Unidad 4 Presentacion Ambiente Ind 285 Caracterizacion Tratamiento de Aguas Residuales Efluentes
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Contenido
El agua en el planetaCaractersticas de las aguas residualesFuentesCaractersticas fsicasCaractersticas QumicasCaractersticas BiolgicasComposicin de las aguas residuales -
Contenido
Prevencin de la contaminacin : Disminucin de consumo y reduccin de aguas residualesMtodos de tratamientoParmetros de diseo de sistemas de tratamientoClasificacin de los mtodosNiveles de tratamientoAplicacin de las operaciones y procesos unitariosElementos de diseo -
1.- PLANETA : AGUA
Agua marina (salada) 97,5 %
Agua continental (dulce) 2,5 %
Agua polar y nieves perpetuas 68,9 %
agua subterrnea 29,9 %
humedad del suelo 0,9 %
agua de lagos y ros 0,3 %
-
AGUA DISPONIBLE
Pluvosidad anual
500,000 km3
DE FACIL DISPONIBILIDAD
14,000 km3
90 %
10 % (47,000 km3)
12,500 km3
Regado
1,500 km3
Otros usos
Humanos
Mar
Tierra
-
CONSUMO DE AGUA DULCE
AGRICULTURA70-90%INDUSTRIA + SECTOR ENERGTICO 22%ALIMENTACIN + HIGIENE HUMANA 8%-DEMANDA de Agua Subterrnea > Capacidad de recuperacin
-20% de suelos regados aumenta alta salinidad
-CONTAMINACIN URBANA AGUA de LLUVIA
-DEFORESTACIN EROSIN de SUELO CUENCAS POBRES
-PESTICIDAD + FERTILIZANTES: agua subterrnea + costas
-
CIFRAS PREOCUPANTES
2,000 de habitantes sin agua potable25,000 habitantes /damueren por malacalidad de agua
232de habitantescarencia permanente(26 pases)
CONSUMO se duplica cada 20 aos(2 x el crecimiento demogrfico)
AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES, URBANASCONTAMINAN RIOS, LAGOS + COSTAS
AGUAS RESIDUALES TRATADAS : -
2. Caractersticas de las Aguas Residuales
-
Fuentes de las aguas residuales
Agua residual domstica:Zonas residencialesZonas comercialesZonas institucionalesCentros recreativosAgua residual no domsticaIndustriasInfiltraciones y conexiones erradas -
AGUAS RESIDUALES
Intoxicacin/Degradacin de reas determinadasAporte de Metales PesadosIntoxicacin PuntualDegradacin de reas Forestales o CultivosColmatacin de PorosAlteracin de BiotaReacciones de Intercambio Ionico NegativasTransformacin Alterada de Geoelementos Enfermedades, Plagas y Pestes
SUS CONSECUENCIAS -
AGUA RESIDUAL
H2O + SLIDOS
SLIDOS
SLIDOS SUSPENDIDOS
TXICOS
BIODEGRADABLES
BIOMASA
INFECCIOSA
NO INFECCIOSA
SUSPENDIDOS
DISUELTOS
INANIMADOS
VIVOS
-
Caractersticas Fsicas
Slidos totales (T=105C)
Voltiles
orgnico
Fijos
inorgnico
Suspendidos
retenido
Disueltos
filtrado
Filtracin (0.45 micras)
Temperatura (T 550C)
-
Ejercicio
Los siguientes resultados de laboratorio fueron obtenidos para una muestra de agua residual. Los ensayos se realizaron para una muestra de 50 ml.
Determine:
Concentracin de Slidos totales, Slidos totales voltiles, Slidos suspendidos, Slidos suspendidos voltiles
Tara de la cpsula de porcelana = 53.5433 gr
Masa de la cpsula + residuo, luego de evaporacin a 105C = 53.5793 gr.
Masa de la cpsula + residuo, luego de calcinacin a 550C = 53.5772 gr.
Tara del filtro = 1.5433 gr
Residuo en el filtro, luego de secado a 105C = 1.5553 gr
Residuo en el filtro, luego de calcinacin a 550C = 1.5531 gr
-
Caractersticas Fsicas
ColorCausado 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 inofensivoGeneradores de olores: indol, eskatol, mercaptanos, sulfuro de hidrgeno.Mtodos de medicin: mtodos sensoriales e instrumentales. -
Principales compuestos olorosos
Nombre del compuesto
Frmula qumica
Peso molecular
Volatilidad a 25C
Ppm (v/v)
Umbral de deteccin de olor
ppb (v/v)
Umbral de reconocimiento de olor
ppb (v/v)
Carcter o palabra descriptiva del olor
Compuestos con azufre
Methyl mercaptan
CH3SH
48
Gas
0.5
1.0
rotten cabbage
Hydrogen sulfide
H2S
34
Gas
0.5
4.7
rotten eggs
Sulfur Dioxide
SO2
64
Gas
2700
4400
pungent, irritating
Compuestos con Nitrgeno
Ammonia
NH3
17
Gas
17000
37000
pungent, irritating
Indole
C6H4(CH)2NH
117
360
0.1
fecal, nauseating
Trimethyl amine
(CH3)3N
59
Gas
0.4
pungent, fishy
Skatole
C9H9N
131
200
1.0
50
fecal, nauseanting
Otros compuestos
Acetaldehyde
CH3CHO
44
Gas
67.0
210
pungent, fruity
Ozone
O3
48
Gas
500
pungent, irritating
Chlorine
Cl2
71
Gas
80
310
pungent, suffocating
-
Caractersticas Fsicas
Temperatura:Regiones clidas: 13C - 30C Regiones fras: 7C - 18CAfecta las reacciones qumicas, velocidades de reaccin, uso del agua, vida acutica.T ptima vida bacteriana: 25C - 35CDetencin de procesos aerbicos y de nitrificacin: 50CDetencin produccin de metano: 15CDetencin procesos nitrificantes: 5C -
Caractersticas Fsicas
ConductividadCapacidad de una solucin para conducir la corriente elctrica. Indicador de la concentracin de slidos disueltos totales -
Caractersticas Qumicas
Constituyentes orgnicosProtenasGrasas y aceitesCarbohidratosConstituyentes inorgnicosElementos individuales (Ca, Cl, Fe, Cr, Zn, etc.)Compuestos (NO3, SO4) -
Caractersticas Qumicas
pH: Intervalo existencia vida biolgica: 5 - 9Parmetros importante para el tratamientoMedicin: pH metro -
Caractersticas Qumicas
Nitrgeno:Nutriente esencial - eutrofizacinEn aguas residuales: nitrgeno amoniacal, nitritos, nitratos y nitrgeno orgnico.Nitrgeno amoniacal:Ion amonio: pH9.3Medicin: mtodos colorimtricos, titulacin, electrodos -
Caractersticas Qumicas
Fsforo:Nutriente esencialAguas residuales domsticas pueden tener entre 4 - 12 mg/L como P.Formas comunes: ortofosfatos, polifosfatos (sufren hidrlisis en soluciones acuosas y se convierten en ortofosfatos) y fsforo orgnico (en aguas industriales). -
Caractersticas Qumicas
Alcalinidad:Neutralizar cidosPresencia de hidrxidos, carbonatos y bicarbonatosEn sistemas anaerobios o de nitrificacin amortigua cidos -
Caractersticas Qumicas
Otros constituyentes inorgnicos:Azufre: Ion sulfato en aguas de abastecimiento y residualesSulfatos se reducen biolgicamente a sulfurosMetalesTodos los organismos los requieren.Medicin: absorcin atmica, plasma acoplado por induccin o colorimetra.Clases de metales: disueltos, suspendidos, totales, extractables en cido (en solucin, cido mineral en caliente). -
Caractersticas Qumicas
Constituyentes orgnicos agregados:Materia orgnica en las AR: protenas (40 - 60%), carbohidratos (25 - 50%) y grasas y aceites (8 - 12%). Urea (mayor constituyente de la orina)Anlisis: caracterizar AR, eficiencias STAR, comportamiento fuentes receptores.Mtodos: DBO5, DQO, COT. -
Caractersticas Qumicas
Demanda Bioqumica de Oxgeno:Si hay suficiente oxgeno disponible, la descomposicin del desecho continua hasta que se ha consumido.Tres actividades ocurren:Oxidacin: desecho oxidacin a productos finales, generan energa.Sntesis: desecho a tejido celular usando la energa liberadaRespiracin endgena: cuando se acaba la MO, las nuevas celular consumen su propio tejido celular para obtener energa. -
Demanda Bioqumica de Oxgeno
Desechos orgnicos : COHNSTejido celular: C5H7NO2.Reacciones qumicas:OxidacinCOHNS + O2 + bacterias CO2 + H2O + NH3 + energa
SntesisCOHNS + O2 + bacterias + energa C5H7NO2
Respiracin endgenaC5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3
-
Demanda Bioqumica de Oxgeno
Oxidacin Carbono orgnico: DBOltimaPrueba estndar:Botella de DBO (300 ml)Agua saturada con oxgeno y nutrientesMedir [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
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Ejercicio (10)
La siguiente es la informacin de un ensayo de DBO a 5 das para una muestra de agua residual. Un volumen de 15 ml de agua residual se agreg en una botella de incubacin de 300 ml. El OD inicial de la muestra diluida fue de 8.8mg/L y el OD final, despus de 5 das de incubacin fue de 1.9 mg/L.
Cul es la DBO5 de la muestra?
Cules cree que son las limitaciones del ensayo?
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Demanda Bioqumica de Oxgeno
Limitaciones: perido de 5 das, consumo de oxgeno.Demanda adicional de oxgeno para oxidacin del amonio a nitrato (Demanda Nitrogenada de Oxgeno). Las reacciones del proceso de nitrificacin son:Conversin de amonio a nitrito (Nitrosomonas)Conversin de nitrito a nitrato (Nitrobacterias)Esta demanda ocurre 5 a 8 das despus de iniciada la prueba de DBO. Ojo si hay muchos nitrificantes.
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Demanda Qumica de Oxgeno
Medir material orgnico de las AR, susceptible de ser oxidado qumicamente.Se oxidan sustancias orgnicas difciles de oxidar biolgicamente (lignina)Hay sustancias inorgnicas que se oxidanAlgunas sustancias pueden ser txicas para los microorganismos.Se realiza en 3 horas. -
DBO5 / DQO
DBO5/DQO entre 0.3 y 0.8 = ARD.DBO5/DQO > 0.5, tratamiento biolgicoDBO5/DQO < 0.3 constituyentes txicos y/o aclimatacin. -
Caractersticas Qumicas
Grasas y aceites Liquidos a T ambiente: aceitesSlidos a T ambiente: grasasEsteres compuestos de cidos grasos, alcohol y glicerol. -
Caractersticas Qumicas
Tensoactivos:Agentes de actividad superficialMolculas orgnicas grandes compuestas de un grupo hidroflico y uno hidrofbico.En AR provienen de descargas de detergentes, lavanderas industriales, etc.Causan aparicin de espumasMedicin: cambio de color de una muestra estndar de azul de metileno.SAAM - Sustancias Activas al Azul de Metileno -
Caractersticas Biolgicas
Importancia: enfermedades, descomposicin y estabilizacin.Microorganismos presentes en Aguas superficiales y subterrneas:Bacterias, hongos, algas, protozoos, plantas y animales vivos, virus.Clasificacin: eucariotas, eubacterias y arqueobacterias.Eucariotas : ncleo recubierto, varias molc. de ADN. Procariotas (bacterias y arqueobacterias). -
Caractersticas Biolgicas
Fuente de carbono: hetertrofos (requieren carbono orgnico) y auttrofos (carbono celular se deriva del CO2).Requerimientos de oxgeno: aerobios obligados, anaerobios facultativos, anaerobios aerotolerantes y anaerobios obligados.Requerimientos ambientales: por T: psicroflicas (-10 - 20C), mesoflicas (10 - 50C), termoflicas (40 - 70C) e hipertermoflicas (70 - 95C) pH ptimo para crecimiento bacterial: 6.5 - 7.5 -
Caractersticas Biolgicas
Uso de microorganismos indicadores:Se emplean los organismos coliformes (fcil identificacin y presencia abundante).Siempre presentes en el tracto intestinal; c/persona evacua entre 100.000 - 400.000 millones de bacteria coliformes por da.Indicador de posible presencia de organismos patgenos.No son efectivos para indicar presencia de virus y protozoos.Se est analizando el uso de bacterifagos como indicador de virus entricos (virus que pueden infectar clulas procaritas). -
Caractersticas Biolgicas
Microorganismos patgenos: Bacterias, parsitos (protozoos y helmintos) y virusMtodos de conteo: conteo directo, cultivo de placa, filtro de membrana, fermentacin en tubos mltiples. -
3. Composicin de las Aguas Residuales
-
Composicin de las AR
Valores comunes de la cantidad total de contaminantes por habitante (Tabla 4.11 y 4.14).Valores comunes de ARD (RAS Res 1096/00)ParmetroIntervalo
DBO5 (gr/hab-da)25 - 80
SST (gr/hab-da)30 100
Nitrgeno total Kjeldahl (gr/hab-da)9.3 13.7
Coliformes totales (#/hab-da)2X108 2X1011
-
Variaciones
Variaciones:en la concentracin en el caudalen la carga msica:Concentracin media integrada: proporcional al caudal, se obtiene de la sumatoria del producto de los valores de caudal y concentracin del constituyente de inters (para muestras horarias de 24 horas), dividida por la sumatoria del caudal.
Calcular la concentracin media integrada y la concentracin media aritmtica y comparar los resultados. Ejercicio (10) -
Normas de vertimiento
Decreto 1594 de 1984U. ExistenteU. Nuevo
pH 5 - 9 unidadesTemperatura < 40CGrasas y aceites>80%>80%SST>50% >80%DBO domst>30%>80%DBO indust>20%>80% -
Normas de vertimiento
Arsnico0.5 mg/LBario5.0 mg/LCadmio0.1 mg/LCromo 0.5 mg/LMercurio0.02 mg/LPlomo0.5 mg/LCianuro1.0 mg/L
Decreto 1594 de 1984 -
4. Prevencin de la contaminacin
-
Prevencin de la Contaminacin
Objetivo: Reducir el uso de agua potableMinimizar la generacin de aguas residualesPrograma P2 recomendado:Reduccin en el flujo de agua y aguas residualesReciclado Recuperacin de subproductosReuso -
Beneficios vs. Restricciones
Area
Beneficio potencial
Restriccin potencial
Tcnica
Recuperacin de subproductos comerciables
Necesidad adicional de tratamiento para cumplir con requisitos de reutilizacin.
Econmica
Ahorros en gastos por consumo de agua y materia prima
Ahorro en inversiones futuras
Mayores costos de operacin y mantenimiento de sistemas de tratamiento
Requerimiento de disposicin de residuos
Reglamentaria
Simplificacin en procesos de obtencin de licencias y permisos.
-
Planeacin del Programa P2
Paso 1: Evaluacin de toda la planta: (cmo se usa el agua, generacin de AR) Incluye revisin registros histricos, muestreos y anlisis de laboratorio, identificacin de fuentes de suministro y descargas).Paso 2: Areas potenciales para conservar, reciclar y reutilizar el agua:Incluir aguas de uso sanitario, proceso productivo, otros -
Planeacin del Programa P2
Factores a tener en cuenta:Identificar posibles fuentesDeterminar los requisitos de calidad para el agua.Comparar los requisitos de calidad del agua con los valores actuales o que podran obtenerse mediante algn tipo de tratamiento.Estimar los flujos de aguas residuales producidas y requeridas y volmenes a ser almacenados.Analizar las objeciones de los usuarios en relacin con el uso de agua reciclada.Realizar estimaciones de costos actuales del agua y del agua residual tratada y costos previstos. -
Planeacin del Programa P2
Paso 3: Definir las metas de reduccin de agua de suministro y agua residual.Metas: especficas, cuantificables, asignables, realistas y tiempo necesario para alcanzarlas.Ejm: reducir el consumo de agua en (rea) en (%) para (fecha)Paso 4: Poner en marcha el programa (ojo flexible, monitoreo) -
Tcnicas para reducir las AR dentro de la planta
Objetivo: minimizacin de uso de agua.Areas relacionadas:Capacitacin de personal Modificacin y/o cambios operacionales en proceso productivo.Minimizacin de uso de agua en servicios sanitarios, mediantes dispositivos para restringir el flujo y dispositivos de cierre automtico. -
Capacitacin de personal
Promover la concientizacin del personal respecto a la necesidad de reducir el consumo
Establecer metas cuantificables para dicha reduccin.
Capacitar al personal en las diversas tcnicas de reduccin del agua residual y mtodos de minimizacin.
Vigilar el avance del programa (grficos mensuales de consumo) y reajustar los objetivos del programa si se observa necesario
-
En el proceso productivo
Modificaciones en el proceso:Cambios en el equipo, por ejemplo:Usar enjuagues de roco a alta presin en lugar de tanques de inmersin.Sistemas de enfriamiento con aire en lugar de agua.Reemplazar la torre de enfriamiento por sistema de enfriamiento a base de refrigerante.Ponderar costo vs beneficio. -
En el proceso productivo
Cambios en las operaciones:Mejorar operaciones de limpieza del equipo:Dispositivos mecnicos de limpieza, limpieza en seco, cortina de aire, enjuague a contracorriente.Maximizar la vida efectiva del agua de produccin:enjuague a contracorriente, medicin de conductividad.Optimizacin del consumo:Evitar sellos defectuosos en tubos y equipos, equipos de control automtico, reductores de flujo, cubiertas, control de nivel del agua. -
En servicios sanitarios
Uso de dispositivos y sistemas para reducir el consumo (Tabla No.36-4)Fuentes de generacin de aguas residuales: lavadoras, bebederos, duchas, grifos, inodoros. -
Tcnicas para reciclar AR no tratada
Reciclado de aguas residuales industrialesDepende de los requisitos del proceso que recibe las aguas. Tabla 36-5Purga de torres de enfriamiento para lavado.Agua de enfriamiento de 1 uso (sin contacto) para intercambiador de calor y almacenamiento para enfriamiento sin contacto.Reciclado de aguas de uso sanitario:Agua residual gris (agua de lavado de duchas, lavadoras de ropa o vajillas) para inodoros o riego. -
Recuperacin de Subproductos
Objeto: regular la descarga de contaminantesCriterios de seleccin:Comparar el valor del subproducto recuperado con el costo derivado de su disposicin y de la materia prima equivalente.Tecnologa de recuperacin disponible y apropiada.Demanda del producto garantizada.Produccin mnima garantizadaEfecto sobre la lnea de produccinTabla 36-6 -
Tecnologas para la recuperacin
Evaporacin (e.g. Solventes en forma de vapor)Ultrafiltracin (e.g. Recuperacin de pesticidas) Biotecnologa (e.g. Formacin de metano)Extraccin de solventes (dos fases lquidas no miscibles, e.g. Metales solubles)Precipitacin selectiva (de iones por control de pH)Tabla 36-7 -
Reutilizacin del agua residual
Criterios: calidad requerida, tecnologa disponibleIrrigacin agrcola: cultivos o viverosIrrigacin de jardines: parques, patios, cementerios.Reutilizacin en la industria: aguas para sistemas de enfriamiento, de proceso.Usos recreativos/ambientales: recarga de lagos, acuiferos.Usos urbanos: proteccin contra incendios, inodorosTabla 36-8 -
Trabajo (15 das) = 30%
Caracterizacin aguas residuales producidas por la Universidad:CaudalesCaractersticas fsicas, qumicas y biolgicasPropuesta de programa de prevencin de contaminacin:Diagnstico (fuentes de agua y de consumo, descargas, caudales, uso de dispositivos de ahorro, reuso, reciclaje)Propuesta: reas potenciales, metas -
5. Mtodos de tratamieno de las Aguas Residuales
-
AGUA RESIDUAL
TRATAMIENTO
SLIDOS
AGUA PURA
-
Mtodos de tratamiento
Clasificacin:Operaciones fsicas unitarias: floculacin, sedimentacin, flotacin, filtracin, tamizado.Procesos qumicos unitarios: Precipitacin, adsorcin y desinfeccin.Procesos biolgicos unitarios: mtodos donde la remocin se realiza gracias a la actividad biolgica. Se usan principalmente para remocin constituyentes orgnicos biodegradables y nutrientes. -
FINES DE TRATAMIENTO
SEPARAR SLIDOSELIMINAR TXICOS: TRANFORMACIN /SORCINELIMINAR AGENTES INFECCIOSOS: COMPETICIONPREDACIN
ELIMINAR MATERIA ORGNICA :MINERALIZACIN/ESTABILIZACIN
AHORA:ELIMINAR AGENTES CONTAMINANTES CONCRETOS
-
CRITERIOS DE SELECCIN DE SISTEMA DE TRATAMIENTO
NATURALEZA DEL VERTIDO
RENDIMIENTO DE DEPURACIN DESEABLE
COSTO DEL TRATAMIENTO
USO ESPERADO
ORIGEN DEL VERTIDO
-
CLASES DE TRATAMIENTO
TX. FSICOTX. QUMICOTX. BIOLGICO
(POR FUNDAMENTO) -
EN LA PRCTICA:
VARIAS ETAPAS CON FUNCIN BIEN DEFINIDASECUENCIA DE ETAPAS PARECIDA EN TODOS LOS SISTEMASDIFERENCIA EN MTODOS PERO CON LOS MISMOS OBJETIVOS
TRATAMIENTO DE UN VERTIDO -
SISTEMAS DE TRATAMIENTO
PRETRATAMIENTO O TRATAMIENTO PREVIO:Separacin de slidos de mayor grosorTX . fsico: CRIBADO/DESARENADOTRATAMIENTO PRIMARIO:Separacin de otros slidos suspendidos
SEGN FUNCINMtodos: Floculacin/Sedimentacin/Flotacin
Separacin de grasas/Aceites
-
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TX. BIOLGICO:Oxidacin de materia orgnicaDisminucin del BODMETODO: depende del rendimiento deseadoPOZAS DE ESTABILIZACINLAGUNAS DE AIREACINFILTROS BIOLGICOSLODOS ACTIVADOS (>) -
TRATAMIENTO TERCIARIO
Para eliminar determinados compuestos peligrososSustancias nitrogenadasCompuestos fosforadosMetales pesadosCompuestos orgnicos complejos (aromticos)Compuestos orgnicos halogenadosCompuestos txicosSuprimir oloresMtodo: qumicos/biolgicos/sorcion -
TRATAMIENTO DE DESINFECCIN
PROPSITO: eliminacin de organismos potencialmente infecciososMTODOS MAS USADOS:Tratamientos con cloroTratamiento con ozono -
TRATAMIENTOS ESPECIALES
PROPSITO: ELIMINACIN DE CONTAMINANTEpersistentes, recalcitrantes o crticos
- metales pesados (sorcion, precipitacin)
- compuestos aromticos
- compuestos halogenados
SECUENCIA EN ORDENACIN DE TXS NO ES RIGIDA- Puede ser alterada
- Puede haber supresin de pasos
CONSIDERAR CONTROL FINAL DE pHCONSIDERAR TRATAMIENTO DE LODOS -
TRATAMIENTO AEROBICO: CUANDO
Sin Obstculos para Arranque rpidoAguas residuales diluidasAguas residuales deficientes en alcalinidadCosto de electricidad es bajoAbundante rea potencial de confinamiento de slidos -
BR ANAERBICO DE TASA BAJA
Alta remocin de BDD y TSSOperacin simple y estableMinimiza o evita tratamiento primarioCostos energticos reducidosFcil manejo de lodosBajo mantenimiento anualTanques elevados o bajo tierraLodo estabilizadoEliminacin de lodo infrecuenteProceso: Alta intensidad de mezclaUnidad de sedimentacin separada para desechos
formadores de escama
-
BR AERBICO DESCONTINUO SECUENCIAL
Mejor resistencia a acumulacin de lodoNo requiere clarificadores externosFcil adaptacin a remocin de nutrientesMayor flexibilidad del sistema y controlMenor requerimiento de sueloMenor requerimiento de equipo de procesamientoMayor facilidad a copar limitaciones de efluentePuede adaptar tanques, lagos, pozas existentes -
MATERIAL
ClasificadoresFlotadoresTierra de diatomeasFiltradoresEquipos de sedimentacinPrensadorasSecadorasIntercambiadores de ionesEquipos de microfiltracinEquipos de osmosis inversaSilosPlantas de preparacin de desageEvaporadores infrarrojosRadiacin Ultravioleta -
FACTORES CRTICOS
BOD/Area DisponibleAlcalinidadCostos de EnergaControl de transporteEspumacinArranque(Carbohidratos)Clima FroLodosEfluente Estacional(SO4)NitrificacinAlifticos Cl(NH3)Requerimiento N y PTasa de CargaO2ClarificadorEstabilidadGases Ftidos -
Niveles de tratamiento
Nivel de tratamiento
Descripcin
Preliminar
Remocin de constituyentes que puedan causar problemas operacionales o de mantenimiento en los procesos de tratamiento y sistemas auxiliares
Primario
Remocin de parte de slidos y de materia orgnica suspendidos.
Primario avanzado
Remocin intensiva de slidos suspendidos y materia orgnica, en general llevada a cabo mediante la adicin de insumos qumicos o filtracin
Secundario
Remocin de compuestos orgnicos biodegradables y slidos suspendidos. Se incluye la desinfeccin.
Secundario con remocin
Remocin de compuestos orgnicos biodegradables, slidos suspendidos y nutrientes.
Terciario
Remocin de slidos suspendidos residuales, en general por filtracin en medio granular. Se incluye la desinfeccin y la remocin de nutrientes
Avanzado
Remocin de materiales disueltos o en suspensin que permanecen despus del tratamiento biolgico convencional. Se aplica cuando se requiere reutilizar el agua tratada o para el control de eutroficacin en fuentes receptoras.
-
Aplicacin de las operaciones y procesos unitarios
Tabla 4.29 y 4.30
Constituyente
Operacin unitaria, proceso unitario o sistema de tratamiento
Slidos suspendidos
Sedimentacin, filtracin, adicin de polmeros qumicos, coagulacin/sedimentacin, procesos naturales (humedales artificiales, tratamiento en el suelo)
Compuestos orgnicos biodegradables
Lodos activados, filtros de lecho empacado, lagunas de estabilizacin, procesos naturales, reactores de pelcula adherida (filtros percoladores, contactores biolgicos rotatorios), sistemas fsico-qumicos.
Patgenos
Cloracin, Radiacin UV, procesos naturales, Ozonacin.
Nitrgeno
Nitrificacin/denitrificacin (procesos biolgicos de pelcula adherida, en suspensin), procesos naturales
Fsforo
Remocin biolgica, adicin de sales metlicas, coagulacin con cal/sedimentacin, procesos naturales
Metales pesados
Precipitacin qumica, procesos naturales
-
Eficiencias tpicas de tratamiento (%)
Unidad de tratamiento
DBO
DQO
SST
Sedimentacin primaria
30-40
30-40
50-65
Lodos activados convencionales
80-95
80-95
80-90
Filtros percoladores
65-80
60-80
60-85
Sistemas anaerobios
65-80
60-80
60-70
Lagunas de estabilizacin
Anaerobias
Facultativas
Aerobias
50 70
80-90
80-95
-
-
-
20-60
60-75
85-95
-
Configuraciones tpicas de STAR
Hoja1ZIPAQUIRA II - PTARCASETA OPERADORNESTRUCTURAREJILLA CRIBADOINTERCONEXIONPOZOCAMARA DEAFLUENTEEXCESOSCANALETAPARSHALCOMPUERTANo. 1 Y 2LAGUNA ANAEROBIAPANTALLARIO NEGROVERTEDERO TRIANGULAREFLUENTEESTRUCTURA DE SALIDAHoja2XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXDESARENADORMEDICINREJILLAAFLUENTELECHOS DE SECADOCASETA CELADURIAPORTAL DE ENTRADAEFLUENTESEDIMENTADORSECUNDARIOXXXXXXXXVIADUCTOALIVIADEROAFLUENTEAGUA CLARAVERTEDEROHoja3 -
Configuraciones tpicas de STAR
Hoja1TUBERA EXCESOSXENTRADAESTACIN BOMBEOREJILLACASETA DECELADURAESTRUCTURADESCOLEXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXCANALABIERTOESTRUCTURA DE PASOEFLUENTEAFLUENTEMEDICINXXXHoja2Hoja3 -
Canal Parshal Saguapac
Laguna de oxidacin Saguapac
-
6. Reciclaje del agua tratada
- Para consumo humanoLos mayores consumos de agua residual
tratada en los pases Mediterrneos (Europa) tienen lugar en las
siguientes actividades:
refrigeracin industrial,
irrigacin agrcola (principalmente de forraje y cereales, pero tambin de rboles frutales e incluso productos de huerta, dependiendo de la legislacin nacional vigente).
Reutilizacin y reciclaje
V1 (07.07.2003)
*
- En los pases Mediterrneos pueden destacarse algunos ejemplos
recientes de reutilizacin de agua residual en agricultura.Estos
ejemplos muestran los considerables beneficios que la reutilizacin
de un agua residual pueden producir. Estos beneficios son:
financieros: ahorro en infraestructuras.
econmicos: incremento de los ingresos agrcolas.
sociales: mejor acceso al agua.
medioambientales: reduce la presin sobre ecosistemas y recursos.
Beneficios de la reutilizacin del agua residual
V1 (07.07.2003)
*
-
*
Existen una serie de parmetros que deben ser tenidos en cuenta para la seleccin de la tecnologa ms apropiada de tratamiento.- econmicos
- institucionales y polticos,
- climticos,
- medioambientales
- disponibilidad de terreno
- socioculturales,
- y otros factores locales.
Una vez que estos factores hayan sido tenidos en cuenta, deber ser seleccionado el ms efectivo desde el punto de vista del coste, a menos que el pblico que vaya a ser servido con ese agua est dispuesto a pagar ms.Seleccin de tecnologas
V1 (07.07.2003)
*
-
Nombre del
compuesto
Frmula qumica
Peso
molecular
Volatilidad a
25C
Ppm (v/v)
Umbral de
deteccin de
olor
ppb (v/v)
Umbral de
reconocimien
to de olor
ppb (v/v)
Carcter o
palabra
descriptiva del
olor
Compuestos con azufre
Methyl
mercaptan
CH
3
SH
48
Gas
0.5
1.0
rotten cabbage
Hydrogen
sulfide
H
2
S
34
Gas
0.5
4.7
rotten eggs
Sulfur
Dioxide
SO
2
64
Gas
2700
4400
pungent, irritating
Compuestos con Nitrgeno
Ammonia
NH
3
17
Gas
17000
37000
pungent, irritating
Indole
C
6
H
4
(CH)
2
NH
117
360
0.1
fecal, nauseating
Trimethyl
amine
(CH
3
)
3
N
59
Gas
0.4
pungent, fishy
Skatole
C
9
H
9
N
131
200
1.0
50
fecal,
nauseanting
Otros compuestos
Acetaldehyde
CH
3
CHO
44
Gas
67.0
210
pungent, fruity
Ozone
O
3
48
Gas
500
pungent, irritating
Chlorine
Cl
2
71
Gas
80
310
pungent,
suffocating
Area
Beneficio potencial
Restriccin potencial
Tcnica
Recuperacin de subproductos
comerciables
Necesidad adicional de tratamiento para
cumplir con requisitos de reutilizacin.
Econmica
Ahorros en gastos por consumo de agua y
materia prima
Ahorro en inversiones futuras
Mayores costos de operacin y
mantenimiento de sistemas de tratamiento
Requerimiento de disposicin de residuos
Reglamentaria
Simplificacin en procesos de obtencin
de licencias y permisos.
Nivel de tratamiento
Descripcin
Preliminar
Remocin de constituyentes que puedan causar problemas operacionales o de
mantenimiento en los procesos de tratamiento y sistemas auxiliares
Primario
Remocin de parte de slidos y de materia orgnica suspendidos.
Primario avanzado
Remocin intensiva de slidos suspendidos y materia orgnica, en general llevada
a cabo mediante la adicin de insumos qumicos o filtracin
Secundario
Remocin de compuestos orgnicos biodegradables y slidos suspendidos. Se
incluye la desinfeccin.
Secundario con
remocin
Remocin de compuestos orgnicos biodegradables, slidos suspendidos y
nutrientes.
Terciario
Remocin de slidos suspendidos residuales, en general por filtracin en medio
granular. Se incluye la desinfeccin y la remocin de nutrientes
Avanzado
Remocin de materiales disueltos o en suspensin que permanecen despus del
tratamiento biolgico convencional. Se aplica cuando se requiere reutilizar el
agua tratada o para el control de eutroficacin en fuentes receptoras.
Constituyente
Operacin unitaria, proceso unitario o sistema de tratamiento
Slidos suspendidos
Sedimentacin, filtracin, adicin de polmeros qumicos,
coagulacin/sedimentacin, procesos naturales (humedales artificiales,
tratamiento en el suelo)
Compuestos
orgnicos
biodegradables
Lodos activados, filtros de lecho empacado, lagunas de estabilizacin, procesos
naturales, reactores de pelcula adherida (filtros percoladores, contactores
biolgicos rotatorios), sistemas fsico-qumicos.
Patgenos
Cloracin, Radiacin UV, procesos naturales, Ozonacin.
Nitrgeno
Nitrificacin/denitrificacin (procesos biolgicos de pelcula adherida, en
suspensin), procesos naturales
Fsforo
Remocin biolgica, adicin de sales metlicas, coagulacin con
cal/sedimentacin, procesos naturales
Metales pesados
Precipitacin qumica, procesos naturales
Unidad de tratamiento
DBO
DQO
SST
Sedimentacin primaria
30-40
30-40
50-65
Lodos activados
convencionales
80-95
80-95
80-90
Filtros percoladores
65-80
60-80
60-85
Sistemas anaerobios
65-80
60-80
60-70
Lagunas de
estabilizacin
-
Anaerobias
-
Facultativas
-
Aerobias
50 70
80-90
80-95
-
-
-
20-60
60-75
85-95
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
DESARENADOR
MEDICIN
REJILLA
AFLUENTE
LECHOS DE SECADO
CASETA CELADURIA
PORTAL DE ENTRADA
EFLUENTE
SEDIMENTADOR
SECUNDARIO
X
X
X
X
X
X
X
X
ALIVIADERO
AFLUENTE
AGUA CLARA
VERTEDERO
X
ESTACIN
BOMBEO
REJILLA
CASETA DE
CELADURA
ESTRUCTURA
DESCOLE
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
CANAL
ABIERTO
ESTRUCTURA
DE PASO
EFLUENTE
AFLUENTE
MEDICIN
X
X
X