COMPOSICIÓN CUALITATIVA DE LAS AGUAS RESIDUALES

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1 COMPOSICIÓN CUALITATIVA DE LAS AGUAS RESIDUALES Es muy difícil de definir. Se pueden clasificar los parámetros que sirven para su caracterización en tres grupos: 1.- Parámetros físicos Sólidos en suspensión: es uno de los indicadores más importantes del grado de contaminación de las aguas residuales. Se aplica a un conjunto heterogéneo de sólidos, que pueden llevar las aguas y que proceden normalmente de arrastres (avenidas, aluviones) o de vertidos industriales y urbanos. Los sólidos totales se definen como el residuo que permanece tras la evaporación del agua a º C, y representan el contenido total de impurezas del agua. Se dividen en sólidos en suspensión y sólidos disueltos. Sometiendo el agua a un proceso de filtración podemos diferenciar ambas fracciones. Los sólidos decantables pueden ser eliminados durante el tratamiento de decantación primaria. La fracción coloidal no es eliminable por decantación, pero si por coagulaciónfloculación. Dentro de cada una de las variantes existe materia orgánica (sólidos volátiles), y materia mineral (sólidos fijos), diferenciables por el tamaño de partícula. Turbiedad: se define como la ausencia de claridad en un agua, debida a la presencia de impurezas insolubles, finamente divididas, que están suspendidas en ella. Estas impurezas pueden ser materias en suspensión o materias coloidales (aquellas partículas muy finas que permanecen en suspensión en el agua sin ser retenidas por filtración). Color y olor: cada agua presenta una coloración característica, de naturaleza orgánica, en general, modificada por la cantidad de hierro y manganeso en estado coloidal. El agua puede ser de color aparente (color que presenta el agua bruta) o de color verdadero (color que permanece después de haber separado las materias en suspensión). Los vertidos industriales pueden dar a las aguas colores característicos, aunque es difícil asociar coloración con grado de contaminación. 1

2 El olor puede ser debido a la presencia de compuestos químicos como fenoles, derivados del cloro, materias orgánicas en descomposición, productos derivados del alquitrán, fermentos, etc. Algunos malos olores se forman como consecuencia de la cloración de las aguar, al formarse cloraminas. ph: influye tanto en la velocidad de las reacciones químicas como sobre la propia supervivencia de los microorganismos. Temperatura: influye en las reacciones químicas y su cinética. La solubilidad de los gases (oxígeno disuelto), disminuye al aumentar la temperatura. Asimismo, el aumento de la temperatura produce un aumento de la actividad metabólica de los microorganismos, es decir, un aumento en la velocidad de consumo de oxígeno. 2.- Parámetros químicos Oxígeno: condiciona la distribución de las especies acuícolas, los procesos de degradación aerobia de la materia orgánica, autodepuración de las aguas y el mantenimiento de la calidad de las aguas para su más óptimo aprovechamiento. La fuente de oxígeno proviene de la transferencia entre el agua y el aire y la fotosíntesis. Materia orgánica: destacan las proteínas, carbohidratos, aceites y grasas. Las proteínas son junto a la urea, las principales fuentes de nitrógeno en las aguas. Los hidratos de carbono pueden encontrarse en forma de azúcares, almidones, celulosa, fibra de madera son más fácilmente degradables por determinadas bacterias produciéndose por fermentación alcoholes y dióxido de carbono; los almidones se degradan a azúcares por la actividad microbiana y por la acción de ácidos minerales disueltos. La celulosa constituye el carbohidrato más difícilmente degradable. En las grasas se incluyen los aceites,grasas y otros compuestos análogos. Producen en las aguas: Dificultad de degradación Flotan o se emulsionan en superficie, impidiendo la transferencia de oxígeno entre el aire y el agua Interfieren en la depuración biológica 2

3 Causan problemas de mantenimiento en las estaciones depuradoras de aguas residuales Los detergentes producen una disminución de la tensión superficial de las aguas. No son normalmente nocivos por si mismos, pero si los efectos que producen, destacando la formación de espumas y la disminución de la absorción y disolución de oxígeno por el agua. Los fenoles producen un sabor y olor desagradables a las aguas, tiene propiedades bactericidas y, en concentraciones elevadas interfieren los ensayos de la DBO. Indicadores de contaminación orgánica: para determinar el contenido en materia orgánica o de sustancias reductoras, se aprovecha una propiedad común a todas ellas, su poder reductor o su capacidad de combinarse con el oxígeno. Las aguas contaminadas son deficitarias en contenido de oxígeno, por lo que la cantidad necesaria (la demanda de oxígeno) para la degradación por vía aerobia de la materia orgánica presente es una forma de expresar la carga contaminantes. Se han evaluado distintos ensayos de laboratorio que tratan de cuantificar esta carga contaminante: La demanda bioquímica de oxígeno (DBO): determina el oxígeno consumido en la degradación biológica de la materia orgánica, y constituye una aproximación a escala de laboratorio, del proceso de autodepuración. Se determina el consumo de oxígeno en una muestra de agua al cabo de cierto tiempo como consecuencia de la degradación del sustrato por los microorganismos propios del agua residual. Se han fijado unas condiciones patrón de 20º C y 5 días (DBO5). La oxidación es un proceso lento; sin embargo la aproximación a veinte días puede afirmar que el nivel de oxidación alcanza el Esta DBO obtenida a los 20 días se denomina DBO última. La DBO5 representa únicamente una oxidación del orden del %. El proceso de degradación de la materia orgánica puede considerarse que tiene lugar en dos etapas: los compuestos nitrogenados, sufren el ataque de las bacterias autótrofas nitrificantes, provocando una segunda demanda de oxígeno, o demanda nitrogenada. La actividad de estas bacterias es muy 3

4 lenta, y normalmente no tiene incidencia hasta transcurridos 6-10 días. Es por ello por lo que la DBO5 puede considerarse, como demanda de oxígeno debida a los compuestos carbonados. La limitación del ensayo de la DBO5, su variabilidad y el largo periodo de tiempo necesario para su conclusión han dado lugar al desarrollo de otros índices. Entre las posibles alternativas todos se fundamentan en la utilización de un agente oxidante energético, que complete la oxidación por vía química de la contaminación orgánica existente. La demanda química de oxígeno (DQO): utiliza como agente oxidante dicromato potásico en caliente. Así, el dicromato estima la práctica totalidad de la materia reductora presente, tanto si es o no biodegradable, de modo que la relación DQO/DBO da idea de la componente industrial del agua residual. Carbono orgánico total: consiste en alcanzar la combustión completa de la materia orgánica en un horno a alta temperatura. El dióxido de carbono formado es medido cuantitativamente mediante un catalizados infrarrojo. Compuestos inorgánicos: Los más destacados son los compuestos de nitrógeno y fósforo: nitrógeno orgánico, nitrógeno amoniacal, nitratos y nitritos. El amoniaco libre es tóxico para la vida acuática. Su proporción depende del ph del medio, participando en el equilibrio amonioamoniaco, siendo favorita su formación con el incremento del ph. Producen problemas al tener una elevada demanda de oxígeno, requiriendo más de 4,5 veces su propio peso de oxígeno para su completa oxidación. La suma de nitrógeno orgánico y el nitrógeno amoniacal es el denominado nitrógeno Kjeldahl. Los efectos contaminantes contaminantes de los compuestos de nitrógeno son: Fuerte demanda de oxígeno Incremento de la eutrofización Toxicidad a ciertos niveles Reducción de la eficacia de la cloración 4

5 El fósforo es, junto al nitrógeno, uno de los elementos imprescindibles en el crecimiento de los microorganismos. La relación C/N/P es esencial para el buen funcionamiento de los procesos biológicos de depuración. Es de gran importancia el control de la cantidad de fósforo que se incorpora a las aguas superficiales, pues su exceso es el principal causante de la eutrofización. El fósforo está en las aguas en forma de ortofosfatos, polifosfatos y compuestos orgánicos de fósforo. Los polifosfatos se transforman por hidrólisis en ortofosfatos, directamente asimilables. El fósforo orgánico no es de gran importancia debido a su bajo contenido habitual, excepto en determinados vertidos industriales. Sulfuros y cianuros: los sulfuros son fácilmente identificables por su olor. Producen una fuerte demanda de oxígeno debido a su elevado poder reductor. Los cianuros se hidrolizan fácilmente en ácido cianhídrico, altamente tóxico, por lo que son un riesgo para el personal encargado de las redes de alcantarillado. Los cianuros también son agentes reductores, pudiendo ser oxidados con cierta facilidad (lejía o cloro) a cianatos de toxicidad prácticamente nula. Metales pesados: la mayoría son nocivos para las poblaciones biológicas presentes en el agua. La toxicidad varía considerablemente de unos elementos a otros, siendo los más peligrosos el cadmio y el mercurio. 3.- Parámetros biológicos Las aguas residuales urbanas se caracterizan por la gran carga de microorganismos y por los vertidos de actividades agroalimentarias. Destacan bacterias, hongos, algas, protozoos, rotíferos, crustáceos y virus. Es particularmente abundante el grupo de las Enterobacteriáceas, procedentes de la flora intestinal, que se incorporan al agua a través de las excretas de los individuos. Son considerados indicadores de contaminación fecal. El ph y la temperatura influyen en el crecimiento bacteriano. La imposibilidad de llevar a cabo un estudio exhaustivo de los distintos grupos de bacterias obliga a introducir una serie de parámetros indicadores de la contaminación fecal que proporcionan una idea global de polución presente. Estas bacterias deben estar presentes en grandes cantidades, tener mayor sensibilidad a las condiciones adversas y ser de fácil reconocimiento y cuantificación. 5

6 Se suelen utilizar tres tipos de bacterias indicadoras: Coliformes fecales Estreptococos fecales Bacterias anaerobias formadoras de esporas y reductoras de sulfitos 6

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