Oyarzo Vargas 2007.....Http Vargas 2007.PDF

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO INGENIERÍA QUÍMICA

PRECIPITACIÓN QUÍMICA DEL FÓSFORO MEDIANTE

LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

MAURICIO JAVIER OYARZO VARGAS

2007

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO INGENIERÍA QUÍMICA

PRECIPITACIÓN QUÍMICA DEL FÓSFORO MEDIANTE

LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

“Trabajo de titulación presentado en conformidad a los requisitos

para la obtención del título de Ingeniero en Ejecución Química,

mención en Industria y Medioambiente”

MAURICIO JAVIER OYARZO VARGAS

PROFESOR GUIA: CLAUDIO GOMEZ FUENTES

2007

i

Agradecimientos a:

Mi Madre, por ser el pilar fundamental en mi educación y en mi vida, gracias por

darme la fuerza y el valor para conseguir un sueño.

A las demás personas que siempre me apoyaron, muchas gracias…

ii

RESÚMEN La eliminación del fósforo es un parámetro de importancia en la depuración

de aguas residuales, esto se debe principalmente a su efecto nocivo en el

medio ambiente, principalmente produciendo la eutrofización de masas de

agua.

El presente trabajo de tesis consistió en la generación de curvas de

precipitación para el fósforo, mediante la adición de sulfato de aluminio en

aguas residuales con distintos grados de tratamiento.

Con respecto a la metodología y a los análisis realizados en laboratorio, se

utilizaron muestras reales provenientes de distintos puntos de la planta de

tratamiento de aguas residuales de Puerto Natales, estos son: Agua Bruta,

Salida Pre Tratamiento, Licor Mezcla y Salida del Decantador Secundario.

Para todas las muestras, se realizaron los siguientes análisis: pH, Sólidos

Suspendidos Totales, Demanda Química de Oxígeno, Fósforo libre y Fósforo

total, todos estos basados en la NCh 2313, y en el Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater.

En cuanto a los resultados, las curvas obtenidas de precipitación de fosforo,

son parecidas en tendencia a las curvas de bibliografía, sin embargo se

obtienen valores diferentes de fosforo sobrenadante versus dosis aplicadas,

requiriéndose dosis mayores en aguas residuales reales, posiblemente por

la existencia de compuestos que no precipitan o que consumen Al+3.

Para todas las dosis aplicadas se obtuvieron altos rendimientos en la

eliminación de materia orgánica y sólidos suspendidos. En cuanto a la

eliminación de fósforo con adiciones superiores a 20 mg/L se cumple con la

tabla N°4 del DS 90 para el efluente de un sistema biológico. Dosis inferiores

iii

a 35 mg/L, no cumplieron con los límites de fósforo de la tabla N°3 del citado

decreto.

Finalmente y debido a los altos rendimientos obtenidos, resulta interesante la

evaluación de la precipitación con sulfato de aluminio como sistema único

tratamiento en los casos que el sistema tradicional pueda ser poco

recomendable.

iv

TABLA DE CONTENIDOS RESÚMEN _______________________________________________________________________ II

TABLA DE CONTENIDOS ____________________________________________________________ IV

INDICE DE TABLAS ________________________________________________________________ VI

INDICE DE FIGURAS ______________________________________________________________ VII

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN. ____________________________________________________ 1

CAPÍTULO 2. OBJETIVOS. ________________________________________________________ 3

CAPÍTULO 3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA _____________________________________________ 4

3.1 CARACTERIZACIÓN TÍPICA DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS. ___________________ 5 3.1.1 Constituyentes orgánicos ________________________________________________ 5 3.1.2 Constituyentes inorgánicos ______________________________________________ 6 3.1.3 Contenido sólido de las aguas residuales ____________________________________ 8 3.1.4 Nutrientes ____________________________________________________________ 9 3.1.5 Microorganismos ______________________________________________________ 9

3.2 SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. ____________________ 11 3.2.1 Tratamiento Primario y primario avanzado _________________________________ 12 3.2.2 Tratamiento Secundario. _______________________________________________ 13 3.2.3 Tratamiento Terciario. _________________________________________________ 15

3.3 GENERALIDADES DE LA PRECIPITACIÓN QUÍMICA ______________________________________ 17 3.3.1 PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN ____________________________________________ 17 3.3.2 Tamaño de las partículas en Suspensión. ___________________________________ 18 3.3.3 Afinidad de las Partículas Coloidales por el Agua _____________________________ 19 3.3.4 Carga Eléctrica y Doble Capa ____________________________________________ 19 3.3.5 Factores de Estabilidad e Inestabilidad ____________________________________ 20 3.3.6 COAGULACIÓN _______________________________________________________ 21

3.3.6.1 Etapas o Fases de la Coagulación ____________________________________________ 22 3.3.6.2 Tipos de Coagulación _____________________________________________________ 24 3.3.6.3 Principios básicos en el uso de coagulantes____________________________________ 25 3.3.6.4 Mecanismo de la Coagulación ______________________________________________ 26 3.3.6.5 Compresión de la Doble Capa ______________________________________________ 26 3.3.6.6 Absorción y Neutralización de Cargas ________________________________________ 27 3.3.6.7 Agrupamiento de Partículas dentro de un Precipitado ___________________________ 28 3.3.6.8 Adsorción y Puente ______________________________________________________ 28 3.3.6.9 Zonas de coagulación ____________________________________________________ 29

3.3.7 FLOCULACIÓN ________________________________________________________ 30 3.3.7.1 Objetivo de la Floculación _________________________________________________ 30 3.3.7.2 Tipos de Floculación. _____________________________________________________ 32 3.3.7.3 Parámetros de la Floculación _______________________________________________ 32 3.3.7.4 Floculantes _____________________________________________________________ 33

3.3.8 Factores que Influyen en la Coagulación - Floculación. ________________________ 34 3.3.8.1 Influencia del pH. ________________________________________________________ 35 3.3.8.2 Influencia de las Sales Disueltas _____________________________________________ 36 3.3.8.3 Influencia de la Temperatura del Agua _______________________________________ 36 3.3.8.4 Influencia de la Dosis del Coagulante ________________________________________ 36 3.3.8.5 Influencia de Mezcla _____________________________________________________ 37 3.3.8.6 Influencia de la Turbiedad _________________________________________________ 38

3.4 ANTECEDENTES BÁSICOS DEL FÓSFORO. _____________________________________ 39 3.4.1 Efectos del Fósforo sobre la salud ________________________________________ 40 3.4.2 Efectos Ambientales del Fósforo. _________________________________________ 41 3.4.3 Eutrofización. ________________________________________________________ 43

3.4.3.1 Principales Efectos de la Eutrofización. _______________________________________ 46 3.4.3.2 Factores que afectan el grado de Eutrofización. ________________________________ 47

v

3.4.3.3 Medidas para evitar la Eutrofización. ________________________________________ 49 3.5 MÉTODOS DE ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO EN AGUAS RESIDUALES. ________________ 49

3.5.1 El Fósforo en Aguas Residuales. __________________________________________ 49 3.5.2 Eliminación Biológica del Fósforo. ________________________________________ 50 3.5.3 Eliminación por precipitación química del fósforo ____________________________ 57

CAPÍTULO 4. METODOLOGÍA ____________________________________________________ 62

4.1 MUESTREO ______________________________________________________________ 63 4.1.1 Lugar Físico de Muestreo _______________________________________________ 63 4.1.2 Esquema Planta Tratamientos ___________________________________________ 63 4.1.3 Puntos de Muestreo ___________________________________________________ 64 4.1.4 Fechas de Muestreo ___________________________________________________ 64 4.1.5 Normativa de Muestreo ________________________________________________ 65

4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO. ___________________________________________________ 65 4.2.1 Test de Jarras ________________________________________________________ 65

4.2.1.1 Características del Equipo _________________________________________________ 66 4.2.1.2 Metodología ocupada en el ensayo __________________________________________ 67 4.2.1.3 Procedimiento para el ensayo de jarras_______________________________________ 68

4.2.2 Análisis Químicos _____________________________________________________ 69 4.2.2.1 Normativa _____________________________________________________________ 70

CAPÍTULO 5. DATOS OBTENIDOS _________________________________________________ 74

5.1 DATOS INICIALES, SIN APLICACIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO _____________________________ 74 5.1.1 pH. ________________________________________________________________ 74 5.1.2 Sólidos Suspendidos Totales (SST). ________________________________________ 74 5.1.3 Demanda Química de Oxigeno (DQO). _____________________________________ 74 5.1.4 Fósforo Total (P total). _________________________________________________ 75 5.1.5 Fósforo Libre (P libre) ___________________________________________________ 75

5.2 ENSAYOS POSTERIORES A LA ADICÓN DE SULFATO DE ALUMINIO ___________________________ 76 5.2.1 Concentraciones de Sólidos Suspendidos Totales en los Cuatro Puntos de Muestreo después del test de jarras. _____________________________________________________ 76 5.2.2 Concentración de la Demanda Química de Oxigeno en los Cuatro Puntos de Muestreo después del test de jarras. _____________________________________________________ 78 5.2.3 Concentraciones de Fósforo Total en los Cuatro Puntos de Muestreo después del test de jarras. __________________________________________________________________ 79 5.2.4 Concentración de Fósforo Libre en los Cuatro Puntos de Muestreo después del test de jarras. 81

CAPÍTULO 6. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS ______________________________________ 83

CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES ____________________________________________________ 91

CAPÍTULO 8. BIBLIOGRAFIA _____________________________________________________ 93

GLOSARIO ______________________________________________________________________ 1

ANEXO: RESULTADOS DE LABORATORIO _____________________________________________ 17

vi

INDICE DE TABLAS TABLA Nº 1. PARÁMETROS COMUNES EMPLEADOS EN LA CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. ___ 10 TABLA Nº 2. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. ____________ 11 TABLA Nº 3. TIEMPOS DE DECANTACIÓN DE PARTÍCULAS. ______________________________________ 18 TABLA Nº 4.CLASIFICACIÓN DEL AGUA, SEGÚN SU COMPORTAMIENTO EN LA COAGULACIÓN _______________ 29 TABLA Nº 5. RANGOS DE PH PARA EL ALUMINIO Y EL HIERRO. ___________________________________ 35 TABLA Nº 6. DOSIS OPTIMAS PARA EL ALUMINIO Y EL HIERRO. ___________________________________ 37 TABLA Nº 7. PRINCIPALES PROCESOS BIOLÓGICOS EMPLEADOS EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. _____ 51 TABLA Nº 8. SISTEMAS BIOLÓGICOS UTILIZADOS EN LA ELIMINACIÓN DE NUTRIENTES (NITRÓGENO Y FOSFORO). __ 54 TABLA Nº 9. TIPOS DE REACTIVOS QUÍMICOS EMPLEADOS EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL.__________ 60 TABLA Nº 10. PRODUCTOS QUÍMICOS EMPLEADOS EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL ______________ 61 TABLA Nº 11. LUGARES DE MUESTREO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS _________________________ 64 TABLA Nº 12. FECHAS DE REALIZACIÓN DE MUESTREO ________________________________________ 64 TABLA Nº 13. CARACTERÍSTICAS EQUIPO TEST DE JARRAS _____________________________________ 66 TABLA Nº 14. CONCENTRACIONES TÍPICAS PARA SOLUCIONES COAGULANTES _________________________ 67 TABLA Nº 15. DOSIS DE COAGULANTE ADICIONADAS PARA ENSAYO DE JARRAS ________________________ 68 TABLA Nº 16. DATOS PARA LA CONFECCIÓN DE CURVA DE CALIBRACIÓN DEL FÓSFORO ___________________ 71 TABLA Nº 17. DATOS PARA LA CONFECCIÓN DE CURVA DE CALIBRACIÓN DEL DQO _____________________ 73 TABLA Nº 18. DATOS PARA LOS VALORES DE PH ____________________________________________ 74 TABLA Nº 19. DATOS PARA LOS VALORES DE SST. ___________________________________________ 74 TABLA Nº 20. DATOS PARA LOS VALORES DE DQO.__________________________________________ 75 TABLA Nº 21. DATOS PARA LOS VALORES DE P TOTAL. ________________________________________ 75 TABLA Nº 22. DATOS INICIALES PARA LOS VALORES DE P LIBRE. __________________________________ 75 TABLA Nº 23. CONCENTRACIONES DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ________ 76 TABLA Nº 24. CONCENTRACIONES DE DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ________ 78 TABLA Nº 25. CONCENTRACIONES DE FÓSFORO TOTAL DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ___________________ 79 TABLA Nº 26. CONCENTRACIONES DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS. ____________________ 81 TABLA Nº 27.DATOS INICIALES PARA EL AGUA BRUTA EN CADA UNA DE LAS MUESTRAS REALIZADAS. _________ 83 TABLA Nº 28. COMPOSICIÓN TÍPICA DEL AGUA RESIDUAL DOMESTICA BRUTA. (METCALF Y EDDY, 1995) ______ 84 TABLA Nº 29.COMPARACION DE RESULTADOS DE ANÁLISIS CON TABLAS DEL DS90._____________________ 85

vii

INDICE DE FIGURAS FIG. N° 1.- DOBLE CAPA DE UNA PARTÍCULA COLOIDAL. _______________________________________ 20 FIG. N° 2.- ESTABILIDAD DE COLOIDES. __________________________________________________ 21 FIG. N° 3.- ANULACIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS. ___________________________________________ 22 FIG. N° 4.- PRIMERA Y SEGUNDA FASE DE LA COAGULACIÓN ____________________________________ 23 FIG. N° 5.- TERCERA Y CUARTA FASE DE LA COAGULACIÓN _____________________________________ 23 FIG. N°6.- COAGULACIÓN POR ADSORCIÓN _______________________________________________ 24 FIG. N° 7.- COAGULACIÓN POR BARRIDO _________________________________________________ 25 FIG. N° 8.- FUERZA DE ATRACCIÓN Y REPULSIÓN. ___________________________________________ 27 FIG. N° 9.- AGRUPAMIENTO DE PARTÍCULAS EN UN FLOC. _____________________________________ 28 FIG. N° 10.- ETAPAS EN LA ADICIÓN DE COAGULANTE. ________________________________________ 30 FIG. N° 11.- ESQUEMA DE UN FLOCULANTE. ______________________________________________ 31 FIG. Nº 12. ESTRUCTURA TÍPICA DEL GRUPO FOSFATO. _______________________________________ 40 FIG. Nº 13.- SISTEMA BIOLÓGICO AO___________________________________________________ 54 FIG. Nº 14.- SISTEMA BIOLÓGICO A2/O _________________________________________________ 55 FIG. Nº 15.- SISTEMA BIOLÓGICO BARDENPHO. ____________________________________________ 55 FIG. Nº 16.- SISTEMA BIOLÓGICO UCT. _________________________________________________ 56 FIG. Nº 17.- SISTEMA BIOLÓGICO UCT MODIFICADO. ________________________________________ 56 FIG. Nº 18.- SISTEMA BIOLÓGICO UCT VIP. ______________________________________________ 57 FIG. Nº 19.- DIAGRAMA DE FLUJO PRE PRECIPITACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO. _______________ 58 FIG. Nº20.- DIAGRAMA DE FLUJO CO PRECIPITACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO. ________________ 59 FIG. Nº 21.- DIAGRAMA DE FLUJO POST PRECIPITACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO. ______________ 59 FIG. Nº 22.- DIAGRAMA DE FLUJO SIMPLIFICADO PLANTA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PUERTO NATALES. 63 FIG. Nº 23.- EQUIPO PARA EL ENSAYO DEL TEST DE JARRAS ____________________________________ 66 FIG. Nº 24.- CURVA CALIBRACIÓN FÓSFORO A 400 (NM) ______________________________________ 71 FIG. Nº 25.- CURVA CALIBRACIÓN FÓSFORO A 420 (NM) ______________________________________ 72 FIG. Nº 26.- CURVA CALIBRACIÓN FÓSFORO A 470 (NM) ______________________________________ 72 FIG. Nº 27.- CURVA CALIBRACIÓN DQO A 600 (NM) ________________________________________ 73 FIG. Nº 28.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE

ALUMINIO. ____________________________________________________________________ 77 FIG. Nº 29.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO

EN EL LICOR MEZCLA. _____________________________________________________________ 77 FIG. Nº 30.- CONCENTRACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE

ALUMINIO. ____________________________________________________________________ 78 FIG. Nº 31.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO

EN LICOR MEZCLA. _______________________________________________________________ 79 FIG. Nº 32.- CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE

ALUMINIO. ____________________________________________________________________ 80 FIG. Nº 33.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO TOTAL DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN LICOR

MEZCLA. ______________________________________________________________________ 80 FIG. Nº 34.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO. _______ 81 FIG. Nº 35.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO EN LICOR

MEZCLA. ______________________________________________________________________ 82 FIG. Nº 36.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE EN RELACIÓN A LA ADICIÓN DE AL2(SO)4._______________ 87 FIG. Nº 37.- CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE DESPUÉS DE LA ADICIÓN DE AL2(SO)4._________________ 87 FIG. Nº 38.- PORCENTAJE DE REMOCIÓN DE CONTAMINANTES EN AGUA BRUTA. ______________________ 88

INTRODUCCIÓN.

1

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN.

Los sistemas de tratamientos de aguas, se han desarrollado

considerablemente a lo largo de las últimas décadas con el fin de remover

contaminantes presentes en las aguas de desecho. Estos inicialmente se

crearon con la finalidad de separar solamente los residuos sólidos de las

Aguas Residuales, aunque con su desarrollo también se incluyeron otros

procesos para la remoción de otros contaminantes, dividiéndose un proceso

tradicional en tratamiento primario, secundario y terciario.

El tratamiento de aguas residuales, incorpora procesos físicos, químicos y

biológicos, siendo este último uno de los más utilizados para tratar tanto la

materia orgánica como compuestos difíciles de depurar tales como el

Nitrógeno y el Fósforo.

Producto de la necesidad de eliminar nutrientes del agua, para evitar

fenómenos de eutrofización, se implementaron procesos de precipitación

Química, con sales metálicas y coagulantes de origen orgánico o polímeros

para la eliminación de fósforo principalmente. La precipitación química en la

región sólo se ha ocupado para la purificación del agua potable, y en ningún

caso conocido, para el tratamiento de aguas residuales.

En la precipitación química, la sal metálica más utilizada es el Sulfato de

Aluminio. Este se utiliza debido al bajo costo que tiene frente a otras sales

tales como el Cloruro Férrico o los polímeros y ha sido ampliamente utilizado

en la eliminación de fósforo.

Este trabajo estudia la precipitación de fósforo en aguas residuales reales

mediante la adición de sulfato de aluminio. Este estudio tiene entre sus

objetivos comparar las curvas teóricas de precipitación, generalmente

INTRODUCCIÓN.

2

obtenidas con aguas residuales sintéticas, con aquellas obtenidas en

condiciones reales, de forma de aportar datos para el diseño de futuras

plantas que requieran incorporar la eliminación de fósforo. Adicionalmente se

debe notar que en la actualidad no existen datos a nivel nacional ni mucho

menos a nivel regional acerca de las dosis necesarias para la eliminación de

fósforo en aguas residuales reales.

OBJETIVOS.

3

CAPÍTULO 2. OBJETIVOS.

Objetivo General:

El objetivo general de este trabajo de tesis, es la precipitación química del

fósforo para la eliminación de este compuesto, mediante la adición de sulfato

de aluminio en plantas de tratamiento de aguas

Objetivos Específicos:

1. Caracterizar el agua residual real en sus distintos grados del

tratamiento.

2. Agregar distintas concentraciones de sulfato de aluminio como agente

precipitante, en distintos puntos del tratamiento.

3. Determinar curvas de eliminación de contaminantes para: sólidos

suspendidos totales, demanda química de oxigeno, fósforo libre y

fósforo total.

4. Comparar los datos obtenidos en laboratorio con aguas residuales

reales, versus los que se indican por bibliografía con aguas residuales

sintéticas

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

4

CAPÍTULO 3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

Agua residual es el término genérico utilizado para designar el residuo

líquido recogido mediante la red de alcantarillado para su envío a una planta

de depuración. Existen definiciones más específicas que distinguen entre los

diferentes tipos de agua residual, las que se presentan en la bibliografía, y

vienen definidas generalmente en función de su origen. De esta manera, se

consideran Aguas Residuales Domésticas (ARD), las aguas provenientes

de las zonas habitacionales y que son generadas principalmente por el

metabolismo humano y por las actividades comerciales o domésticas de

limpieza y alimentación. Las Aguas Residuales Urbanas (ARU) son

generadas cuando, dentro de la misma red de alcantarillado que transporta

las aguas residuales domésticas, se vierten aguas residuales de origen

industrial.

El agua residual de origen industrial proviene de las instalaciones de

manufacturado y elaboración de alimentos. Asimismo, las aguas residuales

urbanas pueden contener agua de escorrentía que accede a la red de

alcantarillado a través de los pozos de registro y agua subterránea que se

infiltra en la red a través de uniones deterioradas o de grietas en los

conductos que transportan dichas aguas.

La presente revisión bibliográfica se divide en dos partes principales, la

primera consiste en la caracterización típica de las Aguas Residuales

Urbanas y en los sistemas de depuración de estas, con sus respectivos

ítems, y una segunda parte correspondiente a los métodos de eliminación de

nutrientes, específicamente el fósforo.


5

3.1 CARACTERIZACIÓN TÍPICA DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS.

La composición de un agua residual urbana, muestra con frecuencia un

amplio margen de variación entre diferentes poblaciones ya que, además de

las influencias de origen industrial, comercial y pluvial, los usos públicos del

agua varían en función de la naturaleza de la población residente. Por lo

tanto, la composición de un agua residual urbana se define por las

cantidades reales de sus componentes físicos, químicos y biológicos.

En términos generales, la mayor parte de los componentes presentes en un

agua residual urbana son materia orgánica, nutrientes, metales, materia

inorgánica y microorganismos. Una considerable parte de estos

componentes se encuentra en forma particulada.

3.1.1 CONSTITUYENTES ORGÁNICOS

Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones

de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos,

de nitrógeno. La composición del residuo orgánico de un agua residual

depende de su naturaleza y origen, no obstante se puede afirmar que

típicamente el material orgánico de un agua residual está compuesto por

proteínas (40-60 %), hidratos de carbono (25-50%), grasas y aceites (10%)

Otro compuesto orgánico con importante presencia en las aguas residuales

urbanas es la urea, principal constituyente de la orina. Sin embargo, debido

a su velocidad de descomposición, la urea raramente está presente en

aguas residuales que no sean muy recientes (Metcalf y Eddy, 1995).

Las más importantes consecuencias de la contaminación orgánica se ven

reflejadas en sus efectos sobre la concentración de oxígeno disuelto (OD) en

las aguas receptoras. Cuando la velocidad de consumo de oxígeno excede


6

la velocidad de aireación atmosférica del agua, la concentración de oxígeno

cae hasta provocar la muerte de algunas especies acuáticas que serán

remplazadas por otras cuyos requerimientos de oxígeno sean menores

(Abel, 1996).

Los ensayos más empleados mundialmente para la determinación del

contenido orgánico de las aguas residuales en concentraciones mayores de

1mg/l, son los siguientes: 1) demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), 2)

demanda química de oxígeno (DQO), y 3) carbono orgánico total (COT).

3.1.2 CONSTITUYENTES INORGÁNICOS

Las concentraciones de los diferentes constituyentes inorgánicos pueden

afectar mucho a los usos del agua, por ello conviene examinar la naturaleza

de algunos de ellos, especialmente aquellos que han sido incorporados al

agua superficial durante su ciclo de uso. Dentro de la materia inorgánica de

un agua residual sin tratar, el contenido de sustancias minerales disueltas

viene determinado por el contenido correspondiente del agua de

abastecimiento público y por el aumento producido durante la utilización del

agua para usos domésticos (Mujeriego, 1990). Dentro de los componentes

inorgánicos que tienen más importancia para el control de la calidad de las

aguas residuales se mencionan los siguientes:

pH: La concentración del ion hidrógeno es un parámetro de gran

importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales.

Para la adecuada proliferación y desarrollo de la mayor parte de la

vida biológica existe un intervalo idóneo que es bastante estrecho y

crítico. El agua residual con concentraciones inadecuadas de pH

presenta dificultades de tratamiento con procesos biológicos, y el


7

efluente puede modificar la concentración del ion hidrógeno en las

aguas naturales.

Cloruros: Otro parámetro de calidad importante es la concentración

de cloruros, las heces humanas, por ejemplo, suponen unos 6 g de

cloruros por persona al día. En lugares donde la dureza del agua es

elevada, los compuestos utilizados para reducir la dureza también son

fuentes importantes de cloruros. La infiltración de agua subterránea

en las alcantarillas constituye también una considerable fuente de

cloruros y sulfatos.

Azufre. El ion sulfato se encuentra de forma natural en las aguas

residuales. Para la síntesis de proteínas es necesario disponer de

azufre, elemento que posteriormente será liberado en el proceso de

degradación de las mismas. Los sulfatos se reducen químicamente a

sulfuros y a sulfuros de hidrógeno (H2S) bajo la acción bacteriana en

condiciones anaerobias.

Compuestos tóxicos. Dentro de estos se encuentran pesticidas,

insecticidas y metales pesados comúnmente usados en agricultura e

industria. El cobre, el plomo, la plata, el cromo, el arsénico y el boro

son tóxicos en mayor o menor grado para los microorganismos. Por

ejemplo, el cobre es tóxico a concentraciones de 100 mg/l en los

digestores de fango, y el níquel y el cromo lo son al alcanzar valores

de 500 mg/l (Metcalf y Eddy, 1995).

Alcalinidad. La alcalinidad de un agua residual está provocada por la

presencia de hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de elementos

como el calcio, el magnesio, el sodio, el potasio o el amoniaco. De

entre ellos los más comunes son el bicarbonato de calcio y el


8

bicarbonato de magnesio. La alcalinidad ayuda a regular los cambios

de pH producidos por la adición de ácidos.

Gases. Los gases que con mayor frecuencia se encuentran en las

aguas residuales brutas son el nitrógeno (N2), el oxígeno (O2), el

dióxido de carbono (CO2), el sulfuro de hidrógeno (H2S), el amoníaco

(NH3) y el metano (CH4). Los tres primeros gases son de común

presencia en la atmósfera y se encuentran en todas las aguas en

contacto con la misma. Los tres últimos proceden de la

descomposición de la materia orgánica.

3.1.3 CONTENIDO SÓLIDO DE LAS AGUAS RESIDUALES

Los componentes orgánicos e inorgánicos están presentes en el agua

residual en forma soluble e insoluble. En la bibliografía se definen

principalmente tres tipos de sólidos: la materia en suspensión, la materia

disuelta total y la materia en suspensión volátil. A la suma de materia en

suspensión y materia disuelta total se le conoce como sólidos totales (ST). El

límite entre los sólidos suspendidos y los sólidos disueltos se determina

basándose en el tamaño de las partículas que les constituyen.

De manera específica, la bibliografía menciona los siguientes cuatro tipos de

fracciones de sólidos basándose en el tamaño de sus partículas:

sedimentables (> de 100µm), supra coloidales (1-100µm), coloidales (1nm-

1µm) y solubles (< 1nm), (Horan, 1991).

Usando este sistema de clasificación, se observa que los sólidos solubles en

el agua residual comprenden gran parte del material inorgánico, mientras

que el material suspendido es predominantemente orgánico. Los sólidos

suspendidos llegan a representar más del 60% de la DBO de un agua

residual.


9

3.1.4 NUTRIENTES

Los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo son, en la mayoría de los

casos, los principales elementos nutritivos. Son esenciales para el

crecimiento de microorganismos y plantas, razón por la cual también reciben

el nombre de bio estimuladores. Debido a lo anterior, cuando el contenido de

nutrientes es insuficiente para realizar las funciones metabólicas básicas de

los microorganismos, es necesario añadirlos. Por el contrario, cuando se

requiere el control de algas en la masa de agua receptora para preservar los

usos a los que se destina, puede ser necesaria la eliminación o reducción

del nitrógeno y del fósforo.

3.1.5 MICROORGANISMOS

Los organismos que integran el ecosistema del agua residual urbana son

principalmente: virus, bacterias, hongos, protozoarios y nematodos. El

principal objetivo que tiene el examen biológico de un agua residual es

determinar la presencia de microorganismos patógenos que representen un

peligro para la salud humana.

Los microorganismos patógenos encontrados rutinariamente en un agua

residual urbana pueden proceder de desechos humanos que estén

infectados y sean portadores de enfermedades intestinales como la fiebre

tifoidea, la disentería, la diarrea y el cólera.

Los organismos patógenos se presentan en las aguas residuales en

cantidades muy pequeñas y, además, resultan difíciles de aislar e identificar.

Por ello se emplean los Coliformes fecales como organismos indicadores,

puesto que su presencia es más numerosa y fácil de comprobar. Las

bacterias Coliformes incluyen los géneros Escherichia y Aerobacter y,

aparte de otras clases de bacterias, cada ser humano evacua de 100,000 a


10

400,000 millones de organismos Coliformes al día. Podemos mencionar a

otros géneros de bacterias que se pueden encontrar en el agua residual

bruta como Salmonella, Shigella y Vibrio cholerae.

Entre los virus más comúnmente encontrados en el agua residual están los

siguientes géneros: Adenovirus, Enterovirus y el virus de la Hepatitis A. Por

otro lado, podemos mencionar a Crystosporidium, Entamoeba histolytica y

Giardia lamblia como los agentes infecciosos más comunes entre los

protozoarios.

Tabla Nº 1. Parámetros comunes empleados en la caracterización de aguas residuales urbanas.

Parámetro Característica

Físico

Sólidos totales (ST), mg/l

Suspendidos volátiles

Temperatura, ºC

Turbiedad, NTU (a)

Químico

Materia orgánica, mg O2/l

Demanda Bioquímica de Oxigeno, DBO5 Demanda Química de Oxigeno, DQO

pH

Alcalinidad, mg CaCO3/l

Nitrógeno, mg N/l

Orgánico Amoniacal, (NH3-N, NH4

+-N)

Nitritos, (NO2--N)

Nitratos, (NO3--N)

Fósforo, mg P/l

Orgánico Reactivo Soluble, (PO4-3 -P)

Biológico Organismos Patógenos

Coliformes, numero/100 ml Virus, ufc/100 ml (b)

(a), unidades nefelométricas de turbiedad

(b), unidades formadoras de colonias.


11

3.2 SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS.

El tratamiento de aguas residuales urbanas incorpora procesos físicos,

químicos y biológicos los cuales tratan y remueven contaminantes

producidos por la actividad diaria del hombre en el uso cotidiano del agua.

El objetivo del tratamiento es producir agua residual limpia con el propósito

de ser reutilizada o de ser descargada a cuerpos de aguas sin afectar el

medioambiente.

Como ya se dijo, las aguas residuales urbanas son generadas por

residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Las aguas

residuales pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual se generan o

también, recogidas y llevadas mediante una red de alcantarillado hasta una

planta de tratamiento de agua. En la actualidad la clasificación que se puede

dar a los procesos de depuración de aguas residuales urbanas es:

Tabla Nº 2. Clasificación de los sistemas de depuración de aguas residuales urbanas.

Nivel de Tratamiento Descripción del proceso

Pre Tratamiento Remoción de materia flotante de gran tamaño.

Primario Remoción de una porción de sólidos suspendidos y materia orgánica.

Primario Avanzado Remoción de sólidos suspendidos y materia orgánica generalmente adicionando químicos o por filtración.

Secundario Remoción de materia orgánica biodegradable y de sólidos suspendidos. Proceso de desinfección son típicamente incluidos en esta definición.

Secundario con remoción de Nutrientes

Remoción de materia orgánica biodegradable, sólidos suspendidos y nutrientes (nitrógeno y fósforo).

Terciario

Remoción de sólidos suspendidos residuales (después del tratamiento secundario) usando filtración granular media y de micro mallas. La desinfección es un proceso típico que forma parte del tratamiento terciario. Remoción de nutrientes se llega a incluir en esta definición.

Avanzado Remoción de material suspendido y disuelto que permanece después de un tratamiento normal biológico, cuando se requiere para diversas aplicaciones de reutilización de agua.


12

Sin embargo los tratamientos típicamente conocidos son:

Tratamiento primario.

Tratamiento secundario.

Tratamiento terciario.

3.2.1 TRATAMIENTO PRIMARIO Y PRIMARIO AVANZADO

El tratamiento primario se ocupa principalmente en la reducción de aceites,

grasas, arenas y sólidos gruesos. Este tipo de tratamiento se maneja de

forma mecánica. Alguna de las principales partes del tratamiento primario

son las siguientes:

Remoción de Sólidos: En el tratamiento mecánico, el afluente es

filtrado en cámaras de rejas para remover todos los objetos grandes

que son depositados en el sistema de alcantarillado, tales como,

trapos, maderas, latas, frutas, papel higiénico, etc. En la remoción de

estos sólidos, se usa más comúnmente, una pantalla rastrillada

automatizada mecánicamente. Este tipo de basura es removida

debido a que puede dañar equipos más sensibles en la planta de

tratamiento de aguas residuales, además los tratamientos biológicos

no están diseñados para tratar sólidos.

Remoción de arena: Esta etapa incluye un canal de desarenado

donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente

controlada para permitir que las arenas sedimenten de forma natural.

La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso

con el fin de prevenir daño en las bombas y otros equipos en las

etapas restantes del tratamiento.


13

Sedimentación: Muchas plantas tienen una etapa de sedimentación

donde el agua residual se pasa a través de grandes estanques

circulares o rectangulares. Estos estanques son comúnmente

llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación

primarios.

El propósito principal del tratamiento primario es producir

generalmente un líquido homogéneo capaz de ser tratado

biológicamente y de un lodo que puede ser tratado separadamente.

3.2.2 TRATAMIENTO SECUNDARIO.

El tratamiento secundario es designado para degradar el contenido orgánico

de las aguas residuales que se derivan de los desechos humanos, basura de

comida, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales e

industriales trata las aguas residuales usando procesos biológicos aeróbicos.

Para que sea efectivo el proceso biótico, requiere oxígeno y un substrato en

el cual vivir. En todos estos métodos, las bacterias y los protozoarios

consumen contaminantes orgánicos solubles biodegradables (por ejemplo:

azúcares, grasas, moléculas de carbón orgánico, etc.) y unen muchas de las

pocas fracciones solubles en partículas llamadas flóculos. Los sistemas de

tratamiento secundario son clasificados como de película fija o de

crecimiento suspendido.

En los sistemas fijos de película (como los filtros de roca) la biomasa crece

en un medio sólido y el agua residual pasa a través de él. En el sistema de

crecimiento suspendido (como lodos activados) la biomasa está bien

combinada con las aguas residuales. Típicamente, los sistemas fijos de

película requieren espacios más pequeños que para un sistema suspendido

equivalente del crecimiento, sin embargo, los sistemas de crecimiento


14

suspendido son más capaces de recibir gran carga orgánica y a su vez

generan cantidades más altas de retiro para de la DBO y los sólidos

suspendidos que sistemas fijados de película. Algunos de los principales

sistemas del tratamiento secundario son los siguientes:

Filtros de desbaste o biofiltros: Los filtros de desbaste son

utilizados para tratar particularmente cargas orgánicas fuertes o

variables, típicamente industriales, para permitirles ser tratados por

procesos de tratamiento secundario. Son filtros típicamente altos,

filtros circulares llenados con un filtro abierto sintético en el cual las

aguas residuales son aplicadas en una cantidad relativamente alta. El

diseño de los filtros permite una alta descarga hidráulica y un alto flujo

de aire. En instalaciones más grandes, el aire es forzado a través del

medio usando sopladores. El líquido resultante está usualmente con

el rango normal para los procesos convencionales de tratamiento.

Lodos activados: Las plantas de lodos activados usan una variedad

de mecanismos y procesos para proporcionar oxígeno disuelto y

promover el crecimiento de organismos biológicos que remueven

substancialmente materia orgánica. También pueden atrapar

partículas de material y pueden, bajo condiciones ideales, convertir

amoniaco en nitrito y nitrato, y en última instancia a gas nitrógeno.

Sedimentación secundaria: El paso final de la etapa secundaria del

tratamiento es retirar los flóculos biológicos y producir agua tratada

con bajos niveles de materia orgánica y materia suspendida.


15

3.2.3 TRATAMIENTO TERCIARIO.

El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad

del efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al

ambiente receptor (mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario

del tratamiento puede ser usado en una planta de tratamiento. Algunas de

las alternativas más importantes en el tratamiento terciario son:

Filtración: Los sistemas de filtración pueden ir desde la utilización de

carbón activado hasta la utilización de micro membranas o por medio

de osmosis inversa. Estos métodos de filtración retiran en gran parte y

de forma eficiente sólidos que pueden haber quedado después del

tratamiento secundario.

Remoción de nutrientes: Las aguas residuales también pueden

contener altos niveles de nutrientes (nitrógeno y fósforo) que en

ciertas formas pueden ser tóxicos para peces e invertebrados debido

a que altas cantidades de estos producen lo que se llama

Eutrofización.

El retiro del nitrógeno o del fósforo de las aguas residuales se puede

alcanzar mediante la precipitación química o por acción biológica. La

remoción del nitrógeno se efectúa con la oxidación biológica del nitrógeno

del amoníaco a nitrato (nitrificación que implica bacterias de los géneros,

Nitrobacter y Nitrosomonas), y posteriormente mediante la reducción el

nitrato es convertido al gas del nitrógeno (desnitrificación), que se lanza a la

atmósfera. Estas conversiones requieren condiciones cuidadosamente

controladas para permitir la formación adecuada de comunidades biológicas.

Los filtros de arena, las lagunas y las camas de lámina se pueden utilizar

para reducir el nitrógeno.


16

El retiro del fósforo se puede efectuar biológicamente en un proceso llamado

retiro biológico realzado del fósforo. En este proceso específicamente

bacteriano, cuando la biomasa enriquecida se separa del agua tratada, los

bio sólidos bacterianos tienen un alto valor fertilizante. El retiro del fósforo se

puede alcanzar también, por la precipitación química con las sales del hierro

(por ejemplo: cloruro férrico) o del aluminio (por ejemplo: alumbre). El lodo

químico que resulta, sin embargo, es difícil de operar, pero en comparación

del retiro biológico la precipitación química es más práctica.

Desinfección: El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas

residuales es reducir sustancialmente el número de organismos vivos en el

agua que se descargará nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de

la desinfección depende de la calidad del agua que es tratada (por ejemplo:

turbiedad, pH, etc.), del tipo de desinfección que es utilizada, además de la

dosis de desinfectante (concentración y tiempo), y de otras variables

ambientales. El agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la

materia sólida puede blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta

y principalmente si los tiempos del contacto son bajos. Generalmente,

tiempos de contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en contra de

una desinfección eficaz. Los métodos comunes de desinfección incluyen el

ozono, el cloro y la luz ultravioleta (UV).

Dentro de la desinfección, el método más usado es el de la cloración del

efluente que sale de la planta de tratamiento, principalmente debido al bajo

costo que éste tiene y al nivel de eficacia que presenta, sin embargo el cloro

al contacto con material orgánico puede producir compuestos

organoclorados que son muy peligrosos.


17

3.3 GENERALIDADES DE LA PRECIPITACIÓN QUÍMICA

La precipitación química en el tratamiento de las aguas residuales lleva

consigo la adición de productos químicos con la finalidad de alterar el estado

físico de los sólidos disueltos y en suspensión, y de facilitar su eliminación por

sedimentación. En algunos casos, la alteración es pequeña, y la eliminación

se logra al quedar atrapado dentro de un precipitado voluminoso constituido,

principalmente, por el propio coagulante. Otra consecuencia directa de la

adición de químicos es el incremento neto en los constituyentes disueltos del

agua residual. Los procesos químicos, junto con algunas de las operaciones

físicas unitarias, se han desarrollado para proporcionar un tratamiento

secundario completo a las aguas residuales no tratadas, incluyendo la

eliminación del nitrógeno, del fósforo, o de ambos a la vez. También se han

desarrollado otros procesos químicos para la eliminación del fósforo por

precipitación química, y están pensados para su utilización en combinación

con procesos de tratamiento biológico.

En el pasado, la precipitación química se empleaba para mejorar el grado de

eliminación de sólidos en suspensión y de la DBO en los siguientes casos: (1)

cuando se producían variaciones estacionales en la concentración de agua

residual; (2) cuando se requería un tratamiento intermedio y (3) como ayuda

en el proceso de sedimentación, (Metcalf y Eddy, 1995).

3.3.1 PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN

Las partículas en suspensión de una fuente de agua superficial provienen de

la erosión de suelos, de la disolución de sustancias minerales y de la

descomposición de sustancias orgánicas. A este aporte natural se debe

adicionar las descargas de desagües domésticos, industriales y agrícolas.

En general la turbiedad del agua es causada por las partículas de materias


18

inorgánicas (arcillas, partículas de lodo), en tanto que el color está formado

por las partículas de materias orgánicas e hidróxidos de metal como por

ejemplo de hierro.

3.3.2 TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN.

Las partículas se clasifican de acuerdo a su tamaño; así las partículas con

diámetro inferior a 1 micrómetro (µm) que corresponden a partículas de

materias orgánicas o inorgánicas, se depositan muy lentamente.

La tabla N° 3, indica los tiempos de decantación de las diferentes partículas

en función de: sus dimensiones; densidad y de la temperatura del agua.

Tabla Nº 3. Tiempos de decantación de partículas.

Tipo de Partículas Diámetro (mm) Tiempo de Caída

Densidad 2.65 Densidad 1.1 Grava 10 0.013 seg 0.2 seg Arena Gruesa 1.0 1.266 seg 20.9 seg Arena Fina 0.1 126.66 seg 34.83 min Lodo Fino 0.01 3.52 hrs 58 hrs Bacterias 0.001 14.65 d 249.1 d Coloides 0.0001 4.12 a 66.59 d

Se observa fácilmente que a la misma densidad, las partículas más

pequeñas tienen un tiempo de duración de caída más grande, esto

imposibilita la decantación sin la adición de un factor externo.

Los Coloides son suspensiones estables, por lo que es imposible su

sedimentación natural, son sustancias responsables de la turbiedad y

del color del agua. Los sistemas coloidales presentan una superficie

de contacto inmensa entre la fase sólida y la fase líquida, por ejemplo

1 cubo de 1 cm3, tiene una superficie total de 6 cm2; si está dividido

en pequeños cubos elementales, la superficie total de todos aquellos

es mucho más grande.


19

3.3.3 AFINIDAD DE LAS PARTÍCULAS COLOIDALES POR EL AGUA

Las partículas coloidales se caracterizan por ser hidrofílicos (tienen afinidad

por el agua) e hidrófobos (es decir que rechazan al agua), los primeros se

dispersan espontáneamente dentro del agua y son rodeados de moléculas

de agua que previenen todo contacto posterior entre estas partículas; las

partículas hidrofóbicas no son rodeados de moléculas de agua, su dispersión

dentro del agua no es espontáneo por lo que requiere de la ayuda de medios

químicos y físicos.

Las partículas hidrófobas son en general partículas de materias inorgánicas

mientras que las hidrofílicas son materias orgánicas; en realidad solo una

fracción de las partículas son exclusivamente hidrofílicas o hidrofóbicas; se

obtienen más bien partículas hidratadas a los diferentes grados.

La carga eléctrica y la capa de agua que rodean las partículas hidrófilas

tienden a desplazar las partículas unas de otras y, en consecuencia los

estabiliza entro de la solución.

3.3.4 CARGA ELÉCTRICA Y DOBLE CAPA

Dentro del Agua Superficial, las partículas coloidales, son las causantes de

la turbiedad y del color por lo que el tratamiento del agua está orientado a la

remoción de estas partículas; estas poseen normalmente una carga eléctrica

negativa situada sobre su superficie. Estas cargas llamadas cargas

primarias, atraen los iones positivos del agua, los cuales se adhieren

fuertemente a las partículas y atraen a su alrededor iones negativos

acompañados de una débil cantidad de iones positivos.


20

Fig. N° 1.- Doble capa de una partícula Coloidal.

Los iones que se adhieren fuertemente a la partícula y se desplazan con

ella, forman la capa adherida o comprimida, mientras que los iones que se

adhieren débilmente constituyen la capa difusa, por lo tanto hay un gradiente

o potencial electrostático entre la superficie de la partícula y la solución,

llamado Potencial Zeta.

3.3.5 FACTORES DE ESTABILIDAD E INESTABILIDAD

Las partículas coloidales están sometidas a dos grandes de fuerzas:

Fuerzas de atracción de Van der Waals: Ea (factores de

Inestabilidad); son fuerzas de atracción producidas por el movimiento

continuo de las partículas.

Fuerzas de repulsión electrostáticas: Eb (factor de estabilidad); son

fuerzas que impiden la aglomeración de las partículas cuando estas

se acercan unas a otras; por ejemplo 2 partículas de igual signo no se

pueden aproximar, estas se rechazan.


21

Fig. N° 2.- Estabilidad de Coloides.

El equilibrio de una suspensión coloidal dependen de la fuerza resultante

entre la fuerza de atracción y la fuerza de repulsión es igual a Er:

Er = Ea + Eb

3.3.6 COAGULACIÓN

El objetivo principal de la coagulación es desestabilizar las partículas

coloidales que se encuentran en suspensión, para favorecer su

aglomeración; en consecuencia se eliminan las materias en suspensión

estables; la coagulación no sólo elimina la turbiedad sino también la

concentración de las materias orgánicas y los microorganismos.

La coagulación es un proceso de desestabilización química de las partículas

coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas que los mantienen

separados, por medio de la adición de los coagulantes químicos y la

aplicación de la energía de mezclado.

En la siguiente figura se muestra como las sustancias químicas anulan las

cargas eléctricas de la superficie del coloide permitiendo que las partículas

coloidales se aglomeren formando flóculos.


22

Fig. N° 3.- Anulación de Cargas Eléctricas.

La coagulación es el tratamiento más eficaz pero también es el que

representa un gasto elevado cuando no está bien realizado. Es igualmente

un método universal porque elimina una gran cantidad de sustancias de

diversa naturaleza y peso. El proceso de coagulación mal realizado también

puede conducir a una degradación rápida de la calidad del agua y

representa gastos de operación no justificados. Por lo tanto se considera que

la dosis del coagulante condiciona el funcionamiento de las unidades de

decantación y que es imposible de realizar una clarificación, si la cantidad de

coagulante está mal ajustada. La adición de un coagulante neutraliza las

cargas, produciendo el colapso de la "nube de iones" que rodean los

coloides de modo que puedan aglomerarse, esta forma de aglomeración es

llamada floculación.

3.3.6.1 Etapas o Fases de la Coagulación

El proceso de coagulación se desarrolla en un tiempo muy corto (casi

instantáneo), en el que se presenta las siguientes etapas.

Hidrólisis de los coagulantes y desestabilización de las partículas en

suspensión.

Formación de Compuestos químicos poliméricos.

Adsorción de cadenas poliméricas por los coloides.


23

Adsorción mutua de coloides.

Acción de barrido.

Fig. N° 4.- Primera y Segunda fase de la coagulación

Fig. N° 5.- Tercera y cuarta fase de la coagulación


24

3.3.6.2 Tipos de Coagulación

Se presentan dos tipos básicos de coagulación: Por Adsorción y Por Barrido.

1. Coagulación Por Adsorción: Se presenta cuando el agua presenta

una alta concentración de partículas al estado coloidal; cuando el

coagulante es adicionado al agua turbia los productos solubles de los

coagulantes son absorbidos por los coloides y forman los flóculos en

forma casi instantánea.

Fig. N°6.- Coagulación por adsorción

2. Coagulación por Barrido.- Este tipo de coagulación se presenta

cuando el agua es clara (presenta baja turbiedad) y la cantidad de

partículas coloides es pequeña; en este caso las partículas son

entrampadas al producirse una sobresaturación de precipitado de

sulfato de aluminio o cloruro férrico.


25

Fig. N° 7.- Coagulación por barrido

3.3.6.3 Principios básicos en el uso de coagulantes

La turbiedad y el color del agua son principalmente causados por partículas muy

pequeñas, llamadas partículas coloidales. Estas partículas permanecen en

suspensión en el agua por tiempo prolongado y pueden atravesar un medio

filtrante muy fino. Por otro lado aunque su concentración es muy estable, no

presentan la tendencia de aproximarse unas a otras.

Para eliminar estas partículas se recurre a los procesos de coagulación y

floculación, la coagulación tiene por objeto desestabilizar las partículas en

suspensión es decir facilitar su aglomeración. En la práctica este procedimiento

es caracterizado por la inyección y dispersión rápida de productos químicos. La

floculación tiene por objetivo favorecer con la ayuda de la mezcla lenta el

contacto entre las partículas desestabilizadas. Estas partículas se aglutinan para

formar un floc que pueda ser fácilmente eliminado por los procedimientos de

decantación y filtración.

Es muy importante que los procedimientos de coagulación y floculación sean

utilizados correctamente, ya que la producción de un floc muy pequeño o muy

ligero produce una decantación insuficiente; mientras que el agua que llega a los


26

filtros contienen una gran cantidad de partículas de floc que rápidamente

ensucian los filtros y necesitan lavados frecuentes. Por otro lado cuando el floc

es frágil, este se rompe en pequeñas partículas que pueden atravesar el filtro y

alterar la calidad del agua producida.

3.3.6.4 Mecanismo de la Coagulación

La desestabilización se puede obtener por los siguientes mecanismos

fisicoquímicos:

Compresión de la doble capa.

Adsorción y neutralización de cargas.

Agrupamiento de partículas en un precipitado.

Adsorción y puente.

3.3.6.5 Compresión de la Doble Capa

Cuando se aproximan dos partículas semejantes, sus capas difusas

interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de repulsión

está en función de la distancia que los separa y cae rápidamente con el

incremento de iones de carga opuesta al de las partículas, esto se consigue

sólo con los iones del coagulante, como se muestra en la figura N° 8.

Existe por otro lado un potencial de atracción o fuerzas de atracción Ea,

entre las partículas llamadas fuerzas de Van der Walls, que dependen de los

átomos que constituyen las partículas y de la densidad de estos últimos.


27

Fig. N° 8.- Fuerza de Atracción y Repulsión.

Si la distancia que separa a las partículas es superior a “L”, entonces las

partículas, no se atraen. E es la energía que los mantiene separados.

Contrariamente a las fuerzas de repulsión, las fuerzas de Van der Walls no

son afectados por las características de la solución.

3.3.6.6 Absorción y Neutralización de Cargas

Las partículas coloidales poseen carga negativa en su superficie, estas

cargas llamadas primarias atraen los iones positivos que se encuentran en

solución dentro del agua y forman la primera capa adherida al coloide.

El potencial en la superficie del plano de cizallamiento es el potencial

electrocinético o potencial ZETA, este potencial rige el desplazamiento de

coloides y su interacción mutua.

Después de la teoría de la doble capa la coagulación es considerada como

la anulación del potencial obtenido por adición de productos de coagulación -

floculación, en la que la fuerza natural de mezcla debido al movimiento

browniano no es suficiente requiriéndose una energía complementaria

necesaria; por ejemplo realizar la agitación mecánica o hidráulica.

Cuando se adiciona un exceso de coagulante al agua a tratar, se produce a

la re estabilización de la carga de la partícula; esto se puede explicar debido


28

a que el exceso de coagulante son absorbidos en la superficie de la

partícula, produciendo una carga invertida a la carga original.

3.3.6.7 Agrupamiento de Partículas dentro de un Precipitado

Las partículas coloidales desestabilizadas, se pueden atrapar dentro de un

floc, cuando se adiciona una cantidad suficiente de coagulantes,

habitualmente sales de metales trivalente como el sulfato de aluminio

Al2(SO4)3, o Cloruro Férrico FeCl3, el floc está formado de moléculas de

Al(OH)3 o de Fe(OH)3. La presencia de ciertos aniones y de las partículas

coloidales acelera la formación del precipitado. Las partículas coloidales

juegan el rol de anillo durante la formación del floc; este fenómeno puede

tener una relación inversa entre la turbiedad y la cantidad de coagulante

requerida. En otras palabras, una concentración importante de partículas en

suspensión puede requerir menor cantidad de coagulante.

Fig. N° 9.- Agrupamiento de Partículas en un Floc.

3.3.6.8 Adsorción y Puente

En cualquier caso, se obtiene el tratamiento más económico utilizando un

polímero aniónico, cuando las partículas están cargadas negativamente.

Este fenómeno es explicado por la teoría del “puente”. Las moléculas del


29

polímero muy largas contienen grupos químicos que pueden absorber las

partículas coloidales. La molécula de polímero puede así absorber una

partícula coloidal en una de sus extremidades, mientras que los otros sitios

son libres para absorber otras partículas.

Por eso se dice que las moléculas de los polímeros forman el “puente” entre

las partículas coloidales. Esto puede tener una re estabilización de la

suspensión, por una excesiva carga de polímeros.

Tabla Nº 4.Clasificación del agua, según su comportamiento en la coagulación

Tipo de Agua Tipo de Coagulación Requerimiento

Baja concentración de coloides, baja alcalinidad

Formación de precipitado

Floc de barrido

Alta dosis de coagulantes. Adición de alcalinidad o partículas, o ambas.

Baja concentración de coloides, alta alcalinidad

Formación de precipitado

Floc de barrido Alta dosis de coagulantes. Adición partículas.

Alta concentración de coloides, baja alcalinidad

Adsorción de polímeros metálicos positivos, en la superficie de los coloides. (pH 4 a 7).

Dosis de coagulantes incrementa con concentración de partículas, adición de alcalinidad

Alta concentración de coloides, alta alcalinidad

Adsorción de polímeros metálicos positivos, y precipitaciones de hidróxido (pH > 7)

Dosis de coagulantes incrementa con concentración de partículas.

3.3.6.9 Zonas de coagulación

La aplicación de una dosis creciente del coagulante al agua presenta

diferentes zonas de coagulación:

Zona 1: La dosis de coagulante no es suficiente para desestabilizar las

partículas y por lo tanto no se produce coagulación.

Zona 2: Al incrementar la dosis de coagulantes, se produce una rápida

aglutinación de los coloides.


30

Zona 3: Si se continua incrementando la dosis, llega un momento en que no

se produce una buena coagulación, ya que los coloides se re estabilizan.

Zona 4: Al aumentar aún más la dosis, hasta producir una súper saturación

se produce de nuevo una rápida precipitación de los coagulantes que hace

un efecto de barrido, arrastrando en su descenso las partículas que

conforman la turbiedad.

Fig. N° 10.- Etapas en la adición de coagulante.

3.3.7 FLOCULACIÓN

3.3.7.1 Objetivo de la Floculación

En la segunda etapa de la mezcla que corresponde a una mezcla lenta tiene

por objeto permitir los contactos entre los flóculos, la turbiedad y el color, la

mezcla debe ser lo suficiente para crear diferencias de velocidad del agua

dentro de la unidad pero no muy grande, ya que los flóculos corren el riesgo

de romperse; aún si el tiempo es no más del tiempo óptimo de floculación.

La floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que consiste en la

agitación de la masa coagulada que sirve para permitir el crecimiento y


31

aglomeración de los flóculos recién formados con la finalidad de aumentar el

tamaño y peso necesarios para sedimentar con facilidad.

Estos flóculos inicialmente pequeños, crean al juntarse aglomerados

mayores que son capaces de sedimentar.

Si, sucede que los flóculos formados por la aglomeración de varios coloides

no son lo suficientemente grande como para sedimentar con la rapidez

deseada, el uso de un floculante es necesario para reunir los flóculos en

forma de red, formando puentes de una superficie a otra enlazando las

partículas individuales en aglomerados.

Fig. N° 11.- Esquema de un floculante.

La floculación es favorecida por el mezclado lento que permite juntar poco a

poco los flóculos; un mezclado demasiado intenso los rompe y raramente se

vuelven a formar en su tamaño y fuerza óptimos. La floculación no sólo

incrementa el tamaño de las partículas del flóculo, sino que también

aumenta su peso.

La floculación puede ser mejorada por la adición de un reactivo de

floculación o ayudante de floculación.


32

3.3.7.2 Tipos de Floculación.

Hay 2 tipos de floculación:

Floculación Pericinética

La floculación Pericinética producido por el movimiento natural de las

moléculas del agua y esta inducida por la energía térmica, este movimiento

es conocido como el movimiento browniano.

Floculación Ortocinética

Se basa en las colisiones de las partículas debido al movimiento del agua, el

que es inducido por una energía exterior a la masa de agua y que puede ser

de origen mecánico o hidráulico. Después que el agua es coagulada es

necesario que se produzca la aglomeración de los microflóculos; para que

esto suceda se produce primero la floculación Pericinética luego se produce

la floculación Ortocinética.

3.3.7.3 Parámetros de la Floculación

Los parámetros que caracterizan la floculación son los siguientes:

Floculación Ortocinética (Se da por el grado de agitación

proporcionada, Mecánica o Hidráulica).

Gradiente de Velocidad (energía necesaria para producir la mezcla).

Número de colisiones (choque entre microflóculos).

Tiempo de retención (tiempo que permanece el agua en la unidad de

floculación).

Densidad y tamaño de floc.

Volumen de lodos (los flóculos formados no deben sedimentar en las

unidades de floculación).


33

3.3.7.4 Floculantes

Los floculantes son polímeros o poli electrolitos con pesos moleculares muy

elevados, moléculas orgánicas solubles en agua formadas por bloques

denominados monómeros, repetidos en cadenas larga.

Estos floculantes pueden ser de naturaleza: mineral, orgánico natural y

orgánico de síntesis.

a) Floculantes Minerales: Se encuentra la sílice activada, que es el primer

floculante empleado, que debe ser preparado antes de emplear, su

preparación es tan delicada y presenta el riesgo de la gelatinización; produce

la neutralización parcial de la alcalinidad de silicato de sodio en solución.

b) Floculantes Orgánicos Naturales: Son polímeros naturales extraídos de

sustancias animales o vegetales.

Los alginatos, cuya estructura polimérica son:

Los ácidos manuránicos y,

Los ácidos glucónico.

c) Floculantes Orgánicos de Síntesis.- Son los más utilizados y son

macromoléculas de una gran cadena, obtenidos por asociación de

monómeros sintéticos con masa molecular elevada de 106 a 107 gr. /mol,

estos se clasifican de acuerdo a la ionicidad de los polímeros:

Aniónico (generalmente co-polímeros de la acrilamida y del ácido

acrílico).

Neutros o no iónicos (poli-acrilamidas).

Catiónico (co-polímero de acrilamidas + un monómero catiónico).


34

Por último, como requisito principal para la adición de coagulante y floculante

se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Verificación del caudal de tratamiento.

La dosificación de los productos químicos.

El manejo de los Equipos / Aparatos de medida y los medios de

medición.

A pesar de que la floculación normalmente, no suele incluirse en las

instalaciones de tratamiento de aguas residuales, vale la pena tener en

cuenta el uso de la floculación del agua residual por agitación mecánica o

con aire, principalmente cuando los objetivos del tratamiento sea aumentar

la eliminación de los sólidos en suspensión y de la DBO en las instalaciones

de decantación primaria, de acondicionar el agua que contenga vertidos

industriales, y por último la de mejorar la eficacia de los decantadores

secundarios, especialmente cuando se trata de tratamientos con lodos

activados.

3.3.8 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COAGULACIÓN - FLOCULACIÓN.

Es necesario tener en cuenta los siguientes factores con la finalidad de

optimizar el proceso de precipitación:

pH.

Turbiedad.

Sales disueltas.

Temperatura del agua.

Tipo de coagulante utilizado.

Condiciones de Mezcla.

Sistemas de aplicación de los coagulantes.


35

Tipos de mezcla y el color.

La inter relación entre cada uno de ellos permiten predecir cuáles son las

cantidades de los precipitantes a adicionar al agua.

3.3.8.1 Influencia del pH.

El pH es una medida de la actividad del ion hidrógeno en una solución, y es

igual a:

pH = - log [H+]

El pH es la variable más importante a tener en cuenta al momento de la

coagulación, para cada agua existe un rango de pH óptimo para la cual la

coagulación tiene lugar rápidamente, ello depende de la naturaleza de los

iones y de la alcalinidad del agua.

El rango de pH es función del tipo de coagulante a ser utilizado y de la

naturaleza del agua a tratar; si la coagulación se realiza fuera del rango de

pH óptimo entonces se debe aumentar la cantidad del coagulante; por lo

tanto la dosis requerida es alta. Para sales de aluminio el rango de pH para

la coagulación es de 6.5 a 8.0 y para las sales de hierro, el rango de pH

óptimo es de 5.5 a 8.5 unidades.

Tabla Nº 5. Rangos de pH para el aluminio y el hierro.

Catión Grado optimo de pH para la coagulación - Floculación

Al +3 6,5 – 8,0

Fe +3 5,5 – 8,5


36

3.3.8.2 Influencia de las Sales Disueltas

Las sales contenidas dentro del agua ejercen las siguientes influencias sobre

la coagulación y floculación:

Modificación del rango de pH óptimo.

Modificación del tiempo requerido para la floculación.

Modificación de la cantidad de coagulantes requeridos.

Modificación de la cantidad residual del coagulante dentro del

efluente.

3.3.8.3 Influencia de la Temperatura del Agua

La variación de 1°C en la temperatura del agua conduce a la formación de

corrientes de densidad (variación de la densidad del agua) de diferentes

grados que afectan a la energía cinética de las partículas en suspensión, por

lo que la coagulación se hace más lenta; temperaturas muy elevadas

desfavorecen igualmente a la coagulación.

Una disminución de la temperatura del agua en una unidad de decantación

conlleva a un aumento de su viscosidad; esto explica las dificultades de la

sedimentación de un floc.

3.3.8.4 Influencia de la Dosis del Coagulante

La cantidad del coagulante a utilizar tiene influencia directa en la eficiencia

de la coagulación, así:

Poca cantidad del coagulante, no neutraliza totalmente la carga de la

partícula, la formación de los microflóculos es muy escaso, por lo

tanto la turbiedad residual es elevada.


37

Alta cantidad de coagulante produce la inversión de la carga de la

partícula, conduce a la formación de gran cantidad de microflóculos

con tamaños muy pequeños cuyas velocidades de sedimentación

muy bajas, por lo tanto la turbiedad residual es igualmente elevada.

La selección del coagulante y la cantidad óptima de aplicación; se

determina mediante los ensayos de pruebas de jarra.

La selección del coagulante y la dosis juegan un rol muy importante sobre:

La buena o mala calidad del agua clarificada.

El buen o mal funcionamiento de los decantadores.

Los valores teóricos de dosis de coagulantes son diferentes para los

diferentes valores de pH y alcalinidad.

Tabla Nº 6. Dosis optimas para el aluminio y el hierro.

pH (unidades)

Alcalinidad Dosis óptima de

FeCl3 (soluc.) Dosis óptima de Al(SO4)3 (soluc.)

7.46 91 ppm CaCO3 14 ppm 26 ppm

7.29 85 ppm CaCO3 16 ppm 30 ppm

3.3.8.5 Influencia de Mezcla

El grado de agitación que se da a la masa de agua durante la adición del

coagulante, determina si la coagulación es completa; turbulencias desiguales

hacen que cierta porción de agua tenga mayor concentración de coagulantes

y la otra parte tenga poco o casi nada; la agitación debe ser uniforme e

intensa en toda la masa de agua, para asegurar que la mezcla entre el agua

y el coagulante haya sido bien hecho y que se haya producido la reacción

química de neutralización de cargas correspondiente.


38

En el transcurso de la coagulación y floculación, se procede a la mezcla de

productos químicos en dos etapas. En la primera etapa, la mezcla es

enérgica y de corta duración (60 seg., máx.) llamado mezcla rápida; esta

mezcla tiene por objeto dispersar la totalidad del coagulante dentro del

volumen del agua a tratar, y en la segunda etapa la mezcla es lenta y tiene

por objeto desarrollar los microflóculos.

La mezcla rápida se efectúa para la inyección de productos químicos dentro

de la zona de fuerte turbulencia, una inadecuada mezcla rápida conlleva a

un incremento de productos químicos.

3.3.8.6 Influencia de la Turbiedad

La turbiedad del agua superficial es gran parte debido a partículas de lodos

de sílice de diámetros que varían entre 0.2 a 5 µm. La coagulación de estas

partículas es muy fácil de realizar cuando el pH se mantiene dentro del

rango óptimo. La variación de la concentración de las partículas permite

hacer las siguientes predicciones:

Para cada turbiedad existe una cantidad de coagulante, con el que se

obtiene la turbiedad residual más baja, que corresponde a la dosis

óptima.

Cuando la turbiedad aumenta se debe adicionar una dosis menor de

coagulante debido a que la probabilidad de colisión entre las

partículas es muy elevada; por lo que la coagulación se realiza con

facilidad; por el contrario cuando la turbiedad es baja la coagulación

se realiza muy difícilmente, y la cantidad del coagulante es igual o

mayor que si la turbiedad fuese alta.


39

Cuando la turbiedad es muy alta, conviene realizar una pre

sedimentación natural o forzada, en este caso con el empleo de un

polímero aniónico.

Es siempre más fácil coagular las aguas de baja turbiedad y aquellas

contaminadas por desagües domésticos industriales, por que

requieren mayor cantidad de coagulante que los no contaminados.

3.4 ANTECEDENTES BÁSICOS DEL FÓSFORO.

El fósforo forma la base de gran número de compuestos, de los cuales los

más importantes son los fosfatos. En todas las formas de vida, los fosfatos

desempeñan un papel esencial en los procesos de transferencia de energía,

como el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y la acción

muscular. Los ácidos nucléicos, que entre otras cosas forman el material

hereditario (los cromosomas), contienen fosfatos, así como también cierto

número de coenzimas. Los esqueletos de los animales están formados por

fosfato de calcio.

Cerca de tres cuartas partes del fósforo total (en todas sus formas químicas)

se emplean como fertilizantes. Otras aplicaciones importantes son en

detergentes, nutrientes suplementarios en alimentos para animales,

ablandadores de agua, aditivos para alimentos y fármacos, agentes de

revestimiento en el tratamiento de superficies metálicas, aditivos en

metalurgia, plastificantes, insecticidas y aditivos de productos petroleros.

Los fosfatos se basan en átomos de fósforo rodeados en una disposición

tetraédrica por átomos de oxígeno, el miembro más pequeño de la familia es

el anión simple (el ion ortofosfato). La familia de las cadenas de fosfato

se basa en hileras alternadas de átomos de fósforo y oxígeno en que cada


40

átomo de fósforo permanece en el centro de un tetraedro de cuatro átomos

de oxígeno.

Fig. Nº 12. Estructura típica del grupo Fosfato.

Casi todo el fósforo utilizado en el comercio está en forma de fosfatos. La

mayor parte de los fertilizantes fosfatados constan de ortofosfato di ácido de

calcio u ortofosfato ácido de calcio muy impuros, Ca(H2PO4)2 y CaHPO4,

estos fosfatos son sales del ácido ortofosfórico.

El compuesto de fósforo de mayor importancia biológica es el

adenosintrifosfato (ATP), que es un éster de la sal, el tripolifosfato de sodio,

muy utilizado en detergentes y ablandadores de agua. Casi todas las

reacciones en el metabolismo y la fotosíntesis requieren la hidrólisis de este

tripolifosfato hasta su derivado pirofosfato, llamado adenosindifosfato (ADP).

3.4.1 EFECTOS DEL FÓSFORO SOBRE LA SALUD

Los fosfatos son substancias importantes en el cuerpo de los humanos

porque ellas son parte del material de ADN y forman parte en la distribución

de la energía. Los fosfatos también pueden ser encontrados en plantas. Los

humanos han cambiado el suministro natural de fósforo radicalmente en sus

cultivos, esto debido a la adición en agricultura de abonos ricos en fosfatos.

El fosfato era también añadido a un número de alimentos, como quesos,

salsas, jamón, etc. Demasiado fosfato puede causar problemas de salud,

como es el daño a los riñones y osteoporosis. La disminución de fosfato


41

también puede ocurrir. Estas son causadas por uso extensivo de medicinas.

Demasiado poco fosfato puede causar también problemas de salud.

El Fósforo en su forma pura tiene un color blanco. El fósforo blanco es la

forma más peligrosa de fósforo que es conocida. Cuando el fósforo blanco

se encuentra en la naturaleza este puede ser un peligro serio para nuestra

salud. El fósforo blanco es extremadamente venenoso y en muchos casos la

exposición a él sería fatal. En la mayoría de los casos la gente que muere

por fósforo blanco ha sido por tragar accidentalmente veneno de rata. Antes

de que la gente muera por exposición al fósforo blanco experimentan

náuseas, convulsiones en el estómago y desfallecimiento. El fósforo blanco

puede causar quemaduras en la piel, dañar el hígado, corazón y riñones.

3.4.2 EFECTOS AMBIENTALES DEL FÓSFORO.

La incorporación de fosforo en las masas de agua ha aumentado de forma

notable en los últimos tiempos como consecuencia de su uso en abonos

agrícolas, en actividades industriales, en detergentes y en productos de usos

domésticos. Una baja concentración de fósforo en el medio limitará el

crecimiento el crecimiento biológico e impedirá la eliminación del sustrato

orgánico (Grady y Lim, 1980).

El fósforo presente en las aguas residuales urbanas proviene principalmente

de la materia fecal humana (50 – 65%), de los vertidos de residuos

alimenticios y de los compuestos de fosfato inorgánico contenido en los

detergentes y los productos de limpieza (30 – 50%). Su concentración típica

es del orden de 10 – 30 mg P/L. El fósforo se puede encontrar en tres

formas distintas: fósforo orgánico (especies particulada), ortofosfatos y

polifosfatos (especies disueltas).


42

La eliminación de este nutriente también se relaciona con el control de la

eutrofización, ya que el fósforo es el nutriente limitante en la mayoría de los

sistemas de agua fresca.

Tradicionalmente esta reducción de fósforo se realizaba mediante un

proceso químico de adicción de sales de aluminio o hierro, pero en la

década de los 80´s el éxito de plantas biológicas de remoción de fósforo

alentó el uso de esta tecnología, la cual tiene ventajas en la reducción de

costos asociados a los químicos y en la reducción de la producción de lodos

en comparación con la precipitación química. La finalidad del proceso es

remover el fósforo proveniente del agua residual incorporándolo a la

biomasa, la cual es removida del proceso como resultado del desecho de

lodos. Los organismos acumuladores de fósforo se manipulan para crecer y

consumir fósforo en sistemas donde la configuración permite a éstos una

ventaja competitiva frente a otras bacterias.

Dentro de los compuestos del fósforo, sin duda los que más afectan al

medioambiente son los siguientes:

Fósforo blanco: El fósforo blanco esta en el ambiente debido a la utilización

en industrias para hacer otros productos químicos y en algunos casos

cuando el ejército lo usa como munición. A través de la descarga de aguas

residuales el fósforo blanco termina en las aguas superficiales cerca de las

fábricas donde este es usado.

El fósforo blanco reacciona con el oxígeno bastante rápido, lo cual hace que

su permanencia en el medio sea corta.

Cuando el fósforo termina en el aire a través de los tubos de escape de los

automóviles, éste, terminará usualmente reaccionando con el oxígeno al


43

instante para convertirse en partículas menos peligrosas. Pero en suelos

profundos y en el fondo de los ríos y lagos el fósforo puede permanecer

miles de años y más.

Fosfatos: Los fosfatos tienen muchos efectos sobre los organismos. Los

efectos son mayoritariamente consecuencia de las emisiones de grandes

cantidades de fosfatos en el ambiente debido a la minería y los cultivos.

Durante la purificación del agua los fosfatos no son a menudo eliminados

correctamente, así que pueden expandirse a través de largas distancias

cuando se encuentran en la superficie de las aguas.

Debido a la constante adición de fosfatos por los humanos y que exceden

las concentraciones naturales, el ciclo del fósforo es interrumpido

fuertemente.

El incremento de la concentración de fósforo en las aguas superficiales

aumenta el crecimiento de organismos dependientes del fósforo, como son

las algas. El fenómeno es comúnmente conocido como eutrofización.

3.4.3 EUTROFIZACIÓN.

La eutrofización es la respuesta del ecosistema al aumento de la

disponibilidad de nutrientes, especialmente de nitrógeno y de fósforo, y

puede ocurrir bajo condiciones naturales o provocada por el hombre

(antropogénico). La eutrofización antropogénica avanza más rápidamente

que el fenómeno natural y es una de las principales formas de

contaminación del agua, causando un crecimiento exponencial de algas y el

desarrollo incontrolado de una especie, en relación a las demás. Todo ello

ocasiona una mala apariencia de las aguas, problemas de olores por

descomposición de plantas y un escaso nivel de oxígeno disuelto que afecta


44

negativamente a la respiración de los peces, los animales acuáticos y las

plantas adheridas en el lecho de los cursos de agua (EPA, 1993; Winkler,

1998; Salgot y Tapias, 1999).

Para alcanzar el crecimiento de plantas y algas es necesario que existan

cantidades adecuadas de macro nutrientes en forma de nitrógeno y de

fósforo, una concentración suficiente de dióxido de carbono y un cierto nivel

de energía solar, pues la ausencia de uno de ellos limita el crecimiento. El

dióxido de carbono no suele ser un factor limitante. La luz solar se convierte

en limitante en aguas profundas porque es absorbida en las capas

superiores. Así mismo, en aguas tranquilas o estratificadas, el excesivo

crecimiento de algas en la superficie forma una capa protectora evitando el

paso de la luz a zonas inferiores. Puesto que el contenido de dióxido de

carbono y la luz solar son difícilmente controlables, su manipulación no se

considera una forma práctica para limitar la fotosíntesis.

Durante el día, cuando ocurre la fotosíntesis, las algas producen grandes

cantidades de oxígeno que ayudan a airear la masa de agua; para ello

utilizan carbonatos y bicarbonatos como fuentes de carbono celular, lo que

puede producir un aumento del pH del agua hasta 10,5 en aguas eutróficas.

Por otra parte, durante la noche ocurre la reacción inversa, las algas al

respirar consumen oxígeno y liberan CO2. Debido a esta dinámica, el agua

experimenta grandes fluctuaciones de pH y, además, si la concentración de

algas es elevada, el agua puede alcanzar un completo estado anaeróbico

durante la noche.

Otra característica de un agua eutrófica es la escasa diversidad de especies.

Mientras que en un agua oligotrófica (baja concentración de nutrientes) las

algas son escasas en número de individuos, pero muy diversas en especie,


45

en las aguas eutróficas las algas alcanzan grandes concentraciones, pero

tan sólo dominan ciertas especies.

Esta observación permite evaluar rápidamente al microscopio la presencia

de nutrientes en una masa de agua mediante la valoración de su diversidad

en algas.

La eutrofización causa una mayor inquietud en los lagos, ya que los

nutrientes que entran a la masa de agua tienden a ser reciclados en el lago y

a acumularse con el tiempo. Por el contrario, un río es un sistema que fluye y

en el cual los nutrientes siempre entran y salen de cualquier sección; las

acumulaciones tienden a ocurrir solamente en los sedimentos o en aguas de

flujo muy lento.

En estuarios y océanos, las concentraciones de los compuestos del

nitrógeno suelen ser muy bajas y pueden limitar la biomasa total y los tipos

de especies presentes.

Los vertidos de las plantas de tratamientos de aguas residuales, en algunos

estuarios pueden aumentar la concentración de nitrógeno hasta niveles

capaces de favorecer las floraciones de algas. Sin embargo, la alta dilución

provocada en un vertido directo de agua residual al mar probablemente

elimina el daño causado por las floraciones de algas.

La causa de la eutrofización es siempre el aporte de elementos nutritivos de

muy diversa procedencia (residuos urbanos, industriales, agrícolas,…). De

estos nutrientes, los más efectivos son aquellos para los que existe una

limitación natural, principalmente, el nitrógeno y el fósforo.


46

Las aguas superficiales reciben cantidades excesivas de nutrientes

(nitrógeno y fósforo en forma de NO2 y P2O5), por los vertidos urbanos e

industriales y el arrastre de abonos agrícolas.

Algunas de las algas que se desarrollan anormalmente, emiten sustancias

tóxicas que pueden matar a los mariscos y peces, hacer que estos no sean

aptos para el consumo humano o, directamente, dar al agua sabores

desagradables o hacerla inadecuada para el consumo. El crecimiento de

algas puede afectar también al uso recreativo de embalses y lagos, a la

circulación del agua en ríos y canales y obturar los filtros de estaciones de

tratamiento del agua.

3.4.3.1 Principales Efectos de la Eutrofización.

Los principales efectos que pueden evidenciarse en las masas de agua que

se ven afectadas por el fenómeno de la eutrofización son:

Aumento de la producción y biomasa de los productores primarios

(fitoplancton y macrófitas).

Modificación de las características de la masa de agua la cual

conlleva una pérdida de calidad de la misma, al no poderse destinar

para el uso normal al que estaba destinada.

Sustitución de especies piscícolas deseables por otras menos

cotizadas.

Producción de toxinas por determinadas algas (dinoflagelados-

mareas rojas).

Desoxigenación del agua, ocasionando normalmente mortandad de

peces.

Aumento de los gastos de operación de los sistemas públicos de

abastecimiento de agua por problemas de sabor y olor.


47

Colmatación y obstrucción de los canales de riego por las malas

hierbas acuáticas.

Reducción de la posibilidad de utilización del agua para fines

recreativos debido a los olores producidos por la descomposición de

las algas.

Impedimentos a la navegación debido al crecimiento de densas

masas de algas.

Pérdidas económicas debido a la modificación de las especies

piscícolas.

3.4.3.2 Factores que afectan el grado de Eutrofización.

Relacionados con la masa de agua.

Clima (temperaturas, viento, precipitaciones, disponibilidad de

energía solar,…): Afecta la temperatura anual del agua, la dirección y

velocidad del viento, cantidad de precipitaciones y estructura térmica

de la masa de agua. La disponibilidad de energía solar es muy

importante para controlar la producción del fitoplancton durante la

estación de crecimiento.

Hidrología (transporte de nutrientes por erosión del suelo):

Generalmente, a una mayor cantidad de precipitaciones, se transporta

mayores cantidades de agua y nutrientes a la masa de agua durante

el ciclo anual. La duración de estas precipitaciones es un factor

importante por su relación con las entradas de nutrientes por erosión

del suelo.

Morfología de la cuenca (profundidad): La profundidad media tanto

del total de la masa de agua como del fondo pueden afectar


48

sustancialmente los impactos de un aumento en la carga de

nutrientes al lago o pantano.

Fuentes propias de nutrientes (sedimentos como sumidero de

nutrientes): El papel de los sedimentos del fondo puede ser de gran

interés para el estado trófico de una masa de agua. En los lagos

pobres en nutrientes parte de estos nutrientes importados son

retenidos en los sedimentos que actúan de sumidero de éstos.

Aquellos lagos con sobrecarga en los que los sedimentos se han

enriquecido con fósforo a lo largo del tiempo, la liberación de este

elemento en dichos sedimentos puede superar el flujo hacia los

mismos durante el período estival especialmente si el fondo se vuelve

anóxico, provocándose una proliferación masiva de algas, sin

necesidad de un aporte externo de nutrientes.

Factores Antropogénicos.

Vertidos urbanos e industriales: Los vertidos de aguas residuales

suelen caracterizarse por su contenido en formas de nitrógeno

(nitratos, nitritos y amonio) y fosfatos (principalmente, procedentes de

restos de detergentes). Estos, pueden constituir la mayor fuente de

carga de nutrientes en la masa de agua, favoreciendo el afloramiento

masivo de fitoplancton.

Vertidos de origen agrícola y ganadero: Las diferencias en los

patrones de utilización de la tierra y del uso de fertilizantes de una

cuenca de drenaje puede ocasionar diferencias importantes en la

composición química de las aguas de la escorrentía de cada área. La

contribución exacta de la agricultura y la ganadería a la eutrofización

del agua superficial y a la contaminación de las aguas subterráneas


49

es difícil de cuantificar (contaminación difusa). El agua subterránea se

contamina fundamentalmente como consecuencia de la lixiviación,

sobre todo por nitrato.

3.4.3.3 Medidas para evitar la Eutrofización.

Algunas de las medidas más simples para evitar la Eutrofización son las

siguientes:

Incluir tratamientos de eliminación de Fósforo y Nitrógeno en las

plantas de aguas residuales situadas en zonas sensibles, de acuerdo

a lo expuesto por Legislación.

Limitación en el uso de fertilizantes y optimización de los sistemas de

aplicación de los mismos.

Adopción de buenas prácticas de agricultura.

Control de los focos de contaminación difusa por parte de las

Autoridades pertinentes (fiscalización).

Reducir las emisiones de NOx y amoniaco a la atmosfera.

3.5 MÉTODOS DE ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO EN AGUAS RESIDUALES.

3.5.1 EL FÓSFORO EN AGUAS RESIDUALES.

La eliminación de nutrientes (compuestos de fósforo y nitrógeno) de las

aguas residuales es una operación importante, debido a que estos productos

juegan un papel crítico en la eutrofización. Se ha acentuado el interés en la

eliminación del fósforo últimamente por dos razones: (1) el fósforo es el

nutriente más crítico, y (2) los procesos de eliminación de nitrógeno son

menos eficaces y más caros. La mayoría de los procesos de tratamiento

para la eliminación de nutrientes que se encuentran en funcionamiento hoy


50

día fueron diseñados para la eliminación del fósforo exclusivamente,

(Mujeriego, 1990).

El fósforo está presente en el agua residual en forma de ortofosfato PO4-3,

polifosfatos P2O7 y formas orgánicas del fósforo. Estos dos últimos términos

engloban hasta el 70% del fósforo contenido en el agua residual. Entre el 10

y el 30% del fósforo presente se elimina durante el tratamiento biológico

secundario (Metcalf Eddy, 1995). Para conseguir niveles más bajos de

fósforo en el efluente, es necesario eliminar más cantidad de la

estrictamente necesaria para el mantenimiento y síntesis celular. Bajo ciertas

condiciones aerobias, los microorganismos pueden consumir más fósforo del

necesario. Las células pueden liberar fósforo en condiciones anóxicas la

eliminación biológica del fósforo se consigue generando en los reactores las

condiciones ambientales adecuadas de manera secuencial.

3.5.2 ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DEL FÓSFORO.

Los principales procesos biológicos utilizados en el tratamiento de un agua

residual se resumen en la Tabla Nº 7.


51

Tabla Nº 7. Principales procesos biológicos empleados en el tratamiento de aguas residuales.

El fósforo en forma de ortofosfatos es un factor limitante del crecimiento de

muchos microorganismos presentes en los fangos activados, que lo

incorporan en su tejido celular en forma de compuestos orgánicos

fosfatados. La biomasa de los fangos activados contiene entre 1,5 – 2,0% de

fósforo (referido a materia seca). Sin embargo existen ciertos

microorganismos capaces de asimilar el fósforo en proporciones superiores

a las correspondientes a los requisitos nutritivos normales bajo condiciones

aerobias, almacenándolo en forma de gránulos de polifosfatos denominados

volutina (Neethling, 1995; Teira, 1996). Las primeras observaciones del

fenómeno se registraron en el año 1955, pero no fue hasta finales de 1965

cuando se confirmo que el fenómeno es de tipo biológico, puesto que

alrededor del 80% de la eliminación de fósforo se produjo sin adición de

sustancias químicas. Este fenómeno fue denominado inicialmente como

Luxury Uptake por Levin y Shapiro en 1965 (Neethling, 1995).


52

A principios de los años setenta, este fenómeno se relacionó con una

liberación de fósforo en condiciones anaerobias y en presencia de sustrato

fácilmente biodegradable. El proceso de fango activado fue diseñado

originalmente para la eliminación de carbono y nitrógeno, pero en 1976

Bernard propuso un sistema de eliminación biológica simultánea de

nitrógeno y fósforo, conocido como proceso Phoredox en Sudáfrica y

Bardenpho en los Estados Unidos. La eliminación biológica de fósforo en

exceso se basa en el enriquecimiento de los fangos activados con bacterias

capaces de acumular ortofosfatos en cantidades superiores a los requisitos

metabólicos normales (Muyima etal., 1997).

Los sistemas convencionales de fangos activados utilizan el fosforo del agua

residual únicamente para la síntesis de nuevas células. Sin embargo,

cuando los fangos activados se exponen alternativamente a condiciones

anaerobias y aerobias, las células asimilan más fósforo del requerido para la

síntesis celular. Este fenómeno es conocido como Enhanced Biological

Phosphorus Removal (EBPR), que traducido sería Eliminación Biológica

Incrementada de Fósforo (EBIF), (Barajas, 2002).

En los últimos años, se han desarrollado diversos procesos de eliminación

biológica del fósforo como alternativa a los tratamientos químicos. El fósforo

se elimina en los tratamientos biológicos mediante la incorporación de

ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico al tejido celular. La cantidad total

de fósforo eliminado depende de la producción neta de sólidos, que se

determina mediante la ecuación:

= ∙ ( − ) ∙ unidades SI


53

Donde:

: Producción diaria neta de fango activado, medida en términos de á , (Kg/d).

: Producción observada, (Kg/Kg).

: Caudal de entrada, (m3/d).

: Concentración de DBO o DQO en el afluente, (Kg/m3).

: Concentración de DBO o DQO en el efluente, (Kg/m3).

El contenido teórico del fósforo del tejido celular es del orden de una quinta

parte del contenido en nitrógeno; el contenido real de fósforo puede variar

entre una séptima y una tercera parte del contenido en nitrógeno, en función

de las condiciones ambientales específicas.

El porcentaje de fósforo eliminado durante el tratamiento secundario por la

purga de fangos oscila, en promedio, entre 10 y el 30% de la cantidad total

inicial.

Si se emplea uno de los procesos desarrollados específicamente para la

eliminación biológica del fósforo, se pueden conseguir rendimientos muy por

encima de estos valores.

El factor crítico en la eliminación biológica del fósforo es la exposición de los

organismos a secuencias alternadas de condiciones aerobias y anaerobias.

El fango que contiene el exceso de fósforo se purga o se conduce a un

proceso lateral complementario donde se procede a la eliminación del

exceso de fósforo. La exposición a condiciones aerobias y anaerobias

alternadas se puede conseguir en el proceso de tratamiento biológico

principal, o “corriente principal”, o en la línea de recirculación de fango, o

“corriente auxiliar”.

Cabe rescatar que el nivel de tratamiento biológico de aguas residuales la

eliminación del fosforo se hace en conjunto con la eliminación de nitrógeno,

esto es llamado remoción de nutrientes, a continuación en la Tabla Nº 4 se


54

muestran algunos de los procesos más conocidos para la remoción de

nutrientes:

Tabla Nº 8. Sistemas biológicos utilizados en la eliminación de nutrientes (nitrógeno y fosforo).

El proceso AO: es un proceso de alta carga diseñado inicialmente para la

eliminación exclusiva de fósforo. La zona aerobia está diseñada para la

oxidación de la materia orgánica y la zona anaerobia para la eliminación de

fósforo. La modificación de este proceso para la eliminación de nitrógeno

consiste en el cambio de la zona anaerobia por una zona anóxica y la

inclusión de un flujo de recirculación interna. El proceso AON no permite

alcanzar la desnitrificación completa y requiere altas tasas de recirculación

para alcanzar un grado significativo de eliminación de nitrato.

Fig. Nº 13.- Sistema biológico AO


55

El proceso A2/O: está diseñado para la eliminación de nitrógeno y de

fósforo, aunque la desnitrificación completa no es posible. Básicamente, el

proceso A2/O es una modificación del proceso AO, ya que añade una zona

anóxica entre las zonas anaerobia y aerobia. La zona anóxica se incluye

solamente para reducir las cargas de nitrato sobre la zona anaerobia

mediante el caudal de recirculación de fangos, lo que afectaría a la

eliminación de fósforo.

Fig. Nº 14.- Sistema biológico A2/O

El proceso Bardenpho: alcanza una eliminación completa de nitrógeno

mediante el uso de dos zonas de desnitrificación, lo que resulta en tiempos

de residencia hidráulicos muy elevados. Se emplea una zona aerobia final a

fin de limitar la desnitrificación y la flotación de fango en el decantador

secundario. El proceso Bardenpho de 5-etapas es una extensión del proceso

anterior para incluir la eliminación de fósforo. Se consiguen altas tasas de

desnitrificación, a la vez que se recirculan muy pocos nitratos a la zona

anaerobia mediante la recirculación de fangos del decantador secundario.

Fig. Nº 15.- Sistema biológico Bardenpho.


56

El proceso UCT: fue desarrollado por la Universidad de Ciudad del Cabo

para la eliminación de fósforo. Este proceso incluye tres zonas básicas

(anaerobia, anóxica y aerobia) y dos flujos de recirculación interna, por lo

que es muy parecido al proceso A2/O salvo que los fangos activados de

retorno no se recirculan a la zona anaerobia sino a la anóxica. De esta

manera se elimina todo el oxígeno disuelto y el nitrato contenidos en el flujo

de recirculación a la zona anaerobia. La recirculación interna mejora la

utilización de la materia orgánica en la etapa anaerobia, proporcionando

condiciones óptimas para la fermentación en la fase anaerobia.

Fig. Nº 16.- Sistema biológico UCT.

El proceso UCT modificado: incluye una fase anóxica dividida en dos

zonas. La primera recibe la recirculación de los fangos del decantador y

proporciona la recirculación a la zona anaerobia. La segunda zona anóxica

recibe la recirculación de la zona aerobia, y es donde ocurre la

desnitrificación.

Fig. Nº 17.- Sistema biológico UCT modificado.

Anaerobio Anóxico Aerobio

0.5*Q

2*Q


57

El proceso VIP (Virginia Initiative Plant): es en esencia idéntico al proceso

UCT. Fue desarrollado y patentado como una patente de dominio público por

la Hampton Roads Sanitation District (HRSD) en Norfolk, Virginia, Estados

Unidos (HRSD, 1988).

Al igual que otros procesos de eliminación biológica de nitrógeno, el proceso

VIP incluye una secuencia de zonas anaerobia, anóxica y aerobia seguidas

de un decantador secundario. Sin embargo, el fango recirculado desde el

decantador, se vierte al reactor anóxico y no directamente a la zona

anaerobia, a fin de evitar la entrada de oxígeno a éste último, como ocurre

en los procesos A2/O o Bardenpho. Por otro lado, el líquido de mezcla

nitrificado se recircula al rector anóxico, mientras que el líquido de mezcla

desnitrificado se recircula a razón de 1Q-2Q desde la zona anóxica hasta el

inicio del reactor anaerobio

Fig. Nº 18.- Sistema biológico UCT VIP.

3.5.3 ELIMINACIÓN POR PRECIPITACIÓN QUÍMICA DEL FÓSFORO

Los productos químicos que se han utilizado para eliminar el fósforo incluyen

las sales metálicas y la cal. Las sales metálicas más comunes son el cloruro

de hierro y el sulfato de aluminio. También se utilizan entre otros el sulfato de

hierro y el cloruro de hierro II, que se puede obtener como subproducto en la

elaboración de aceros (aguas de decapado). El uso de polímeros combinados

con sales de hierro y aluminio también ha proporcionado resultados

satisfactorios. La cal no se emplea con mucha frecuencia, puesto que genera


58

una gran producción de fangos.

La precipitación química del fosforo en aguas residuales, puede producirse en

distintos puntos dentro del proceso de tratamiento de aguas residuales, los

principales puntos en los que se puede eliminar el fósforo se pueden clasificar

en:

1. Pre precipitación.

2. Co precipitación.

3. Post precipitación.

Pre precipitación: Se aplica a la adición de productos químicos para la

precipitación del fósforo al agua residual bruta previo a las instalaciones de

sedimentación primaria. En este caso el fósforo precipitado se elimina con el

fango primario.

Fig. Nº 19.- Diagrama de flujo pre precipitación para la eliminación del fósforo.

Co precipitación: es el proceso de adición de químicos para la formación de

precipitados que se eliminaran con los lodos biológicos. Los productos se

pueden añadir en distintos lugares, como por ejemplo, al efluente de las

instalaciones de sedimentación primaria, al licor mezcla del proceso de lodos

activados o al efluente de un proceso de tratamiento biológico antes de la

sedimentación secundaria.

Agua a tratar Efluente Mezcla

Rápida Tanque de aireación

Sedimentación Primaria

Sedimentación Secundaria

Polímero

Fangos Sal

metálica

Fangos


59

Fig. Nº20.- Diagrama de flujo co precipitación para la eliminación del fósforo.

Post precipitación: corresponde a la adición de productos químicos al

efluente de la sedimentación secundaria y la posterior eliminación de los

precipitados químicos, estos suelen ser eliminados por filtración del efluente o

en instalaciones de sedimentación complementarios.

Fig. Nº 21.- Diagrama de flujo post precipitación para la eliminación del fósforo.

Los principales precipitantes químicos utilizados para desestabilizar las

partículas y producir el floc son:

Agua a tratar Efluente Tanque de

aireación Sedimentación

Primaria Sedimentación

Secundaria

Fangos Fangos

Filtro Terciario

Sal metálica

Agua a tratar Efluente Tanque de

aireación Sedimentación

Primaria Sedimentación

Secundaria

Polímero

Fangos

Fangos Sal

metálica


60

Tabla Nº 9. Tipos de reactivos químicos empleados en el tratamiento del agua residual.

Tipo de Reactivo Ejemplo Uso en el tratamiento de aguas

Coagulantes Inorgánicos

Sales de aluminio Polímeros de aluminio Sales de hierro Otros coagulantes inorgánicos

Clarificación del agua superficial

Tratamiento de aguas residuales

Clarificación del agua superficial

Retiro de fosfatos

Algicida

Agua con materia orgánica

Para iniciar la coagulación del agua del mar

Floculantes Naturales floculantes inorgánicos floculantes orgánicos (polímeros

naturales)

Agua fría

Con las sales férricas

Con las sales de aluminio

Coagulantes Orgánicos Sintéticos

Clarificación

Coagulación en línea: En la filtración del agua del mar.

Aguas residuales industriales: este es el campo del uso principal que implica coagulantes orgánicos.

Floculantes Orgánicos Sintéticos

Agua superficial: se utiliza un floculante sintético combinado con el coagulante en el proceso de la clarificación. El mejor polímero es generalmente uno que es aniónico o levemente catiónico.

Aguas residuales industriales: En este caso del tratamiento se utiliza un coagulante inorgánico, un polímero aniónico. De algunos casos especiales (tales como tratamiento de superficies, limpieza de gases), un floculante de polímero catiónico solo es a menudo el más eficaz.

Aguas residuales municipales: En combinación con un coagulante inorgánico, el mejor floculante es generalmente uno del tipo aniónico. Cuando solamente se desea el retiro de los SS, un floculante sintético se puede utilizar solamente.

Lodo que deseca: Los floculantes catiónicos se adaptan generalmente al tratamiento del lodo orgánico. El lodo inorgánico requiere el uso de floculantes aniónicos.

A continuación se muestran algunas de las sales más utilizadas en el

proceso de precipitación química.


61

Tabla Nº 10. Productos químicos empleados en el tratamiento del agua residual

Precipitantes químicos Fórmula

Sulfato de Aluminio Al2(SO4)3 · 18H2O

Al2(SO4)3 · 14H2O

Cloruro Férrico FeCl3

Sulfato Férrico Fe2(SO4)3

Fe2(SO4)3 · 3H2O

Sulfato Ferroso FeSO4 · 7H2O

De estos, los más utilizados son las sales de Aluminio y de Hierro; cuando

se adiciona estas sales al agua se producen una serie de reacciones muy

complejas donde los productos de hidrólisis son más eficaces que los iones

mismos; estas sales reaccionan con la alcalinidad del agua y producen los

hidróxidos de aluminio o hierro que son insolubles y forman los precipitados.

La principal reacción con la alcalinidad del agua es:

Precipitación de fosfatos con aluminio:

Al+3 + HnPO4-3 ↔ AlPO4 + nH+

METODOLOGÍA

62

CAPÍTULO 4. METODOLOGÍA

La metodología de este trabajo de tesis, se basó en la determinación de

cuatro parámetros físico - químicos, como lo son el Fósforo Total, el Fósforo

Libre, los Sólidos Suspendidos Totales, y por último la Demanda Química de

Oxígeno, estos cuatro parámetros fueron medidos en cuatro puntos distintos

dentro de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas, en este

caso se realizaron los muestreos en la Planta de Tratamientos de Aguas

Residuales de la ciudad de Puerto Natales,

Parte importante de este trabajo de tesis es la realización del ensayo de

laboratorio “Test de Jarras”, este ensayo de laboratorio se realiza para ver la

capacidad Coagulante y Floculante de distintos tipos de soluciones, en este

caso especifico se trabajo con Sulfato de Aluminio (Al2(SO4)3 · 18H2O).

El procedimiento ocupado para la determinación y comparación de datos

consistió en realizar los análisis de laboratorio para los cuatro parámetros ya

mencionados, antes y después del proceso de coagulación – floculación,

adicionando en cada partida de muestras una cantidad conocida de la

solución coagulante, así, de esta manera obtener datos para poder generar

curvas de precipitación para el Fósforo Total y el Fósforo Libre, los cuales

son el motivo principal de este trabajo de titulación.

Tanto los análisis de laboratorio como el procedimiento del ensayo de Test

de Jarras fueron realizados bajo normativa vigente.

METODOLOGÍA

63

4.1 MUESTREO

4.1.1 LUGAR FÍSICO DE MUESTREO

El muestreo se realizó en las instalaciones de la Planta de Tratamiento de

Aguas Residuales perteneciente a la empresa Aguas Magallanes S.A.,

ubicada en Prolongación Piloto Pardo S/N, Puerto Natales, Provincia de

Última Esperanza, Región de Magallanes y Antártica Chilena.

4.1.2 ESQUEMA PLANTA TRATAMIENTOS

Esta planta cuenta con un sistema de tratamiento de Lodos Activados, el

proceso de tratamiento de dicha planta se explica en el siguiente esquema

simplificado, señalando los lugares donde fueron tomadas las muestras:

Fig. Nº 22.- Diagrama de flujo simplificado Planta tratamiento de Aguas Residuales

Puerto Natales.

Agua Residual Bruta

Rejas Desarenador

Reactor Biológico

Clarificador Secundario

Desinfección UV

Agua Residual Tratada

A.B. S.P T.

L.M.

S.D.S.

METODOLOGÍA

64

4.1.3 PUNTOS DE MUESTREO

Para la toma de muestras se ubicaron cuatro puntos distintos dentro de la

Planta de Tratamiento, estos puntos no fueron elegidos al azar, sino que se

determinaron con el fin de conocer las cargas contaminantes existentes en

los lugares más importantes del proceso. En la siguiente tabla se señalan los

puntos de muestreo con sus respectivas abreviaturas, desde la entrada del

agua residual, hasta la salida de esta ya tratada.

Tabla Nº 11. Lugares de muestreo Planta de Tratamiento de Aguas

Lugar de Muestreo Abreviatura

Agua Bruta A.B.

Salida Pre Tratamiento S.PT.

Licor Mezcla L.M.

Salida Decantador Secundario S.D.S.

4.1.4 FECHAS DE MUESTREO

Los muestreos se realizaron entre los meses de Junio – Julio del año 2006,

de forma semanal, para poder aplicar por semana una dosis especifica de

coagulante. A continuación se señalan las fechas en las cuales se

realizaron los muestreos:

Tabla Nº 12. Fechas de realización de Muestreo

Muestra Fecha de Muestreo

Nº 1 09 Junio 2006

Nº 2 16 Junio 2006

Nº 3 23 Junio 2006

Nº 4 13 Julio 2006

Nº 5 21 Julio 2006

Nº 6 28 Julio 2006

METODOLOGÍA

65

4.1.5 NORMATIVA DE MUESTREO

Los muestreos fueron realizados bajo la normativa Chilena existente, los

procedimientos para el monitoreo de Residuos Líquidos están contenidos en

la Norma Chilena Oficial NCh 411/2 Of 96, Calidad del agua – Muestreo –

Parte 2: Guía sobre técnicas de muestreo; NCh 411/3 Of 96, Calidad del

agua – Muestreo – Parte 3: Guía sobre la preservación y manejo de las

muestras, y NCh 411/10 Of 97, Calidad del agua – Muestreo – Parte 10:

Guía para el muestreo en aguas residuales.

La toma de muestra estuvo a cargo del personal de la Planta de Tratamiento

de Aguas Residuales

Las muestras tomadas corresponden a muestras puntuales, por lo que

debido a la distancia entre Punta Arenas y Puerto Natales, fueron tomadas a

primera hora de los días antes señalados, estas muestras fueron enviadas

vía terrestre y recepcionadas aproximadamente 4 horas después de haber

sido tomadas, durante el envío y a la recepción de estas, las muestras se

mantuvieron a una temperatura de 4°C

4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO.

4.2.1 TEST DE JARRAS

El ensayo de test de jarras se utiliza para determinar las dosis más efectivas

de coagulante para un agua específica durante el control de la coagulación y

floculación en una planta de tratamiento tanto de agua residual, como de

agua potable, especialmente cuando la calidad del agua fluctúa

rápidamente. Se puede utilizar también con objeto de determinar las

velocidades de sedimentación para el diseño de tanques de sedimentación y

conocer el potencial del agua cruda para la filtración directa.

METODOLOGÍA

66

4.2.1.1 Características del Equipo

El equipo utilizado para el Test de Jarras, se encuentra en el Laboratorio de

Físico - Química y Medio Ambiente perteneciente al Departamento de

Ingeniería Química de la Universidad de Magallanes, y cuenta con las

siguientes características:

Fig. Nº 23.- Equipo para el ensayo del Test de Jarras

Tabla Nº 13. Características Equipo Test de Jarras

Características Técnicas

Estructura Metálica recubierta con pintura epoxi.

Números de posiciones de agitación 6

Varillas de acero inoxidable Regulables en altura con dispositivo auto bloqueo

Panel posterior Retro iluminado

Motor de corriente continua con reducción independiente para cada puesto de agitación

Pluri comando Comando único para selección de giro de cada paleta

Potencia 80 W.

Peso 18 Kg.

Dimensiones 935 x 347 x 260 (mm)

Prestaciones

Regulación electrónica de giro Selector de velocidad prefijado en 10 - 15 - 30 - 45 - 60 - 90 - 120 - 150 - 200

rpm (hasta 300 rpm opcional)

METODOLOGÍA

67

4.2.1.2 Metodología ocupada en el ensayo

La metodología utilizada se basa en la norma ASTM D2035-80 (2003)

“Standard Practice for Coagulation-Flocculation Jar Test of Water”, en la que

señala la forma de preparación de las soluciones que se van a ocupar en el

ensayo de Test de Jarras.

Se deben preparar soluciones madres de los coagulantes, coadyuvantes

coagulantes y otros reactivos químicos a concentraciones tales que las

cantidades adecuadas para utilizarse en las pruebas de coagulación se

puedan medir exacta y convenientemente.

A continuación se muestran algunas de las soluciones típicas que se

preparan para un ensayo de Test de Jarras.

Tabla Nº 14. Concentraciones típicas para soluciones coagulantes

Reactivo Químico

Concentración de solución

madre Duración de la solución

1 ml en un litro de

solución equivale a

Sulfato de Aluminio 1 % 1 mes 10 mg Al+3/L

Cloruro Férrico 1 % 2 meses 10 mg Fe+3/L

Cal 1 % 1 mes 10 mg/L

Poli electrolito 0,05 % 1 semana 0,5 mg/L

Acido Sulfúrico 0,1 N 3 meses 4,9 mg/L

Para el caso específico de este trabajo de tesis se ocupó el Sulfato de

Aluminio (Al2(SO4)3 · 18H2O) como solución coagulante, por lo tanto se tomó

la relación indicada en la tabla anterior (1 ml de Sulfato de Aluminio al 1 %,

equivale a 10 mg/L de Al+3).

METODOLOGÍA

68

4.2.1.3 Procedimiento para el ensayo de jarras

El procedimiento utilizado para llevar a cabo el Test de Jarras se realizó con

dosis fijas de solución de Aluminio durante cada semana de muestreo, esto

con el fin de analizar por cada partida todos los puntos donde se tomaron las

muestras.

Las fechas y dosis de solución añadidas se señalan en la siguiente tabla:

Tabla Nº 15. Dosis de coagulante adicionadas para ensayo de jarras

Fecha de Muestreo

Dosis de aluminio

utilizada (Al+3)

09 – 06 – 2006 5 mg/L

16 – 06 – 2006 10 mg/L

23 – 06 – 2006 15 mg/L

13 – 07 – 2006 20 mg/L

21 – 07 – 2006 25 mg/L

28 – 07 – 2006 30 mg/L

El procedimiento ocupado en laboratorio fue el siguiente:

1. Colocar un vaso de 1 litro debajo de cada una de las paletas de

agitación, para este caso solo se ocuparon 4 vasos.

2. En cada vaso añadir exactamente 1 litro de una muestra proveniente

de cada punto de muestreo.

3. Anotar en una hoja de datos la cantidad de coagulante que se añade

a cada vaso. Esta cantidad variará de semana en semana.

4. Añadir la misma cantidad de coagulante en cada vaso.

METODOLOGÍA

69

5. Colocar las paletas de agitación dentro de los vasos, arrancar el

agitador y operarlo durante 1 min a una velocidad de 120 - 150 rpm.

6. Al cabo de un minuto, reducir la velocidad al grado en que se

empiecen a formar los flóculos, (normalmente 15 rpm) y permitir que

la agitación continúe durante unos 15 min.

7. Una vez que transcurre el periodo de agitación, detener el agitador y

se deja sedimentar los flóculos formados, esto se hace por un periodo

de 20 min.

8. Después de los 20 min, se extrae el líquido sobrenadante para la

realización de los análisis antes mencionados.

Es importante señalar que los análisis de Fósforo total, Fósforo libre, DQO y

Sólidos suspendidos totales, se realizan antes y después del ensayo. El pH

también se mide en ambos casos.

4.2.2 ANÁLISIS QUÍMICOS

Los análisis realizados para el siguiente trabajo de tesis, se basan tanto en

la normativa chilena 2313 (NCh 2313), como en el Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater. Los análisis de Fósforo Total,

Demanda Química de Oxigeno, Sólidos Suspendidos Totales y pH

corresponden a la NCh 2313, en cambio el análisis de Fósforo libre

corresponde al Standard Methods. Cabe señalar que tanto para la

determinación de fósforo total, fósforo libre y Demanda Química de Oxígeno,

se trabajo con curvas de calibración.

METODOLOGÍA

70

4.2.2.1 Normativa

A continuación se detallan las normas utilizadas para los análisis realizados,

señalando el principio de dicha norma:

Norma Chilena 2313 (NCh 2313)

1. NCh 2313/1, Of 95, Decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de

Obras Públicas: Aguas Residuales – Métodos de análisis Parte 1:

Determinación pH.

Principio: El método se basa en la determinación de la actividad de los

iones de hidronio por medición potenciométrica, empleando un electrodo de

vidrio y un electrodo de referencia, previa calibración del instrumento con

soluciones de pH estándar.

2. NCh 2313/3, Of 95, decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de

Obras Públicas: Aguas residuales – Métodos de análisis Parte 3:

Determinación de Sólidos Suspendidos Totales secados a 103° C –

105° C.

Principio: El principio se basa en filtrar una muestra bien homogenizada a

través de un filtro tarado, de fibra de vidrio estándar y secar el residuo

retenido hasta masa constante, a 103°C – 105°C. El aumento de masa del

filtro representa el contenido de sólidos suspendidos totales.

3. NCh 2313/15, Of 97, Decreto Supremo N°949 de 1997 del Ministerio

de Obras Públicas: Aguas residuales – Métodos de análisis Parte 15:

Determinación de Fósforo Total.

Principio: La determinación de fósforo incluye dos pasos principales,

conversión de las diferentes formas de fósforo a ortofosfato disuelto y

detección colorimétrica. El presente método incluye tres métodos de

METODOLOGÍA

71

digestión alternativos y la determinación colorimétrica en la cual el

ortofosfato reacciona con molibdato de amonio bajo condiciones ácidas para

formar el ácido molibdofosfórico que en presencia de vanadio genera el

ácido vanadomolibatofosfórico. La intensidad del color desarrollado es

proporcional a la concentración de fósforo.

Para la realización de este ensayo se realizó la digestión con ácido sulfúrico-

ácido nítrico.

Tabla Nº 16. Datos para la confección de curva de calibración del Fósforo

Volúmen (ml)

Fósforo (mg P)

Absorbancia 400 (nm)



0,0 0,00 0,000 0,000 0,000 0,2 0,02 0,038 0,023 0,007 0,3 0,03 0,055 0,033 0,011 0,4 0,04 0,074 0,044 0,014 0,5 0,05 0,089 0,054 0,017 1,0 0,10 0,179 0,109 0,037 2,0 0,20 0,351 0,211 0,071 3,0 0,30 0,528 0,318 0,108 4,0 0,40 0,706 0,426 0,149 5,0 0,50 0,825 0,501 0,174

Estos datos nos entregan las siguientes curvas de calibración:

Fig. Nº 24.- Curva calibración Fósforo a 400 (nm)

y = 1.712xr² = 0.997

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6Abso

rban

cia

400

(nm

)

Fósforo (mg P)

Curva Calibración Fósforo 400 (nm)

METODOLOGÍA

72



4. NCh 2313/24, Of 97, Decreto Supremo N°1144 de 1997 del Ministerio


Determinación de la Demanda Química de Oxigeno (DQO).

Principio: El método se basa principalmente en la oxidación de la materia

orgánica por el dicromato en medio de ácido sulfúrico, con lo cual el carbono

es convertido en CO2 y el hidrógeno en agua. La cuantificación se realiza por

colorimetría.

y = 1.035xr² = 0.998

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Abso

rban

cia

420

(nm

)

Fósforo (mg P)

Curva Calibración Fósforo 420 (nm)

y = 0.357xr² = 0.998

00,020,040,060,08

0,10,120,140,160,18

0,2

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Abso

rban

cia

470

(nm

)

Fósforo (mg P)

Curva Calibracion Fósforo 470 (nm)

METODOLOGÍA

73

Tabla Nº 17. Datos para la confección de curva de calibración del DQO

Volúmen (ml)

DQO (mg/L DQO)


0,00 0,00 0,000 0,25 250 0,053 0,50 500 0,148 0,75 750 0,224 1,00 1000 0,284

Fig. Nº 27.- Curva calibración DQO a 600 (nm)

Standard Methods

El análisis para el Fósforo libre, se basó en el Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater, Part 4500 – P, A, B y C, y al igual

que el Fósforo libre, las curvas de calibración son las mismas ocupadas para

el Fósforo Total.

y = 0,0003xr2 = 0,992

00,050,1

0,150,2

0,250,3

0,35

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Abso

rban

cia

(600

nm

)

mg/L de DQO

Curva de Calibración DQO

DATOS OBTENIDOS

74

CAPÍTULO 5. DATOS OBTENIDOS

En el siguiente capítulo de esta tesis, se presentan los datos y resultados

obtenidos en los análisis realizados a cada una de las muestras antes y

después del proceso de coagulación – floculación.

Los datos están ordenados por orden de análisis, y en estos se presentan el

promedio, la desviación estándar, el intervalo de error, el valor máximo y por

último el valor mínimo.

5.1 DATOS INICIALES, SIN APLICACIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO

5.1.1 PH. Tabla Nº 18. Datos para los valores de pH

pH A.B. S.PT. L.M. S.D.S.

Promedio 8,38 8,41 6,84 7,16

Desviación Estándar 0,31 0,32 0,04 0,05

Intervalo de Confianza (1) 0,09 0,09 0,01 0,01

Máximo 8,77 8,61 6,88 7,21

Mínimo 7,92 7,77 6,78 7,09

5.1.2 SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST).

Tabla Nº 19. Datos para los valores de SST.

S.S.T. A.B. S.PT. L.M. S.D.S.

Promedio 125 114 7541 5,0

Desviación Estándar 6 7 437 0,3


Máximo 132 125 7868 5,2

Mínimo 115 102 6735 4,3

5.1.3 DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO (DQO).

DATOS OBTENIDOS

75

Tabla Nº 20. Datos para los valores de DQO.

D.Q.O. A.B. S.PT. L.M. S.D.S.

Promedio 341,8 307,6 4430 49,4



Máximo 353,8 327,2 4747 55,2

Mínimo 320,1 258,2 3670 47,3

5.1.4 FÓSFORO TOTAL (P TOTAL).

Tabla Nº 21. Datos para los valores de P total.

Fósforo Total A.B. S.PT. L.M. S.D.S.

Promedio 7,67 7,27 47,0 6,72



Máximo 7,87 7,34 50,1 7,43

Mínimo 7,20 7,18 39,40 6,12

5.1.5 FÓSFORO LIBRE (P LIBRE)

Tabla Nº 22. Datos iniciales para los valores de P libre.

Fósforo Libre A.B. S.PT. L.M. S.D.S.

Promedio 5,79 5,58 33,8 5,09



Máximo 6,02 5,73 37,1 5,31

Mínimo 5,24 5,25 29,8 4,82

(1) todos los intervalos de confianza se calcularon con un α de 0.95.

DATOS OBTENIDOS

76

5.2 ENSAYOS POSTERIORES A LA ADICÓN DE SULFATO DE ALUMINIO

Los resultados que se muestran a continuación corresponden a los valores

obtenidos tras la realización de los análisis de Sólidos Suspendidos Totales,

Demanda Química de Oxigeno, Fósforo total y Fósforo libre.

Los resultados presentados están ordenados por análisis, y por dosis de Al+3

adicionado en cada punto de muestreo.

Los resultados de pH no se señalan, debido a que para la realización de la

coagulación – floculación con Sulfato de Aluminio, se tuvieron que ajustar los

pH al rango de mayor eficiencia, el cual es 6.5 a 8.0, lo cual se logro

adicionando pequeñas dosis de H2SO4.

En las siguientes tablas y gráficos se muestran las curvas de precipitación

obtenidas en cada uno de los análisis realizados, para los valores del punto

de muestreo N° 3, correspondiente al Licor Mezcla (L.M.), los gráficos se

presentan a parte ya que los rangos de medida son más amplios.

5.2.1 CONCENTRACIONES DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES EN LOS CUATRO PUNTOS DE MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.

Tabla Nº 23. Concentraciones de Sólidos Suspendidos Totales después del test de jarras.

Dosis de

Al+3(mg/L) A.B. S.PT. L.M. S.D.S.

5 47 41 61 3,0

10 43 36 55 3,0

15 42 32 47 3,0

20 36 24 33 1,0

25 28 17 28 2,0

30 23 16 19 1,0

DATOS OBTENIDOS

77

Gráficos de datos obtenidos para las concentraciones de Sólidos

Suspendidos Totales en los puntos de muestreo: Agua Bruta, Salida Pre

Tratamiento y Salida de Decantador Secundario.

Fig. Nº 28.- Concentración de Sólidos Suspendidos Totales después de la adición

de Sulfato de Aluminio.

Gráfico de datos obtenido para la concentración de Sólidos Suspendidos

Totales en el punto de muestreo: Licor Mezcla.


de Sulfato de Aluminio en el Licor Mezcla.

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30 35

S.S.

T. (m

g/L)

Dosis de Al2(SO4)3 (mg Al+3/L)

Concentración de Sólidos Suspendidos Totales después de la adición de Al2(SO4)3

A.B.

S.P T.

S.D.S.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 5 10 15 20 25 30 35

S.S.

T. (m

g/L)


Concentración Sólidos Suspendidos Totales despues de la adición de Al2(SO4)3

L.M.

DATOS OBTENIDOS

78

5.2.2 CONCENTRACIÓN DE LA DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO EN LOS CUATRO PUNTOS DE MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.

Tabla Nº 24. Concentraciones de Demanda Química de Oxigeno después del test de jarras.

Dosis de


5 135 121 187 115

10 130 117 180 100

15 110 98 153 93

20 80 73 110 73

25 73 67 93 63

30 67 60 55 42

Gráficos de datos obtenidos para las concentraciones de la Demanda

Química de Oxígeno en los puntos de muestreo: Agua Bruta, Salida Pre

Tratamiento y Salida de Decantador Secundario.

Fig. Nº 30.- Concentración de la Demanda Química de Oxígeno después de la

adición de Sulfato de Aluminio.

0

2040

6080

100120

140160

0 5 10 15 20 25 30 35

D.Q

.O.

(mg/

L)


Concentración de la Demanda Química de Oxigeno despues de la adición de Al2(SO4)3

A.B.

S.P T.

S.D.S.

DATOS OBTENIDOS

79

Gráfico de datos obtenido para la concentración de la Demanda Química de

Oxígeno en el punto de muestreo: Licor Mezcla.


de Sulfato de Aluminio en Licor Mezcla.

5.2.3 CONCENTRACIONES DE FÓSFORO TOTAL EN LOS CUATRO PUNTOS DE MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.

Tabla Nº 25. Concentraciones de Fósforo Total después del test de jarras.

Dosis de Al+3(mg/L)

A.B. S.PT. L.M. S.D.S.

5 7.6 7.0 45.2 6.2

10 7.3 6.8 43.8 5.9

15 6.5 5.9 23.2 5.6

20 5.7 5.5 17.1 4.8

25 4.9 4.7 14.8 4.1

30 4.5 4.4 14.3 3.8

020406080

100120140160180200

0 5 10 15 20 25 30 35

D.Q

.O.

(mg/

L)


Concentración de la Demanda Química de Oxigeno despues de la adición de Al2(SO4)3

L.M.

DATOS OBTENIDOS

80

Concentración de Fósforo Total:


de Sulfato de Aluminio.

Fosforo Total en Licor Mezcla:

Fig. Nº 33.- Concentración de Fósforo Total después de la adición de Sulfato de

Aluminio en Licor Mezcla.

0123456789

0 5 10 15 20 25 30 35

Fósf

oro

Tota

l (m

g P/

L)


Concentración de Fósfro Total despues de la adición de Al2(SO4)3

A.B.

S.P T.

S.D.S.

05

101520253035404550

0 5 10 15 20 25 30 35

Fósf

oro

Tota

l (m

g P/

L)


Concentración de Fósfro Total despues de la adición de Al2(SO4)3 en Licor Mezcla

L.M.

DATOS OBTENIDOS

81

5.2.4 CONCENTRACIÓN DE FÓSFORO LIBRE EN LOS CUATRO PUNTOS DE MUESTREO DESPUÉS DEL TEST DE JARRAS.

Tabla Nº 26. Concentraciones de Fósforo Libre después del test de jarras.

Dosis de


5 5.02 4.71 28.20 3.27

10 4.62 4.32 25.61 2.93

15 3.59 3.24 20.54 2.12

20 2.98 2.51 20.11 1.71

25 2.55 1.85 18.71 1.12

30 2.24 1.66 16.15 0.79

Gráficos de datos obtenidos para las concentraciones de Fósforo Libre en

los puntos de muestreo: Agua Bruta, Salida Pre Tratamiento y Salida de

Decantador Secundario.

Fig. Nº 34.- Concentración de Fósforo Libre después de la adición de Sulfato de

Aluminio.

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30 35Fósf

oro

Libr

e (m

g PO

4-3/L

)


Concentración de Fósfro libre despues de la adición de Al2(SO4)3

A.B.

S.P T.

S.D.S.

DATOS OBTENIDOS

82

Gráfico de datos obtenido para la concentración de Sólidos Suspendidos

Totales en el punto de muestreo: Licor Mezcla.

Fig. Nº 35.- Concentración de Fósforo Libre después de la adición de Sulfato de

Aluminio en Licor Mezcla.

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30 35Fósf

oro

Libr

e (m

g PO

4-3/L

)


Concentración de Fósfro libre despues de la adición de Al2(SO4)3 en Licor Mezcla

L.M.

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

83

CAPÍTULO 6. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

En el siguiente capítulo se presentan las discusiones de los resultados,

comparando los datos bibliográficos con los obtenidos a través de los

análisis realizados en Laboratorio.

En la siguiente tabla se presentan los datos iniciales obtenidos en los

análisis realizados al Agua Bruta durante el período de muestreo.

Tabla Nº 27.Datos iniciales para el Agua Bruta en cada una de las muestras realizadas.

FECHA pH DQO (mg/L)

SST (mg/L)

P. total (mg/L)

P. libre (mg/L)

09-06-2006 8,42 347,2 128 7,85 6,02 16-06-2006 8,77 351,5 120 7,58 5,90 23-06-2006 7,92 320,1 115 7,20 5,24 13-07-2006 8,65 353,8 129 7,73 5,86 21-07-2006 8,15 337,0 127 7,79 5,78

28-07-2006 8,34 341,4 132 7,87 5,93

N° Muestras 6 6 6 6 6 Promedio 8,38 341,8 125 7,67 5,79 Desv. Stand. 0,31 12,34 6,37 0,25 0,28 Inter. Conf. 0,07 3,40 1,75 0,07 0,08 Máximo 8,77 353,8 132 7,87 6,02

Mínimo 7,92 320,1 115 7,20 5,24

En esta tabla se señala el promedio obtenido para cada análisis. Con estos

datos podemos comparar con los datos bibliográficos e indicar el tipo de

Agua Bruta a la que corresponde en relación a su carga contaminante.


84

Tabla Nº 28. Composición típica del agua residual domestica bruta. (Metcalf y Eddy, 1995)

Concentración

Contaminantes Unidades Débil Media Fuerte Sólidos totales mg/L 350 720 1200 Disueltos, totales (SDT) mg/L 250 500 850 Fijos mg/L 145 300 525 Volátiles mg/L 105 200 325 Sólidos en suspensión (SS) mg/L 100 220 350 Fijos mg/L 20 55 75 Volátiles mg/L 80 165 275 Sólidos sedimentables mg/L 5 10 20 Demanda bioquímica de oxígeno, mg/L: 5 días, 20°C (DBO5, 20°C) mg/L 110 220 400

Carbono orgánico total (COT) mg/L 80 160 290 Demanda química de oxigeno (DQO) mg/L 250 500 1000 Nitrógeno (total en la forma N) mg/L 20 40 85 Orgánico mg/L 8 15 35 Amoniaco libre mg/L 12 25 50 Nitrito mg/L 0 0 0 Nitrato mg/L 0 0 0 Fósforo (total en la forma P) mg/L 4 8 15 Orgánico mg/L 1 3 5 Inorgánico mg/L 3 5 10 Cloruros a mg/L 30 50 100 Sulfatos a mg/L 20 30 50 Alcalinidad (como CaCO3) mg/L 50 100 200 Grasa mg/L 50 100 150 Coliformes totales n°/100 ml 106 - 107 107 - 108 107 - 109 Compuestos orgánicos volátiles (COVs) µg/L < 100 100 - 400 > 400

a Los valores se deben aumentar en la cantidad en que estos compuestos se halles presentes en las aguas de suministro

En base a los resultados iniciales obtenidos y como se puede apreciar

en los datos de la Tabla N° 28 correspondiente a la composición típica

del agua residual domestica bruta, se puede señalar que el agua

analizada cae en la categoría de agua residual doméstica bruta de

carga contaminante media.

Los datos iniciales aportados por los análisis realizados para el Agua

Bruta de las muestras de Aguas residuales de la Planta de

Tratamiento, nos muestran valores similares para cada una de las

seis muestras analizadas, con una pequeña variación en una de las


85

muestras, esta corresponde a la Muestra N° 3, tomada el 23 de Junio

del 2006, que en comparación con las otras muestra presenta una

leve baja en la concentración de la carga contaminante, esto se debe

a que durante el mes de Junio del 2006, el total de precipitaciones fue

de 12,1 mm, siendo el día 23 el más lluvioso, alcanzando 6,0 mm,

haciendo que la carga contaminante se encuentre mas diluida

(Dirección General de Aeronáutica Civil) de la Región de Magallanes

y Antártica Chilena.

Con los datos obtenidos inicialmente, se puede decir que el Fósforo

total medido en el agua bruta, está fuera de los límites máximos

permisibles dados por el Decreto Supremo 90 (Norma de Emisión

para la Regulación de Contaminantes Asociados a las Descargas de

Residuos Líquidos a Aguas Marinas y Continentales Superficiales),

con estos datos, se puede señalar que para los valores de fósforo, el

agua bruta analizada se encuentra fuera de norma en la tabla N° 3,

descarga a cuerpos de agua Lacustre y la N° 4, descarga al mar

dentro de la Zona de Protección Litoral, para la tabla N° 5, descarga al

mar Fuera de la Zona de Protección Litoral no se señala, y en las

tablas N° 1 y N° 2, Descarga a cuerpos fluviales sin y con poder de

dilución respectivamente, los parámetros están dentro de la norma.

Tabla Nº 29.Comparacion de resultados de análisis con tablas del DS90.

FECHA pH DQO* (mg/L)

SST (mg/L)

P. total (mg/L)

P. libre* (mg/L)

Promedio 8,38 341,8 125 7,67 5,79

Tablas del DS90

Tabla N°1 6,0 – 8,5 - 80 10 - Tabla N°2 6,0 – 8,5 - 300 15 - Tabla N°3 6,0 – 8,5 - 80 2 - Tabla N°4 6,0 – 9,0 - 100 5 - Tabla N°5 6,0 – 8,5 - 300 - -

* Tanto la DQO como el Fósforo libre no son incluidos en DS90


86

Con el sistema de tratamiento biológico que se realiza actualmente,

mucho de los parámetros analizados, están dentro de la normativa

exigida (DS90), cumpliendo para los valores de DQO , SST, pH,

Fósforo total y Fósforo libre, para las tablas N°1 y 2, descarga a

cuerpos fluviales sin y con poder de dilución respectivamente y la

tabla N°5, descarga al mar Fuera de la Zona de Protección Litoral, sin

embargo los valores del fósforo total y del fósforo libre se encuentran

fuera de norma (ver tabla N° 21 y 22) para la tabla N°3, descargas a

cuerpos de aguas lacustres, y para la N°4, descarga de aguas al mar

dentro de la zona de protección litoral, siendo los valores máximos

permisibles para este parámetro 2 mg/L, y 5 mg/L respectivamente.

Con los datos antes señalados, se hace necesario contar con algún

proceso de eliminación de dichos contaminantes, en el que se pueda

alcanzar los valores señalados por la normativa vigente, cuando el

vertido así lo requiera.

La tendencia de las curvas en la zona de adición cercanas a los 20

mg/L de aluminio, muestran una leve variación, formándose un “efecto

silla” (véanse figuras N° 28, 30, 32 y 34), ya que en las cercanías de

esta concentración, todas las curvas tienden a estabilizarse. La causa

podría ser la formación de un compuesto intermedio que no precipite

sino hasta una adición mayor de reactivo.

En relación a la eliminación del Fósforo, se tiene lo siguiente: los

gráficos presentados a continuación muestran la comparación de la

concentración de fósforo libre con respecto a la bibliografía. Cabe

rescatar que el primer gráfico está diseñado con agua residual

sintética, pero comparándolo con el agua residual urbana real, se

observa que la tendencia de las curvas es similar.


87

Fig. Nº 36.- Concentración de Fósforo Libre en relación a la adición de Al2(SO)4.

Fig. Nº 37.- Concentración de Fósforo Libre después de la adición de Al2(SO)4.

Las curvas de remoción de fósforo libre en agua residual real, en

comparación con la de bibliografía tienen la misma tendencia y

magnitud, pero a diferencia de las teóricas, las obtenidas con agua

residual no convergen. Esto lleva a pensar en la existencia de fósforo

ligado a un compuesto del agua residual el cual nunca es precipitado

totalmente, ya sea por su forma en equilibrio o porque se requerirían

dosis de coagulante mucho mayores. También se debe destacar que

para alcanzar similares niveles de fósforo libre se utiliza mas Al+3 en

aguas residuales, esto era de esperar por la presencia de otros

0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25 30 35Fósf

oro

Libr

e (m

g PO

4-3/L

)


Concentración de Fósfro libre despues de la adición de Al2(SO4)3

A.B.

S.P T.

S.D.S.


88

compuestos que consumen reactivos sin aportar significativamente a

la eliminación del fósforo.

Esta observación lleva a la conclusión de que resulta inseguro desde

el punto de vista económico y del dimensionado de instalaciones de

almacenamiento, la utilización directa de datos de bibliografía, menos

aún, obtenidos con aguas residuales sintéticas.

Con respecto a las eficiencias de remoción de contaminantes se

tienen los siguientes gráficos:

Tanto como para el Agua Bruta como para la Salida del Pre

Tratamiento, los valores de eficiencia en la remoción son similares,

esto es porque en estas etapas solo se retiran sólidos y arenas, sin

embargo se ve una leve mejora en la remoción del fósforo, esto se

puede deber a que el fosforo este asociado a algún sólido que se

haya retirado en las etapas previas y no existe una influencia mayor

en los otros contaminantes.

Fig. Nº 38.- Porcentaje de Remoción de contaminantes en Agua Bruta.

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0 10 20 30 40

Efic

ienc

ia (ɳ

)


% de Remoción en Agua Bruta

D.Q.O.

S.S.T.

P total

P libre


89

Fig. Nº 38.- Porcentaje de Remoción de contaminantes en Salida Pre Tratamiento.

Para la DBO5, la relación DBO/DQO, en el Agua Bruta nos da un valor

de 1.5 (DBO5 promedio de Afluente es de 235 mg/L, y del efluente es

de 10,9 mg/L, datos aportados por Aguas Magallanes S.A.) en cambio

la relación que nos entrega el efluente es de 0.22, valor que se acerca

a la bibliografía.

Resulta interesante que con solo adicionar Al+3, se alcancen altos

rendimientos en la eliminación de DQO y SST (Fig. N° 38), es más, si

se usa la relación anterior para el efluente (DBO/DQO = 0,22), se

puede verificar que este cumple con la normativa en cuanto a materia

orgánica, encontrándose bajo los límites de DBO5, para todas las

tablas del DS90, para dosis iguales o superiores a 20 mg/L.

En cuanto a la eliminación de sólidos suspendidos, se verifica que

para todas las dosis ensayadas, agregadas en cualquier parte del

tratamiento, el sobrenadante cumple con los límites de calidad de

efluente del DS90.

Esto nos puede llevar a concluir que podría evaluarse, sobre todo en

explotaciones temporales o de muy pequeño tamaño, la inclusión de

un sistema de precipitación química como único tratamiento.

Evidentemente esto debería ponderarse en función de costos de

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0 10 20 30 40

Efic

ienc

ia (ɳ

)


% de Remoción en Salida Pre Tratamiento

D.Q.O.

S.S.T.

P total

P libre


90

operación, simpleza y facilidad de puesta en marcha, la cual es

siempre una limitante en plantas que operan en forma discontinuas,

sobre todo aquellas que lo hacen por temporada.

Con el sistema de tratamiento biológico que se realiza, mucho de los

parámetros analizados, están dentro de la normativa exigida (DS90),

cumpliendo para los valores de DQO , SST, pH, Fósforo total y

Fósforo libre, para las tablas N°1 y 2, descarga a cuerpos fluviales sin

y con poder de dilución respectivamente y la tabla N°5, descarga al

mar Fuera de la Zona de Protección Litoral, sin embargo los valores

del fósforo total y del fósforo libre se encuentran fuera de norma (ver

tabla N° 21 y 22) para la tabla N°3, descargas a cuerpos de aguas

lacustres, y para la N°4, descarga de aguas al mar dentro de la zona

de protección litoral, siendo los valores máximos permisibles para

este parámetro 2 mg/L, y 5 mg/L respectivamente.

Para cualquiera de las dosis aplicadas de aluminio, la calidad del

sobrenadante en cuanto a su contenido de fósforo cumple con las

tablas 1 y 2 de DS90 independientemente del grado de tratamiento,

debido a que el contenido natural del agua residual, es inferior a las

exigencias de la legislación.

En el caso de mayores requerimientos de eliminación del fósforo

(tablas N°3 y N°4 del DS90), se alcanzan valores favorables de

calidad con dosis superiores a 20 mg/L agregadas al efluente del

decantador secundario, cumpliendo en este caso con la tabla N°4. En

el rango de las dosis estudiadas no se logró para ningún grado de

tratamiento cumplir con los límites de la tabla N°3.

CONCLUSIONES

91

CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES

1. Debido a los valores que presenta el Agua Residual analizada, se

puede determinar que esta corresponde por bibliografía a un Agua

Residual de Concentración Media.

2. Las variaciones en las condiciones pluviométricas inciden

directamente en los valores de la carga contaminante de entrada a la

Planta de Tratamiento de Aguas

3. Tanto los valores de Fósforo total, DBO5, Sólidos Suspendidos

Totales y pH en el afluente del sistema de tratamiento analizado

(agua bruta), están todos por sobre la normativa vigente (DS 90), por

lo que se hace necesario un sistema de tratamiento.

4. Los valores de fósforo que se obtienen después de la adición de

sulfato de aluminio en aguas reales, se asemejan a los aportados por

la bibliografía para aguas sintéticas, sin embargo, y a pesar de esta

similitud, comparando las curvas de remoción de fósforo libre teórica y

real señalan que las dosis a agregar de coagulante son mucho

mayores en un agua real que en un agua sintética.

5. La no convergencia de las curvas de precipitación de fósforo en el

agua analizada a valores cercanos a cero se puede deber a que en el

agua residual real el comportamiento del fosforo es desconocido, y

siempre queda parte de éste dentro del tratamiento, posiblemente

asociado a algún compuesto que no precipita. La situación anterior no

se presenta en aguas residuales sintéticas.

6. La adición de Al+3 entrega altas eficiencias en la remoción de la

materia orgánica y de sólidos suspendidos, lográndose calidades de

CONCLUSIONES

92

efluentes que cumple con todas las tablas del DS90, desde la menor

dosis utilizada en este estudio (5 mg Al+3/L).

7. Para aguas residuales de carga contamínate media como la

analizada, no se hace necesario un tratamiento específico para el

fósforo, ya que su contenido es inferior al exigido por las tablas N°1 y

N°2 del DS90.

8. Dosis de 20 mg/L de aluminio aplicadas al efluente de un proceso

biológico, cumplen con la tabla N°4 del DS90, sin embargo no se

encontraron en este estudio dosis para cumplir con la tabla N°3 del

citado decreto. Para el cumplimiento de esta tabla debería estudiarse

la incorporación de otros agentes precipitantes u otras tecnologías de

mayor eficiencia en la eliminación de fósforo.

9. Se concluye que el punto en el tratamiento para la adición del

coagulante depende esencialmente de la calidad del efluente

deseado, la cual está relacionada con el cuerpo receptor de dicho

efluente.

10. Los altos niveles de eliminación de contaminante obtenidos mediante

la adición de Al+3, hacen interesante la evaluación de este proceso

como tratamiento único, especialmente en aquellos casos en que el

tratamiento biológico presente inconvenientes en su aplicación.

BIBLIOGRAFIA

93

CAPÍTULO 8. BIBLIOGRAFIA

American Public Health Association (APHA), Estándar Methods for the

Examination of Water and Wastewater, 20th ed., Washington DC,

USA, 1998.

Enhancing phosphate removal from wastewater by using

polyelectrolytes and clay injection, Mahmut Özacar, I. Ayhan Sengil,

Department of Chemistry, Science & Art Faculty, Sakarya University,

54100 Sakarya, Turkey. Journal of Hazardous Materials B100 (2003)

131-146.

Arvin, E., G. Petersen and J. Skarup (1981): Fosforfjernelse fra

byspildevand med jern-og aluminiumsalte. (Phosphorous removal

from wastewater with iron and aluminium salts). Volume 1 (Theorical

background an experimentas result). Department of Environmental

Engieneering Thecnical Universty of Denmark (Rep. 80 – 67).

EPA (1976): Process design manual for phosphorous removal. U.S.

Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio. (EPA 625/1-76-

001a).

Ramalho, R.S. Tratamiento de aguas residuales. Editorial Reverté

(1991).

Mujeriego, R. 1990. Riego con agua residual municipal regenerada.

Manual práctico. Universidad Politécnica de Cataluña, 481 pp.

Influencia del tiempo de retención celular y la temperatura en los

procesos de eliminación biológica de materia orgánica y nutrientes de

las aguas residuales. Francisca García Usach. Tesis doctoral UPV.

(2002)

BIBLIOGRAFIA

94

Metcalf y Eddy. Ingeniería de aguas residuales. Editorial McGraw-Hill,

Inc. (1995), New York, NY.

Campos, H., Parra, O. and G. Agüero. 1991. Evaluación de la carga

de Fósforo y Nitrógeno en el Lago Villarrica. Universidad Austral.

República de Chile.

Removal of nitrogen and phosphate from wastewater by addition of

bittern, S.I. Lee, S.Y. Weon, C.W. Lee, B. Koopman. Department of

Environmental Engineering, Cheongju, 361-763, Repiblic of Korea.

Nutrient removal and sludge production in the coagulation –

flocculation process. Department of Chemical Engineering, Univrsity of

Murcia, Campus Espinardo, 30071, Murcia, Spain. Water research 36

(2002) 2910-2919.

Stability of enhanced biological phosphorous removal and composition

of polyphosphate granules. Christiane Schönborn, Hans-Dietrich

Bauer. Institute for Solid State and Materials Research, Helmholtzstr.

20, D 01069 Dresden, Germany.

Norma Chilena Oficial NCh 411/2 Of 96, Calidad del agua – Muestreo

– Parte 2: Guía sobre técnicas de muestreo.

NCh 411/3 Of 96, Calidad del agua – Muestreo – Parte 3: Guía sobre

la preservación y manejo de las muestras.

NCh 411/10 Of 97, Calidad del agua – Muestreo – Parte 10: Guía

para el muestreo en aguas residuales.

NCh 2313/1, Of 95, Decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de

Obras Públicas: Aguas Residuales – Métodos de análisis Parte 1:

Determinación pH.

NCh 2313/3, Of 95, decreto Supremo N°545 de 1995 del Ministerio de

Obras Públicas: Aguas residuales – Métodos de análisis Parte 3:

BIBLIOGRAFIA

95

Determinación de Sólidos Suspendidos Totales secados a 103° C –

105° C.

NCh 2313/15, Of 97, Decreto Supremo N°949 de 1997 del Ministerio


Determinación de Fósforo Total.

NCh 2313/24, Of 97, Decreto Supremo N°1144 de 1997 del Ministerio


Determinación de la Demanda Química de Oxigeno (DQO).

Decreto Supremo 90 (DS90), Establece Norma de Emisión para la

Regulación de Contaminantes Asociados a las descargas de

Residuos Líquidos a Aguas Marinas y Continentales Superficiales,

Ministerio Secretaría General de la Presidencia de la República,

República de Chile.

Otras fuentes de búsqueda

www.elsevier.com/locate/watres

www.lenntech.com/espanol/coagulacion.htm

www.lenntech.com/espanol/floculacion.htm

www.uc.cl/quimica/agua/potabiliz.htm

www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080004.htm

www.conama.cl

www.elsevier.com/locate/chemosphere

www.elsevier.com/locate/jhazmat

GLOSARIO A continuación se presentan una serie de términos ocupados en este trabajo

de tesis.

Acidez: La capacidad cuantitativa del agua de neutralizar una base,

expresada en equivalente de carbonato de calcio en ppm o del mg/l. El

número de los átomos de hidrógeno que están presente determina esto. Es

medido generalmente por medio de una valoración con una solución de

hidróxido sódico estándar.

Aerobio: Un proceso que ocurre en presencia del oxígeno, tal como la

digestión de la materia orgánica por las bacterias en una cámara de

oxidación.

Afinidad: La agudeza con la que un cambiador de un ion toma y se aferra a

un contador-ion. Las afinidades se ven muy afectadas por la concentración

del electrolito que rodea al cambiador del ion.

Agentes contaminantes biodegradables: Agentes contaminantes que son

capaces de ser descompuestos bajo condiciones naturales.

Aglomeración: Proceso de unir partículas más pequeñas para formar una

masa más grande.

Agua contaminada: La presencia en el agua de suficiente material

perjudicial o desagradable para causar un daño en la calidad del agua.

Agua potable: Agua que es segura para beber y para cocinar.

Aguas brutas: Entrada antes de cualquier tratamiento o uso.

Aguas grises: Aguas domésticas residuales compuestas por agua de lavar

procedente de la cocina, cuarto de baño, aguas de los fregaderos, y

lavaderos.

Aguas hipo anóxicas: Aguas con una concentración de oxígeno disuelto

menor que 2 mg/L, el nivel generalmente aceptado como mínimo requerido

para la vida y la reproducción de organismos acuáticos.

Aguas negras: Aguas que contiene los residuos de seres humanos, de

animales o desechos de alimentos.

Aguas receptoras: Un río, un lago, un océano, una corriente de agua u otro

curso de agua, dentro del cual se descargan aguas residuales o efluentes

tratados.

Aguas residuales: Fluidos residuales en un sistema de alcantarillado. El

gasto o agua usada por una casa, una comunidad, una granja, o industria

que contiene materia orgánica disuelta o suspendida.

Aguas residuales brutas: Aguas residuales sin tratar y sus contenidos.

Aguas residuales municipales: Residuos líquidos, originados por una

comunidad. Posiblemente han sido formados por aguas residuales

domésticas o descargas industriales.

Aireación: Técnica que se utiliza en el tratamiento de aguas que exige una

fuente de oxígeno, conocida comúnmente como purificación biológica

aeróbica del agua. El agua es traída para ponerla en contacto con las

burbujas de aire o rociando el aire se trae en contacto con agua por medio

de instalaciones de la aireación. El aire es presionado a través de la

superficie del agua, este burbujea y el agua se provee de oxígeno.

Aireación mecánica: Uso de la energía mecánica para inyectar aire al agua

para causar una corriente residual que absorba oxígeno.

Alcalinidad: La alcalinidad significa la capacidad tapón del agua; la

capacidad del agua de neutralizar. Evitar que los niveles de pH del agua

lleguen a ser demasiado básico o ácido. Es También añadir carbón al agua.

La alcalinidad estabiliza el agua en los niveles del pH alrededor de 7. Sin

embargo, cuando la acidez es alta en el agua la alcalinidad disminuye,

puede causar condiciones dañinas para la vida acuática. En química del

agua la alcalinidad se expresa en PPM o el mg/l de carbonato equivalente

del calcio. La alcalinidad total del agua es la suma de las tres clases de

alcalinidad; alcalinidad del carbonato, del bicarbonato y del hidróxido.

Alcantarilla combinada: Un sistema de alcantarilla que transporta tanto

aguas residuales como agua de lluvia de escorrentía.

Algas: Organismos uni o multicelular que se encuentran comúnmente en el

agua superficial, tal como lenteja de agua. Producen su propio alimento por

medio de la fotosíntesis. La población de las algas se divide en algas verdes

y en algas azules, de las cuales las algas azules son muy dañinas para la

salud humana. El crecimiento excesivo las algas puede hacer que el agua

tenga olores o gusto indeseables. La descomposición de las algas disminuye

las fuentes de oxígeno en el agua.

Anaerobio: Un proceso que ocurre en ausencia de oxígeno, tal como la

digestión de la materia orgánica por las bacterias en un UASB-reactor.

Bacterias: Pequeños microorganismos unicelulares, que se reproducen por

la fisión de esporas.

Bacteria coliforme: Bacteria que sirve como indicador de contaminantes y

patógenos cuando son encontradas en las aguas. Estas son usualmente

encontradas en el tracto intestinal de los seres humanos y otros animales de

sangre caliente.

Bioacumulación: El aumento en la concentración de una sustancia en

organismos vivos, debido al contacto de éste con aire, agua, o alimento

contaminado, debido a la lenta metabolización y excreción.

Biopelícula: Población de varios microorganismos, contenidos en una capa

de productos de excreción, unida a una superficie.

Bioremediación: El tratamiento biológico de las aguas residuales y del lodo,

induciendo la interrupción de productos orgánicos y de hidrocarburos para

dar dióxido de carbono y agua.

Cámara de contacto con cloro: Parte de la planta de tratamiento de agua

donde el efluente es desinfectado por cloro.

Capacidad de asimilación: La capacidad del agua natural de recibir aguas

residuales o materiales tóxicos sin que tengan efectos negativos y sin daño

para la vida acuática o para los seres humanos que consumen ese agua.

Capacidad de reserva: Extra capacidad de tratamiento construida dentro

de las plantas de tratamiento de aguas residuales y alcantarillado con la

capacidad de alcanzar incrementos de flujos futuros debido al crecimiento de

la población.

Caudal: Flujo de agua superficial en un río o en un canal.

Caudal de agua cero: Cuando solo el caudal de agua que entra a un

sistema de alcantarillado es agua normal doméstica y sanitaria, porque toda

la industrial y la de la agricultura es reciclada dentro de la planta.

Caudal de agua subterránea: Aguas subterráneas que entran en zonas

costeras, las cuales han sido contaminadas por la infiltración en la tierra de

lixiviados, inyección en pozos profundo de aguas peligrosas y tanques

asépticos.

Cámara de almacenamiento de agua: Una charca para líquidos residuales,

diseñada para lograr algún grado de tratamiento bioquímico.

Cámara de oxidación: Cuerpo de agua construido por el hombre en el cual

los residuos son consumidos por las bacterias.

Cloración: Proceso de purificación del agua en el cual el cloro es añadido al

agua para desinfectarla, para el control de organismos presente. También

usado en procesos de oxidación de productos impuros en el agua.

Coágulos: Residuo sólido precipitado en el filtro después de que la filtración

tenga lugar.

Coagulación: Desestabilización de partículas coloidales por la adición de un

reactivo químico, llamado coagulante. Esto ocurre a través de la

neutralización de las cargas.

Coagulantes: Partículas líquidas en suspensión que se unen para crear

partículas con un volumen mayor.

Coeficiente de ratio cinemático: El número que describe la proporción en

la que los componentes del agua como la demanda biológica de oxígeno

disuelto suben o bajan.

Coloides: Material de muy pequeño tamaño, en el rango de 10-5 a 10-7 mm

de diámetro.

Concentración: La cantidad de material disuelto en una unidad de solución,

expresado en mg/L.

Contaminación por nutrientes: Contaminación de las fuentes de aguas por

una excesiva entrada de nutrientes. En aguas superficiales, la excesiva

producción de algas es la mayor preocupación.

Contaminación térmica: Descarga de agua caliente desde un proceso

industrial que es recibida por un agua superficial, causando la muerte o

lesiones a los organismos acuáticos.

Contaminante: Un compuesto que a concentración suficientemente alta

causa daños en la vida de los organismos.

Contaminantes biológicos: Organismos vivos tales como virus, bacterias,

hongos, y antígenos de mamíferos y de pájaros que pueden causar efectos

dañinos sobre la salud de los seres humanos.

Contaminantes tóxicos del agua: Compuestos que no son encontrados de

forma natural en el agua y vienen dados en concentraciones que causan la

muerte, enfermedad, o defectos de nacimiento en organismos que los

ingieren o absorben.

DBO (Demanda Biológica de Oxígeno): La cantidad de oxígeno (medido

en el mg/l) que es requerido para la descomposición de la materia orgánica

por los organismos unicelulares, bajo condiciones de prueba. Se utiliza para

medir la cantidad de contaminación orgánica en aguas residuales.

DBO 5: La cantidad de oxígeno disuelto consumido en cinco días por las

bacterias que realizan la degradación biológica de la materia orgánica.

Decantar: Retirar la capa superior de un líquido después de que materiales

pesados (un sólido o cualquier otro líquido) se haya depositado.

DQO (Demanda Química de Oxígeno): Cantidad de oxígeno (medido en

mg/L) que es consumido en la oxidación de materia orgánica y materia

inorgánica oxidable, bajo condiciones de prueba. Es usado para medir la

cantidad total de contaminantes orgánicos presentes en aguas residuales.

En contraposición al DBO, con el DQO prácticamente todos los compuestos

son oxidados.

Descarga: La liberación de contaminantes que fueron capturados por un

medio de filtración.

Descarga indirecta: Introducción de contaminantes desde una fuente no

doméstica en un sistema de tratamiento de aguas residuales público.

Descargadores indirectos que pueden ser comercializados o facilitados por

industrias cuyas aguas residuales entran en el alcantarillado local.

Descarga municipal: Descarga de efluentes procedentes de las plantas de

tratamiento de aguas residuales, el cual recibe agua residuales de las casas,

de establecimientos comerciales, e industrias en cuencas de drenaje

costeras.

Descomposición: La ruptura de la materia orgánica por bacteria y fungi,

para cambiar la apariencia de la estructura química y física de la materia

orgánica.

Desinfección: La descontaminación de fluidos y superficies. Para

desinfectar un fluido o una superficie una variedad de técnica están

disponibles, como desinfección por ozono. A menudo desinfección significa

eliminación de la presencia de microorganismo con un biocida.

Desinfectantes: Fluidos o gases para desinfectar filtros, tuberías, sistemas,

etc.

Desnitrificación: Eliminación de productos nitritos y nitratos del agua para

producir una calidad que responda a los estándares comunes.

Digestor: Tanque cerrado para el tratamiento de aguas residuales, en el

cual las bacterias actúan induciendo la ruptura de la materia orgánica.

Efluente: La salida o flujos salientes de cualquier sistema que despacha

flujos de agua, a un tanque de oxidación, a un tanque para un proceso de

depuración biológica del agua, etc. Este es el agua producto dada por el

sistema.

Escherichia coli (E. coli): Bacteria coliforme que está a menudo asociada

con el hombre y desechos a animales y es encontrada en el intestino. Es

usada por departamentos de salud y laboratorios privados para medir la

calidad de las aguas.

Eutrófico: Referente al agua que está enriquecida en nutrientes como el

nitrógeno y el fósforo.

Eutrofización: Enriquecimiento del agua, la cual causa un crecimiento

excesivo de plantas acuáticas e incrementan la actividad de

microorganismos anaeróbicos. Como resultado los niveles de oxígenos

disminuyen rápidamente y el agua se asfixia, haciendo la vida imposible para

los organismos acuáticos aeróbicos.

Filtración: Separación de sólidos y líquidos usando una sustancia porosa

que solo permite pasar al líquido a través de él.

Filtración de arena: La filtración de arena es frecuentemente usada y es un

método muy robusto para eliminar los sólidos suspendidos en el agua. El

medio de filtración consiste en múltiples capas para arenas con variedad en

el tamaño y gravedad específica. Filtros de arena pueden ser suministrados

para diferentes tamaños y materiales ambas manos operan de totalmente de

forma automática.

Filtrado: Un líquido que ha sido pasado a través de un medio de filtro.

Floculación: Acumulación de partículas desestabilizadas y micro partículas,

y posteriormente la formación de copos de tamaño deseado. Uno debe

añadir otra sustancia química llamada floculante en orden de facilitar la

formación de copos llamados flóculos.

Flóculo: Masa floculada que es formada por la acumulación de partículas

suspendidas. Puede ocurrir de forma natural, pero es usualmente inducido e

orden de ser capaz de eliminar ciertas partículas del agua residual.

Flotación: Proceso de separación sólido-líquido o líquido-líquido, el cual es

aplicado para partículas cuya densidad es más pequeña que la densidad del

líquido que las contiene. Hay tres tipos: flotación natural, ayudada e

inducida.

Flotación de aire disuelto (FAD): Un proceso donde se induce la flotación

con muchas burbujas de aire o 'micro burbujas', de 40 a 70 micras.

Flotación mecánica: Un término utilizado en la industria mineral para

describir el uso de dispersar aire para producir burbuja que miden entre 0.2 a

2 mm de diámetro.

Flujo: El ratio del caudal de un recurso, expresado en volumen por unidad

de tiempo.

Flujo entrante: Una corriente de agua que entra en cualquier sistema o

unidad de tratamiento.

Hipoclorito: Un anión que forma compuestos como hipoclorito de calcio y

de sodio. Esos productos son a menudo utilizados para desinfectar y

blanquear.

Índice de Coliformes: Una posición de la pureza del agua basada en un

conteo de bacterias Coliformes.

Infiltración: Penetración del agua en un medio, por ejemplo el suelo.

Infraestructura para las aguas residuales: El plan o la red para la

colección tratamiento y traspaso del agua de cloaca de una comunidad.

Inhibidor: Sustancia química que interfiere en una reacción química, como

la precipitación.

Ión: Un átomo en solución que está cargado, o sea positivamente (cationes)

o negativamente (aniones).

Ión cambiador: El reemplazo de iones indeseados con una cierta carga por

iones deseados de la misma carga en una solución, por un ión permeable

absorbente.

Iones dipolares: Iones que actúan tanto como cationes o como aniones de

acuerdo con el ambiente en el cual se encuentren. En tecnología del agua

son usualmente macromoléculas orgánicas.

Laguna aireada: Un depósito para el tratamiento de aguas que acelera la

descomposición biológica de la materia orgánica estimulando el crecimiento

y la actividad de las bacterias, que son responsables de la degradación.

Lodo activado: Proceso biológico dependiente del oxígeno que sirve para

convertir la materia orgánica soluble en biomasa sólida, que es eliminada por

gravedad o filtración.

Lodos: Residuo semisólido, que contiene microorganismos y sus productos,

de cualquier sistema de tratamiento de aguas.

Lodos residuales: Lodos producidos por un sistema de alcantarillado

público.

Materia orgánica: Sustancias de material de plantas y animales muertos,

con estructura de carbono e hidrógeno.

Microorganismos: Organismos que son tan pequeño que sólo pueden ser

observados a través del microscopio, por ejemplo bacterias, fungi, levaduras,

etc.

Muestra compuesta: Una serie de muestras de agua adquirida en un

periodo de tiempo dado y ponderada por un ratio de flujo.

Muestra puntual: Muestra tomada a una hora fecha y lugar especifico.

Moléculas: Combinación de dos o más átomos del mismo o de diferente

elemento que permanecen junto por enlaces químicos.

Monitorización del agua: Proceso constante de control de un cuerpo de

agua por muestreo y análisis.

Neutralización: La adición de sustancias para neutralizar el agua, tal que no

sea ácida ni tampoco básica. Neutralización no significa especialmente pH

de 7.0, solamente significa el punto de equivalencia de una reacción ácido-

base.

Nitrificación: Proceso biológico, durante el cual bacterias nitrificantes

convierten el amoniaco tóxico en nitrato para disminuir su efecto dañino.

Esto es comúnmente utilizado para eliminar sustancias de nitrógeno de las

aguas residuales, pero en lagos y en pantanos esto ocurre de forma natural.

Nutriente: Cualquier sustancia que promueve el crecimiento de organismos

vivos. El término es generalmente aplicado para el nitrógeno y el fósforo en

aguas residuales, pero es también aplicado a otros elementos esenciales y

elementos traza.

No potable: Agua que es insegura o desagradable para beber debido a su

contenido en contaminantes, minerales o agentes infecciosos.

Oxidación: Reacción química en la cual los iones son transfieren los

electrones, para incrementar la valencia positiva.

Oxidación biológica: Descomposición de materiales orgánicos complejos

por microorganismos a través de la oxidación.

Oxígeno disuelto: La cantidad de oxígeno disuelto en agua para un cierto

tiempo, expresado en ppm o mg/L.

Ozono: Un inestable agente oxidante, que consiste en tres átomos de

oxígeno y puede ser formado en la capa de ozono de la atmósfera. Es

producido por descarga eléctrica a través de oxígeno o por lámparas UV

especialmente diseñadas.

Parámetro: Una variable, propiedad medible cuyo valor está determinado

por las características del sistema en el caso del agua por ejemplo, estas

pueden ser la temperatura, la presión, la densidad, etc.

Parte alícuota: Una porción de una muestra tomada para el análisis. Unas o

más partes alícuotas forman una muestra.

Partes por millón: Expresado como ppm; medida de la concentración. Un

ppm es una unidad de peso de soluto por peso de solución. En análisis de

agua un ppm es equivalente a mg/l.

Patógeno: Enfermedad producida por microorganismos.

pH: El valor que determina si una sustancia es ácida, neutra o básica,

calculado por el número de iones de hidrógeno presente. Es medido en una

escala desde 0 a 14, en la cual 7 significa que la sustancia es neutra.

Valores de pH por debajo de 7 indica que la sustancia es ácida y valores por

encima de 7 indican que la sustancia es básica.

Planta de tratamiento: Una estructura construida para tratar el agua

residual antes de ser descargada al medio ambiente.

Precipitado: Producto insoluble de una reacción química en un medio

acuoso.

Pre-tratamiento: Proceso utilizado para reducir o eliminar los contaminantes

de las aguas residuales antes de que sean descargadas.

Proceso de precipitación: La alteración de compuestos disueltos a

insolubles o compuestos malamente soluble, en orden de ser capaz de

eliminar los compuestos por filtración.

Recirculación: Reciclar el agua después de ser usada. A menudo esta tiene

que pasar por un sistema de purificación de aguas residuales antes de poder

ser re usada.

Residuo: Los residuos secos restantes después de la evaporación de una

muestra de agua o de lodo.

SDT: Sólidos disueltos totales. El peso por unidad de volumen de agua de

sólidos suspendidos en un medio de filtro después de la filtración o

evaporación.

Sedimentación: Asentamiento de partículas sólidas en un sistema líquido

debido a la gravedad.

Sedimentos: Suelo, arena, y minerales lavados desde el suelo hacia la

tierra generalmente después de la lluvia.

Sistema de aguas residuales: Todo el sistema de recolección de aguas

residuales, tratamiento, y traspaso.

Sistema de alcantarillado: Tuberías que colectan y transportan aguas

residuales desde fuentes individuales hasta una alcantarilla mayor que la

transportará a continuación hacia una planta de tratamiento.

Sólidos disueltos: Materiales sólidos que se disuelven totalmente en agua

y pueden ser eliminados por filtración.

Sólidos sedimentables: Producto sedimentables y son eliminados en ese

camino. Aquellos sólidos suspendidos en las aguas residuales que se

depositan después de un cierto periodo de tiempo.

Sólidos suspendidos: Partículas sólidas orgánicas o inorgánicas que se

mantienen en suspensión en una solución.

Sólidos totales: Todos los sólidos en el agua residual o aguas de desecho,

incluyendo sólidos suspendidos y sólidos filtrables.

ST: Sólidos totales. El peso de todos los sólidos presentes en el agua por

unidad de volumen. Esto es usualmente determinado por evaporación. El

peso total concierne tanto a materia suspendida y disuelta orgánica e

inorgánica.

Tamaño de partícula: Los tamaños de partícula vienen determinado, por la

más pequeña dimensión, por ejemplo el diámetro. Esta es usualmente

expresada en tamaño de micras.

Tanque de aireación: Un tanque que se utiliza para inyectar el aire en el

agua.

Test de la jarra: Prueba de laboratorio con diferentes dosis químicas,

mezcla a velocidad, tiempo de asentamiento, para estimar el mínimo o la

dosis ideal de coagulante requerida para alcanzar los objetivos de calidad en

un agua.

Tratamiento de agua avanzado: Es el nivel de tratamiento de aguas que

requiere una reducción del 85 por ciento en la concentración del agente

contaminador, también conocido como tratamiento terciario.

Tratamiento de aguas residuales avanzado: Cualquier tratamiento de

aguas residuales que incluye el retiro de nutrientes tales como fósforo y

nitrógeno y un alto porcentaje de sólidos suspendidos.

Tratamiento físico y químico: Proceso generalmente usado para facilitar el

tratamiento de aguas residuales. Proceso físico es por ejemplo la filtración.

Tratamiento químico puede ser por ejemplo la coagulación, la cloración, o el

tratamiento con ozono.

Tratamiento primario de aguas residuales: La eliminación de sólidos

suspendidos, flotando o precipitados de un agua residual sin tratar.

Tratamiento secundario: La eliminación o reducción de contaminantes y

DBO del efluente procedente del tratamiento primario de las aguas

residuales.

Tratamiento terciario: Limpieza avanzada de aguas residuales que va más

allá del secundario o el estado biológico, eliminando nutrientes como el

fósforo, nitrógeno y la mayoría de la DBO y sólidos suspendidos.

Turbidez: Medida de la no transparencia del agua debida a la presencia de

materia orgánica suspendida.

UV: Ultra Violeta. Radiación que contiene una longitud de onda menor que la

luz visible. Es a menudo usada para matar

Zona costera: Tierra y aguas cerca de la costa, cuyos usos y ecología están

afectadas por el mar.

Zona no saturada: La zona por encima del nivel piezométrico donde los

poros del suelo no están totalmente llenos de agua.

Zona saturada: El área por debajo del nivel piezométrico donde todos los

espacios abiertos están llenos de agua.

ANEXO: RESULTADOS DE LABORATORIO

Valores de entrada obtenidos para el Agua Residual Bruta en los distintos

puntos de muestreo:

1. Agua Bruta.

FECHA pH DQO SST P. total P. libre 09-06-2006 8,42 347,2 128 7,85 6,02

16-06-2006 8,77 351,5 120 7,58 5,90 23-06-2006 7,92 320,1 115 7,20 5,24

13-07-2006 8,65 353,8 129 7,73 5,86

21-07-2006 8,15 337,0 127 7,79 5,78

28-07-2006 8,34 341,4 132 7,87 5,93

N° Muestras 6 6 6 6 6

Promedio 8,38 341,8 125 7,67 5,79 Desv. Stand. 0,314 12,340 6,369 0,253 0,280

Inter. Conf. 0,086 3,398 1,754 0,070 0,077

Máximo 8,77 353,8 132 7,87 6,02

Mínimo 7,92 320,1 115 7,20 5,24

2. Salida Pre Tratamiento.

FECHA pH DQO SST P. total P. libre

09-06-2006 8,48 321,2 111 7,28 5,64 16-06-2006 8,55 310,0 115 7,32 5,51

23-06-2006 7,77 258,3 102 7,18 5,25 13-07-2006 8,61 319,4 125 7,34 5,68

21-07-2006 8,51 327,2 113 7,21 5,73

28-07-2006 8,56 309,4 116 7,27 5,69

N° Muestras 6 6 6 6 6 Promedio 8,41 307,6 114 7,27 5,58

Desv. Stand. 0,318 25,091 7,474 0,062 0,180 Inter. Conf. 0,088 6,909 2,058 0,017 0,050

Máximo 8,61 327,2 125 7,34 5,73

Mínimo 7,77 258,3 102 7,18 5,25

3. Licor Mezcla.

FECHA pH DQO SST P. total P. libre 09-06-2006 6,87 4620 7436 50,1 37,1

16-06-2006 6,88 4736 7855 48,7 35,3

23-06-2006 6,86 3670 6735 39,4 29,8 13-07-2006 6,78 4747 7837 49,3 32,5

21-07-2006 6,80 4265 7515 46,8 32,1

28-07-2006 6,85 4540 7868 47,7 36,2


Promedio 6,84 4430 7541 47,0 33,8

Desv. Stand. 0,040 411,619 436,916 3,901 2,810 Inter. Conf. 0,011 113,343 120,309 1,074 0,774

Máximo 6,88 4747 7868 50,1 37,1

Mínimo 6,78 3670 6735 39,40 29,8

4. Salida Decantador Secundario.

FECHA pH DQO SST P. total P. libre

09-06-2006 7,14 55,2 5,2 7,43 5,27

16-06-2006 7,21 48,7 4,7 6,87 5,31 23-06-2006 7,20 47,9 4,8 6,94 4,82

13-07-2006 7,18 49,1 4,3 6,26 5,03

21-07-2006 7,12 48,3 4,6 6,72 5,11

28-07-2006 7,09 47,3 4,7 6,12 4,97


Promedio 7,16 49,4 5 6,72 5,09 Desv. Stand. 0,048 2,901 0,293 0,479 0,185

Inter. Conf. 0,013 0,799 0,081 0,132 0,051

Máximo 7,21 55,2 5,2 7,43 5,31

Mínimo 7,09 47,3 4,3 6,12 4,82

Valores obtenidos en Laboratorio para el Agua Residual Bruta en los

distintos puntos de muestreo:

1. Sólidos Suspendidos Totales.

Dosis Al+3 A.B. S.P T. S.D.S. L.M. 5 47,8 41,2 3,0 61,4

10 43,1 36,0 3,0 55,3 15 42,7 32,7 3,0 47,5 20 36,5 24,3 1,0 33,5 25 28,7 17,2 2,0 28,2 30 23,7 16,1 1,0 19,0

2. Demanda Química de Oxigeno.

Dosis Al+3 A.B. S.P T. S.D.S. L.M. 5 135 121 51,0 187,0

10 130,0 117,0 48,0 180,0 15 110,0 98,0 47,0 153,0 20 80,0 73,0 38,0 110,0 25 73,0 67,0 34,0 93,0 30 67,0 60,0 32,0 43,0

3. Fósforo Libre.


10 4,62 4,32 2,93 25,61 15 3,59 3,24 2,12 20,54 20 2,98 2,51 1,71 20,11 25 2,55 1,85 1,12 18,71 30 2,24 1,66 0,79 16,15

4. Fósforo Total.


10 7,33 6,78 5,93 38,12 15 6,48 5,89 5,61 35,60 20 5,74 5,46 4,76 30,57 25 4,97 4,72 4,06 24,78 30 4,54 4,39 3,83 21,20

Datos de porcentaje de remoción de contaminantes en los cuatro puntos de

muestreo.

1. Agua Bruta.

Dosis Al+3 DQO SST P total P libre 5 0,61 0,63 0,03 0,17

10 0,63 0,64 0,03 0,22 15 0,66 0,63 0,10 0,31 20 0,77 0,72 0,26 0,49 25 0,78 0,77 0,36 0,56 30 0,80 0,82 0,42 0,62

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0 10 20 30 40

Efic

ienc

ia (ɳ)


% de Eficiencia

D.Q.O.

S.S.T.

P total

P libre

2. Salida Pre Tratamiento.


10 0,62 0,69 0,07 0,22 15 0,62 0,68 0,18 0,38 20 0,77 0,81 0,26 0,56 25 0,80 0,85 0,35 0,68 30 0,81 0,86 0,40 0,71

3. Licor Mezcla.


10 0,96 0,99 0,22 0,27 15 0,96 0,99 0,10 0,31 20 0,98 1,00 0,38 0,38 25 0,98 1,00 0,47 0,42 30 0,99 1,00 0,56 0,55

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0 10 20 30 40

Efic

ienc

ia (ɳ)


% de Eficiencia

D.Q.O.

S.S.T.

P total

P libre

4. Salida Decantador Secundario.


10 0,01 0,36 0,14 0,45 15 0,02 0,38 0,19 0,56 20 0,23 0,77 0,24 0,66 25 0,30 0,57 0,40 0,78 30 0,32 0,79 0,37 0,84

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0 10 20 30 40

Efic

ienc

ia (ɳ)


% de Eficiencia

D.Q.O.

S.S.T.

P total

P libre

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

0 5 10 15 20 25 30 35

Efic

ienc

ia (ɳ)


% de Eficiencia

D.Q.O.

S.S.T.

P total

P libre

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