TECNOLOGIAS EXISTENTES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS

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2 INDICE Objetivo general i Objetivos específicos i INTRODUCCION ii CAPITULO I ANTECEDENTES Agua Clasificación de los tipos de agua Importancia del agua Fuentes de contaminación del agua Fuentes puntuales y no puntuales Formas a través de los cuales los contaminantes del agua se introducen en el ambiente Toxicidad de los contaminantes del agua Contaminantes orgánicos Contaminantes inorgánicos Métodos de tratamiento de agua Etapas del tratamiento Tratamiento primario Tratamiento secundario Tratamiento terciario 23 CAPITULO II TECNOLOGIAS EXISTENTES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS El papel de las tecnologías nuevas y antiguas Principales procesos de tratamiento biológico utilizados en el tratamiento de aguas residuales Proceso de lodos activados Lagunas aireadas Clasificación Digestión aerobia Ventajas y desventajas de la digestión anaerobia en comparación con la aerobia Filtros percoladores Proceso microbiológico Características de diseño Clasificación Sistemas biológicos de contacto rotatorio Humedales artificiales Funciones de los humedales artificiales Tipos de humedales artificiales Plantas acuáticas en el tratamientos de aguas residuales Lagunas de estabilización Lagunas anaerobias Lagunas facultativas Lagunas de maduración 62

3 INDICE Aspectos de operación y mantenimiento Mantenimiento de rutina 64 CAPITULO III SELECCIÓN DE LA MEJOR TECNOLOGÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 65 CONCLUSION 71 BIBLIOGRAFIA 72

4 OBJETIVOS Objetivo general Determinar la tecnología más viable para el tratamiento de las aguas servidas. Objetivos específicos Concientizar el uso del agua. Concientizar sobre el cuidado del agua. Diferenciar cada tipo de agua de acuerdo al origen de sus contaminantes. Describir cada tecnología existente para el tratamiento de las aguas servidas. Elegir la mejor tecnología para el tratamiento de aguas servidas. i

5 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN El tratamiento de las aguas residuales es una práctica que, si bien se lleva realizando desde la antigüedad, hoy por hoy resulta algo fundamental para mantener nuestra calidad de vida. Son muchas las técnicas de tratamiento con larga tradición y, evidentemente, se ha mejorado mucho en el conocimiento y diseño de las mismas a lo largo de los años. Pero no por eso han dejado de ser técnicas imprescindibles a la hora de tratar aguas residuales, y son las que, de una forma rápida, se pretenden exponer en el presente trabajo. Las fuentes de agua potable requieren agua de una calidad especialmente alta. En muchas partes del mundo, la introducción de contaminantes originados por la actividad humana ha degradado mucho la calidad de la misma, hasta el grado de convertir corrientes cristalinas en sucios canales a cielo abierto, con pocas formas de vida y menos usos benéficos. Por tanto es necesario controlar la contaminación que se origina por las actividades humanas de tal forma que se asegure que el líquido sea adecuado para los usos a los cuales se destina. Estos efectos dependen tanto de la naturaleza del contaminante como de las características particulares del cuerpo de agua. El tratamiento primario, secundario y terciario se aplica a las aguas servidas. Mediante el uso de diversos métodos se logra obtener agua para fines domésticos. Es por ello la importancia de este trabajo, para determinar el tratamiento más adecuado de las aguas servidas, así también el estudio y proceso de las tecnologías existentes más utilizadas en el mundo. ii

6 ANTECEDENTES CAPITULO I ANTECEDENTES 1.1 Agua El agua es un componente de nuestra naturaleza que ha estado presente en la Tierra desde hace más de 3000 millones de años, es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H 2 O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. En su uso más común, con agua nos referimos a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa que llamamos vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. En nuestro planeta, se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96.5% del agua total, los glaciares y casquetes polares tiene el 1.74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1.72% y el restante 0.04% se reparte en orden decreciente entre lagos, la humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. En la figura 1.1 se observa la distribución del agua en el globo terráqueo. Figura 1.1 Distribución del agua Fuente 1

7 ANTECEDENTES Clasificación de los tipos de agua Existen diferentes tipos de agua, de acuerdo a su procedencia y uso, algunas clasificaciones se dan en la tabla 1.1. Tabla 1.1 Clasificación de los tipos de agua. Tipo uso Agua potable. Es agua que puede ser consumida por personas y animales sin riesgo de contraer enfermedades. Agua en la que la concentración de sales es relativamente alta Agua salada. (más de mg/l). Agua salobre. Agua que contiene sal en una proporción significativamente menor que el agua marina. La concentración del total de sales disueltas está generalmente comprendida entre mg/l. Este tipo de agua no está contenida entre las categorías de agua salada y agua dulce. Agua dulce. Agua natural con una baja concentración de sales, generalmente considerada adecuada, previo tratamiento, para producir agua potable. Agua dura. Agua blanda. Aguas negras. Agua que contiene un gran número de iones positivos. La dureza está determinada por el número de átomos de calcio y magnesio presentes. El jabón generalmente se disuelve mal en las aguas duras. Agua sin dureza significativa. Agua de descarga de una comunidad después de haber sido contaminada por diversos usos. Puede ser una combinación de residuos, líquidos o en suspensión, de tipo doméstico, municipal e industrial, junto con las aguas subterráneas, superficiales y de lluvia que puedan estar presentes. 2

8 ANTECEDENTES Aguas residuales. Aguas residuales municipales. Agua bruta. Aguas muertas. Aguas grises. Aguas domésticas residuales compuestas por agua de lavar procedente de la cocina, cuarto de baño, fregaderos y lavaderos. Fluidos residuales en un sistema de alcantarillado. El gasto o agua usada por una casa, una comunidad, una granja o una industria, que contiene materia orgánica disuelta o suspendida. Residuos líquidos originados por una comunidad, formados posiblemente por aguas residuales domésticas o descargas industriales. Agua que no ha recibido tratamiento de ningún tipo o agua que entra en una planta para su tratamiento. Agua en estado de escasa o nula circulación, generalmente con déficit de oxígeno. Agua alcalina. Agua cuyo ph es superior a 7. Agua capilar. Agua de adhesión. Agua de desborde. Agua de formación. Agua gravedad. Agua de suelo. Agua disfórica. Agua estancada. de Agua que se mantiene en el suelo por encima del nivel freático debido a la capilaridad. Agua retenida en el suelo por atracción molecular, formando una película en las paredes de la roca o en las partículas del suelo. Agua que se inyecta a través de una fisura en una capa de hielo. Agua retenida en los intersticios de una roca sedimentaria en la época en que ésta se formó. Agua en la zona no saturada que se mueve por la fuerza de gravedad. Agua que se encuentra en la zona superior del suelo o en la zona de aireación cerca de la superficie, de forma que puede ser cedida a la atmósfera por evapotranspiración. Agua pobre en nutrientes y que contiene altas concentraciones de ácido húmico. Agua inmóvil en determinadas zonas de un río, lago, estanque o 3

9 ANTECEDENTES Agua fósil. Agua freática. Agua funicular. Agua primitiva. Agua magnética. Agua metamórfica. Agua vadosa. Agua subterránea. acuífero. Agua infiltrada en un acuífero durante una antigua época geológica bajo condiciones climáticas y morfológicas diferentes a las actuales y almacenada desde entonces. Agua subterránea que se presenta en la zona de saturación y que tiene una superficie libre. Agua presente en los mayores poros que rodea las partículas del suelo formando, en los puntos de contacto con dichas partículas, anillos que se fusionan entre ellos. Agua proveniente del interior de la tierra que no ha existido antes en forma de agua atmosférica o superficial. Agua impulsada hasta la superficie terrestre desde gran profundidad por el movimiento ascendente de rocas ígneas intrusivas. Agua expulsada de las rocas durante el proceso de metamorfismo. Cualquier agua que aparece en la zona no saturada. Agua que puede ser encontrada en la zona saturada del suelo, zona formada principalmente por agua. Se mueve lentamente desde lugares con alta elevación y presión hacia lugares de baja elevación y presión, como los ríos y lagos. Agua superficial. Agua servida. Toda agua natural abierta a la atmósfera, como la de ríos, lagos, reservorios, charcas, corrientes, océanos, mares, estuarios y humedales. Se denomina a aquellas que resultan del uso doméstico o industrial del agua. Se les llama también aguas residuales, aguas negras o aguas cloacales. Fuente: Ron Crites, George Tchobanoglous, 2000, Tratamiento de aguas residuales en pequeñas poblaciones. 4

10 ANTECEDENTES 1.2 Importancia del agua El agua es un recurso indispensable para los seres vivos y para los humanos. Su importancia estriba en los siguientes aspectos: Es fuente de vida: Sin ella no pueden vivir ni las plantas, ni los animales ni el ser humano. Es indispensable en la vida diaria: Uso doméstico: en la casa para lavar, cocinar, regar, lavar ropa, etc. Uso industrial: en la industria para curtir, fabricar alimentos, limpieza, generar electricidad, etc. Uso agrícola: en la agricultura para irrigar los campos. Uso ganadero: en la ganadería para dar de beber a los animales domésticos. En la acuicultura: para criar peces y otras especies. Uso medicinal: en la medicina para curar enfermedades. Las aguas termales y medicinales son muy abundantes en el Perú. Por ejemplo: los baños del Inca en Cajamarca; los baños de Churín en Lima; los baños de Jesús en Arequipa, etc. Las aguas minerales son de consumo para bebida y contienen sustancias minerales de tipo medicinal. Uso deportivo: en los deportes como la natación, tabla hawaiana, esquí acuático, canotaje, etc. Uso municipal: en las ciudades para riego de parques y jardines. 1.3 Fuentes de contaminación del agua El agua pura es un recurso renovable, sin embargo puede llegar a estar tan contaminada por las actividades humanas, que ya no sea útil, sino más bien nocivo. Las principales fuentes de contaminación del agua se presentan en la tabla

11 ANTECEDENTES Tabla 1.2 Fuentes de contaminación del agua. CONTAMINANTE FUENTES Agentes patógenos. Bacterias, virus, protozoarios, parásitos que entran al agua proveniente de desechos orgánicos. Desechos que requieren Los desechos orgánicos pueden ser oxígeno. descompuestos por bacterias que usan oxígeno para biodegradarlos. Si hay poblaciones grandes de estas bacterias, pueden agotar el oxígeno del agua, matando así las formas de vida acuáticas. Sustancias químicas inorgánicas Ácidos, compuestos de metales tóxicos (Mercurio, Plomo), envenenan el agua. Los nutrientes vegetales. Pueden ocasionar el crecimiento excesivo de plantas acuáticas que después mueren y se descomponen, agotando el oxígeno del agua y de este modo causan la muerte de las especies marinas (zona muerta). Sustancias químicas orgánicas. Petróleo, plásticos, plaguicidas, detergentes que amenazan la vida. Sedimentos o materia Partículas insolubles de suelo que enturbian el suspendida. agua, y que son la mayor fuente de contaminación. Sustancias radiactivas Que pueden causar defectos congénitos y cáncer. Calor. Ingresos de agua caliente que disminuyen el contenido de oxígeno y hace a los organismos acuáticos muy vulnerables. Fuente: Clair N. Sawyer, Perry l. McCarty, Gene F. Paarkin, 2001, Quimica para ingenieria ambiental. 6

12 ANTECEDENTES En las figuras 1.2 (a) y (b) se presentan algunas contaminaciones originadas al agua. (a) (b) Figura 1.2 Fuentes de contaminación del agua. Fuente Fuentes puntuales y no puntuales Las fuentes puntuales descargan contaminantes en localizaciones específicas a través de tuberías y alcantarillas. Ej: Fábricas, plantas de tratamiento de aguas negras, minas, pozos petroleros, etc. Las fuentes no puntuales son grandes áreas de terreno que descargan contaminantes al agua sobre una región extensa. Ej: Vertimiento de sustancias químicas, tierras de cultivo, lotes para pastar ganado, construcciones, tanques sépticos. Los contaminantes pueden ser clasificados en cuanto a su tipo y origen. En la tabla 1.3 se clasifica de acuerdo a su tipo: 7

13 ANTECEDENTES Tabla 1.3 Clasificación de acuerdo al tipo de contaminante. Tipo de contaminante Fuente Físicos Fenómenos físicos que aparecen por episodios de contaminación (Aspecto, color, olor, turbidez, sabor, temperatura, conductividad). Químicos Biodegradables Transformables por mecanismos biológicos que pueden conducir a la mineralización. Biológicos Persistentes No sufren biodegradación en un medio ambiente en particular o bajo un conjunto de condiciones experimentales específicas. Recalcitrantes Intrínsecamente resistentes a la biodegradación. Los microorganismos son los causantes de la contaminación biológica de las aguas. Estos pueden ser patógenos, inocuos o de gran utilidad para la autodepuración. Fuente: Glynn Henry, Gary W. Heinke,1999, Ingeniería ambiental. Las aguas residuales pueden tener diferentes orígenes los cuales se presentan en la tabla

14 ANTECEDENTES Tabla 1.4 Clasificación de los contaminantes de acuerdo a su origen. Origen Fuente Agrícola ganadero. Son el resultado del riego y de otras labores como limpieza ganadera, que pueden aportar al agua grandes cantidades de estiercol y orines (materia orgánica, nutrientes y microorganismos). Uno de los mayores problemas es la contaminación con nitratos. Origen Doméstico. Son las que provienen de núcleos urbanos. Contienen sustancias procedentes de la actividad humana (alimentos, deyecciones, basuras, productos de limpieza, jabones, etc.). Origen pluvial. Se origina por arrastre de la suciedad que encuentra a su paso el agua de lluvia Origen industrial. Los procesos industriales generan una gran variedad de aguas residuales, y cada industria debe estudiarse individualmente. Fuente: Dr Mariano Seoanez Calvo, 1999, Ingeniería del medio ambiente Formas a través de las cuales los contaminantes del agua se introducen en el ambiente. Los vertidos de aguas residuales representan una importante fuente global de contaminación. Los residuos domésticos e industriales son vertidos en las aguas superficiales a través de los sistemas de alcantarillado. En algunos casos los residuos industriales son vertidos directamente en las aguas superficiales. La calidad de las aguas residuales que se vierten al agua depende de los contaminantes que contenga y 9

15 ANTECEDENTES del tratamiento al que haya sido sometida el agua residual antes de ponerse en contacto con las aguas superficiales. Las aguas residuales domésticas contienen principalmente papel, jabón, orina, heces y detergentes. Los residuos industriales son variados y dependen de los procesos específicos de las industrias que los originan. Los metales pesados están asociados con las operaciones de minería y fundición, los clorofenoles y fungicidas con las fábricas de papel, los insecticidas con las fábricas de pesticidas, diferentes compuestos químicos orgánicos con la industria química y las sustancias radiactivas con las plantas de energía nuclear. En el interior las emisiones de residuos industriales son atentamente controladas, pero en el mar la extracción de petróleo y manganeso conducen al vertido directo de contaminantes en el mar. Los residuos radiactivos son tirados al mar en grandes barriles de cemento para que se hundan, pero a menudo los barriles acaban teniendo pérdidas después de un tiempo. Los representantes de industrias a menudo envían sus residuos al mar para que sean vertidos ilegalmente, porque su purificación es muy cara. Los contaminantes pueden encontrarse en el agua en diferentes estados. Pueden estar disueltos o en suspensión, lo que significa que se encuentran en forma de gotas o de partículas. Los contaminantes también pueden estar disueltos en gotas o absorbidos por partículas. Todos los estados de los contaminantes pueden desplazarse grandes distancias en el agua de muchas maneras diferentes. La materia particulada puede caer al fondo de los cauces y lagos o ascender a la superficie, dependiendo de su densidad. Esto significa que mayormente permanece en la misma posición cuando el agua no fluye deprisa. En los ríos, los contaminantes normalmente viajan grandes distancias. La distancia que viajan depende de la estabilidad y el estado físico del contaminante y de la velocidad del flujo del río. Los 10

16 ANTECEDENTES contaminantes viajan mayores distancias cuando están disueltos en un río de flujo rápido. Las concentraciones en un lugar son entonces generalmente bajas, pero el contaminante puede ser detectado en muchos más sitios que si no hubiera sido transportado tan fácilmente. En lagos y océanos los contaminantes son transportados por las corrientes. Existen muchas corrientes en los océanos, que son producidas por los vientos. Esto permite a los contaminantes viajar de un continente a otro. Normalmente confiamos en la habilidad de los océanos para reducir la concentración de los contaminantes, la así llamada capacidad autolimpiadora de los océanos. Pero esto no siempre funciona, porque el movimiento de las corrientes en los océanos no es uniforme. Esto hace que las aguas interiores tengan a menudo niveles de contaminación sustancialmente superiores a los del mar abierto. Cuando los contaminantes persistentes se acumulan en peces o en pájaros no solo pueden convertirse en un peligro tóxico para las cadenas alimentarias acuáticas, sino que también pueden desplazarse grandes distancias dentro de estos animales y acabar en las cadenas alimentarias de áreas no contaminadas. 1.4 Toxicidad de los contaminantes del agua Muchos compuestos químicos diferentes son considerados contaminantes, desde simples iones inorgánicos hasta complejas moléculas orgánicas. Los contaminantes del agua se dividen en varias clases. Cada clase de contaminante tiene sus maneras específicas de introducirse en el medio ambiente y sus peligros específicos. Todas las clases incluyen contaminantes importantes y son conocidos por muchas personas, debido a sus diversos efectos sobre la salud. Los contaminantes se clasifican en dos tipos: Orgánicos Inorgánicos 11

17 ANTECEDENTES Contaminantes orgánicos Los compuestos orgánicos son compuestos formados por enlaces largos, generalmente de carbono. Muchos compuestos orgánicos son tejidos básicos de los organismos vivos. Las moléculas formadas por carbono y por carbono e hidrógeno son apolares y no son solubles en agua o son poco solubles. Tienen de poca a ninguna carga eléctrica. El comportamiento de los compuestos orgánicos depende de su estructura molecular, tamaño y forma y de la presencia de grupos funcionales que son determinantes importantes de la toxicidad. Es importante conocer la estructura de los compuestos orgánicos, con el objeto de predecir su destino en los organismos vivos y en el medio ambiente. Todos los compuestos orgánicos que son peligrosos para la salud son producidos por el hombre y sólo han existido durante el último siglo. Existen muchos tipos diferentes de contaminantes orgánicos, algunos ejemplos son: Hidrocarburos. Estos son enlaces carbono-hidrógeno. Pueden dividirse en dos grupos, estando el primero formado por alcanos de enlace simple, alquenos de enlace doble y alquinos de triple enlace (gases o líquidos) y el segundo por los hidrocarburos aromáticos, que contienen estructuras de anillo (líquidos o sólidos). Los hidrocarburos aromáticos son mucho más reactivos que cualquiera de los del primer grupo de hidrocarburos. Los PCB's (Bifenilos policlorados) son fluídos estables y no reactivos que son utilizados como fluídos hidráulicos, fluídos refrigerantes o de aislamiento en transformadores y plastificadores en pinturas. Existen muchos PCB's diferentes. Ninguno de ellos son solubles en agua. En muchos países los PCB's están restringidos. Los insecticidas tales como el DDT son muy peligrosos porque se acumulan en los tejidos grasos de los animales inferiores y se introducen 12

18 ANTECEDENTES en la cadena alimentaria. Han sido restringidos desde hace décadas. Detergentes. Estos pueden ser tanto polares como apolares. En la figura 1.3 se presentan algunos contaminantes orgánicos. Figura 1.3 Contaminantes orgánicos como detergentes e hidrocarburos. Fuente: eco.microsiervos.com/images/agua_contaminada.jpg Contaminantes inorgánicos Algunos contaminantes inorgánicos no son particularmente tóxicos, pero aún así son un peligro para el medio ambiente porque son usados extensivamente. Estos incluyen fertilizantes, tales como nitratos y fosfatos. Los nitratos y fosfatos provocan auges algales globales en las aguas superficiales, lo que hace que el nivel de oxígeno en el agua disminuya. Esto provoca un stress oxigénico debido a la toma de oxígeno por parte de los microorganismos descomponedores de algas. A esto se le llama eutrofización. Metales Los metales son buenos conductores de la electricidad y generalmente participan en las reacciones químicas como iones positivos, conocidos como cationes. Los metales 13

19 ANTECEDENTES son sustancias naturales que se han formado por meteorización de minerales, allí donde fueron depositados durante la actividad volcánica. Pueden ser vueltos a poner en situación de causar serios peligros medioambientales. Algunos ejemplos de metales son: plomo, zinc, manganeso, calcio y potasio. Se pueden encontrar en aguas superficiales en sus formas iónicas estables. Los metales artificiales pueden ser muy peligrosos, porque a menudo provienen de reacciones nucleares provocadas por los hombres y pueden ser fuertemente radiactivos. Los metales pueden reaccionar con otros iones para formar productos peligrosos. A menudo están implicados en reacciones de transferencia electrónica en las que el oxígeno está presente. Esto puede llevar a la formación de oxi-radicales tóxicos. Los metales pueden formar metaloides y luego unirse a compuestos orgánicos para formar sustancias lipófilas que a menudo son altamente tóxicas y que pueden ser almacenadas en las reservas de grasas de los animales y humanos. Los metales también pueden unirse a macromoléculas celulares en el cuerpo humano. Los metales pesados son los metales más peligrosos. Tienen una densidad mayor de 5 y es por eso que se les llama pesados. Los metales no pueden ser rotos en componentes menos peligrosos, porque no son bio-degradables. La única oportunidad que tienen los organismos contra los metales es almacenarlos en tejidos corporales donde no puedan causar ningún daño. Los organismos necesitan metales, ya que son esenciales para su salud y a menudo son componentes esenciales de los enzimas. En la figura 1.4 se muestra una contaminación por metales. 14

20 ANTECEDENTES Figura 1.4 Contaminación por metales. Fuente: 4.bp.blogspot.com/_wtCQYU4sYow 1.5 Métodos de tratamientos de agua El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o rehúso. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables. Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales e industriales. Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red de tuberías - y eventualmente bombas - a una planta de tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales domésticas de la descarga están típicamente sujetos a regulaciones y estándares locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos 15

21 ANTECEDENTES contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren procesos de tratamiento especializado. En la figura 1.5 se muestra el proceso de tratamiento de las aguas servidas. TRATAMIENTO PRIMARIO TRATAMIENTO SECUNDARIO AGUA SERVIDA AGUA RESIDUAL TRATADADA TRATAMIENTO TERCIARIO Figura 1.5 Etapas de tratamiento de aguas servidas. Fuente: Autor Estos procesos de tratamiento son típicamente referidos a un: Tratamiento primario (asentamiento de sólidos) Tratamiento secundario (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en el agua residual, transformándola en sólidos suspendidos que se eliminan fácilmente) Tratamiento terciario (pasos adicionales como lagunas, micro filtración o desinfección) Parámetros Para determinar la calidad de un agua es necesario analizar los parámetros: Parámetros físicos: Características organolépticas (olor, color y sabor) Temperatura (la temperatura óptima es de 8-15ºC) Conductividad (gracias a las sales) 16

22 ANTECEDENTES Turbidez Parámetros químicos: incluyen a los orgánicos, los inorgánicos y los gases. Parámetros orgánicos: miden la cantidad de materia orgánica que hay en el agua. A > cantidad de materia orgánica en el agua < calidad del agua. DBO (demanda bioquímica del O 2 ): Mide el oxígeno disuelto utilizado por los microorganismos en la oxidación bioquímica de la materia. El periodo de incubación tras el cual se realiza la medición suele ser de 5 días, comparándose el valor obtenido con el original presente en la muestra. Se determina así la cantidad aproximada de oxígeno utilizado que se requerirá para degradar biológicamente la materia orgánica. DQO (demanda química de oxígeno): Mide el oxígeno disuelto requerido para oxidar la materia mediante un agente químico. Mide la cantidad de materia orgánica total (la biodegradable y la no biodegradable) Parámetros inorgánicos: los más usuales son el ph y la concentración de sales. Gases: los gases presentes habitualmente en las aguas naturales son el nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono, que son gases comunes en a atmósfera, mientras que en las aguas residuales hay sulfuro de hidrógeno, metano y amoniaco, que procede de la descomposición de la materia orgánica. Por otro lado, en las aguas desinfectadas se puede encontrar cloro y ozono. Parámetros microbiológicos: Este control es exclusivo para aguas de uso humano. Se basan en medir la presencia de microorganismos como son bacterias coliformes que producen la contaminación fecal y los microorganismos patógenos que producen cólera 17

23 ANTECEDENTES Además de estos parámetros existen organismos bioindicadores que nos pueden informar sobre la calidad del agua. Éstos son larvas de algunos insectos, moluscos, que no pueden vivir en aguas contaminadas. A continuación se describirán las etapas del tratamiento de aguas servidas Etapas del tratamiento Tratamiento primario El tratamiento primario es para reducir aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos. Este paso está enteramente hecho con maquinaria, de ahí conocido también como tratamiento mecánico. Remoción de sólidos En el tratamiento mecánico, el afluente es filtrado en cámaras de rejas para eliminar todos los objetos grandes que son depositados en el sistema de alcantarillado, tales como trapos, barras, condones, compresas, tampones, latas, frutas, papel higiénico, etc. Éste es el usado más comúnmente mediante una pantalla rastrillada automatizada mecánicamente. Este tipo de basura se elimina porque esto puede dañar equipos sensibles en la planta de tratamiento de aguas residuales, además los tratamientos biológicos no están diseñados para tratar sólidos. Remoción de arena Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración) típicamente incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con el flujo. Este equipo es llamado colector de arena. La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del 18

24 ANTECEDENTES tratamiento. Algunas veces hay baños de arena (clasificador de la arena) seguido por un transportador que transporta la arena a un contenedor para la deposición. El contenido del colector de arena podría ser alimentado en el incinerador en un procesamiento de planta de fangos, pero en muchos casos la arena es enviada a un terraplén. Sedimentación Muchas plantas tienen una etapa de sedimentación donde el agua residual se pasa a través de grandes tanques circulares o rectangulares. Estos tanques son comúnmente llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación primarios. Los tanques son lo suficientemente grandes, tal que los sólidos fecales pueden situarse y el material flotante como la grasa y plásticos pueden levantarse hacia la superficie y desnatarse. El propósito principal de la etapa primaria es producir generalmente un líquido homogéneo capaz de ser tratado biológicamente y unos fangos o lodos que puede ser tratado separadamente. Los tanques primarios de establecimiento se equipan generalmente con raspadores conducidos mecánicamente que llevan continuamente los fangos recogido hacia una tolva en la base del tanque donde mediante una bomba puede llevar a éste hacia otras etapas del tratamiento. En la figura 1.6 se muestra la sedimentación. Figura 1.6 Tratamiento primario. Fuente: 19

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