas, produzcan erróneamente . lec

turas bajas .

Un aparato que evita dificultades asociadas con

los recipientes sellados en profundidades, está basado en un

cilindro abierto de los extremos, bajándolo en una posición

vertical permitiendo que el anua corra libremente a través del

cilindro durante el descenso (Figura 4 .4.).

En la profundidad deseada, los extremos del ci-

lindro se cierran por medio de las pelotas de caucho, chapale-

tas o tapones quo son puestos por resortes fuertes o bandas de

caucho . Durante el descenso, los extremos se mantienen abiertos

por cadenas conectadas a una aldaba, que es disparada por un

mensajero descendente .

Dibujo (Hoja 71)

Un muestreador de este tipo debe moverse arriba ' y

abajo pocas veces, a lâ profundidad de muestreo para producir una

inundación adicional del cilindro . El cilindro descendente tie-

ne una tendencia para arrastrar agua con él.

Un'aparat'o simple y conveniente para un muestreo

de 'profundidad, consiste en una pequeña bomba a bordo del bar-

-MANGUERA

PESO

DISCO

FIG.4 -5 ENTRADA DE BAJA VELOCIDAD.

por agua que entra durante su descenso.

Los recipientes cerrados, que se abren a una

profundidad deseada por un mensajero que es arrojado en una

linea de muestreo, ofrece auchas ventajas . Si se abre el re-

cipiente retirando el tapón a cualquier profundidad grande,

no es digno de confianza debido a la presión hidrostática.

En vez de un tapón, puede taparse con un disco ,plang, el -

cual es sacudido oblicuamente por un resorte fuerte(Fig . 4-2)

o una válvula mecánica en forma de llave o grifo de desabue, o

en su defecto un tubo de vidrio sellado que se rompe contra un

yunque (Fig . 4-3) . El último aparato es solicitado particular .

°menta para un muestreo bactereológico, después de que la bote-

lla y el tubo sellado sean reunidos, esterilizados y guardados

en condiciones de esterilización, mientras que el montaje se

abre en la profundidad de muestreo . Un aparato similar usa

un bulbo de caucho en vez de una botella de vidrio.

La muestra recuperada es transferida a Una bp .

tella de muestreo estéril comprimiendo el bulbo.

Dibujo (Hoja 70)

Estos aparatos tienen una desventaja, qué él

gua de la muestra está en contacto intimo con el aire conteni-

do en la botella de muestreo . El uso de botellas evacuadas

elimina parte de la dificultad asociada con los constituyentes

de oxígeno sensitivo, pego para el muestreo de oxigeno,.disuel-

to en.profundidades, es eséncial una forma de corriente , a .tra-

ves de un aparato nivelado .

co y una carga que es bajada a la profundidad deseada . La

bomba es lo suficientemente grade para operar y mandar el

chorro de agua en una línea de muestreo antes de que la mues-

tra' sea tomada.

Las profundidades en las que estas nuestras son

tomadas, son más definidas que en el caso de iuestras de cilin-

dros abiertos . La profundidad recorrida en donde la muestra es.•

tomada, puede refinarse usando un. aparato de entrada como se mues-

tra en la Figura 4-5 . La muestra, entra a baja velocidad a través

de una ranura alrededor de la circunferencia de un disco horizon-

tal . :Con cuidado, dicha muestra es operada a pocos centímetros

de la superficie sin alterar el sedimento.

Dibujo (Hoja 72)

Es importante medir las temperaturas en estudios

de lagos, después de que la estratificación pueda determinar el

movimiento y la distribución de los contaminantes . Los perfiles

de temperatura se toman durante los proyectos de muestreo . La

lectura directa de los indicadores de temperatura usando un

tipo de resistencia, prueban la recolección de un dato de per-

fil rápido y fácil . Si el oxígeno disuelto es medido por la

prueba de oxígeno, el térmómetro termisor, que está usualmente

asociado con la prueba de oxigeno, permite un .dato de tempera-

tura al mismo tiempo en que es obtenido el dato de oxígeno.

4.35 Pruebas y Procedimientos

Los parámetros empleados dependerán de que la

inspección sea de una rutina de naturaleza relativamentesim-

Tr-

FIG. A- I MEDICION DEL FLUJO DE UN TUBO ABIERTO.

Alk

ple, o de que se ejecute una investiUación exhaustiva de un.

estudio natural.

Los parámetros que se emplean comúnmente incluyen : temperatura, bacterias coliformes, cloro, oxígeno disuel-

to, DBOy nutrientes . Los que menos se emplean son ; fenol, trans-

parencia, materia orgánica en núcleos asentados, radio actividad,

organismos asentados, p)ancton, etc.

(Ver floja 73 .- Referencias

CLASIFICACION DE CONTAMINANTES DE

AGUAS DE DESECHO.

TDUSTRIAINDUSTRIA

Z

0 0

pv) E~Oa

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AUTOMOTRIZ X l Í X

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LECHERA X X E yDESTILADORA X X

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EMPACADORA X X X X X~ X !

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MINERA X .

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PETROLERA X X X

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PETRO QUIMICA X X X X

POLIMERIZADORA X X X X

FARMACEUTICAÍ

X X X

REVESTIDORA X X X

DE PULPA DE PAPEL X X ~

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DE ACERO X X X X X X X

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CURTIDORA X X X X ! X

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~ TEXTIL X X X X_

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