Metodos de Tratamiento de Aguas Residuales
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1 UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE CIENCIA BIOLOGICAS MICROBIOLOGÍA ACUATICA METODOS DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES Docente: OLGA FRANCIA ARANA Alumno: GUILLERMO BARRETO FAYA
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1
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
FACULTAD DE CIENCIA BIOLOGICAS
MICROBIOLOGÍA ACUATICA
METODOS DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
Docente: OLGA FRANCIA ARANA
Alumno: GUILLERMO BARRETO
FAYA
2
LAMBAYEQUE, 2010
3
CONTENIDO
I. Introducción………………………………………………………………….….. 3
II. Tratamiento del agua………………………………………………………..….4
2.1. TRATAMIENTO Y USO DEL AGUA…………………………………….…..4
2.2. TRATAMIENTO DEL AGUA MUNICIPAL…………………………………4
2.3. TRATAMIENTO DE AGUA PARA USO INDUSTRIAL…………………...6
2.3.1. Factores……………………………………………………………………...6
2.3.2. El tratamiento externo………………………………………………….….7
2.3.3. El tratamiento interno……………………………………………………...7
2.3.4. Uso de anti-incrustantes y dispersantes…………………………….…7
2.4. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES……………………………….8
2.4.1. Objetivos del tratamiento…………………………………………………8
2.4.2. El tratamiento primario del agua residual.............................................9
A. CRIBADO……………………………………………………………. 10
B. DILACERACIÓN…………………………………………………….…11
C. DESARENADO……………………………………………………..….12
D. DESENGRASADO…………………………………………………….14
E. DECANTACIÓN……………………………………………………..…15
F. FLOTACIÓN………………………………………………………..…..17
2.4.3. El tratamiento secundario del agua residual……………………..…18
2.4.3.1 Filtros percoladores………………………………………………… 19
2.4.3.2. Fangos activos…………………………………………………………20
III. CONCLUSIONES……………………………………………………………..25
IV. RESUMEN……………………………………………………………………..26
V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS………………………………………...27
4
I. INTRODUCCION
La protección adecuada del medio ambiente es de vital importancia para
todos los seres vivos. Considerando la extensión actual de la degradación
medioambiental, es de máxima importancia encontrar ya soluciones
consistentes a largo plazo. Y esto es aplicable tanto a los países
industrializados como a aquellos en vías de desarrollo.
Para una protección medioambiental adecuada es necesario desarrollar
y poner en práctica métodos y medidas que conduzcan a un mínimo consumo y
un máximo reciclado. De esta forma disminuirán los problemas relativos a la
existencia de grandes cantidades de residuos y de aguas residuales que es
necesario tratar, aunque evidentemente siempre habrá aguas residuales o
residuos sólidos que será necesario tratar y depurar antes de su descarga con
objeto de proteger el medio ambiente.
El tratamiento de aguas residuales, para su disposición apropiada,
constituye unos de los problemas de salud inherente a la actividad humana
diaria. Los procesos de tratamiento suponen inversiones de capital elevadas y
costos de operación altos que la mayoría de las comunidades no están en
capacidad de asumir ni de financiar.
La presente investigación de tipo bibliográfico esta dirigida a todos
aquellos que desean iniciar el entendimiento y conocimiento del proceso de
tratamiento de agua residuales.
Se espera que al culminar la lectura del documento se logre los objetivos
siguientes:
1. Definir en forma sencilla el término agua residuales.
2. Señalar la terminología pertinente relacionada con el tratamiento
de aguas residuales.
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II. TRATAMIENTO DEL AGUA
2.1. TRATAMIENTO Y USO DEL AGUA
El tratamiento del agua puede dividirse en tres categorías principales:
➢ La purificación para uso doméstico
➢ El tratamiento para aplicaciones industriales especializadas
➢ El tratamiento de las aguas residuales para hacerlas aceptables para su
vertimiento o vertido o su reutilización.
El tipo y grado de tratamiento dependen fuertemente de la fuente y del uso que
se pretende dar al agua.
2.2. TRATAMIENTO DEL AGUA MUNICIPAL
A las plantas modernas de tratamiento de agua se les pide que realicen
maravillas con el agua que las alimenta. El agua clara, segura, incluso de buen
sabor, que sale de un grifo o llave, como se le conoce en México y otros países
de Latinoamérica, puede haber sido un líquido oscuro bombeado de un río
contaminado, repleto de barro y donde pululan las bacterias. O su fuente bien
puede haber sido agua de pozo, demasiado dura para uso doméstico y con
altos niveles de hierro y manganeso disueltos, que son productores de
manchas. El trabajo del operador de la planta de purificación de agua es
asegurarse que el producto que sale de esta planta no presenta riesgos al
consumidor.
2.2.1. Diagrama esquemático de una planta de purificación de agua
municipal típica
Esta instalación en particular trata agua que contiene dureza excesiva y un
nivel alto de hierro.
El agua cruda, tomada de los pozos, primero va a un aerador o aireador.
El contacto del agua con el aire elimina los solutos volátiles como el sulfuro de
hidrógeno, el dióxido de carbono, el metano y sustancias olorosas volátiles
como el metanotiol (CH 3 SH) y metabolitos bacterianos.
Figura 2. Esquema de una planta municipal de tratamiento de agua
potable
Fuente: (Manahan)
Agua limpia
6
El contacto con oxígeno también ayuda a la eliminación del hierro, oxidando el
hierro (II) soluble a hierro (III) insoluble.
La adición de cal en forma de CaO o Ca(OH)2 después de la aireación
aumenta el pH y da lugar a la formación de precipitados que contienen los
iones responsables de la dureza Ca + y Mg +.
Estos precipitados sedimentan en un depósito primario. Gran parte del material
sólido permanece en suspensión y requiere la adición de coagulantes (como el
hierro (III) y sulfates de aluminio que forman hidróxidos metálicos gelatinosos)
para precipitar las partículas coloidales.
También pueden agregarse sílice activada o polielectrolitos sintéticos para
estimular la coagulación o la floculación.
La precipitación ocurre en un depósito secundario después de la adición de
dióxido de carbono para disminuir el pH.
El lodo de ambos depósitos se bombea a una laguna de lodos.
El agua es finalmente clorada, filtrada y bombeada a las fuentes de agua de la
ciudad.
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2.3. TRATAMIENTO DE AGUA PARA USO INDUSTRIAL
El tipo y el grado de tratamiento del agua en estas aplicaciones
dependen del uso final. Como ejemplos, el agua de enfriamiento puede requerir
sólo un tratamiento mínimo; la eliminación de sustancias corrosivas y solutos
formadores de incrustaciones es esencial para el agua de alimentación de las
calderas y el agua que se emplea en el procesado o procesamiento de
alimentos debe estar libre de patógenos y sustancias tóxicas.
El tratamiento impropio del agua para uso industrial puede causar
problemas como la corrosión, la formación de incrustaciones, la reducción
de la transferencia de calor en los intercambiadores, la reducción del flujo
de agua y la contaminación de productos.
Estos efectos pueden causar la disminución de la productividad de los equipos
o fallos en los mismos, el incremento de los costos energéticos debido a la
utilización ineficaz del calor o del enfriamiento, el aumento de los costos por
bombeo de agua y el deterioro del producto.
Obviamente, el tratamiento eficaz del agua a un costo mínimo para uso
industrial es un área muy importante del tratamiento de agua.
2.3.1. Factores
En el diseño y la operación de una instalación de tratamiento de agua
industrial deben tenerse en cuenta numerosos factores. Éstos incluyen los
siguientes:
➢ El requerimiento de agua
➢ La cantidad y calidad de las fuentes de agua disponibles
➢ El uso secuencial del agua (los usos sucesivos para aplicaciones que
requieren progresivamente más baja calidad de agua)
➢ El reciclaje del agua
➢ Las normas de descarga
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2.3.2. El tratamiento externo
Se aplica normalmente a todo el suministro de agua de la planta, usa
procesos como la aireación o aeración, la filtración y la clarificación para
eliminar del agua los materiales que pueden causar problemas. Tales
sustancias incluyen los sólidos suspendidos o disueltos, la dureza y los gases
disueltos. Después de este tratamiento básico, el agua puede dividirse en
corrientes diferentes, algunas para usarse sin tratamiento posterior y el resto
para ser tratada para aplicaciones específicas.
2.3.3. El tratamiento interno
Se diseña para modificar las propiedades del agua para aplicaciones
específicas. Los ejemplos de tratamiento interno incluyen los siguientes:
➢ La reacción del oxígeno disuelto con hidracina o sulfito
➢ La adición de agentes quelantes para reaccionar con el Ca 2
disuelto y prevenir la formación de depósitos de calcio
➢ La adición de agentes precipitantes, como el fosfato usado para la
eliminación del calcio
➢ El tratamiento con dispersantes para inhibir las incrustaciones
➢ La adición de inhibidores para prevenir la corrosión
➢ El ajuste del pH
➢ La desinfección para usos relativos al procesado o procesamiento de
alimentos o para prevenir el desarrollo de películas de bacterias y algas
en el agua para enfriamiento.
2.3.4. Uso de anti-incrustantes y dispersantes.
2.3.4.1. Anti-Incrustantes
Previenen la formación de incrustaciones a partir de
materiales como el CaCO3
4.3.4.1. Dispersantes.
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Impiden la adhesión a las superficies de las partículas que causan
las incrustaciones, manteniéndolas dispersas en el agua. Uno de los
agentes más eficaces para este propósito es la sal del ácido poliacrílico,
que se forma por la polimerización del ácido acrílico. Este polímero se
une con las sustancias formadoras de incrustaciones y las mantiene
dispersas en el agua en virtud de la carga negativa del poliacrilato.
Esta misma propiedad de los dispersantes es útil en la
formulación de los detergentes, algunos de los cuales contienen
aproximadamente 5% de poliacrilato.
El poliacrilato no es biodegradable y se acumula en los residuos
de lodo de los procesos de tratamiento de agua.
2.4. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Los procesos actuales para el tratamiento de agua residual
pueden dividirse en tres categorías principales: tratamiento primario,
tratamiento secundario y tratamiento terciario, cada uno de los cuales se
discute separadamente. También se discuten los sistemas de
tratamiento total de aguas residuales, basados en gran medida en
procesos físicos y químicos.
Los efluentes residuales de un sistema de agua municipal
normalmente se tratan en plantas municipales de tratamiento de aguas
residuales, PMTAR.
2.4.1. Objetivos del tratamiento
En la concepción, planeamiento y diseño de un sistema de
tratamiento se pueden considerar objetivos diferentes, teniendo en
cuenta la disponibilidad de recursos económicos y técnicos, así como los
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criterios establecidos para descarga de efluentes o eficiencias mínimas
y, eventualmente, motivaciones ecológicas.
En un desarrollo gradual de sistemas de tratamiento se pueden considerar,
como objetivos iniciales principales, del tratamiento de aguas residuales, los
siguientes:
➢ Remoción de DBO.
➢ Remoción de Sólidos Suspendidos.
➢ Remoción de patógenos.
Posteriormente ha sido común agregar:
➢ Remoción de nitrógeno y fósforo.
Finalmente se involucra:
➢ Remoción de sustancias orgánicas refractarias como los detergentes,
fenoles y pesticidas.
➢ Remoción de trazas de metales pesados.
➢ Remoción de sustancias inorgánicas disueltas.
2.4.2. El tratamiento primario del agua residual
Consiste en la eliminación de la materia insoluble como arenas,
grasas y espumas del agua.
El primer paso en el tratamiento primario normalmente es la tamización o
cribado. En él se eliminan los sólidos grandes que entran en el sistema
de alcantarillado. Estos materiales, con excepción de las arenas y
materiales similares, se interceptan en tamices y se recogen para la
posterior evacuación y disposición controlada.
La mayoría de los tamices se limpian con rastrillos mecánicos. Los
dispositivos trituradores desmenuzan y muelen los sólidos presentes en
las aguas residuales.
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El tamaño de las partículas puede reducirse a tal extremo que éstas
puedan devolverse al flujo de las aguas residuales.
Las arenas y otras partículas sólidas en las aguas residuales que no se
biodegradan bien, generalmente tienen una alta velocidad de
sedimentación.
Su eliminación se realiza para prevenir su acumulación en otras partes
del sistema de tratamiento, reducir la obstrucción de cañerías y de otras
partes y para proteger las partes móviles de la abrasión y el desgaste.
La arenisca normalmente se deja sedimentar en un tanque bajo
condiciones de baja velocidad de flujo y se elimina mecánicamente del
fondo del tanque.
La sedimentación primaria elimina tanto los sólidos sedimentables como
los sólidos flotantes. Durante la sedimentación primaria hay una
tendencia de las partículas floculantes a agregarse para una mejor
sedimentación, un proceso que puede ayudarse por la adición de
productos químicos, aunque con ellos se aumenta su cantidad y, por
ende, su problemática de estabilización y disposición.
El material que flota en el depósito de sedimentación primaria se conoce
genéricamente como grasas y aceites. Esas sustancias grasas consisten
de aceites, ceras, ácidos grasos libres y jabones insolubles que
contienen calcio y magnesio.
Normalmente, una parte de las grasas se sedimenta con el lodo y otra
parte flota en la superficie de donde puede eliminarse mediante un
dispositivo desespumante o desnatador.
A. CRIBADO
Es la primera operación que se realiza en todas las Plantas depuradoras
de aguas residuales urbanas y en la mayoría de las industriales.
Consiste en la separación por retención de sólidos de volumen elevado
(trapos, maderas, plásticos...), que producirían gravísimas alteraciones
en el normal funcionamiento de la planta.
Las funciones del cribado son las siguientes
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➢ Proteger mecánicamente a los equipos.
➢ Evitar alteraciones en la circulación del líquido a través de la
depuradora.
➢ Evitar la presencia de sólidos inertes en el tratamiento de fangos.
➢ Obstrucción de las líneas y canales de la planta.
B. DILACERACIÓN
Consiste en la trituración o fragmentación mecánica de los sólidos en
suspensión de gran tamaño que vienen en agua residual. Estos son
troceados hasta reducirlos a un tamaño tal que no causen problemas
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mecánicos en el resto de los equipos de la planta depuradora. Los
equipos empleados en la dilaceración son los Trituradores.
C. DESARENADO
Como su nombre indica, es la operación unitaria consistente en eliminar
del agua residual las arenas y partículas inorgánicas sólidas (de tamaño
superior a 200 micras) que producirían desgaste por abrasión en los
equipos de la planta. Los equipos utilizados son los desarenadores.
➢ DESARENADORES
o Consisten en unos canales en los que por disminución de
la velocidad del agua residual se produce una
sedimentación diferencial o selectiva de todas aquellas
partículas de densidad elevada.
o Dicha velocidad es a su vez lo suficientemente alta, que
impide la deposición de materia orgánica que hay en
suspensión. Así pues, en este tipo de unidades, es
fundamental el mantenimiento de unas condiciones de
velocidad lo más constantes posibles.
o Los desarenadores se diseñan para la eliminación de
aquellos sólidos en suspensión con un peso específico
igual o superior de 2,5 g/cc y un tamaño de partícula
14
superior a 0,15-0,2 mm. Estos equipos se instalan en todas
las plantas depuradoras urbanas, no siendo de utilidad
generalmente en las industriales.
o Los tipos de desarenadores existentes son: Desarenadores
de flujo horizontal o Canales desarenadores,
Desarenadores Cuadrados o Circulares, y Desarenadores
Rectangulares Aerados o Aireados.
15
D. DESENGRASADO
Es el proceso en el cual se eliminan del agua residual las grasas y
aceites en estado libre y las espumas y flotantes más ligeros que
el agua. Dentro de la denominación de grasas y aceites se
incluyen las de origen animal, vegetal y mineral. Los equipos
utilizados son los desengrasadores.
➢ DESENGRASADORES
El fundamento estriba en la separación por diferencia de
densidad del aceite con el agua. Esta separación se rige por la
Ley de Stokes. Dentro de los múltiples factores que afectan al
rendimiento de separación agua-aceite, cabe destacar como los
más importantes el:
o Tipo y composición del aceite.
o Estado del aceite en el agua.
o Régimen de flujo.
o Tamaño de la gota
En general, los desengrasadores solos no suelen existir en
las depuradoras urbanas, salvo en grandes instalaciones. Por el
contrario, con aguas industriales (sobre todo las derivadas del
petróleo, cárnicas, mataderos,...) son imprescindibles.
Trampas de Aceite
Se suelen utilizar para retirar cantidades muy pequeñas de
aceites, por ejemplo, la que se da en los talleres, los
restaurantes, los garajes, etc. Sólo requieren una limpieza y
atención frecuente
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E. DECANTACIÓN
➢ Es una operación unitaria netamente física que
elimina los sólidos en suspensión por diferencia de densidad, de
manera que las partículas más pesadas que el agua serán separadas
por la acción exclusiva de la gravedad.
➢ El proceso de decantación se basa en una
disminución de la velocidad del líquido, de tal forma que permita que la
materia sedimentable se deposite en el fondo del equipo.
➢ Así pues, se obtiene un líquido claro sobrenadante
en la superficie, y unos sólidos en forma de fangos por el fondo. La
concentración de estos fangos dependerá de la naturaleza de los
sólidos presentes.
➢ Su utilización en instalaciones depuradoras tiene por
objeto principal proteger a los procesos posteriores (oxidación
biológica) de la deposición de fangos inertes.
➢ Tanto para el tratamiento de aguas residuales
urbanas como industriales, se instalan estos equipos.
También es conocida como Sedimentación, dentro de los tipos
existentes:
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• Sedimentación Clase 1 (Partículas discretas) o Desarenado.
• Sedimentación Clase 2 (Partículas floculantes) o Decantación
Primaria.
• Sedimentación Clase 3 (Zonal) o Decantación Secundaria
-Fangos Activos-.
• Sedimentación Clase 4 (Compresión) o Espesamiento por
gravedad de Fangos.
➢ Decantación Primaria
En ella, las partículas presentan ciertas características que
provocan su floculación durante la sedimentación. Así, al chocar
una partícula que está sedimentando con otra partícula, ambas se
agregan formando una nueva partícula de mayor tamaño,
aumentando su velocidad de sedimentación.
➢ Decantación Secundaria
Los clarificadores o decantadores secundarios se utilizan para
separar el agua tratada de los fangos activados. Se diseña de
forma que sus dimensiones sean suficientes para asegurar la
decantación de los sólidos sedimentables y que el tiempo de
retención de los fangos sea el mínimo posible para evitar
anaerobiosis.
Los equipos empleados para llevar a
cabo las decantaciones son los
Decantadores.
Decantadores Cuadrados
➢ Su tamaño está limitado a un
diámetro de planta < de 6 m.
➢ La entrada del agua a depurar se
realiza a través del eje central y
su salida es por la periferia.
suficiente para que la partícula alcance
nde son retiradas con los mecanismos apr
➢ La acumulación de los fangos se efectúa por gravedad mediante
el fondo inclinado en forma de tolva.
➢ Como mecanismo de arrastre de los fangos a la zona de
evacuación poceta en el centro del decantador, disponen de
rasquetas de fondo que giran en torno al eje central.
➢ La extracción o descarga de fangos se realiza por la zona inferior
central del decantador.
➢ Esta purga de fangos es periódica, por lo que el automatismo
consiste en la temporización regular de los tiempos de
funcionamiento y parada de la extracción, mediante bombas
especiales o válvulas automáticas.
F. Flotación
Es el proceso mediante el cual con ayuda de aire se eliminan del
agua residual, los sólidos en suspensión de densidad próxima a la del
agua y de tamaño muy fino; así como las partículas de grasas y aceites
de tamaño muy pequeño tanto en estado libre como emulsionadas
previa coagulación-floculación.
El proceso de separación tiene lugar de la siguiente forma: se
introducen burbujas de aire de tamaño muy fino microburbujas, en el
agua residual; éstas tienden a fijarse en la superficie de las partículas a
separar, de tal manera que el peso específico (densidad) del conjunto
"partícula-aire" es mucho menor que el del agua, creándose una fuerza
ascensional la superficie del
líquido, de do opiados.
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2.4.3. El tratamiento secundario del agua residual
Se diseña para eliminar esa materia orgánica medida como DBO,
aprovechando normalmente el mismo tipo de procesos biológicos que de
otra manera consumirían el oxígeno del agua a la que lleguen esas
aguas residuales.
El tratamiento secundario por procesos biológicos aerobios
toma muchas formas, pero consiste básicamente en la acción de
microorganismos, a los que se añade oxígeno, que degradan el material
orgánico en solución o en suspensión hasta que la DBO del efluente
residual se reduce a niveles aceptables. El efluente residual se oxida
bioquímicamente bajo condiciones controladas para un desarrollo
bacteriano óptimo y en un sitio donde esta proliferación no influya en el
medio ambiente.
Los microorganismos depuradores pueden estar libremente
distribuidos en el seno del agua en tratamiento o pueden formar
películas.
De esta última forma, uno de los procesos de tratamiento biológico de
aguas residuales más simples es el filtro percolador en el que el agua
residual se rocía encima de rocas u otro material de soporte sólido cubierto con
una capa de microorganismos. La estructura del filtro percolador es tal que se
permite el contacto del agua residual con el aire y la degradación de la materia
orgánica ocurre por la acción de los microorganismos en presencia del oxígeno
del aire.
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Filtro percolador para el tratamiento secundario de efluentes residuales
Fuente: (Manahan)
2.4.3.1 Filtros percoladores
También son conocidos por Lechos Bacterianos. El principio de funcionamiento
consiste en hacer caer el agua residual a tratar (previamente decantada), en
forma de lluvia, sobre una masa de material de gran superficie específica que
sirve de soporte a los microorganismos depuradores, los cuales forman en la
misma una película de mayor o menor espesor, según la naturaleza del material
utilizado.
-Los Filtros Percoladores se clasifican
-Según su carga orgánica e hidráulica en
- Filtros de alta carga y Filtros de baja carga.
-Según el tipo de relleno, los Filtros pueden ser de dos tipos:
-De relleno tradicional (piedras) y de relleno plástico.
Los filtros de relleno tradicional suelen estar formados por piedras de 10 cm de
diámetro, con una profundidad de 1 a 3 m. Los de relleno plástico pueden
alcanzar hasta 15 m de altura. El agua residual se distribuye por la parte
superior del filtro, mediante un mecanismo rotativo o bien mediante boquillas de
pulverización fijas. Los filtros están provistos de drenajes en la parte inferior, para
recoger el agua depurada y favorecer la aireación.
El funcionamiento de este tratamiento biológico es como se expone a
continuación:
➢ Se efectúa una aireación por tiro natural. Esta aireación persigue aportar
a la masa del lecho, el oxígeno necesario para mantener la microflora en
un medio aerobio.
➢ Las sustancias contaminantes del agua, y el oxígeno del aire, se difunden
a través de la película biológica, hasta los microorganismos asimiladores;
21
al mismo tiempo se eliminan en los fluidos líquidos y gaseosos, los
subproductos y el gas carbónico.
➢ Esta película biológica contiene bacterias heterótrofas próximas a la
superficie, y autótrofas (bacterias nitrificantes) cerca del fondo.
➢ Observándose con frecuencia, la presencia de hongos en las capas
superiores y de algas verdes en la superficie.
2.4.3.2. Fangos activos
➢ Este proceso biológico consiste en desarrollar un cultivo
bacteriano disperso en forma de flóculo (lodos activados), en un
depósito agitado y aireado (Tanque de aireación), y alimentado
con el agua a depurar. La agitación evita sedimentos y
homogeniza la mezcla de los flóculos bacterianos y el agua
residual (licor de mezcla).
➢ La aireación que puede hacerse partiendo del oxígeno del aire, de
un gas enriquecido en oxígeno, o de oxígeno puro, tiene por
objeto suministrar el oxígeno necesario tanto a las bacterias como
al resto de los microorganismos aerobios.
➢ Después de un tiempo de contacto suficiente, el licor de mezcla
se envía a un clarificador (decantador secundario), destinado a
22
separar el agua depurada de los fangos; un porcentaje de estos
últimos son recirculados al tanque de aireación, para mantener en
el mismo una concentración suficiente de biomasa activa. Los
fangos secundarios en exceso, se extraen del sistema y se
evacuan al tratamiento de fangos.
Los procesos de Lodos Activos, según la disposición de las unidades de
oxidación biológica y de como se lleve a cabo la misma (si en reactores
de mezcla completa, con o sin recirculación, o en reactores de flujo
pistón con recirculación), se clasifican en numerosos tipos destacando
los siguientes:
➢ Convencional.
➢ Mezcla Completa.
➢ Aireación Escalonada.
➢ Contacto-Estabilización.
Proceso Convencional
Consiste en un tanque de aireación, un clasificador secundario y una
línea de retorno de fango. El modelo de flujo es de pistón con
recirculación celular. El agua residual influente y el fango recirculado
entran en el tanque por un extremo y son aireados durante un periodo de
6 horas. El fango recirculado es del 25-50 % del caudal influente. El
excedente se extrae para su tratamiento y eliminación.
Proceso Mezcla Completa
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Imita al régimen hidráulico existente en un reactor agitado
mecánicamente. La carga orgánica en el tanque de aireación y la
demanda de oxígeno, son uniformes de uno a otro extremo de aquél. El
licor de mezcla al ir atravesando el tanque de aireación desde la entrada
al canal efluente, tiene una mezcla completa por medio de aireación
mecánica (turbinas) o difusores.
Proceso Aireación Escalonada
Es una modificación del Proceso Convencional. Introduce el agua
residual en distintos puntos del tanque de aireación, disminuyendo la
demanda punta de oxígeno. El tanque de aireación se subdivide por
medio de deflectores en cuatro canales paralelos, o más. Cada canal es
una fase o eslabón individual, y las distintas fases se conectan entre sí
en serie. Si se quiere, se puede utilizar la primera fase para reaireación
del fango activado de retorno.
Proceso Contacto-Estabilización
24
Se desarrolla para utilizar las propiedades absorbentes del fango
activado; teniendo lugar la eliminación de la DBO en dos etapas: la
primera es la absorción en el fango de la mayor parte de las materias
orgánicas coloidales (20-40 minutos), y la segunda es la asimilación
metabólica de las materias orgánicas absorbidas. El tiempo de retención
en el tanque de estabilización es de 3 a 6 horas. A veces, se prescinde
de la sedimentación primaria.
El tanque donde se lleva a cabo el proceso puede presentar
diferentes configuraciones hidráulicas, desde flujo pistón a
completamente agitado. Para un buen funcionamiento es
necesario que el fango sedimente fácilmente en el decantador
secundario, lo que requiere que los microorganismos formen
flóculos densos.
Si el substrato es muy diluido o la tensión de O 2 baja, las
bacterias adoptan formas filamentosas que facilitan la difusión
del alimento y O 2 .
Los flóculos son muy "laxos", de sedimentación lenta, lo que
dificulta el proceso. Si el agua residual es diluida y fácilmente
degradable es mejor utilizar un fluído o pistón donde las
concentraciones a la entrada del reactor son más favorables.
Si la mezcla a tratar es compleja y variable es mejor utilizar un
reactor con agitación completa.
El proceso de fangos activos es el mejor cuando se desea un
efluente de alta calidad, el terreno disponible es limitado y los
25
volúmenes a tratar son grandes. Los HRT son bajos (4-8 horas) lo
que le hace más sensible a choques de carga, vertidos puntuales
de substancias tóxicas, etc., requiriéndose personal
experimentado.
2.4.3.1.1 Componentes
Abióticos: constituidos por el medio físico, es decir la planta
depuradora y las características tecnológicas de la misma. Las
características del medio (composición del agua residual,
concentración de oxígeno disuelto, temperatura, carga orgánica,
etc.) afectan a la composición y distribución de microorganismos
en el sistema.
Bióticos: representados por las comunidades de
microorganismos descomponedores (bacterias, hongos, algunos
protozoos flagelados) y consumidores (protozoos y metazoos)
que constituyen la microbiota del reactor. Fundamentales son las
condiciones físico-químicas y las interrelaciones entre
microorganismos (competencia por nutrientes y oxigeno,
depredación).
Proceso de fangos activos
Fuente: (Manahan)
26
III. CONCLUSIONES
1. Considerando la extensión actual de la degradación
medioambiental, es de máxima importancia encontrar ya soluciones
consistentes a largo plazo.
2. La prevención de contaminación del agua y del suelo es
solamente posible si se definen técnicas apropiadas de tratamiento y
disposición de las aguas residuales.
3. Las descargas de aguas residuales a las fuentes receptoras ha
sobrepasado, en muchos casos, la capacidad autopurificadora de dichas
aguas y, por ello, muchos ríos son convertidos en muchas alcantarillas.
27
IV. RESUMEN
Las aguas residuales contienen residuos procedentes de las ciudades y
fábricas. Es necesario tratarlos antes de enterrarlos o devolverlos a los
sistemas hídricos locales. En una depuradora, los residuos atraviesan una serie
de cedazos, cámaras y procesos químicos para reducir su volumen y toxicidad.
Las tres fases del tratamiento son la primaria, la secundaria y la terciaria. En la
primaria, se elimina un gran porcentaje de sólidos en suspensión y materia
inorgánica. En la secundaria se trata de reducir el contenido en materia
orgánica acelerando los procesos biológicos naturales. La terciaria es
necesaria cuando el agua va a ser reutilizada; elimina un 99% de los sólidos y
además se emplean varios procesos químicos para garantizar que el agua esté
tan libre de impurezas como sea posible.
El principal objetivo en el tratamiento de aguas residuales domesticas ha sido
la reducción de la demanda biológica de oxigeno, de forma que le liquido
tratado se pueda emitir al ambiente con un impacto mínimo sobre la ecología
local.
Por lo general este objetivo se consigue:
1. Mediante la separación biológica de los orgánicos solubles, de modo que las
células microbianas degraden los compuestos orgánicos para generar energía
y materia prima genética con el fin de crear más células.
2. La separación de la materia orgánica en suspensión (sólidos en suspensión
biológicos y no biológicos) utilizando la decantación.
Sin embargo el diseño clásico de los sistemas de tratamiento de aguas
residuales no consigue degradar muchos de los productos químicos que se han
investigados en el siglo XX y que ahora aparecen en las aguas residuales y
domesticas.
28
V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
BAIRD, C. 2001. Química Ambiental, Barcelona. Editorial Reverte SA.
ROMERO.R.J.1999, Tratamiento De Aguas Residuales Por Lagunas De
Estabilización. Editorial Escuela colombiana de ingeniería.
MANAHAN, S. E., Introducción a la Química Ambiental. Editorial
Reverté.
TAKAYUKI, M. Y L. FLORENCIO. 2005. Biotecnología Y Medio
Ambiente, Sistemas Biológicos de Aguas Residuales.
CERÓN, C. 2005. Contaminación y Tratamiento De Aguas. Segunda Edición. Huelva - España.
