segunda unidad - Departamento de Ingeniería Industrial

UNIVERSIDAD
TECNOLOGICA
NACIONAL
Seguridad, Higiene e Ingeniería Ambiental
SEGUNDA UNIDAD
EFLUENTES LIQUIDOS
1. Introducción ...................................................................................................................................... 3
1.2 Concepto de reuso y minimización de agua ................................................................................ 3
2 Contaminantes importantes en el tratamiento de agua residual ........................................................ 3
2.1 CARACTERISTICAS FISICAS.................................................................................................... 4
2.1.1 Sólidos.................................................................................................................................. 4
2.1.2 Olores ................................................................................................................................... 5
2.1.3 Temperatura ......................................................................................................................... 5
2.1.4 Color ..................................................................................................................................... 5
2.1.5 Turbiedad ............................................................................................................................. 5
2.2 CARACTERISTICAS QUIMICAS ................................................................................................ 5
2.2.1 Materia orgánica ................................................................................................................... 5
2.2.2 Sustancias Solubles en éter etílico ....................................................................................... 5
2.2.3 Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.B.O) ........................................................................... 6
2.2.4 Demanda Química de Oxígeno (D.Q.O) ............................................................................... 7
2.2.5 Nitrógeno .............................................................................................................................. 7
2.2.6 Fósforo ................................................................................................................................. 8
2.2.7 Detergentes .......................................................................................................................... 8
2.2.8 pH......................................................................................................................................... 8
2.2.9 Metales pesados................................................................................................................... 8
2.2.10 Otros Contaminantes .......................................................................................................... 8
2.3 CARACTERISTICAS BIOLOGICAS............................................................................................ 9
2.3.1 Microorganismos y Toxicidad ............................................................................................... 9
2.3.3 Ensayos de toxicidad ............................................................................................................ 9
2.3.4 Unidades de toxicidad .......................................................................................................... 9
2.4 Valores límites de vuelco en ciudad de Buenos Aires ................................................................. 9
3. Tratamiento de Efluentes Líquidos ................................................................................................. 10
3.1 Criterio de selección de alternativas de tratamiento .................................................................. 10
3.1.1 Caudales de proyecto ............................................................................................................ 10
3.1.2 Muestreo ............................................................................................................................... 11
3.1.3 Tratamiento según los contaminantes.................................................................................... 11
3.2 Etapas del tratamiento de efluentes .......................................................................................... 11
3.2.1 Pretratamiento:....................................................................................................................... 11
3.2.2 Rejas .................................................................................................................................. 11
3.2.3 Tamices y filtros:................................................................................................................. 12
3.2.4 Desarenado ........................................................................................................................ 13
3.2.5 Compensación o ecualización: ........................................................................................... 13
3.3 Tratamiento Primario................................................................................................................. 13
3.3.1 Métodos físicos ...................................................................................................................... 13
3.3.1.2 Sedimentación Primaria:.................................................................................................. 13
3.3.1.2 Separación de Aceites y grasas:...................................................................................... 13
3.3.2.1 Flotación .......................................................................................................................... 14
3.3.3 Métodos Químicos ................................................................................................................. 15
3.3.3.1 Neutralizadores................................................................................................................ 15
3.3.3.2 Precipitación Química ...................................................................................................... 15
3.3.3.3 Coagualción y Floculación ............................................................................................... 15
3.4 Tratamiento Secundario: ........................................................................................................... 16
3.4.1 Cinética del crecimiento bacteriano: ................................................................................... 16
3.4.2 Cultivos Suspendidos ......................................................................................................... 17
3.4.2.1 Fundamentos generales de un sistema de barro activado............................................... 18
3.4.2.2 Características Biológicas del barro activado ................................................................. 18
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3.4.3 Diagrama de un sistema de barros activados ..................................................................... 21
3.4.4 Sedimentadores secundarios.............................................................................................. 21
3.4,6 Sistemas de Lagunas ......................................................................................................... 22
3.4.6.1 Lagunas anaeróbicas:...................................................................................................... 22
3.4.6.2 Laguna aeróbica: ............................................................................................................. 23
Lagunas aireadas de mezcla completa:....................................................................................... 23
3.4.6.3 Lagunas facultativas: ....................................................................................................... 23
3.4.5 Cultivos fijos, Lechos percoladores..................................................................................... 23
3.5 Tratamiento Terciario ................................................................................................................ 24
3.5.2 Intercambio Iónico: ............................................................................................................. 24
3.5.3 Carbón Activado: ................................................................................................................ 24
3.5.4 Remoción Biológica de nutrientes:...................................................................................... 25
3.5.5 Osmosis inversa: ................................................................................................................ 25
3.6 Desinfección:............................................................................................................................. 25
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1. Introducción
Aunque la captación y drenaje de aguas pluviales datan de tiempos antiguos, la recolección de aguas
residuales no aparece hasta principios del siglo XIX, mientras que el tratamiento sistemático de las
aguas residuales data de Finales del siglo XIX y principios del siglo XX. El desarrollo de la teoría del
germen a cargo de Koch y Pasteur en la segunda mitad del siglo XIX marcó el inicio de una nueva era
en el campo del saneamiento. Hasta ese momento se había profundizado poco en la relación entre
contaminación y enfermedades, y no se había aplicado al tratamiento de aguas residuales la
bacteriología, disciplina entonces en sus inicios.
En la Argentina, y en los grandes países americanos, el tratamiento y eliminación de las aguas
residuales no recibía demasiada atención a finales del siglo XIX porque los daños causados por el
vertido de aguas no tratadas en las relativamente grandes masas de agua receptoras (comparadas
con las europeas) no eran graves, y porque se disponía de grandes extensiones de terreno para su
evacuación. Sin embargo, a principios del siglo XX, los daños causados y las condiciones sanitarias
Impulsaron una creciente demanda y una mayor eficiencia en el tratamiento y gestión de las aguas
residuales.
1.2 Concepto de reuso y minimización de agua
Las empresas y los organismos responsables de la gestión del agua se han visto obligados a buscar
nuevas fuentes de recursos hídricos como consecuencia del continuo crecimiento de la población, de
la contaminación tanto de las aguas superficiales como de las subterráneas, de la desigual
distribución de los recursos hídricos, y de las sequías periódicas. El uso de aguas residuales
industriales o cloacales tratadas con altos niveles de calidad que, actualmente, se vierten al medio
ambiente tras su tratamiento en estaciones depuradoras municipales o industriales, está recibiendo
una atención creciente como fuente fiable de recursos hídricos. En muchos lugares del país, la
reutilización del agua residual ya es un elemento importante en la planificación de los recursos. A
pesar de que la reutilización de las aguas residuales constituye una opción viable, es necesario
considerar otras alternativas como el ahorro de agua, el uso efectivo de los suministros existentes, y
el desarrollo de nuevas fuentes de recursos.
Desde el punto de vista industrial, el ahorro del agua, trae aparejado no solo una reducción en el
consumo de agua con su consecuente ahorro sino que disminuye el volumen de efluentes líquidos
que se generan y que por consiguiente debería ser tratado con un costo extra.
Las políticas empresariales que se toman en dirección a la minimización de efluentes y ahorro de
agua, buscan fundamentalmente la reducción de los costos de tratamiento y el cumplimiento con
nuevos compromisos ambientales.
2 Contaminantes importantes en el tratamiento de agua residual
En la siguiente tabla se describen los contaminantes de interés en el tratamiento del agua residual.
Tabla 1
Contaminantes
Sólidos
Razón de la importancia
Los sólidos sedimentables pueden dar lugar al desarrollo de depósitos de fango y de
condiciones anaeróbicas cuando se vierte agua residual sin tratar al entorno acuático. O en el
caso de que sean sólidos suspendidos pueden causar turbiedad e incluso impedir el ingreso
de los rayos solares a los cuerpos de agua
Materia orgánica
biodegradable
Compuesta principalmente por proteínas, carbohidratos, grasas y aceites.. Si los efluentes se
descargan al entorno sin tratar, puede llevar al agotamiento de los recursos naturales de
oxígeno y al desarrollo de condiciones sépticas.
Nutrieres
Tanto el nitrógeno como del fósforo, son nutrientes esenciales para el crecimiento. Cuando se
vierten al entorno acuático, estos nutrientes pueden favorecer el crecimiento desmedido de
una vida acuática no deseada. Cuando se vierten al terreno en cantidades excesivas también
pueden provocar la contaminación del agua subterránea.
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Metales pesados
Los metales pesados son, frecuentemente añadidos al agua residual como excedente de
ciertas actividades industriales, estos metales presentan distintos niveles de toxicidad
Materia orgánica
refractaria
Esta materia orgánica tiende a resistir los métodos convencionales de tratamiento. Ejemplos
típicos son los agentes tensioactivos, los fenoles y pesticidas agrícolas.
Sustancias
inorgánicos
disueltos.
Los constituyentes inorgánicos tales como el calcio, sodio, magnesio potasio, sulfatos y otros
pueden estar presentes en el agua como desecho de algunas actividades industriales estos
compuestos pueden ser tóxicos o darle ciertas características al agua no siempre deseada
por lo que en muchas ocasiones deben ser removidos
Patógenos
Pueden transmitirse enfermedades contagiosas por medio de los organismos patógenos
presentes en el agua residual. Provienen fundamentalmente de las redes cloacales y de
alcantarillado
2.1 CARACTERISTICAS FISICAS
Las características físicas más importantes del agua residual son el contenido total de sólidos, que
engloba los sólidos en suspensión, sólidos sedimentables y sólidos disueltos. Otras características
físicas importantes son el olor, la temperatura, el color y la turbiedad.
2.1.1 Sólidos
Los sólidos totales se definen como la materia que se obtiene como residuo después de evaporar el
agua a una temperatura entre 105 y 110 °C. No se define como sólida aquella materia que se pierde
durante la evaporación.
La siguiente figura resume algunos de los
residual
tipos de sólidos presentes en una muestra de agua
Fijos (SSF)
Filtro
Sólidos Suspendidos
105 °C totales
(SST)
550°C
volátiles (SSV)
fijos (SDF)
Sólidos Disueltos
105 °C totales
(SDT)
550°C
volátiles(SDV)
Los sólidos totales, o residuo de la evaporación, puede clasificarse en filtrables (sólidos disueltos) o
no filtrables (sólidos suspendidos) haciendo pasar un volumen conocido de líquido por un filtro. Para
este proceso de separación suele emplearse un filtro de fibra de vidrio (Whatman GFIC), con un
tamaño nominal de poro de 1,2 micrómetros, en algunos casos también se puede emplear filtros de
membrana de policarbonato.
La fracción filtrable de los sólidos corresponde a sólidos coloidales y disueltos. La fracción coloidal
está compuesta por las partículas de entre 0,001 y 1 micrómetro las cuales no sedimentan. Los
sólidos disueltos están compuestos de iónes, moléculas orgánicas e inorgánicas en disolución en el
agua.
Cada una de las categorías de sólidos comentadas hasta ahora puede ser, a su vez, dividida en
función de su volatilidad a 550 ± 50°C. A esta temperatura, la fracción orgánica se oxidará y
desaparecerá en forma de Dióxido de carbono y vapor de agua, debido a la combustión y gases
volátiles, quedando la fracción inorgánica en forma de cenizas. De ahí que se empleen los términos
sólidos volátiles y sólidos fijos para hacer referencia respectivamente a los componentes orgánicos e
inorgánicos de los sólidos suspendidos y disueltos.
Todos los parámetros antes comentados se expresan en mg/l
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Un parámetro de sólidos muy comúnmente medido es el de sólidos sedimentables en 10 minutos y
en 2 horas. Los sólidos sedimentables se definen como aquellos que sedimentan en el fondo de un
recipiente de forma cónica (cono de Imhoff) en el transcurso de un periodo de tiempo que puede ser
de 10 minutos o dos horas. Los sólidos sedimentables se expresan en unidades de ml/l, debido a la
graduación de dicho cono.
2.1.2 Olores
Normalmente, los olores son debidos a los gases Iiberados durante el proceso de descomposición de
la materia orgánica. El olor más característico del agua residual séptica es el debido a la presencia de
sulfuro de hidrógeno por acción de microorganismos anaerobios. Las aguas residuales industriales
pueden contener compuestos olorosos en sí mismos o compuestos con tendencia a producir olores
durante los diferentes procesos de tratamiento.
2.1.3 Temperatura
La temperatura del agua residual suele ser siempre mas elevada que la del agua de suministro,
debido a la incorporación de agua caliente procedente de las casas y de los usos industriales.
2.1.4 Color
El agua cloacal reciente suele tener un color grisáceo. Sin embargo, al aumentar el tiempo de
transporte en las redes de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más próximas a las
anaerobias, el color del agua residual cambia gradualmente de gris a gris oscuro, para finalmente
adquirir color negro. Llegado este punto, suele clasificarse el agua residual como séptica.
Algunas aguas residuales industriales pueden añadir color debido a los procesos que utilizan.
El color en el agua suele medirse comparando contra un estándar de soluciones de cobalto, y se
expresa en unidades de cobalto.
2.1.5 Turbiedad
La turbiedad, como medida de las propiedades de transmisión de la luz de un agua, es otro
parámetro que se emplea para indicar la calidad de las aguas vertidas o de las aguas naturales en
relación con la materia coloidal y residual en suspensión. La medición de la turbiedad se lleva a cabo
mediante la comparación entre la intensidad de la luz dispersada en la muestra y la registrada en una
suspensión de referencia en las mismas condiciones. La materia coloidal, dispersa o absorbe la luz,
impidiendo su transmisión. Aún así no es posible afirmar que exista una relación entre la turbiedad y
la concentración de sólidos en suspensión de un agua no tratada.
2.2 CARACTERISTICAS QUIMICAS
2.2.1 Materia orgánica
Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, hidrógeno v
oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. También pueden estar presentes
otros elementos en menor cantidad como azufre, fósforo metales y otros.
Junto con las proteínas, los hidratos de carbono, las grasas, los aceites y los compuestos
nitrogenados, el agua residual también contiene pequeñas cantidades de compuestos sintéticos cuya
estructura puede ser desde muy simple a extremadamente compleja.
2.2.2 Sustancias Solubles en éter etílico
El contenido de lípidos (principalmente grasas y aceites) se determina por extracción de la muestra
con éter etílico o bien con otros agentes de extracción no polares, debido a que son solubles en ellos.
También es posible la extracción de otras sustancias, principalmente aceites minerales, kerosén,
aceites lubricantes y otros.
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Las grasas animales y los aceites son compuestos de alcohol (ésteres) o glicerol (glicerina) y ácidos
grasos. Los glicéridos de ácidos grasos que se presentan en estado líquido a temperaturas ambiente
normales se denominan aceites, mientras que los que se presentan en estado sólido reciben el
nombre de grasas. Químicamente son muy parecidos. y están compuestos por carbono, oxígeno e
hidrógeno en diferentes proporciones.
Los lípidos de origen animal alcanzan las aguas residuales en forma de grasas, mientras que los
provenientes de los vegetales pueden hallarse como aceites, y ocasionalmente como ceras.
En la figura, la imagen superior representa las grasas saturadas, que puede permanecer en forma
sólida. La imagen inferior representa una grasa insaturada, que difícilmente se pueda solidificar,
permaneciendo como aceite.
Las grasas y aceites se hallan entre los compuestos orgánicos de mayor estabilidad, y su
descomposición por acción bacteriana no resulta sencilla, pero estos compuestos tienen una
característica que simplifica su separación del agua que es su capacidad de flotar, por lo que permite
su separación por métodos físicos.
El parámetro para medir grasas y aceites en un líquido es el denominado Sustancias Solubles en Éter
Etílico se expresa en mg/l y seria el peso seco de la materia extraída en el solvente Éter Etílico para
un litro de muestra.
2.2.3 Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.B.O)
La respiración aeróbica resulta necesariamente, en una demanda de oxígeno del ambiente. Si el
número de organismos es muy grande con relación al espacio y si la renovación de oxígeno en este
espacio no es suficiente, la continuidad de un proceso aerobio puede verse limitada por la
disponibilidad de oxígeno.
La población de microorganismos en un ambiente dado es proporcional a cantidad de alimento
(materia orgánica), en el mismo. Por ello se puede decir que si se introduce una cierta cantidad de
materia orgánica biodegradable en un líquido, la demanda bioquímica de oxígeno de los
microorganismos en ese liquido será proporcional a la cantidad de materia orgánica agregada.
Esencialmente la DBO se mide de la siguiente manera: se coloca una muestra de liquido a analizar
(que puede o no tener materia orgánica) en un frasco en presencia de una solución rica en sales
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nutritivas, luego se coloca un inóculo (una dada cantidad) de microorganismos, se satura la solución
con oxigeno y se mide la concentración inicial de oxigeno disuelto, una vez finalizada esta etapa se
deja el frasco por cierto número de días a una temperatura estándar. Transcurrido el tiempo
convenido, se mide de nuevo el oxígeno que queda en el líquido. La DBO seria entonces la diferencia
entre estos dos valores de oxigeno disuelto. Sin embargo en la práctica la medición es más compleja.
Si dejamos por algunos días un frasco con elevada carga orgánica, el oxígeno disuelto se consumiría
rápidamente de modo que en el tiempo de la experiencia, no se sabría en que momento se habría
consumido el oxígeno. Por ello se utiliza el método de la dilución, según el cual la muestra es
previamente diluida en distintas proporciones en agua libre de materia orgánica, de modo que, por lo
menos algunas de las diluciones de la muestra, se encuentren, al final de la experiencia con algo de
oxígeno residual para poder así sacar la diferencia entre este, y la concentración de oxigeno inicial,
esta diferencia se expresa en masa de oxigeno consumida por unidad de volumen de líquido (mg/l).
La temperatura estándar de incubación es de 20°C. El tiempo de incubación, de cinco días, se eligió
debido a ciertas características peculiares de Inglaterra (país donde se desarrolló el método). Las
aguas de los ríos de ese país, incluso los de más largo recorrido, suelen tardar no más de cinco días
para llegar al océano. En algunas ocasiones se determina también la DBO a 20 días.
La DBO depende en gran medida también de la velocidad de degradación de los compuestos
orgánicos que se encuentren en la muestra en cuestión, y de la presencia de organismos, con
enzimas capaces de degradar tales compuestos. En muchas oportunidades, en las industrias
químicas, los efluentes poseen DBO muy bajas, pero en realidad poseen cargas orgánicas altas, lo
que sucede es que no son de fácil biodegradación.
2.2.4 Demanda Química de Oxígeno (D.Q.O)
Se han ideado otros métodos que substituyen o complementan a la DBO para evaluar la
concentración de materia orgánica. En la mayoría de ellos se considera que el compuesto
biodegradable está constituido por material reductor y por lo tanto, es capaz de ser oxidado, es por
ello que se emplea un oxidante en una reacción controlada, de manera que se oxide la materia
orgánica presente en la muestra de liquido. Para estas determinaciones se emplean oxidantes
fuertes que oxidan prácticamente toda la materia orgánica de las muestras.
El oxidante en el caso de la DQO es el Dicromato de Potasio. Como con este método suelen oxidarse
algunos compuestos que normalmente no son oxidados en forma biológica, los valores de la DQO
suelen ser superiores a los valores de la DBO. La diferencia entre la DQO y la DBO (en la mayoría de
los casos) dan idea de la cantidad de materia orgánica biodegradable y no biodegradable de un
efluente, sirviendo esto para la elección del tipo de tratamiento a realizar. Ya que si la relación entre
DBO y DQO es cercana, no habría problema en utilizar un método biológico, mientras que si la
diferencia es muy grande un tratamiento biológico seria muy poco efectivo.
Existen otras maneras de medir materia orgánica en forma química, una de ellas es el método de
oxigeno consumido (OC), este técnica es solicitada en el área de Capital Federal y parte del gran
Buenos Aires, la misma es parecido a la DQO pero en este caso el oxidante utilizado es el
permanganato de potasio. Por ultimo existe otro método llamado carbono orgánico total (COT), se
utiliza para determinar la cantidad de carbono que integra las moléculas de materia orgánica. Esta
última técnica es más costosa y compleja, y se suele usar para efluentes con una gran cantidad de
componentes químicos que puedan interferir con las demás técnicas.
2.2.5 Nitrógeno
Los elementos nitrógeno y fósforo son esenciales para el crecimiento de los organismos, razón por la
cual reciben el nombre de nutrientes. El nitrógeno es absolutamente básico para la síntesis de
proteínas por los que es preciso conocer datos sobre la concentración del mismo en las aguas para
en caso de querer realizar algún tipo de tratamiento biológico en las mismas, cuando el contenido de
nitrógeno sea insuficiente, será preciso añadirlo para hacer tratable el agua residual por este método.
El contenido total en nitrógeno está compuesto por nitrógeno orgánico, amoníaco, nitrito y nitrato.
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Método de Nitrógeno Total de Kjeidahl (NTK): Este es el parámetro solicitado por los entes
reguladores para medir nitrógeno total. Se procede a la digestión, en medio ácido de la materia
orgánica contenida en la muestra, en la que el nitrógeno orgánico se convierte en amoníaco. Esta
técnica determina no solo el nitrógeno orgánico sino que también determina el amoníaco.
El nitrógeno del nitrito, cuya determinación se realiza colorimétricamente, es relativamente inestable y
fácilmente oxidable a la forma de nitrato. raramente excede la cantidad de 1 mg/I en el agua residual,
y 0,1 mg/1 en el caso de aguas subterráneas y superficiales. A pesar de que su presencia suele
darse en concentraciones pequeñas, los nitritos tienen gran importancia en el estudio de aguas
residuales debido a su toxicidad.
El nitrógeno del nitrato es la forma más oxidada del nitrógeno que se puede encontrar en las aguas
residuales. El contenido en nitratos en aguas de bebida, no puede superar 45 mg/l, dadas sus graves
y ocasionalmente fatales consecuencias sobre los niños. La concentración de nitratos también suele
determinarse por métodos colorimétricos.
2.2.6 Fósforo
El fósforo también es esencial para el crecimiento de algas y otros organismos biológicos Debido a
que en aguas superficiales tienen lugar nocivas proliferaciones incontroladas de algas, actualmente
existe mucho interés en limitar la descarga de este compuesto a los cuerpos de agua. Las formas
más frecuentes son los polifosfatos, ortofosfato y los fosfatos orgánicos. Estos últimos no tiene mayor
importancia desde el punto de vista nutritivo
2.2.7 Detergentes
Los agentes tensioactivos están formados por moléculas de gran tamaño, ligeramente solubles en
agua, y que son responsables de la aparición de espumas en las plantas de tratamiento y en la
superficie de los cuerpos de agua receptores. Tienden a concentrarse en la interfase aire/agua.
2.2.8 pH
La concentración de ion hidrógeno (determinado con el pH) es un parámetro de calidad de agua de
gran importancia tanto para el caso de aguas naturales como residuales. El intervalo de
concentraciones adecuado para la proliferación y desarrollo de la mayor parte de la vida biológica es
bastante estrecho y crítico en las legislaciones locales el rango máximo solicitado para vertido suele ir
de 5,5 a 10.
2.2.9 Metales pesados
Como constituyentes importantes de muchos efluentes pueden encontrarse distintos metales (en
forma de iones metálicos) . Entre ellos podemos destacar el níquel (Ni), el manganeso (Mn), el plomo
(Pb), el cromo (Cr), el cadmio (Cd), el zinc (Zn), el cobre (Cu), el hierro (Fe) y el mercurio (Hg)..
Algunos de ellos debido a su toxicidad interfiere con un gran número de los usos del agua. Es por
ello que a menudo, resulta conveniente medir y controlar las concentraciones de dichas sustancias.
Los métodos para la determinación de las concentraciones de estas substancias varían, la
metodología mas utilizada es la espectroscopía de absorción atómica.
2.2.10 Otros Contaminantes
Los compuestos orgánicos que se hallan en trazas, como ser pesticidas, herbicidas y otros productos
químicos de uso agrícola, son tóxicos para la mayor parte de las formas de vida y por lo tanto, pueden
constituir peligrosos contaminantes de las aguas superficiales. Estos productos no son constituyentes
comunes de las aguas residuales, sino que suelen incorporarse a las mismas, fundamentalmente
como consecuencia de la escorrentía de campos o el vertido desde industrias. Las concentraciones
de estos productos químicos pueden dar como resultado la muerte de peces o la contaminación de
sus carnes asé como el empeoramiento de la calidad del agua.
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2.3 CARACTERISTICAS BIOLOGICAS
2.3.1 Microorganismos y Toxicidad
La presencia de organismos en los efluentes es muy común, se pueden hallar desde organismos
superiores, tales como plantas y animales, hasta organismos microscópicos. Desde el punto de vista
del vuelco a un cuerpo de agua son todos importantes, pero la atención se centra en los organismos
patógenos o indicadores de posible patogenicidad, que son los coliformes fecales y coliformes
respectivamente.
2.3.3 Ensayos de toxicidad
Durante mucho tiempo las medidas de control de la contaminación se circunscribían, principalmente,
a los contaminantes convencionales identificados como causantes de la degradación de la calidad del
agua. Hoy en dia se presta una mayor atención al control de las substancias tóxicas, especialmente a
aquellas presentes en los vertidos de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Los métodos para la medición de la toxicidad utilizan organismos que son comunes en los medios
acuáticos. Los ensayos que se realizan con peces y crustáceos se basan en el crecimiento de las
larvas y en la supervivencia. La metodología consiste en exponer individuos a diferentes efluentes
durante un cierto tiempo (generalmente siete días), con renovaciones diarias de las soluciones de
ensayo. Al final del ensayo, se mide el crecimiento (como incremento de la materia seca) y se
determina la supervivencia en comparación con los datos de referencia y control (una población no
expuesta a la solución de ensayo).
2.3.4 Unidades de toxicidad
En general, para expresar los resultados de los ensayos de toxicidad se emplean las unidades de
toxicidad (UT).
Se define la DL50 (dosis letal 50) como la Dosis en miligramos por kilogramo de peso corporal, que
suministrada en el tiempo del ensayo, provoca la muerte del 50 % de la población expuesta.
2.4 Valores límites de vuelco en ciudad de Buenos Aires
Anexo B, Decreto 999/92
Parámetros
PH
Sustancias solubles en éter etílico
Sulfuros
Sólidos Sedimentables en 10 minutos
Temperatura
Demanda Biológica de Oxígeno
Oxígeno consumido al permanganato
Cianuros
Hidrocarburos
Cromo
Detergentes SRAO
Cadmio
Plomo
Mercurio
Arsénico
Fenoles
Demanda de cloro
A: Desagüe a colectora Cloacal
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mg/l
mg/l
ml/l
°C
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
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A
5,5 – 10
100
1
0,5
45
200
80
0,1
50
0,2
5
0,1
0,5
0,005
0,5
0,5
-
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3. Tratamiento de Efluentes Líquidos
En los párrafos anteriores, se vieron algunos conceptos generales necesarios para la carácterización
de efluentes líquidos. En esta sección, comenzaremos a estudiar los distintos criterios de selección de
sistemas de tratamiento.
3.1 Criterio de selección de alternativas de tratamiento
Algunos de los criterios importantes a tomar en cuenta para el tratamiento de efluentes son los
siguientes.
• Características del efluente (cantidad y calidad)
• Limites y lugar de vuelco
• Espacio disponible y costo de la obra
El espacio disponible es un punto importante a tener en cuenta, dado que no se presenta la misma
situación en industrias radicadas en zonas urbanizadas, que en zonas rurales o parques industriales.
La disponibilidad de terreno suele ser un factor limitante en las primeras, y una ventaja para las
segundas.
3.1.1 Caudales de proyecto
Un dato muy importante para la selección de tratamiento de efluentes es el caudal de líquido que se
tiene pensado tratar. Hay distintas maneras de medir caudales
Medición de caudales:
La medición de caudales, representa uno de los puntos críticos a la hora de diseñar un sistema de
tratamiento. Se deben tomar en cuenta los caudales picos (máximos) los caudales medios, y las
horas de inactividad.
En la siguiente figura se ve la variación típica de los caudales para un efluente cloacal en una ciudad.
Para la medición de caudales se pueden aplicar distintas estrategias
1.
Medición de la velocidad del liquido (por medio de un elemento flotante = velocidad
superficial) y conociendo el área puedo estimar el caudal.
2.
Medición del tiempo de bombeo de un tanque de volumen conocido.
3.
Medición del tiempo de llenado de una cámara de volumen conocido
4.
Utilizando un vertedero aforado
5.
Utilizando una canaleta parshall, Venturi, Placa orificio, Medidor Doopler entre otros.
Los primeros 3 ítems dan una idea aproximada del caudal de un efluente y no permiten estudiar las
variaciones a cada momento. Los últimos dos puntos permiten conocer en forma continua el caudal.
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3.1.2 Muestreo
Para realizar la caracterización del efluente es muy importante que la muestra tomada sea lo más
representativa posible, para ello existen distintos métodos de muestreo:
• Muestra instantánea o puntual : Sin tener en cuenta el caudal, se toma una muestra puntual para
un instante dado. Este muestreo podría ser útil en el caso de que la carga de contaminantes de
efluente sea relativamente constante y el caudal conocido.
• Muestra compuesta: sin tener en cuenta el caudal, tomo una muestra cada X tiempo, por ejemplo
una muestra por hora. Este tipo de muestreo es útil cuando los caudales del efluente son
relativamente constantes
• Muestra compensada: tomo una muestra cada X cantidad de caudal, un ejemplo seria una
muestra cada 10 metros cúbicos, si de repente la industria empieza a generar un caudal mayor se
toman una mayor cantidad de muestras y viceversa, este muestreo es muy representativo en los
casos en que se producen variaciones de caudal y de carga.
Como puede observarse, la elección del tipo de muestreo, depende mucho de las características del
efluente a tratar, por lo que, en el caso de industrias, antes de realizar el muestreo, es muy importante
conocer la dinámica de la producción, de esta manera se puede elegir un tipo de muestreo en donde
la muestra obtenida sea representativa del efluente que se genera.
3.1.3 Tratamiento según los contaminantes
Según el tipo de contaminante principal que el efluente posea en su composición, se pueden
implementar distintos tipos de tratamiento. La siguiente tabla resume algunos de ellos.
Contaminante
Carga orgánica Biodegradable
Sólidos
Grasas y Aceites
Compuestos orgánicos refractarios
Nitrógeno
Fósforo
Metales pesados
Compuestos inorgánicos
Proceso de tratamiento
Tratamiento biológico (aeróbico o anaeróbico)
Sedimentación, Flotación, Filtración
Trampas de grasa, Flotación.
Adsorción, oxidación química.
Remoción biológica, laguna de maduración
Remoción biológica, Coagulación floculación
Precipitación química, intercambio iónico
Ósmosis inversa, intercambio iónico
3.2 Etapas del tratamiento de efluentes
3.2.1 Pretratamiento:
Los sistemas de pretratamiento de efluentes, tiene como objetivo, la remoción de materiales gruesos,
que puedan obstruir o dañar partes del sistema que se encuentra aguas abajo. Son muy útiles para la
remoción de maderas, arenas, plásticos etc.
3.2.2 Rejas
Las rejas, son estructuras fijas, de metal, que se encuentran por lo general interceptando el ingreso
de los efluentes al sistema de tratamiento.
Las rejas pueden ser de limpieza manual o automática. Para los sistemas en los que se recolecta
mucho material, se recomiendan aquellas que son de limpieza automática. Estas son utilizadas
también cuando no se desean tomar contacto con los residuos, como en el caso de los cloacales, por
el riesgo a la contaminación
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La figura muestra distintos modelos de rejas autolimipantes.
3.2.3 Tamices y filtros:
Los tamices, se utilizan para la separación de partículas más finas que las que se pueden separa con
las rejas. Se usan mucho en la separación de papeles, pelusas, envoltorios, restos vegetales, etc.
Algunos de los tamices utilizados son los de tipo tobogán, rotativo, y saranda vibratoria dependiendo
del tipo de compuesto a separar.
La siguiente figura muestra los tipos de tamices y filtros más utilizados.
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3.2.4 Desarenado
Los desarenadores, son cámaras o sistemas que permiten la separación de partículas minerales de
rápida sedimentación, generalmente arenas o algún elemento parecido. Estos materiales son
abrasivos, para los sistemas de cañerías y de bombas, y por ello deben ser eliminados. A su vez, se
acumulan dentro de los sistemas de sedimentación o dentro de los reactores biológicos anegándolos
en poco tiempo.
Los desarenadores, deben tener un tiempo de sedimentación corto, de entre 5 y 10 minutos,
suficiente para permitir un paso rápido del agua, sin que sedimenten otro tipo de sólidos. Estas
estructuras suelen utilizarse en sistemas cloacales en complejos habitacionales.
3.2.5 Compensación o ecualización:
Este es un paso muy importante a tener en cuenta para cualquier tipo de tratamiento posterior, tal
como pudo observarse en la figura de caudales, la variación de los mismos puede ser muy
pronunciada para algunos tipos de industrias o complejos habitacionales.
En el caso de tener un sistema de tratamiento continuo, si la variación de los caudales de ingreso al
sistema de tratamiento es muy pronunciada se dificulta todo tipo de proceso posterior ya sea este
biológico, físico o químico
Para evitar estas dificultades se diseñan cámaras que actúan como pulmones, donde puede
acumularse el líquido, y luego puede ser dosificado al resto del sistema con un caudal relativamente
constante, evitando de esta manera los picos de caudal. Estas cámaras reciben el nombre de
cámaras de ecualización.
3.3 Tratamiento Primario
Los tratamientos primarios pueden ser utilizados para la neutralización del efluente (control de pH) ,la
eliminación de sólidos y material flotantes.
Existen dos tipos de tratamientos primarios. Aquellos que aprovechan las propiedades físicas de los
componentes que se desean separar, y aquellos que aprovechan las propiedades químicas.
3.3.1 Métodos físicos
3.3.1.2 Sedimentación Primaria:
Los sedimentadotes primarios son utilizados para separar los sólidos sedimentables presentes en un
efluente, como su nombre lo indica estos sólidos son partículas capaces de sedimentar debido a su
peso especifico.
Los sedimentadores son estructuras cuya función es mantener el líquido lo mas quieto posible para
permitir que los sólidos sedimenten en un periodo acotado de tiempo, el tiempo de residencia del
liquido dentro de un sedimentador primario ronda normalmente las 2 hs, pero este tiempo puede ser
modificado dependiendo de las necesidades
Los sedimentadores primarios cumplen dos objetivos principales dentro del tratamiento de efluentes:
• Clarificar el líquido, liberándolo de sólidos sedimentables
• Generar el espesado del barro (formado por los sólidos) en la parte inferior del sedimentador
para que luego pueda ser extraído.
Existen infinidad de diseño de sedimentadotes primarios, en el item 3.4.4 se pueden observar
distintos tipos de sedimentadores.
3.3.1.2 Separación de Aceites y grasas:
Por medio de una cámara separadora, aprovechando la característica de flotación de estos
compuestos (con un tiempo de retención mínimo de aprox. 20 minutos)
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En este caso se observa una cámara con doble función; por un lado permite la sedimentación de
sólidos y por otro la separación de los materiales flotantes como las grasas, aceites o hidrocarburos.
Estos sistemas son muy comunes y se encuentran en distintos tipos de industria.
3.3.2.1 Flotación
Los sistemas de Flotación se utilizan para favorecer la separación de grasas o aceites u otro material
flotante como sólidos en suspensión y partículas de tamaño comprendido entre 0.001 µ y 1 µ, que se
encuentren finamente dispersado en el efluente, por medio de la inyección de aire a presión, de esta
manera se separa los materiales que no pueda separase por métodos de separación por gravedad o
que dicha separación no sea suficiente para lograr la calidad de efluente deseada.
El aire a presión, puede ser introducido en la misma cañería que lleva el efluente hacia la cámara
separadora o en algunos casos se hace pasar el efluente por un compresor previo a la cámara. Este
efluente tiene entonces una presión superior a la atmosférica y se encuentra saturada de aire.
Cuando el líquido entra a la cámara, que se encuentra a presión atmosférica, se produce la liberación
del aire en exceso que poseía el efluente, por lo que se observa un intenso burbujeo dentro de la
cámara, estas burbujas arrastran hacia la superficie el material flotante y distinto tipo de partículas.
Se produce un fenómeno similar al que sucede al destapar una gaseosa. El gas a presión, no forma
burbujas mientras está contenido dentro de la botella. Pero al liberarse la misma y el líquido quedar a
presión atmosférica, el gas comienza a burbujear hacia arriba.
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3.3.3 Métodos Químicos
3.3.3.1 Neutralizadores
Los neutralizadores, se utilizan para lograr valores de pH adecuados ya sea para volcar a los distintos
cuerpos receptores o para que el efluente pueda ser tratado en forma química o biológica. Por lo
general, los valores de tolerancia de un sistema biológico se hallan entre 5 y 9 unidades de pH.
Para diseñar un sistema de neutralización, se realiza un estudio previo con el efluente, en el cual se
mide el tiempo de reacción entre el efluente y el agente neutralizador. Para algunos efluentes, este
tiempo es rápido pero para otros, con mayor capacidad amortiguadora o buffer, el tiempo puede ser
mayor.
Para la neutralización de efluentes se utilizan distintos tipos de neutralizantes, en el caso de querer
subir el valor de pH se suele usar Hidróxido de sodio, cal, entre otros y en caso de querer bajar el pH
suele utilizarse dióxido de carbono, ácido sulfúrico y otros ácidos.
Los neutralizadores suelen estar formados por una cámara donde es volcado el efluente líquido, en la
misma debe haber un medidor de pH conectado a un sistemas de dosificación, que dosifican el ácido
o el álcali dependiendo de las necesidades, para la eficacia de esta operatoria es indispensable que
el líquido sea mezclado, para que el reactivo entre en intimo contacto con el efluente y no se generen
zonas con diferentes valores de pH dentro de la cámara. La mezcla puede ser realizada por medio de
paletas rotativas o con sistemas de difusores de aire entre otros.
3.3.3.2 Precipitación Química
La precipitación química en el tratamiento de aguas residuales lleva consigo la adición de productos
químicos con la finalidad de alterar el estado físico de los sólidos disueltos y en suspensión, y facilitar
su eliminación por sedimentación. Este proceso también se utiliza para eliminar algunos metales
pesados de los efluentes como por ejemplo el cromo. Alguno de los productos químicos utilizados
para estos procesos son Cloruro férrico, sulfato férrico, cloruro de aluminio, sulfato de aluminio y cal.
3.3.3.3 Coagualción y Floculación
Dentro de los procesos de precipitación química se destacan dos, que suelen utilizarse en forma
unitaria o en conjunto Tradicionalmente estos dos términos se utilizan de manera indistinta, sin
embargo existe una clara diferencia entre ambos
Coagulación: Este proceso describe el efecto producido por la adición de un producto químico a una
dispersión coloidal, que causa la desestabilización de las partículas por la reducción de aquellas
fuerzas que tienden a mantenerlas separadas y de esta manera se aglomeren cuando establezcan
contacto entre sí.
Floculación: consiste en la formación de partículas sedimentables a partir de partículas
desestabilizadas de tamaño coloidal, formación de un flóculo. Esto se da por un mecanismo de
formación de puentes químicos o enlaces físicos. La idea es generar un flóculo formado por particulas
mas pequeñas, de un tamaño suficiente como para poder sedimentar por acción de la gravedad.
Los coloides son suspensiones de partículas que poseen una densidad de carga superficial
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generalmente negativa, que los mantiene separados por repulsión electrostática impidiendo su
aglomeración y sedimentación.
Por lo general las suspensiones coloidales no sedimentan, a menos que se produzca algún cambio
ya sea químico o electroquímico en la superficie de las partículas que forman el coloide. Los
coagulantes son moléculas que tiene la capacidad de relacionarse con la superficie del coloide, a
través de una interacción electrostática. La superficie coloidal tiene una densidad de carga negativa y
el coagulante positiva de esta forma se establece la relación. En ese momento, la carga neta de la
superficie del coloide es neutra. Alguno de los coagulantes más utilizados son el cloruro de hierro, el
sulfato de aluminio y el cloruro de aluminio.
Los floculantes, son moléculas de mayor tamaño, que establecen enlaces entre las partículas
coloidales y que son capaces de aglomerarlas en flóculos sedimentables. Los floculantes mas
utilizados son polímeros sintéticos de distintas composiciones.
3.4 Tratamiento Secundario:
Los tratamientos secundarios tienden a eliminar los compuestos orgánicos que se hallan en fase
soluble en el efluente. Por lo general esto es llevado a cabo exclusivamente a través de métodos
biológicos.
En los sistemas biológicos se aprovecha la capacidad de degradación que poseen los
microorganismos
Los métodos de tratamiento biológico se pueden dividir en dos categorías dependiendo del tipo de
cultivo que se utilice:
•
Cultivos Suspendidos: Sistemas de barros activados, Sistema de Lagunas.
•
Cultivos Fijos: Lechos percoladores o biofiltros
En los sistemas en suspensión, los microorganismos flotan en el líquido del sistema de tratamiento,
asociándose entre ellos formado lo que se denomina flocs.
En los sistemas fijos, los microorganismos crecen sobre una superficie sólida donde realizan la
degradación de los compuestos orgánicos.
3.4.1 Cinética del crecimiento bacteriano:
La siguiente figura muestra el crecimiento delos microorganismos en un medio de cultivo. Pueden
observarse que existen diferentes fases dentro de la cinética de crecimiento de la población.
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1.
2.
3.
4.
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Fase de retardo: Esta dada por la aclimatación del cultivo
Fase de crecimiento exponencial: Crecimiento dado por tipo de microorganismo
Fase estacionaria: Crecimiento limitado por sustrato (materia orgánica)
Fase de muerte: digestión endógena de la biomasa
Estas fases son utilizadas para el diseño de los sistemas de tratamiento de efluentes, aprovechando
las diferentes actividades metabólicas que se establecen en cada una de ellas.
3.4.2 Cultivos Suspendidos
El sistema de cultivo suspendido utilizado en el tratamiento biológico aeróbico de residuos orgánicos
se conoce habitualmente con el nombre de barros activados. A través de los años se han introducido
modificaciones, lo que hace que hoy estén en uso un número considerable de variaciones.
Los reactores de barros activados, o reactores biológicos, son tanques construidos en distintos
materiales a los cuales se les suministra oxigeno por diversos métodos, algunos de ellos consisten en
la aeración por difusión, usando difusores de burbuja fina o Gruesa.
También se utilizan aereadores superficiales mecánicos en posiciones tanto fijas como flotantes, y
unidades que, combinan turbinas mecánicas con aire difuso entre otros. Este uso tradicional del aire
como recurso para obtener oxígeno es la razón por la cual los reactores de barro activado son
llamados tanques de aeración. Existen instalaciones que utilizan oxígeno puro inyectado a tanques
cerrados o semicubiertos. De este modo, se incrementa la velocidad de transferencia de oxigeno a la
biomasa de microorganismos.
Por medio de estos dispositivos de aereación, no solo se debe lograr la transferencia de oxigeno a la
biomasa sino que también se debe mantener esta biomasa en suspensión y en mezcla.
Difusores de profundidad
Aereación mecánica de superficie
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3.4.2.1 Fundamentos generales de un sistema de barro activado
•
Es un sistema que mantiene un cultivo biológico suspendido para el tratamiento aerobio de
residuos orgánicos presentes en fase líquida
•
Para mantener el metabolismo aeróbico de los microorganismos se requiere la inyección de
aire u oxígeno
•
Para mantener en suspensión a los microorganismos, se requiere de algún dispositivo capaz
de remover el volumen total del líquido del sistema
3.4.2.2 Características Biológicas del barro activado
Los organismos presentes en un barro activado son :
Bacterias:
a) regulares (cocos, bastones, etc.)
b) filamentosas
a) Regulares
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b) Filamentosas Ej: Actinomicete Nocardia sp
Además de las bacterias el barro activado esta formado por otros microorganismos
Protozoos
Además de estos microorganismos suelen encontrarse hongos, algas y en algunos casos hasta
plantas acuáticas
Todos estos microorganismos son los encargados de dar la estructura al barro, la principal estructura
que se observa en un barro activado es la estructura de flóculo formada de la siguiente manera:
•
•
Macroestructura: Núcleo de organismos Filamentosos y organismos asociados
Microestructura: Mucopolisacáridos de superficie, secretados por bacterias.
Los organismos asociados tienen una cinética de crecimiento y una variación en sus concentraciones
relativas que da idea por un lado de la edad y por otro lado del estado del barro activado
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Tipos clásicos de Flóculos
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3.4.3 Diagrama de un sistema de barros activados
La siguiente figura muestra un esquema básico de un sistma de tratamiento de efluentes por método
biológico, utilizando cultivo en suspensión.
Sedimentador 2º
Aereación y mezcla
Efluente
tratado
Alimentación
Recirculación
Purga
Dentro del reactor los microorganismos remueven el sustrato soluble por asimilación,
aprovisionándose así de carbono y energía para su crecimiento. La materia orgánica particulada es
atrapada físicamente por la biomasa de microorganismos, luego es atacada por exoenzimas,
secretadas por los mismos microorganismos, que la solubilizan para ponerla en condiciones de ser
asimilada. Para realizar este proceso es preciso que el líquido tenga un tiempo de residencia mínimo
dentro de la cámara a este tiempo se lo conoce como tiempo de retención hidráulico y varia según el
sistema seleccionado. La mezcla de microorganismos y la materia orgánica particulada no degradada
suele medirse según su peso y recibe el nombre de sólidos suspendidos del líquido mezcla (SSLM),
se expresa en mg/l.
Luego el líquido junto con el barro biológico pasan al sedimentador secundario, en él, la masa de
microorganismos se dirige por efecto de la gravedad hacia el fondo de la unidad, donde luego es
recirculado al reactor biológico o purgado. Mientras tanto el efluente clarificado, o sobrenadante, sale
por la parte superior, desbordando sobre el vertedero de salida.
Como puede verse en la Figura al reactor entran dos corrientes: una es la del efluente crudo, sin
tratar biológicamente y la otra contiene el barro concentrado en microorganismos, que regresa al
reactor para seguir degradando la materia orgánica.
A fin de balancear el crecimiento de los microorganismos, una porción del SSLM debe ser eliminada
periódicamente ya que al ingresar materia orgánica la biomasa crece indefectiblemente. Este barro
en exceso es purgado, esto significa: sacado del sistema, en el mejor de los casos es conducido
hacia un digestor de barro para ser acondicionado y poder ser dispuesto adecuadamente.
3.4.4 Sedimentadores secundarios
Los sedimentadores secundarios cumplen dos funciones principales
•
•
Clarificar el liquido proveniente de los reactores biológicos evitando que se escapen los
sólidos, formados por el barro activado
Cumplir con la función de espesado de barro en la parte inferior del sedimentador para que el
mismo pueda ser recirculado o purgado.
Existen infinidad de diseño de sedimentadores secundarios, en las figuras se muestran algunos de
ellos.
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3.4,6 Sistemas de Lagunas
3.4.6.1 Lagunas anaeróbicas:
Suelen utilizarse para efluentes crudos donde hay una alta concentración de materia orgánica. En
estos procesos no existe la presencia de oxigeno, la profundidad de estas lagunas es de 2 a 5
metros. Los microorganismos aeróbicos se mueren por la falta de oxigeno. Además de materia
orgánica, en el efluente crudo tengo nitritos (NO2), nitratos (NO3), sulfatos y otros compuestos todos
en estado de óxidos. Los microorganismos anaeróbicos toman el oxigeno de estos compuestos,
generando gases reductores.
Parámetros:
•
O2 cero.
•
Profundidad de 2 a 5 mts.
•
Tiempo de permanencia del líquido 20 a 25 días.
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3.4.6.2 Laguna aeróbica:
Es un tratamiento que utiliza la acción de microorganismos, los cuales consumen el oxigeno para
degradar la materia orgánica. El oxigeno es ingresado por las algas (que crecen gracias a la luz solar)
y el contacto con el aire de la superficie.
Parámetros:
•
Profundidad 15 a 30 cm.
•
Presencia de O2.
•
Tiempo de permanencia del líquido 2 a 5 días.
Lagunas aireadas de mezcla completa:
Son lagunas donde se realiza una incorporación de oxigeno, por medio de algún sistema de aireación
(de tipo flotante, a hélice en o por medio de difusores de profundidad). La generación de una mayor
cantidad de barros, obligara a colocar en la salida un sedimentador secundario con recirculación, por
lo que no deja de ser un sistema muy similar a un reactor de barro activados, solo que implementado
sobre una laguna. Este sistema permite que los tiempos de retención hidráulicos sean menores por lo
que la dimensión de la laguna también es menor, y además permite una mayor y más rápida
degradación de la materia orgánica que en sistemas con aireación natural. Tiene como contra el
costo energético y de mantenimiento de la aireación mecánica.
3.4.6.3 Lagunas facultativas:
Son lagunas capaces de trabajar de las dos formas vistas anteriormente. En la superficie se trabaja
en forma aeróbica, mientras que en el fondo anaeróbicamente.
Parámetros
•
O2 presente en la parte superior de la laguna y ausente en la parte inferior
•
Profundidad de 1 a 2 mts
•
Tiempo de permanencia del líquido de 7 a 30 días.
3.4.5 Cultivos fijos, Lechos percoladores
Estos reactores están rellenos con diferentes tipos de material, los microorganismos crecen
formando una película biológica delgada sobre el material de relleno, Simultáneamente la película
biológica remueve la materia orgánica contenida en el efluente que percola a través del relleno o
lecho sin inundarlo. El liquido es volcado al reactor desde la parte superior en forma de lluvia, recorre
el relleno y sale por la parte inferior del reactor.
Como sucede en el proceso de barros activados, en los lechos percoladores (también llamados filtros
biológicos) la materia orgánica es asimilada por los microorganismos haciendo crecer así la biomasa
de los mismos, el exceso de biomasa se desprende en fragmentos desde la superficie del relleno
luego estos sólidos insolubles son separados en un Sedimentador Secundario.
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Existen también sistemas mixtos que combinan un sistema de barros activados con un lecho
percolador, con el fin de que el tratamiento sea mas efectivo
3.5 Tratamiento Terciario
Los sistemas de tratamiento terciario se utilizan para la remoción de contaminantes que se hallan en
pequeñas proporciones (nutrientes, tóxicos etc.)
Los métodos más utilizados son los siguientes
•
Precipitación química (Coagulación, Floculación)
•
Intercambio Iónico
•
Adsorción (carbón Activado)
•
Filtración
•
Remoción biológica de nutrientes
•
Osmosis Inversa
3.5.2 Intercambio Iónico:
Este proceso se basa en el intercambio entre iones del liquido a tratar y los iones presentes en una
resina de intercambio ionico, estas resinas pueden ser anionicas (si intercambian aniones) o
catiónicas (si intercambian cationes). Puesto que este proceso es reversible, las resinas pueden
regenerarse
3.5.3 Carbón Activado:
El carbón activado actúa como adsorbente, aprovechando su relación superficie volumen, ya que en
un volumen pequeño el carbón activado presenta una superficie de contacto extremadamente alta, de
esta manera concentra los contaminantes en su interior y además sirve como sustrato para el
desarrollo de microorganismos que realizan la biodegradación de estos compuestos. El tratamiento
de agua residual con carbón activado se considera como un proceso de refinado de las aguas que ya
han recibido un tratamiento, en este caso el carbón se emplea para eliminar parte de la materia
orgánica disuelta así como parte de la materia particulada dependiendo de la forma en que entran en
contacto el carbón y el agua. El carbón activado puede colocarse dentro de columnas por donde se
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hace pasar el liquido a tratar, o puede colocarse directamente sobre las aguas en forma de polvo o
granulado fino.
3.5.4 Remoción Biológica de nutrientes:
En muchas ocasiones una vez finalizado el proceso biológico de degradación de materia orgánica, las
concentraciones de Nitrógeno y fósforo son superiores a las deseadas, ya que la utilización de estos
compuestos por un barro biológico convencional no supera el 30% del total, por lo que puede ser
necesario aplicar procesos de tratamiento adicionales. Estos procesos de tratamiento consisten
básicamente en el intercalado de etapas aeróbicas y anaeróbicas de manera de lograr mayor
eficiencia en la remoción de los nutrientes
3.5.5 Osmosis inversa:
Cuando dos líquidos son separados por medio de una membrana semipermeable y uno de estos
líquidos posee una concentración de sólidos disueltos mayor, el agua tiende a ir desde el líquido con
menor concentración de sólidos disueltos al liquido con mayor concentración, de esta manera trata de
equiparar las concentraciones de ambos lados de la membrana. Esto provoca un flujo neto de agua
desde la solución menos concentrada en sólidos disueltos hacia la solución mas concentrada y se
conoce como efecto osmótico generándose de esta manera una presión (presión osmótica). No
obstante, si se aplica una presión externa superior a la presión osmótica, entonces se produce un
fenómeno inverso, estableciéndose un flujo desde la solución mas concentrada en sólidos disueltos
(que suele ser el liquido a tratar) hacia una solución mas diluida o carente de estos sólidos, por lo que
el liquido obtenido ha sido librada de sólidos disueltos.
3.6 Desinfección:
Los efluentes que son tratados por métodos biológicos o que entren en contacto con desechos
cloacales deben ser desinfectados antes de ser liberados al medio.
Los métodos más utilizados para esta desinfección son los siguientes:
- Cloración (la legislación en varias provincias pide un nivel mínimo de cloro residual)
- Ozonización (eficaz pero carece de poder residual)
- Radiación UV (para que sea eficaz el efluente debe estar libre de sólidos, y tampoco posee poder
residual)
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