UNIDAD II

MANEJO DE RILES

Introduccin El recurso agua es vital para todos los seres humanos, y ecosistemas

existentes, es un bien escaso. Las fuentes naturales de aguas comoros, lagos, lagunas y el mar estn siendo afectados directamente porel desarrollo industrial. La utilizacin del agua en los procesos conducea la generacin de aguas residuales industriales (RILES) las que sondescargadas en los cuerpos de aguas existentes.

Es importante destacar que no slo las aguas residuales industrialesconforman la contaminacin de las aguas; tambin estn presentes lasaguas residuales domesticas o urbanas, pero la diferencia est en quelas industrias son capaces de generar mezclas de contaminantes que,muchas veces, pueden ser txicas, dependiendo del proceso, msan, si la industria pertenece al sector qumico.

Lo anterior trae como consecuencia el deterioro de los cuerposhdricos que son los receptores de estas descargas, convirtindose enun peligro para las especies que habitan en ellos y tambin para lapoblacin que se alimenta con productos que pueden sercontaminados por la utilizacin de estas como aguas de regado.

Toda comunidad genera residuos tanto slidos comolquidos. La fraccin lquida de los mismos, aguasresiduales, es esencialmente el agua de que se desprende lacomunidad una vez que ha sido contaminada durante losdiferentes usos para los cuales ha sido empleada. Desde elpunto de vista de las fuentes de generacin, podemosdefinir al agua residual como la combinacin de losresiduos lquidos, o aguas portadoras de residuos,procedentes tanto de residencias como de institucionespblicas y establecimientos industriales y comerciales, alos cuales pueden agregarse eventualmente aguassuperficiales y pluviales.

AGUAS RESIDUALES

Qu son los Riles? Definiciones

Son los residuos industriales lquidos, stos son aguas dedesecho generadas en establecimientos industriales comoresultado de un proceso, actividad o servicio.

Los residuos industriales lquidos (RILES) corresponden atodos las corrientes lquidas del proceso industrial que sondescargados fuera de la industria, ya sea al alcantarillado o acuerpos de aguas superficiales.

Las aguas servidas del establecimiento se entienden comoparte del proceso industrial y por lo tanto se consideranRILES.

La actividad industrial de diversos tipos que se desarrolla en el

pas, constituye una importante fuente de contaminacin,debido a que sus desechos o residuos industriales lquidos (riles),o slidos (rises), son evacuados directa o indirectamente almedio ambiente acutico, constituido por el mar, los ros y loslagos, en algunos casos sin ningn tipo de tratamiento, o en otroscon tratamientos deficientes o insuficientes, ocasionando conello consecuencias o daos graves al medio ambiente.

Algunas definiciones:

pH

Turbidez

Oxgeno disuelto

Caudal

DBO5

DQO

Slidos Suspendidos

CONCEPTOS IMPORTANTES EN LA TEMTICA DE RILES

Principales indicadores de contaminacin en las aguas:

DBO5 : se refiere al Oxgeno consumido en la degradacin de

sustancias oxidables del agua por la accin microbiolgica, medido en

condiciones estandarizadas. Se expresa en mg de oxgeno por litro.

Un valor DBO elevado indica un

agua con mucha materia orgnica.

El subndice cinco indica el

nmero de das en los que se harealizado la medida.

DQO: Se refiere al oxgeno consumido en la degradacin qumica de

sustancias oxidables, medido en condiciones estandarizadas. Este consumo

incluye las cargas orgnicas e inorgnicas. Se expresa en mg por litro de

oxgeno equivalente a la cantidad de oxidante empleado. Un valor DQO

elevado indica un agua con muchas sustancias oxidables.

Carga diaria de DBO5 (g/da), CD: Producto del promedio ponderado de las

descargas de DBO5 (g/L), por el volumen de descarga diario (L/da), VDD,

correspondiente a un da de autocontrol.

VDD : volumen de descarga diario en un da de autocontrol (L/da).

Carga mensual de DBO5 (g/mes), CM: suma de las descargas diarias

deDBO5 (g/da). CD dividido por el nmero de das de control, multiplicado

por el nmero de das en que efectivamente hubo descargas de residuos

industriales lquidos (da/mes). (DS 609)

Volumen de descarga diario (L/da), VDD: Es el volumen diario que descarga

el establecimiento industrial. Se determinar en base al consumo de agua

potable del establecimiento industrial, durante el periodo de un da, ms el

consumo de agua de fuentes propias de dicho establecimiento durante el

mismo periodo, multiplicados por el factor 0,8, u otro procedimiento

alternativo aprobado por la empresa sanitaria o la Superintendencia. (DS

609).

Volumen de descarga mensual (L/mes), VDM: Es el volumen mensual que

descarga el establecimiento industrial.

pH: es una medida de la acidez o alcalinidad de una solucin.

Sedimentacin: Proceso en el cual las sustancias en suspensin se depositan

en el fondo.

Slidos disueltos (SD): que pueden afectar la vida acutica o el uso

futuro del agua para usos industriales y domsticos.

Slidos Suspendidos (SS): pueden pronosticar la presencia de

obstrucciones, de reduccin en la penetracin de luz, adems de

efectos en la fotosntesis.

Turbiedad: que indica la presencia de materia suspendida, la

eficiencia de la desinfeccin del agua.

Sedimentacin: Proceso en el cual las sustancias en suspensin se

depositan en el fondo.

Temperatura: importante para la vida acutica, ya que indicaimplcitamente el grado de oxgeno disuelto

Demanda Bioqumica de Oxgeno Oxidacin Carbono orgnico: DBO

Prueba estndar:

Botella de DBO (300 ml)

Agua saturada con oxgeno y nutrientes

Medir [O2] inicial (D1), incubar a 20C por 5 das y medir [O2] final (D2).

DBO (mg/L) = (D1 - D2) / P

P es la fraccin de agua residual contenida en la muestra

Ejercicio

La siguiente es la informacin de un ensayo de DBO a 5das para una muestra de agua residual. Un volumende 15 ml de agua residual se agreg en una botella deincubacin de 300 ml. El OD inicial de la muestradiluida fue de 8.8 mg/L y el OD final, despus de 5das de incubacin fue de 1.9 mg/L.

Cul es la DBO5 de la muestra?

Demanda Qumica de Oxgeno

Medir material orgnico de las AR, susceptible de ser oxidado qumicamente.

Se oxidan sustancias orgnicas difciles de oxidar biolgicamente

Hay sustancias inorgnicas que se oxidan

Algunas sustancias pueden ser txicas para los microorganismos.

Se realiza en 3 horas. Dicromato de potasioSulfato de plata

pH

La concentracin de in hidrgeno es un parmetro de calidad de granimportancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales. El intervalode concentraciones adecuado para la proliferacin y desarrollo de la mayorparte de la vida biolgica es bastante estrecho y crtico.

H2O H+ + OH-

pOH = -log [OH-]

pH = -log [H+]

pH +pOH = 14

Los corchetes representan las

concentraciones de los diferentes

constituyentes en moles/l.

Ejercicio !!

Fuentes de las aguas residuales

Agua residual domstica:

Zonas residenciales

Zonas comerciales

Zonas institucionales

Centros recreativos

Agua residual no domstica

Industrias

Infiltraciones y conexiones erradas

Las aguas residuales industriales no pueden ser caracterizadas de la misma

manera, diversidad de empresas.

Empresas que generan riles: alimenticias, mineras, qumicas, vias,

pinturas, papeleras, etc.

Volmenes variables

Las aguas de enfriamiento constituyen los volmenes mayores de RILES

Dentro del segundo volumen de importancia se encuentran las aguas de lavadoo enjuague.

Como tercer volumen estn las aguas de proceso que son de menor volumenpero frecuentemente concentradas en sustancias contaminantes .

Generacin de RILes.

Tratamiento de Riles:

Para qu?? y Por qu??

Tratamiento preliminar, su objetivo principal es la remocin de los

slidos gruesos tales como arenas, piedras, etc. y grasas.

Tratamiento primario, su funcin es remover fundamentalmente los

slidos en suspensin.

Tratamiento secundario o biolgico, est enfocada a remover la

materia orgnica.

Tratamiento terciario, puede ser empleado para conseguir remociones

adicionales de contaminantes no degradables de las aguas residuales,

antes de su descarga a un cuerpo receptor.

CLASIFICACIN Y CARACTERSTICAS DE LAS

AGUAS RESIDUALES

El agua residual se puede definir, considerando las fuentes de su

generacin, como la combinacin de los desperdicios lquidos y los

desperdicios acarreados por las aguas que se recolectan de lavados

y fugas de equipos entre otros.

El conocimiento de las caractersticas y naturaleza del agua residual

es necesario para determinar su manejo, tratamiento ydisposicin final.

CARACTERSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES.

El conocimiento de la naturaleza del agua residual es fundamental de cara al

proyecto y explotacin de las infraestructuras tanto de recogida como de

tratamiento y evacuacin de las aguas residuales, as como para la gestin

medioambiental.

Caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas de las aguas residuales

Caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas del agua residual y sus

procedencias.

Caractersticas Fsicas

Color

Causado por slidos suspendidos (aparente), material coloidal y sustancias en solucin (verdadero).

Fuentes de color: infiltracin, aportes por conexiones erradas, descargas industriales, y descomposicin de compuestos orgnicos.

Caf claro, gris claro, gris oscuro o negro.

Caractersticas Fsicas Olor:

Agua residual fresca: olor inofensivo

Generadores de olores: mercaptanos, sulfuro de hidrgeno.

Mtodos de medicin: mtodos sensoriales e instrumentales.

Constituyentes

Qumicos orgnicos

Procedencia

Carbohidratos Aguas residuales domsticas,

industriales y comerciales.

Grasas animales, aceites y

grasa

Aguas residuales domsticas,

industriales y comerciales.

Pesticidas Residuos agrcolas

fenoles Vertidos industriales

protenas Aguas res. Domsticas,

industriales y comerciales.

Agentes tensoactivos Aguas res. Domsticas,

industriales y comerciales.

Caractersticas Qumicas

Grasas y aceites

Lquidos a T ambiente: aceites

Slidos a T ambiente: grasas

Esteres compuestos de cidos grasos, alcohol y glicerol.

Caractersticas Qumicas

Tensoactivos:

Agentes de actividad superficial

Molculas orgnicas grandes compuestas de un grupo hidroflico y uno hidrofbico.

En AR provienen de descargas de detergentes, lavanderas industriales, etc.

Causan aparicin de espumas

Medicin: cambio de color de una muestra estndar de azul de metileno.

Propiedades inorgnicas de aguas residuales (continuacin)

Constituyentes

qumicos Inorgnicos

Procedencia

Nitrgeno (NO3-) Aguas residuales

domsticas, y residuos

agrcolas.

pH Vertimientos industriales,

comerciales y domsticas.

Fsforo Vertimientos industriales

Azufre aguas residuales domsticas

e industriales.

Caractersticas Qumicas

pH:

Intervalo existencia vida biolgica: 5 - 9

Parmetros importante para el tratamiento

Medicin: pH metro

Gases en aguas residuales

Constituyentes biolgicos de aguas residuales

Plantas Cursos de aguas y

plantas de tratamiento

Protistas Aguas residuales

domsticas, infiltracin de

agua superficial, plantas

de tratamiento.

Virus Aguas residuales

domsticas

Caractersticas Biolgicas

Importancia: enfermedades, descomposicin y estabilizacin.

Microorganismos presentes en Aguas superficiales y subterrneas:

Bacterias, hongos, algas, protozoos, plantas y animales vivos, virus.

Eucariotas : ncleo recubierto, varias molc. de ADN. Procariotas (bacterias y arqueobacterias).

Contaminantes de importancia en el tratamiento del agua residual.

Slidos en suspensin

Materia orgnica biodegradable

Patgenos

Nutrientes

Materia orgnica refractaria (tensoact. Fenoles)

Metales pesados

Slidos inorgnicos disueltos (Na, Ca, sulfatos)

Principalmente protenas,

carbohidratos, grasas

animales.

La mayora de las veces se

mide en funcin de la

DBO5 y DQO.Si se descargan al entorno?

MANEJO DE AGUAS SERVIDAS

Cules son los desechos lquidos?

Los desechos lquidos son los provenientes del lavaplatos dela cocina, lavandera, duchas, lavamanos y sanitarios y estnconstituidos bsicamente de agua y partculas pequeas deslidos que se disuelven o se mezclan. Incluyen residuos decomidas y bebidas, grasas, colorantes, detergentes, materiafecal y otros lquidos que son depositados en alguno de loslugares mencionados.Tambin son llamadas aguas servidas.

Es muy importante no mezclar los desechoslquidos con las aguas pluviales (aguas de lluvias)pues el volumen aumenta varias veces desgastandolas tuberas y encareciendo el tratamiento.

Las aguas pluviales -no mezcladas con lasservidas- no requieren tratamiento alguno paradisponerlas en un cuerpo receptor (ro o mar).

IMPORTANTE

Por qu debemos tratar los desechos lquidos?

El manejo adecuado de desechos lquidos es un factor muyimportante para preservar el ambiente, ya que si se realiza de formaerrnea puede provocar:

Contaminacin de ros o quebradas, el mar, pozos y otrosrecursos naturales.

Problemas de salud como irritaciones, hongos, etc. Molestias en zonas comunes por malos olores u hongos en lasparedes.

Contaminacin del agua potable por fugas subterrneas delacueducto.

Desperdicio de agua que podra utilizarse para riego de laszonas verdes o actividades agrcolas.

Paisajes repulsivos.

Qu est sucediendo actualmente?

Debido al mal manejo delos recursos econmicosen algunos pases, susciudades descargan lasaguas residuales sintratamiento al cuerpo deagua ms cercano sinconsiderar lasconsecuenciasambientales y de higiene.

Por ejemplos, algunas actividadeseconmicas como los hotelesconstituyen un mal ejemplo puesno controlan la calidad de lasaguas en la salida de sus sistemade tratamiento.

Las pruebas realizadas en dichassalidas indican coliformes fecalesque estn siendo arrojadosdirectamente a la playa.

Cmo se evaluaran esas aguas servidas que seproducen?

El agua se evala por medio de pruebas

fsicas, qumicas y biolgicas. Estas

constituyen la base para la seleccin del

tratamiento requerido y configuracin de laplanta de tratamiento.

Pruebas ms utilizadas

DBO5, pH, slidos sedimentables, slidos suspendidos totales, temperatura, coliformes fecales, grasas y aceites

Conceptos ya vistos!!!

Cmo se tratan los

desechos lquidos?

CONTINUACIN

CONTINUACIN

Plantas de Tratamiento

Qu es una Planta

de Tratamiento?Las plantas de tratamiento se utilizan

cuando el caudal a tratar es grande o

cuando las aguas servidas requieren

algn tipo de tratamiento especial.

Es un sistema de procesos a los que son

sometidos los desechos lquidos para

remover la materia orgnica y los

contaminantes. Requiere adems

tratamientos especficos para las

sustancias removidas.

El funcionamiento de la planta de

tratamiento depende de los mtodos

que utilice, pero por lo general

consiste de una rejilla, una unidad de

mezcla rpida y/o mezcla lenta, un

sedimentador, un filtro y algn

proceso de tratamiento de lodos y

materia removida.

La configuracin de la planta depende

de las condiciones del agua a tratar y

debe ser diseada por un profesional

calificado.

Qu mantenimiento requiere

una Planta de Tratamiento?

La operacin y el mantenimiento eficaz, eficiente y

permanente de las instalaciones puede significar la

diferencia entre el xito y el fracaso en los esfuerzos por el

control de la contaminacin del agua.

No es suficiente que estn bien diseadas y construidas

las obras de recoleccin y tratamiento, estas deben tener

una operacin y un mantenimiento adecuados.

Debe existir un manual de operacin y mantenimiento

adecuado de la planta, preparado por el diseador o algnotro profesional calificado.

En el manejo cotidiano de la planta son esenciales los

muestreos y anlisis regulares a lo largo del proceso

de tratamiento y en las aguas que se reciben.

Est informacin puede mostrar, por ejemplo, la

necesidad de modificar las dosis de cloro, coagulantes

o aire (oxgeno), la necesidad de realizar cambios en el

proceso, modificar los ciclos de sedimentacin o

recirculacin.

Las muestras deben ser recolectadas, preservadas y

transportadas adecuadamente antes de ser

analizadas.

Qu otros cuidados requiere una Planta

de Tratamiento?

En las plantas de tratamiento es posible distinguir tres

subsistemas importantes:

1.Separacin de slidos suspendidos y lquidos (tratamiento

preliminar y primario).

2.Tratamiento a lquidos (tratamiento secundario o terciario).

3.Tratamiento a los slidos suspendidos separados (lodos y

fangos) y contaminantes concentrados que han sido

separados del agua residual.

Este sistema ha sido y contina siendo uno de los problemas

ms complejos y costosos en el mbito de la ingeniera de

aguas residuales.

Qu son los RILes?

Corresponden a todos las corrientes lquidas delproceso industrial que son descargados fuera de laindustria, ya sea al alcantarillado o a cuerpos deaguas superficiales.

Son aguas de desecho generadas en establecimientosindustriales como resultado de un proceso, actividado servicio.

Aquellos productos de descarte que an siendolquidos son almacenados y transportados encontenedores o recipientes no se consideran comoresiduos lquidos, sino que como residuos slidos.

Y de las aguas residuales..RILES

Situacin Regin Metropolitana.

La Regin Metropolitana concentra alrededor del 60% de

la actividad econmica del pas. El rpido crecimiento

econmico e industrial ha incrementado los problemas de

contaminacin ambiental siendo afectados recursos tan

importantes como el aire, suelo y principalmente el

agua.

Los Riles de las industrias las qumicas, metalrgicas y laspapeleras poseen sustancias txicas que son difcilmentebiodegradables y requieren un tratamiento previo a sudescarga.

Dentro de la caracterizacin global de Riles se ha encontradoque la mayor frecuencia de agentes contaminantes se debe ala presencia de DBO5, slidos suspendidos, grasas, aceites ycoliformes fecales.

Las descargas de riles pueden provocar

Descargas al alcantarillado Descargas a cuerpos de agua.

La corrosin, incrustacin yobstruccin de las redes dealcantarillado.

Graves efectos en el medio ambiente y en la flora y fauna acutica de los ros, lagos y cauces naturales.

Las condiciones para laconformacin de gases txicos oinflamables en las redes dealcantarillado.

Trastornos en la agricultura como consecuencia del riego con aguas contaminadas

Serias interferencias en el procesobiolgico de las plantas detratamiento de aguas servidas y enlos subproductos generados.

Una vez reconocidas y clasificadas las caractersticas del agua es

importante realizar un claro anlisis de los componentes de los Riles y

las actividades responsables de su generacin, para luego clasificar

sus caractersticas ms importantes y as escoger un tratamiento

adecuado.

constituyentes de los tipos de Riles y las

actividades responsables de su generacin

Contaminantes removibles de Riles.

TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES

Se estima que slo el 36% de las industrias de la ReginMetropolitana cuenta con sistemas de tratamiento de residuosindustriales lquidos, en el cual el 79% corresponde atratamientos primarios, el porcentaje restante tiene relacin conlos tratamientos secundarios y terciarios; de este porcentaje seestima que slo el 77% de las industrias cumple con la norma deRiles existente (www.conama.cl,2004).

Los procesos para tratar Riles van desde

tratamientos relativamente sencillos hasta

complicados procesos tanto qumicos como

biolgicos; por lo tanto el tratamiento de dichos

residuos es posible dividirlos en cuatro grandes

grupos, estos son:

Tratamiento preliminar

Tratamiento primario

Tratamiento secundario

Tratamiento terciario

Tratamiento primario

Los tratamientos primarios corresponden a procesos

fsicos que involucran operaciones gravitacionales,

manuales o mecnicas que permiten remover los slidos

de distinta granulometra y densidad del efluente. Son

empleados para la eliminacin de slidos en suspensin

y materiales flotantes. Tambin se consideran

tratamientos primarios aquellos destinados a remover

grasas y aceites, y a neutralizar los efluentes.

Tratamiento preliminar

Su objetivo principal es la remocin de los slidos gruesos tales

como arenas, piedras, trapos etc. y grasas.

Se elimina una fraccin de los slidos en suspensin y lamateria orgnica del agua residual, suele llevarse a cabomediante operaciones fsicas como el tamizado y lasedimentacin. El efluente del tratamiento primario suelecontener una cantidad considerable de materia orgnica y unaDBO alta.

Ejemplos.Separacin de slidos o cribado SedimentacinNeutralizacin

Separacin de slidos o cribado (SS)

Como separacin de slidos, se reconoce al proceso que abarca tanto la

separacin de slidos gruesos como la de los ms finos, y que depender

de las condiciones particulares de cada industria, teniendo el 100% de los casos

la instalacin de, a lo menos, un tipo de rejas.

El tratamiento tiene como objetivo el proteger la instalacin de la llegada de

objetos capaces de producir obstrucciones en todas las etapas del proceso,

dependiendo su eficiencia de operacin, del tamiz utilizado.

Diferentes cribas-------------------separacin de mallas.

Cribado grueso, separacin de 50 a 100 mm, se utilizancmaras de rejas de limpieza manual o autolimpiantes.

Cribado medio, separacin de 10 a 25 mm, son utilizadostamices tipo filtros rotatorios autolimpiantes con agua calienteo vapor generalmente.

Cribado fino, separacin de 3 a 10 mm, se utiliza para slidostales como arenas, gravas, cenizas, etc. Para su remocin sonutilizados desarenadores, los que pueden ser gravitacionales oaireados. Otra alternativa, es la utilizacin de hidrocentrfugaso hidrociclones, en cuyo caso se requiere un previo bombeodel efluente.

Sedimentacin (FS)

En este proceso son separados los slidos en suspensin, basndose en la

diferencia en los pesos especficos de las partculas slidas y lquidas,

permitiendo la decantacin de las primeras. La decantacin puede realizarse

en una o varias etapas, y por su intermedio se remueve entre un 25 y 50% dela DBO5, un 50 a 70% de los SS y cerca del 65% de los aceites y grasas(FAO 47, 1992), aun que otras fuentes sealan que esta es cercana al 70%

en DBO5 y 25% en SS (CONAMA).

Es posible distinguir dos tipos de materias separables por decantacin,

granulares, en las cuales la sedimentacin es independiente y las partculas

relativamente floculadas, que resultan de la aglomeracin natural o provocada

de las materias coloidales en suspensin.

El perodo de retencin en los depsitos de sedimentacin, varaentre 2 a 12 horas. Cuando el agua presenta grandes cantidadesde slidos, generalmente cuentan con rastras mecnicas quetransportan a los slidos a fosos colectores. En la industria conpresencia de aceites y grasas, esta fosa est provista de unsistema de acumulacin y barredor de grasas (FSD). Con estatcnica se remueve el 100% de las grasas y aceites.

Neutralizacin (N)

Tratamiento qumico destinado a llevar el pH del RIL prximo a la neutralidad.

Si el pH del efluente a tratar es cido, y es un volumen pequeo, se utiliza un

filtro de calcita. Si el volumen es mayor para efluentes cidos se realiza la

adicin de un lcali, la que puede ser una solucin de soda custica,

carbonato de sodio o leche de cal. Si el efluente es bsico, se debe adicionar

un cido, emplendose cido sulfrico, o clorhdrico.

Se recomienda efectuar la neutralizacin en un reactor, con al menos 10

minutos de tiempo de retencin, ya que de esta forma se logra el mximo

aprovechamiento del reactivo.

La neutralizacin es utilizada normalmente, en los siguientes

casos:

Antes de descarga a un medio receptor abierto, como ros,lagos, mares, etc.

Antes de descarga al alcantarillado.

Antes de un tratamiento biolgico, ya que la biomasa es muysensible a los cambios de pH.

La necesidad de neutralizacin antes de los tratamientos

biolgicos depende de la alcalinidad o acidez del RIL y los mg/l de

DBO que deben ser eliminados.

Dentro de los tratamientos primarios, podemos encontrar

Coagulacin floculacin

Las aguas residuales contienen sustancias tanto disueltas como ensuspensin.

Las materias en suspensin pueden tener un tamao y densidad tal que

pueden eliminarse del agua por sedimentacin, pero partculas como los

coloides son de un tamao tan pequeo y tienen una carga elctrica

superficial que las hace repelerse continuamente, impidiendo su

aglomeracin y formacin de una partcula ms pesada para as poder

sedimentar.

La coagulacin en el proceso de tratamiento del agua tiene por

objeto agrupar las partculas coloidales dispersas en el agua en

otras ms voluminosas y pesadas que puedan ser separadasms fcilmente del agua.

Factores que Controlan el Proceso de Coagulacin

Existe una serie de factores que afectan la coagulacin:

Clases de coagulantes

Cantidad de coagulantes

Caractersticas qumicas del agua (pH)

Tiempo de mezcla y floculacin

Temperatura del agua

Grado de agitacin

Coagulantes de uso general

Producto Qumico: cloruro frrico, sulfato ferroso clorado, sulfatoferroso, sulfato frrico, carbonato de sodio, sulfato de aluminioetc.

Coagulantes metlicos: Los coagulantesmetlicos se clasifican son las sales dealuminio, las sales de hierro.El coagulante usado generalmente en lasplantas de tratamiento son las sales dealuminio y de hierro debido a su bajo costo yfcil dominio.

Histricamente, los coagulantes metlicos han sido los ms

empleados en la clarificacin del agua. Estos productos actancomo coagulantes y floculantes a la vez.

Floculacin

A continuacin de la etapa de coagulacin ocurre un segundoproceso llamado floculacin.

Este proceso tiene lugar tras someter a los microflculos a unaagitacin lenta que permite la unin de las partculas en forma de

red que se produce como consecuencia de la adicin de

compuestos orgnicos de cadena larga (poli electrolitos) que se

adsorben sobre la superficie del slido.

Las partculas desestabilizadas se unen para formar grandespartculas estables denominadas flculos que se caracterizan por

una consistencia porosa, los cuales alcanzan un tamao suficiente

como para poder sedimentarse en el agua

Sustancias qumicas empleadas en el proceso de floculacin

Los floculantes llamados tambin ayudantes de floculacin, son

productos destinados a favorecer cada una de las operaciones de

desestabilizacin del sistema disperso. Los floculantes son polmeros

de alto peso molecular, solubles en agua, que contienen grupos

capaces de disociarse electrolticamente para dar iones de carga

elevada y alto peso molecular.

Los principales productos floculantes es posible

caracterizarlos en tres grandes grupos:

Catinicos(carga positiva)

Aninicos (carga negativa)

No inicos (carga neta neutra)

No hay ninguna regla que permita deducir cual de

los floculantes dar mejores resultados, por lo

que siempre debern efectuarse ensayos de

laboratorio. Asimismo, se determinar el tiempo

que debe transcurrir entre la introduccin del

coagulante y la del floculante.

LOS FLOCULANTES

Polmeros inorgnicos (silicia

activado) y polmeros

naturales (almidones, alginate)

eran los primeros que se utilizaban.

Pero el uso de floculantes

sintticos a menudo da como

resultado una cantidad mnima de

lodo.

Combinado con tcnicas modernas

de separacin puede permitir

producir un lodo muy denso que se

puede tratar directamente en unaunidad de desecacin.

Tratamientos secundarios

Est principalmente encaminado a la eliminacin de los slidos en

suspensin y de los compuestos orgnicos biodegradables.

Los tratamientos secundarios, son utilizados para la disminucin de los

slidos suspendidos remanentes, y de los slidos orgnicos disueltos a

travs de mtodos basados en oxidacin biolgica, lo que se realizan

generalmente mediante bacterias.

Cabe sealar que los tratamientos biolgicos slo son capaces de remover la

fraccin biodegradable de la materia orgnica presente.

Se tienen dos tipos de tratamientos: proceso aerbico (oxidacin) y

proceso anaerbico (ausencia de oxgeno)

Organismos aerbicos.

Son aquellos que requieren oxgeno para llevar a cabo sus

reacciones metablicas.

Generan CO2 como subproducto.

Organismos anaerbicos.

Son aquellos que crecen en ausencia de oxgeno. Generan CO2,

CH4.Organismos facultativos.

Son aquellos organismos que pueden sobrevivir en ambos

ambientes.

IMPORTANTE RECORDAR

Tratamientos aerbicos

El proceso bsico de este tratamiento es la aireacin. El

mecanismo de aplicacin de aire, define el tipo de tratamiento

aireado a utilizar, la eleccin depende principalmente de los

aspectos econmicos y fsicos en relacin a la ubicacin geogrfica

de la empresa.

Lodos activados

Tratamiento aerbico, en que es utilizado un cultivo bacteriano

disperso en flculos (lodos activos) en un depsito agitado y

aireado, el que es alimentado con el RIL que se requiere tratar,

seguido de una sedimentacin.

El lodo est compuesto por una poblacin de microorganismos

heterognea.

La aplicacin de este tratamiento puede ser utilizado para

concentraciones de DBO5 de hasta 12.000 mg/l, aproximadamente.

Las eficiencias de abatimiento se ubican cercanas al 93% de la DBO5

y 90% de los SS, pudindose llegar a valores menores de 30 mg/l

de DBO5.

Por este medio tambin es posible abatir nutrientes (por crecimiento

bacteriano), en rangos de 30 a 40% de Nitrgeno y 30 a 45% de

Fsforo.

Proceso de tratamiento anaerobio

Tratamiento que se basa en la descomposicin de la materia

orgnica en la ausencia total de oxgeno, ha demostrado una buena

eficiencia en RILes con altas concentraciones de DBO5.

Utilizado en aguas residuales y en la digestin de los lodos activados.

Este proceso genera poca cantidad de lodo, pero genera gas el cual puede ser

reutilizado como combustible o bien debe ser quemado.

Segn las variaciones fsicas en el diseo de los reactores existen distintos tipos

para este tratamiento, siendo el ms utilizado el reactor anaerobio de flujo

ascendente (UASB).

La eficiencia de abatimiento de los contaminantes con esteltimo tipo de reactor, puede alcanzar entre el 70 y 90% enDBO5 (Anrain, 1983; Cceres, 1991; Valds, 1988; Vieira, 1994;Vias, 1991) y entre 67 y 90% en SS (lvarez, 2000; Barbosa,1989; Collazos, 1991; Marn 1992; Vieira, 1994). En el caso delos fenoles, se observa una remocin entre 38 y 79% con lasvariaciones de la carga orgnica y los tiempos de residenciahidrulicos (Espinosa, 1988).

Lagunas de estabilizacin

En este tratamiento los contaminantes orgnicos son biodegradados por

microorganismos aerbicos y anaerbicos.

Los tipos de lagunas de estabilizacin se clasifican de acuerdo a la

predominancia relativa de los procesos mediante los cuales la materia

orgnica (expresada como DBO5), es removida.

Lagunas anaerbicas

Lagunas facultativas

Lagunas aireadas mecnicamente

Las lagunas anaerbicas operan bajo altas cargas orgnicas, como

unidades primarias en un sistema de lagunas.

Las lagunas facultativas operan bajo una carga orgnica ms baja,permitiendo a las algas desarrollarse en las capas superficiales, de modo deobtener un estrato oxigenado.

Las lagunas aireadas mecnicamente son utilizadas cuando no existesuficiente espacio para una laguna facultativa. Existen dos tipos, lagunasaireadas aerobias y lagunas aireadas facultativas.

En las lagunas aireadas aerobias, el oxgeno entregado permite

mantener oxgeno disuelto en toda la laguna, y la mezcla es

suficiente para mantener los slidos biolgicos en suspensin. El

efluente de estas lagunas sedimenta en un estanque.

En las lagunas aireadas facultativas slo presentan oxgeno

disuelto en las capas superiores, al material suspendido

sedimentado se somete a una biodegradacin anaerbica en

profundidad.

Determinacin de compuestos orgnicos en aguas residuales.

Los materiales orgnicos contenidos en las aguas residuales incluyen

una amplia mezcla de compuestos, y resulta difcil su

determinacin individual.

Desde el punto de vista del control ambiental, interesa la demanda

de oxgeno que dichos compuestos imponen, ya que ello refleja

el efecto que tendrn una vez que se viertan en los cuerpos de

agua receptores.

Los microorganismos aerbicos consumen el oxgeno para la

produccin de energa necesaria para el crecimiento. Por ejemplo, en

el caso de la glucosa:

C6 H12 O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O

Demanda biolgica de oxgeno (DBO).

El anlisis de DBO usa microorganismos para oxidar los

componentes orgnicos, utilizando oxgeno molecular, bajo

condiciones controladas. Se mide el oxgeno consumido

durante un perodo especificado (5 das, 7 das o 30 das). La

muestra se pone en contacto con una solucin saturada de

oxgeno, y se incuba en un recipiente cerrado, en la

oscuridad a 20C.

Generalmente, se utiliza un inculo de microorganismos.

Paralelamente, se hace un control como referencia, con

agua pura y el inculo. El test de DBO5 (5 das, 20C) ha

permanecido inalterado desde 1912.

DBO (mg/L) = D1 - D 2P

La DBO de una muestra de agua expresa la cantidad de miligramosde oxgeno disuelto por cada litro de agua o las partes por milln(ppm) de oxgeno, que se utiliza conforme se consumen losdesechos orgnicos por la accin de las bacterias en el agua,manteniendo la temperatura a 20C en un periodo de 5 das.

Una DBO elevada indica que se requiere una gran cantidad de

oxgeno para descomponer la materia orgnica contenida en el agua.

El agua potable tiene una DBO de 0.75 a 1.5 ppm de oxgeno y se

considera que el agua est contaminada si la DBO es mayor de 5 ppm

Las aguas residuales municipales contienen entre 100 y 400 ppm,

pero los desechos industriales y los agrcolas contienen niveles de

DBO del orden de miles de ppm. La reduccin de los niveles de DBO

se hace mediante tratamiento de aguas residuales.

REF: IMPLEMENTACIN DE METODOLOGAS ANALTICAS PARA LADETERMINACIN DE LA DEMANDA BIOQUMICA DE OXGENO

Valores tpicos de DBO para distintas fuentes de RILes

Parmetros de DBO para aguas de diferente calidad

REF: IMPLEMENTACIN DE METODOLOGAS ANALTICAS PARA LADETERMINACIN DE LA DEMANDA BIOQUMICA DE OXGENO

Se refiere al potencial de oxgeno requerido para oxidar

qumicamente el material orgnico, bajo condiciones controladas.

Tiene la ventaja de que el anlisis demora dos horas, por lo que

puede ser utilizado en control de procesos. Generalmente, entrega

valores mayores que la DBO.

Demanda qumica de oxgeno (DQO).

Tratamientos terciarios

Tratamiento de las aguas residuales posterior a la etapa secundaria

o biolgica que consiste en la remocin de nutrientes, tal como el

fsforo y el nitrgeno, y de un alto porcentaje de slidos en

suspensin, metales, y compuestos no biodegradables.

Ejemplos:

Adsorcin en carbn activado: Proceso en que se produce la remocin delos componentes solubles en soluciones acuosas, mediante el contactocon carbn granular o pulverizado de gran adsorcin.

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Qu es el carbn activado?

El carbn activado es carbn porosoque se produce artificialmente demanera que exhiba un elevado gradode porosidad y una alta superficieinterna. Estas caractersticas, juntocon la naturaleza qumica de lostomos de carbono que lo conforman,le dan la propiedad de atraer yatrapar de manera preferencial ciertasmolculas del fluido que lo rodean.

A esta propiedad se le llama adsorcin; al

slido se le denomina "adsorbente" y a la

molcula atrapada, "adsorbato"

el carbn activado se considera un adsorbente casi universal de molculas orgnicas.

La adsorcin es definida como la propiedad de ciertos materialesde fijar en su superficie de manera temporal, partculasorgnicas extradas del medio en que se encuentransumergidas.

Los carbones activados comerciales presentan un rea especifica del

orden de 1000 m2/g, con capacidades de adsorcin en el rango 10-400

(g contaminante / kg de carbn). El carbn se puede reactivar

desorbiendo el contaminante utilizando vapor o gases a alta

temperatura.

Debido a lo anterior una de las principales

aplicaciones del carbn activado es la

purificacin de lquidos y gases

contaminados con alguna molcula

orgnica.

Oxidacin avanzada: Permite eliminar compuestosorgnicos txicos, compuestos cromforos u otroscompuestos orgnicos no biodegradables: Se puedenutilizar agentes oxidantes tales como ozono o perxido dehidrgeno, que generan radicales libres OH altamentereactivos.

Estos procesos, generalmente, implican generacin y uso de especies

oxidantes poderosas pero relativamente no selectivas, principalmente el

radical hidroxilo (OH) y, en algunos casos, el oxigeno. Para oxidar

contaminantes ambientales el OH puede ser generado por procesos

fotoqumicos y no fotoqumicos para oxidar contaminantes. (EPA,

Handbook, Advanced Photochemical Oxidation Processes).

La mayora de estas tecnologas pueden aplicarse a la remediacin y a la

detoxificacin de aguas, generalmente en pequea o mediana escala.

Los mtodos pueden usarse solos o combinados entre ellos o con

mtodos convencionales, pudiendo ser aplicados a contaminantes del aire

y suelos, incluso permiten la desinfeccin de bacterias y virus.

Ejemplos de procesos avanzados de oxidacin Fotoqumicos.

Procesos o Tecnologas Fotoqumicas: Fotolisis Ultravioleta de Vaco, Procesos de Oxidacin /UV, etc.

Procesos de Oxidacin Avanzados Sensibilizados

Ejemplos de procesos avanzados de oxidacin no Fotoqumicos.

Ozonizacin en medio alcalino (O3/OH-)Ozonizacin con perxido de hidrgeno (O3/H2O2)

Precipitacin qumica: La precipitacin qumica en eltratamiento de aguas residuales implica la adicin decompuestos qumicos para alterar el estado fsico decompuestos disueltos y de slidos suspendidos, y facilitar laseparacin slido/lquido. La formacin del precipitadopermite adsorber molculas orgnicas y metales disueltos, yeliminar coloides.

Intercambio inico. Consiste en la sustitucin de uno o varios

iones presentes en el agua por otros que forman parte de una

fase slida (intercambiador), siendo esta reaccin de

intercambio reversible. Esta tcnica es muy cara, por lo que

slo se utiliza para elementos txicos o por su alto valor para

recuperarlos, como por ejemplo: eliminacin de mercurio,

cromatos, cianuros etc.

Las partculas cargadas negativamentese unen a la matriz slida cargadapositivamente, ejemplo resina catinica.

Los iones impuros son tomados por la resina que debe ser regenerada

peridicamente para restaurarla a su forma inica original. (Un ion es un

tomo o grupo de tomos con una carga elctrica. Los iones con carga

positiva se llama cationes y son generalmente metales, los iones con

carga negativa se llaman aniones y son generalmente no metales).

Catin: Calcium (Ca2+) Anin : Cloruro (Cl-)

Osmosis inversa. Consiste en hacer pasar el agua a travs de membranassemipermeables, para ello se debe aplicar una presin hidrosttica quevenza la presin osmtica del agua a tratar. La smosis inversa se utilizapara recuperar metales, para eliminar las sales presentes y para reciclaragua a los procesos.

Desinfeccin. Se utiliza sobre todo si se pretende realizar posteriormenteuna reutilizacin del agua. Su objetivo consiste en destruir los grmenespatgenos mediante la utilizacin de procesos normalmente qumicos. Seemplea para ello de forma prioritaria el cloro, ozono, etc.

Volviendo a los tratamientos de riles

Podemos inferir que la diversidad de industrias y por lo tanto, ladiversidad de tipos de riles es lo que determinar los tipos de

tratamientos.

Resumiendo:

Tratamientos preliminares

Tratamientos primarios: Separacin de slidos o cribado SedimentacinNeutralizacin

Tratamientos secundarios : tratamientos o procesos anaerobios y aerobios.

Tratamientos terciarios: Adsorcin en carbn activado.Oxidacin avanzadaPrecipitacin qumicaOsmosis inversa Desinfeccin Intercambio inico