T ll d C ó Taller de Capacitación Sistema de Aguas Residuales para

REPÚBLICA DE NICARAGUA
Ministerio de Fomento, Industria y Comercio
Programa de Apoyo a la Mejora del Clima de Negocios e Inversiones en Nicaragua
DCI‐ALA/2007/019‐011
UNIÓN EUROPEA
TTaller
ll d
de C
Capacitación
ó
Sistema de Aguas Residuales para el Sector Tenerías
Con el apoyo del Programa de Apoyo a la Mejora del Clima de
Negocios e Inversiones en Nicaragua (PRAMECLIN)
Taller de Capacitación
Si t
Sistema
de
d A
Aguas Residuales
R id l para ell Sector
S t Tenerías
T
í
Impartido por el Centro de Producción más Limpia de Nicaragua
Con el apoyo del Programa de Apoyo a la Mejora del Clima de
Negocios e Inversiones en Nicaragua (PRAMECLIN)
La presente publicación ha sido elaborada con la asistencia de la Unión Europea. El contenido de la misma es
responsabilidad exclusiva del Centro de Producción más Limpia de Nicaragua y en ningún caso debe considerarse
que refleje los puntos de vista de la Unión Europea.
CURSO-TALLER
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 1. Generación y características de Aguas Residuales
•
Introducción general sobre la problemática ambiental
•
Principales constituyentes de aguas residuales
•
C
Características
t í ti
físico-químicas
fí i
í i
y parámetros
á t
de
d calidad.
lid d Decreto
D
t 33-95.
33 95
•
Medición del caudal
Ing. Larisa Korsak
3
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
1.
Contaminación del Aire
Cambio Climático Global
Destrucción de la Capa de Ozono
2.
Contaminación del Suelo
3
3.
C t
Contaminación
i
ió del
d l Agua
A
Ing. Larisa Korsak
4
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
1.
Contaminación del Aire
Cambio Climático Global
Destrucción de la Capa de Ozono
Ing. Larisa Korsak
5
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Ing. Larisa Korsak
6
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Ing. Larisa Korsak
7
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Ing. Larisa Korsak
8
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Contaminación del aire
En una tenería:
1. Las "virutas de cromo" expuestas a altas temperaturas durante la
incineración, emanan gases que se expanden por el aire
contaminándolo
t i á d l con cromo hexavalente,
h
l t la
l forma
f
más
á tóxica
tó i de
d
este metal.
2 Las emisiones de sulfuro del pelambre y de las aguas residuales
2.
residuales,
las emisiones de amoníaco y vapores de solventes que provienen
del desencalado y de la etapa de acabado son contaminantes
para el aire y los trabajadores
Ing. Larisa Korsak
9
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Contaminación del aire
Ing. Larisa Korsak
10
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Ing. Larisa Korsak
11
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
2.
Contaminación del Suelo
La descomposición de la materia
orgánica que contiene cromo
contaminará el suelo.
Ing. Larisa Korsak
12
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
2.
Contaminación del Suelo
Ing. Larisa Korsak
13
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
2.
Contaminación del Suelo
Ing. Larisa Korsak
14
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
3.
Contaminación del Agua
Ing. Larisa Korsak
15
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
3.
Contaminación del Agua
Ing. Larisa Korsak
16
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
3.
Contaminación del Agua
Ing. Larisa Korsak
17
3. Contam
minación del Agua
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
Ing. Larisa Korsak
18
PROBLEMAS AMBIENTALES EXISTENTES
3.
Contaminación del Agua
Ing. Larisa Korsak
19
EL AGUA EN EL MUNDO
Agua no disponible para el hombre
99.24 %
2.24 %
Agua disponible para ser usada por el hombre
0.76 %
0.74 %
0.02 %
Hielo en los Polos
Agua Subterránea
Ríos y Lagos
AGUA natural o de la red
Ing. Larisa Korsak
21
AGUA contaminada (residual)
AGUA RESIDUAL: Aquella que procede de haber utilizado un
agua natural o de la red, en un uso determinado.
Ing. Larisa Korsak
22
CICLO DE AGUA-destino de los
contaminantes
Ing. Larisa Korsak
23
¿COMO PROTEGER EL AMBIENTE?
Tecnologías al final
de tubo
Plantas de tratamiento de
agua residual
id l
Tecnologías
preventivas
Producción mas limpia
Manejo adecuado de
desechos sólidos (basura)
Manejo de bio-sólidos
(lodos)
Ing. Larisa Korsak
24
¿COMO PROTEGER EL AMBIENTE?
Tecnologías al final del tubo
Tecnologías preventivas
Ing. Larisa Korsak
25
PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUA
Agua Residual
Agua (hasta un 99%)
TRATAR EL AGUA ES QUITAR LA
MAYOR CANTIDAD DE ESTOS
SÓLIDOS DEL AGUA
Sólidos (hasta un 1%)
Orgánicos
Inorgánicos
Pi l Pelos
Piel,
P l
S l de
Sales
d cromo
Grasa, tejidos
Sal, Cal
Corteza de nancite, quebracho
Metales
Para limpiarlas del agua, las sustancias orgánicas deben ser
tratadas de forma distinta a las sustancias inorgánicas
¿Cómo se diferencia una sustancia orgánica de una inorgánica?
INORGÁNICOS
ORGÁNICOS
¿Cómo se diferencia una sustancia orgánica de una inorgánica?
INORGÁNICOS
N
Na
Cl
O
Taninos – Acido
Elágico
(Curtiente vegetal)
Cloruro de Sodio
(S - NaCl)
(Sal
C)
H
O
Oxido de Calcio
(Cal - CaOH)
O
S
Cr
Queratina
(Pelo)
ORGÁNICOS
Ca
O
O
O
Sulfato de Cromo
(Cromo – CrSO4)
H
O
Agua
(H2O)
PRINCIPALES CONTAMINANTES EN EL
AGUA de una curtiembre
Estructura de la piel
Ing. Larisa Korsak
29
PRINCIPALES CONTAMINANTES EN EL
AGUA de una curtiembre
Etapa
RIBERA
CURTIDO
ACABADO
Insumos químicos
Call
C
Carbonato de sodio
Cloruro de sodio
Hidróxido de sodio
Pesticidas
P
ti id ((preservantes)
t )
Sulfuro de sodio
Tensoactivos
Acido fórmico
Acido sulfúrico
Bicarbonato de sodio
Bisulfito de sodio
Cloruro de sodio
Productos enzimáticas
Desengrasantes
Formiato de sodio
Sintanos
Solventes
Sulfato de amonio (desencalantes)
Sulfato de cromo
Taninos
Tensoactivos
Aceites
Acetato de butilo
Acetato de etilo
Acido fórmico
Butanol
Ciclohexano
Etilenglicol
Kerosene
Metil, butil cetona
Tolueno
Etilbenceno
Percloroetileno
Ing. Larisa Korsak
30
PRINCIPALES CONTAMINANTES EN EL
AGUA
Biodegradable
Sustrato
Sustancias
orgánicas
Microorganismos
No
biodegradable
Tóxicas
I
Inertes
t
Ing. Larisa Korsak
31
Características de las aguas residuales
CARACTERÍSTICAS
DE AGUA RESIDUAL
Físicas
s cas
Químicas
Qu
cas
Biológicas
g
32
Ing. Larisa Korsak
Características de las aguas residuales
Físicas
1. Contenido de sólidos
2. Temperatura
p
33
Ing. Larisa Korsak
CLASIFICACION DE SÓLIDOS
Sólidos Totales
No - Filtrables
Filtrables
Ing. Larisa Korsak
34
CLASIFICACION DE CONTAMINANTES
SÓLIDOS
Sólidos Totales
No - Filtrables
Filtrables
Sólidos Suspendidos Totales
SST
Sólidos Disueltos
Totales
Sólidos Sedimentables
No- Sedimentables
CIEMA- UNI: U$6.50
Ing. Larisa Korsak
35
Sólidos disueltos
Solución de color verde
de de sulfato de cromo
Solución incolora de
azúcar
Ing. Larisa Korsak
36
Sólidos suspendidos
p
Se observa la turbiedad!
Ing. Larisa Korsak
37
Características de las aguas residuales
Físicas
Temperatura:
Es un parámetro muy importante en la calidad del agua, ya que
regula la velocidad los procesos de la degradación química y
biológica también es responsable por la cantidad de gases
biológica,
presentes en el agua.
Se mide con un termómetro.
CIEMA-UNI- U$1.00
38
Ing. Larisa Korsak
Características de las aguas residuales
Químicas:
Las características químicas principales que se miden en el agua de
tenerías de materia orgánica e inorgánica:
Materia orgánica:
Materia inorgánica:
DBO
pH
H
DQO
Cromo total (metal)
Aceites y grasas
Sulfuros
Fenoles (Compuesto tóxico)
39
Ing. Larisa Korsak
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
DBO5: Demanda Biológica de Oxigeno
La DBO es la medida del contenido de material orgánico presente en
el agua que puede ser digerido por los microorganismos. Se mide a
t é del
través
d l oxigeno
i
que usan llos microorganismos
i
i
para d
descomponer
el agua residual. Conforme el desecho es consumido o dispersado en
el agua, los niveles de la DBO empezarán a bajar.
Mat.Org. + O2 + microorganismos ⇒ CO2 + H2O
CIEMA-UNI- U$15.00
Determinación de la DBO5
Cambio de la DBO5 en
ell tiempo:
ti
1er día
150 mg/ l
2° día
220 mg/ l
3er día
240 mg/ l
4° día
4
250 mg/ l
5° día
260 mg/ l
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
DQO: Demanda Química de Oxigeno
La DQO es una estimación de las materias oxidables presentes en el
agua, cualquiera que sea su origen, orgánico o mineral.
CIEMA-UNI- U$15.00 (DQO)
DETERMINACIÓN DE LA DQO DE AGUA
Los químicos pueden adicionarse manualmente o por medio de viales
comerciales La digestión dura 2 horas
comerciales.
horas.
Bloque digestor
Espectrofotómetro
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
Aceites y grasas: crean muchos problemas en la técnica de
depuración de aguas residuales, en las rejillas causan
obstrucción, en los decantadores forman una capa superficial que
dificulta la sedimentación al atraer hacia la superficie pequeñas
partículas de materia orgánica; dificultan la aireación correcta en
la depuración en los sistemas de lodos activados.
CIEMA-UNI- U$15.00
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
pH:
El intervalo de concentraciones adecuado para desarrollo de la mayor
parte de la vida biológica es bastante estrecho y critico, de 6.5-8.
El agua residual con valores de pH fuera de este rango presentan
dificultades de tratamiento con procesos biológicos, ya que se afecta
la viabilidad de los microorganismos .
CIEMA-UNI- U$2.00
Características de las aguas residuales
Químicas:
pH:
Indica el comportamiento ácido o básico del Agua. Es una propiedad de
carácter químico de vital importancia para el desarrollo de la vida
acuática Influye en procesos químicos y biológicos
Se mide con un pH-metro o
papel pH (tornasol).
46
Ing. Larisa Korsak
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
Metales disueltos: Cromo (Cr) esta presente típicamente en el agua de
las tenerías cuando sales de este metal se utilizan para curtiembre.
La determinación de cromo total se
hace en un Espectrofotómetro
CIEMA-UNI U$25.00
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
Cr: El cromo trivalente, tal como se lo encuentra en la naturaleza, en
principio no es peligroso para el hombre. Pero si es sometido a altas
temperaturas se convierte en cromo hexa
hexa-valente
valente, una sustancia que
ingresa en el cuerpo a través de las vías respiratorias el agua o los
alimentos y puede provocar gastroenteritis aguda, hepatitis aguda,
dermatitis alérgica,
g , laringitis
g
crónica,, úlcera g
gastro-duodenal,,
conjuntivitis crónica, rinofaringitis crónica, perforación del tabique
nasal y cáncer pulmonar.
CIEMA-UNI U$25.00
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
Sulfuro: Presenta riesgo de formación de gas sulfhídrico, el que en
baja concentración genera olor desagradable y en alta concentración
puede ser muy tóxico.
tóxico
Caracterización de la materia orgánica en el
agua residual
Químicas:
Fenoles: Agentes curtientes vegetales se pueden extraer
de las algunas plantas o árboles: quebracho, roble,
urunday, mangle, castaña, etc.
El “extracto” (la “savia” en términos populares) contiene
un compuesto químico llamado fenol que interviene en el
mecanismo de intercalado entre las fibras.
Fenol es tóxico para la vida acuática y para los microorganismos
CONCIENCIA PÚBLICA Y ACCIÓN
En Nicaragua
DECRETO No.33-95
DISPOSICIONES PARA EL CONTROL DE LA
CONTAMINACION PROVENIENTES DE LAS
DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES
DOMESTICAS, INDUSTRIALES Y AGRPECUARIAS
(14 de Junio del 1995)
Establece las concentraciones permisibles de los
contaminantes en el agua residual para descargarlas a las
redes de alcantarillado sanitario y directamente a
cuerpos
p receptores.
p
Ing. Larisa Korsak
51
NORMAS DE CALIDAD DE AGUA
RESIDUAL DE LAS TENERIAS
Art 41
Art.41
Rangos y limites máximos permisibles
Parámetros pH
6‐9
Sólidos suspendidos totales, mg/l
150
Sólidos sedimentables mg/l
Sólidos sedimentables, mg/l
50
5.0
DBO, mg/l
120
DQO, mg/l
Q , g/
250
Cromo total, mg/l
10
Sulfuros, mg/l
0.2
Fenoles, mg/l
0.1
Grasas y aceites, mg/l
30
Ing. Larisa Korsak
52
Parámetros del agua residual de una
TENERÍA ejemplo 1
Parámetro
pH
Valor
7.9
DBO5
1401.8
DQO
4079.3
Cromo total
Cromo total
1012 0
1012.0
Cromo hexavalente
0
Sólidos suspendidos
1839
Sólidos sedimentad.
150.25
Grasas y aceites
60.3
S lf
Sulfuro
99
9.9
Fenoles
n/d
Fuente: Caracterización de AR de una tenería artesana en León
León. Tesis
Tesis, UNI
FUENTES DE AGUA RESIDUAL
1. AGUA RESIDUAL DOMESTICA: casas de habitación, del
comercio, instituciones y edificios públicos.
El agua residual se expresa en L/ cap. día y se asume como fracción de
70-80% del consumo especifico de agua
El consumo especifico
ifi ddell agua oscila
il entre
t 60 y 350 L/
L/cap.día
dí
2 AGUA PLUVIAL: recolectada en canales y causes (abiertos y
2.
cerrados)
3. AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL: generada como resultado de uso
de agua en el proceso productivo.
Muy especifica en su composición.
Ing. Larisa Korsak
54
FLUCTUACIÓN DEL CAUDAL DE
AGUA RESIDUAL
Muchísimo
Caudal
Bastante
Caudal
Mucho
Caudal
Poco
Caudal
7 00 am
7:00
10 00 am
10:00
1 00 pm
1:00
3 00 pm
3:00
5 00 pm
5:00
MEDICIÓN DE CAUDALES
Métodos volumétricos
MEDICIÓN DE CAUDALES
2 Mét
2.
Método
d superficie/velocidad
fi i / l id d
Este método depende de la medición de la velocidad media de la corriente y del área
d la
de
l sección
ió transversal
t
l del
d l canal,
l calculándose
l lá d
a partir
ti de
d la
l fórmula:
fó
l
Q=AxV
Q es caudal,
d l m³/s
³/ (m
( 3/h ó l/s,
l/ cuando
d la
l corriente
i t es menor))
A es área de la sección transversal, m2
V es velocidad media de la corriente, m/s
Ej
Ejemplo
l
¿Como mediremos la velocidad?
MEDICIÓN DE VELOCIDAD
PARA CALCULAR LOS CAUDALES
1 Medir el tiempo que tarda un objeto flotante en
1.
recorrer, corriente abajo, una distancia conocida.
2. Canal Parshall
MEDICIÓN DE CAUDALES
2. Canal Parshall (estándar)
Las estructuras de tipo canal se denominan aforadores
3. Parshall
Canaletas Parshall
3. Vertedero de aforo Parshall
Tabla de aforo para el
Parshall de ancho de
garganta de 12’’
Ha, mm
Caudal, l/s
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
3.3
5.2
7.3
9.6
12.1
14.9
17 8
17.8
20.9
24.1
27.5
31.3
34.8
38.6
42.6
46.7
51.0
55 4
55.4
Cálculo de las cargas de los
contaminantes
L = [concent.]∗ Qe
Donde,
L es la carga másica del contaminante en kg/día
[
[concent.]
t ] es la
l concentración
t ió d
dell contaminante
t i
t en ell efluente
fl
t
Qe es el caudal del efluente en m3/día
Pl t de
Planta
d tratamiento
t t i t
Afluente
Efluente
CURSO-TALLER
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 2. Procesos utilizados en el tratamiento de agua
residual
Sub-temas:
1. Procesos y operaciones unitarias físicas
2 Procesos químicos de tratamiento
2.
3. Procesos bioquímicos utilizados en el tratamiento de agua
residual. Requerimientos bioquímicos para un proceso eficiente.
4. Clasificación de tratamiento en tipos.
Ing. Larisa Korsak
1
CURSO-TALLER
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Ing. Larisa Korsak
2
CLASIFICACION DE LOS PROCESOS
Los procesos utilizados en el tratamiento de agua
residual se puede clasificar en 3 grandes
grupos:
1. Operaciones unitarias físicas
2 Procesos unitarios químicos
2.
3. Procesos bioquímicas
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Estos eran los primeros procesos utilizados en el
tratamiento de aguas residuales,
residuales utilizan las leyes de la física como
principio de operación. Hoy en día se presentan en casi todas los
sistemas de tratamiento de agua residual. Los principales procesos
de esta clase son:
• Tamizado
• Aireación
• Mezcla
• Filtración
• Sedimentación
• Flotación
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Tamizado
Rejas. En los procesos de tratamiento del agua residual, las rejas
se utilizan para proteger bombas,
bombas válvulas,
válvulas conducciones y otros
elementos contra los posibles daños y obturaciones provocados
por la presencia de trapos y de objetos de gran tamaño. Las
plantas de tratamiento de aguas
p
g
industriales pueden
p
no precisar
p
la
instalación de rejas, dependiendo de las características de los
residuos.
Los tamices se utilizan para remover el material suspendido mas
fino.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Tamizado
Rejas.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Tamizado
Rejas.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Tamizado
Rejas.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Tamizado (continuación)
Criba de tambor para la remoción de sólidos flotantes en la
cervecería Nacional de Nicaragua
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Mezcla
El mezclado es una operación unitaria de gran importancia en
muchas fases del tratamiento de aguas residuales cuando hay
que adicionar un químico o hacer que el agua de diferentes
etapas se mezcle
Mezclado de caudales
…por métodos de aireación o mezclado
Sedimentación
Dejar reposar el agua
… para que los sólidos caigan por su propio peso
Sedimentación Química
Adición de una sustancia
. . . para provocar la
l sedimentación
di
t ió
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Sedimentación
Cono Imhoff – medición de Sólidos Sedimentables
(SSed.)
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Aireación
En el campo del tratamiento del agua residual, la aplicación más
común de la aireación es la mezcla o la transferencia de oxígeno en el
tratamiento biológico del agua residual. Este proceso es necesario
dada la reducida solubilidad del oxígeno.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Filtración
Filtración es un proceso donde el flujo de liquido se hace pasar
por un medio poroso que permitirá que el liquido atraviese
di h
dicho
material,
t i l mientras
i t
l
las
partículas
tí l
mas grandes
d
se
acumularan en la entrada
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Filtración
Filtro biológico de agua residual
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Flotación
La flotación es una operación unitaria que se emplea para la
separación de partículas sólidas de una fase líquida o líquidos de
diferente densidad. El aceite siendo un liquido mas denso que el
agua flota en la superficie del agua
Aceite
Agua
Flotación
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Procesos químicos unitarios son los procesos empleados en
el tratamiento de las aguas residuales en los que se
producen las transformaciones mediante reacciones
químicas.
Con el fin de alcanzar los objetivos de tratamiento del agua
residual, los procesos químicos unitarios se llevan a cabo en
combinación
bi
ió con las
l operaciones
i
fí i
físicas
unitarias
it i .
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Procesos químicos unitarios mas comúnmente
sados son
usados
son:
Oxidación
Neutralización
Neutralización Precipitación química
Desinfección
Coagulación
Intercambio iónico
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Oxidación
La reacción de oxidación consiste en destruir la materia
orgánica compleja en mas sencilla, por adicionamiento
de
agentes
oxidantes
como
oxigeno,
ozono,
permanganato de potasio
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Oxidación
Agentes
oxidantes:
Oxigeno,
Ozono, otros
Compuesto orgánico
complejo,
contaminante
H2O
CO2
Compuesto orgánico
sencillo,, no p
peligroso
g
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Precipitación química
La precipitación química en el tratamiento de las 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.
Precipitado
Solución
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Precipitación química permite:
Parámetro
Remoción
%
SST
70 - 90
DBO5
50 - 65
DQO
55 - 75
Nitrógeno
Fósforo
Coliformes fecales
Huevos de helmintos
50
50 - 85
99.9
casi completa
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Precipitación química
Los químicos mas usados en el tratamiento de agua residual
son:
•Cal
•Sulfato ferroso
•Sulfato férrico
•Cloruro
Cl
fé i
férrico
•Sulfato de aluminio (alúmina)
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Neutralización:
Consiste en controlar el pH
p
adicionando el acido o la base
según la necesidad del pH final.
El acido y la base se neutralizan!
Neutralización de pH
pH alto
pH neutro
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Desinfección:
Las enfermedades bacterianas típicas transmitidas por el
agua son: el tifus, el cólera, el paratifus y la disentería bacilar,
mientras que las enfermedades causadas por los virus
incluyen, la poliomielitis y la hepatitis infecciosa.
Desinfección
Desinfectante
microbios
El d
desinfectante
i f t t mas utilizados
tili d es cloro.
l
También
T bié se usa ozono
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Desinfección:
CON RAYOS ULTRA VIOLETAS
PROCESOS QUÍMICOS UNITARIOS
Desinfección con rayos ultra violetas :
Naves de secado solar del lodo municipal, Managua
PROCESOS BIOLÓGICOS
PROCESOS BIOLÓGICOS
Ó
UNITARIOS
Son los métodos de tratamiento en los que la remoción de los
contaminantes se lleva a cabo por la actividad biológica de los
microorganismos.
La remoción de la materia orgánica biodegradable tanto coloidal
como disuelta por acción biológica, constituye la
principal
aplicación
p
de este tipo
p de p
procesos.
PROCESOS BIOLÓGICOS
PROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS
Los procesos biológicos en el agua residual, gracias a la acción de
una variedad de los microorganismos, son:
•
La eliminación del material orgánico carbonoso disuelto.
•
La eliminación de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo.
•
La coagulación y eliminación de los sólidos coloidales no
sedimentables.
•
La estabilización de la materia orgánica.
PROCESOS BIOLÓGICOS
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS
Los microorganismos se utilizan para convertir la materia orgánica
carbonosa coloidal y disuelta en diferentes gases y tejido celular.
Dado que el tejido celular tiene un peso específico ligeramente
superior al del agua, se puede eliminar por decantación.
PROCESOS BIOLÓGICOS
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS
Los microorganismos pueden requerir el oxigeno para su metabolismo
y en este caso el proceso biológico será aerobio;
Sin embargo, para otros microorganismos el oxigeno es tóxico y ellos
necesitan un ambiente anaerobio.
Para su metabolismo
P
t b li
l
los
microorganismos
i
i
necesitarán
it á alimento
li
t
(sustrato) básico (carbónico) y nutrientes (Fósforo y Nitrógeno)
PROCESO BIOLÓGICO aerobio
Material orgánico
complejo (agua cruda)
+
(
(sustrato)
t t ) DBO ó DQO
Oxigeno
O2
Microorganismos
+
aerobios
Mater. Orgánico
sencillo
Energía
+
+
Nuevos microorganismos
+
Gas CO2
Agua
PROCESO BIOLÓGICO anaerobio
Material orgánico
(sustrato) DBO ó DQO
Oxigeno
+
+ O2
Microorganismos
anaerobios
Mater. Orgánico
sencillo
Energía
+
+
Nuevos microorganismos
+
Gas CO2
Gas Metano
PROCESOS BIOLÓGICOS
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Puede desarrollarse en suspendido, donde estos “flotan” en un
estado libre ó
En el crecimiento fijo, donde los microorganismos forman una
especie de bio-película
bio película que se adjunta a un material de relleno
PROCESOS BIOLÓGICOS
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Las bio
bio-películas
películas se definen como
comunidades de microorganismos
que crecen embebidos en una matriz
de exopolisacáridos y adheridos a
una superficie inerte o a un tejido
vivo.
Representan la forma más habitual
d crecimiento
de
i i
d las
de
l bacterias
b
i en la
l
naturaleza.
Bajo
condiciones
ambientales
adecuadas
todos
los
microorganismos son capaces de
formar biopelículas.
PROCESOS BIOLÓGICOS
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Moho sobre la piedra
PROCESOS BIOLÓGICOS
CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
Bio-películas vistas en microscopio
electrónico
PROCESOS BIOLÓGICOS
Reactor de crecimiento bacteriano
discontinuo (mezcla completa)
Reactor de crecimiento bacteriano
continuo
Clasificación de Tipos y Niveles
de Tratamiento
El objetivo de los diferentes tipos y niveles de tratamiento
en general es, reducir la carga de contaminantes del
vertido (o agua residual) y convertirlo en inocuo para el
medio ambiente y la salud humana.
Ti
Tipos
de
d tratamiento:
t t i t
Se pueden clasificar en físicos,
físicos químicos y biológicos
Ing. Larisa Korsak
44
CLASIFICACIOIN DE TIPOS DE
TRATAMIENTO
FÍSICOS:
Operación
Aplicación
Equipo
Tamizado grueso
Remover sólidos gruesos, trapos y otros desechos Rejillas
Tamizado fino
Tami
ado fino
Remover partículas pequeñas
Remover
partículas pequeñas
Mallas, Cribas
Mallas,
Cribas
Homogenización (estabilización de flujo)
Almacenar el efluente
temporalmente
p
Tanque de estabilización
Mezclado
Mezclado de químicos con las aguas residuales
Mezclador
Floculación
Floculación Adición de floculantes para Adición
de floculantes para
remover sólidos suspendidos
Floculador
Sedimentación Remover sólidos sedimentables Clarificadores S di
Sedimentadores
t d
CLASIFICACIOIN DE TIPOS DE
TRATAMIENTO
FÍSICOS (continuación):
Operación
Aplicación
Equipo
Flotación Remover sólidos suspendidos no sedimentables y Grasas
no sedimentables y Grasas
Desengrasadores
Filtración Remover sólidos suspendidos, coloides y hasta microorganismos
i
i
Filtros
Sistemas de membranas
Operación
CLASIFICACIOIN DE TIPOS DE
TRATAMIENTO
QUÍMICOS:
Aplicación
Oxidación
Remoción de componentes orgánicos corrientes
Remover sustancias orgánicas refractarias
Remoción de grasa y otros. Remoción de amonio
Desinfección Adición de cloro, compuestos de cloro, bromo y ozono para eliminar microorganismos. Control de olores
N t li ió
Neutralización Control de pH
Control de pH
Precipitación Remover fósforo. Remoción de metales pesados
Tipos y Niveles de Tratamiento
BIOLOGICOS
BIOLOGICOS:
Tipo
p
Nombre común
Procesos aerobios
Uso
Cultivo suspendido
Lodos activados
Digestores aerobios
Remoción de DBO, nitrificación
Estabilización, remoción DBO
Crecimiento adherido
Filtros de goteo
Contactores biológicos (d
(discos rotatorios)
)
Remoción de DBO, nitrificación
Procesos anaerobios/anóxicos
Cultivo suspendido
Cultivo suspendido
Sistemas de desnitrificación Desnitrificación
Digestores anaerobios
Estabilización Crecimiento adherido
dh id
Manto de lodo
Reactor anaerobio de flujo ascendiente (RAFA)
(
)
Remoción de DBO, estabilización , desnitrificación
,
Reactor anaerobio de flujo Ing. Larisa Korsak
ascendente UASB
Remoción de DBO
48
Tipos y Niveles de Tratamiento
BIOLOGICOS (continuación):
Tipo
Aerobias
Nombre común
Lagunas
Laguna aerobia
Uso
Remoción de DBO
De maduración Laguna de maduración Remoción de DBO, nitrificación
Facultativas
Laguna facultativas
Laguna facultativas
Remoción de DBO
Remoción de DBO
Anaerobias
Laguna anaerobias
Remoción de DBO, estabilización
Ing. Larisa Korsak
49
Tipos y Niveles de Tratamiento
Los niveles de tratamiento se agrupan según los diferentes
grados de eficiencia alcanzados en la remoción de los
contaminantes existente en los líquidos residuales. Estos
niveles se conocen usualmente como:
•Pretratamiento
•Tratamiento Primario
•Tratamiento Secundario
•Tratamientos Terciarios avanzados
Ing. Larisa Korsak
50
CURSO TALLER
CURSO-TALLER
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 3. Tecnologías desarrolladas para el tratamiento
de Aguas Residuales
Sub-temas:
1. Clasificación de niveles de tratamientos
2.Tratamiento p
preliminar y p
primario
Ing. Larisa Korsak
1
LOS PRINCIPALES OBJETIVOS
DEL TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL SON:
Protección del Recurso Acuático de
1 Alto
1.
Alt contenido
t id d
de Sólid
Sólidos S
Suspendidos
did
2. Alta carga de Materia Orgánica y consecuentemente
bajo nivel de Oxígeno
3. Alto contenido de nutrientes (como N y P) que
provocan eutroficación
4. Carga
C
d
de llas sustancias peligrosas
l
no-biodegradables
b d
d bl
5. Contaminación de (micro)-organismos patógenos
Ing. Larisa Korsak
2
CON EL FIN DE:
Establecer y mantener saludable el Medio acuático
para la flora y fauna
Garantizar a la humanidad el uso de recurso acuático
para diferentes propósitos (abastecimiento de agua,
recreación,
ió pesca, navegación,
ió irrigación)
i i
ió )
Prevenir las enfermedades que se transmiten por
agua
Ing. Larisa Korsak
3
Niveles de Tratamiento
Los niveles de tratamiento se agrupan según los diferentes
grados de eficiencia alcanzados en la remoción de los
contaminantes existente en los líquidos residuales. Estos
niveles se conocen usualmente como:
•Pretratamiento
•Tratamiento Primario
•Tratamiento Secundario
•Tratamientos Terciarios avanzados
Ing. Larisa Korsak
4
Resumen de niveles de tratamiento:
primario,
i
i secundario
d i y terciario
t i i
Tratamiento
preliminar/primario
Tratamiento
secundario
Tratamiento terciario
Calidad mínima
Calidad Media
Calidad alta
• Cribado
• Sedimentación (remoción de arenillas, remoción de material suspendido)
suspendido) • Flotación (separación del aceite, remoción de material suspendido ate a suspe d do
fino)
• Remoción biológica de materia orgánica carbonácea:
‐en presencia de oxígeno
‐en ausencia de oxígeno
d
í
• Precipitación química
• Oxidación • Coagulación
• Remoción biológica de nutrientes
• Filtración fina
• Precipitación química selectiva
l
• Adsorción
• Intercambio iónico
• Electrodiálisis
• Desinfección
Ing. Larisa Korsak
5
Costo relativo del tratamiento de agua residual
versus el grado de remoción de contaminantes
Costos, U$/m3
Terciario
Secundario
Primario
Preliminar
Remoción, %
DBO
30
50 -70
90-95
>95
SST
60
80-90
90-95
>95
N total
15
25
40
>80
F total
15
75
90
>90
Ing. Larisa Korsak
6
Selección de la tecnología apropiada
Ing. Larisa Korsak
7
Domestica
C
Comercial
i le
Institucional
I d ti l
Industrial
Agua pluvial
OR
RIGEN DEL
L AGUA RE
ESIDUAL
Primario
Patógenos
Demanda de O2
SELECCION
DE LA
TECNOLOGIA
Secundario
Terciario
Nutrientes (N y P)
Sólidos
sedimentables
Tratamiento
T
t i t
físicoquímico
Micro
contaminantes
Tecnollogía del trratamientoo
SELECCION DE LA TECNOLOGIA
Tratamiento
natural
t
l
Recreación Eutroficación Transporte Ecología Re-uso Abastecimiento
OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO ⇔ NORMAS DE CALIDAD
Ing. Larisa Korsak
8
ESQUEMA DEL PROCESO DE TRATAMIENTO
DE AGUA
GU RESIDUAL
S U
Afluente
Cribado
Desarenado
Basura
Efluente
tratado
Arenisca
Tratamiento
terciario
Lodo
d terciario
i i
Separación
de grasas
Grasas
Sedimentación
secundaria
Sedimentación
primaria
Lodo primario
Tratamiento
secundario
biológico
Lodo secundario
Ing. Larisa Korsak
9
ESQUEMA DEL PROCESO DE TRATAMIENTO
DE AGUA
GU RESIDUAL
S U
Ing. Larisa Korsak
10
TRATAMIENTO PRELIMINAR
1.
CRIBADO/TAMIZADO
2.
DESARENADO
3.
TRAMPAS DE GRASAS
Rejillas
Remoción de
grasa
g
Desarenador
Ing. Larisa Korsak
11
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Tamizado
Rejas.
OPERACIONES UNITARIAS FÍSICAS
Tamizado
Rejas.
TRATAMIENTO PRELIMINAR
2. Desarenado
Se aplica para eliminar partículas contaminantes
de naturaleza inorgánica: arenas, areniscas,
grava todo tipo de escoria que esta mas pesada
grava,
que material orgánico y por lo tanto precipita con
mayor rapidez
El papel del desarenado es proteger equipos de daños físicos
abrasivos evitar la deposición de materiales pesados en la
abrasivos,
tubería, canales y conductos, reducir la frecuencia de limpieza
de los equipos de tratamiento secundario por acumulación de
material inerte.
inerte
Ing. Larisa Korsak
14
TRATAMIENTO PRELIMINAR
Para lograr la precipitación de las partículas mas
pesadas se debe garantizar:
1 Velocidad horizontal del flujo de agua,
1.
agua vh, a 0
0.3
3 m/s
2. Crear
las
condiciones
de
turbulencia
(hidráulicamente, mecánicamente o por aireación
para prevenir la sedimentación de las partículas
orgánicas)
3. Proporcionar suficiente tiempo para
partículas de arenisca se sedimentan
velocidad de precipitación, vs
Ing. Larisa Korsak
que las
con una
15
TRATAMIENTO PRELIMINAR
Desarenador tipo “Canal abierto”
Ing. Larisa Korsak
16
TRATAMIENTO PRELIMINAR
3.Trampas de Grasas y Aceites
Perfil de la Unidad de Remoción de Grasas y Aceites
Ing. Larisa Korsak
17
TRATAMIENTO PRIMARIO
Agua después
del
tratamiento
preliminar
Sedimentación
primaria
Agua pretratada continua
al tratamiento
secundario
•Basura flotante
•Arenas
•Aceite y grasas
Lodo primario
(básicamente sedimentos
orgánicos)
Ing. Larisa Korsak
18
TRATAMIENTO PRIMARIO
SEDIMENTACION PRIMARIA
El proceso de
d sedimentación
di
t ió primaria
i
i tiene
ti
por objetivo
bj ti
remover la
l
materia orgánica suspendida de las aguas residuales a tratar y de
esta manera reducir la carga contaminante para la siguiente etapa:
tratamiento biológico.
Sedimentador primario “casero”
Ing. Larisa Korsak
19
TRATAMIENTO PRIMARIO
SEDIMENTACION PRIMARIA
Sedimentador primario circular
circ lar
Ing. Larisa Korsak
20
TRATAMIENTO PRIMARIO
SEDIMENTACION PRIMARIA
Sedimentador primario rectangular
Ing. Larisa Korsak
21
TRATAMIENTO PRIMARIO
FACTORES QUE AFECTAN LA EFICIENCIA DE LA REMOCION DE LOS
SÓLIDOS:
1. Velocidad de la sedimentación (la carga superficial), vs
2. Tiempo de retención hidráulica, t
3. Concertación de los TSS en el caudal
Normalmente para el agua residual domestica la vs debe ser en
ell rango de
d 1 –2.5
2 5 m/h,
/h mientras
i t
que ell tiempo
ti
de
d retención
t ió
puede oscilar entre 1-2 horas.
Ing. Larisa Korsak
22
TRATAMIENTO PRIMARIO
TANQUES DE SEDIMENTACION PRIMARIA (TSP)
IMHOFF
Tienen doble función: sedimentación del material suspendido y
di tió de
digestión
d las
l partículas
tí l sedimentadas.
di
t d
Fueron desarrollados en Alemania con el objetivo de simplificar el
diseño de una planta de tratamiento (en un equipo se dan las dos
operaciones)
Ing. Larisa Korsak
23
TRATAMIENTO PRIMARIO
Tanque Imhoff posee dos compartimientos: superior para realizar la
sedimentación y la acumulación de los lodos,
lodos mientras en el inferior
se da digestión y almacenamiento de lodo.
La altura de tanque:
hasta 10 m
La pendiente del compartimiento superior:
60°
No se construyen en las áreas donde es suelo no es suficientemente
estable o el nivel freático alto.
Ing. Larisa Korsak
24
TRATAMIENTO PRIMARIO
Tanque Imhoff
Ing. Larisa Korsak
25
TRATAMIENTO PRIMARIO
Tanque Imhoff
Ing. Larisa Korsak
26
TRATAMIENTO PRIMARIO
Tanque Imhoff de la PTAR del hospital de Estelí
Ing. Larisa Korsak
27
TRATAMIENTO PRIMARIO
La remoción de BOD y TSS en por ciento como función del tiempo de
retención
Ti
Tiempo
de
d retención,
t ió horas
h
Ing. Larisa Korsak
28
TRATAMIENTO PRIMARIO
Ing. Larisa Korsak
29
CURSO-TALLER
TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL
Tema 3. Tecnologías desarrolladas para el tratamiento de
Aguas Residuales
Subtema: Tratamiento biológico secundario
Ing. Larisa Korsak
1
TRATAMIENTO SECUNDARIO
EL OBJETIVO DE ESTABILIZAR LA MATERIA ORGANICA
DISUELTA Y COLOIDAL PUEDE SER ALCANZADO POR MEDIO
DE:
TRATAMIENTO BIOLÓGICO Y TRATAMIENTO QUĺMICO
Ing. Larisa Korsak
2
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Tipo aerobio ó
Anaeróbico
Clarificador
secundario
Ing. Larisa Korsak
Biomasa/lodo
3
TRATAMIENTO SECUNDARIO
SE PUEDE DISTINGUIR DOS TIPOS DE TRATAMIENTO
AERÓBIO
ANAERÓBIO
• Filtros p
percoladores
• Filtros anaerobios
• Lodos activados
•Laguna anaerobia
• Lagunas aerobias
•Digestores
g
anaeróbicos
• Sistemas biológicos de
contacto rotatorio
• Humedales artificiales
Ing. Larisa Korsak
4
CÁCLUCO DE LA EFICIENCIA DE
REMOCIÓN DE CONTAMINANTES
% Re moción =
Concentracióninicial − Concentración final
X 100
C
Concentrac
t ión
ió inicial
%Remoción de DBO = 100 x (Conc. inicial-Conc. final)/(Conc. inicial)
Ing. Larisa Korsak
5
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO AEROBIO
Filtro percolador
(bio-torre ó lecho bacteriano)
Fueron desarrollados en Inglaterra a finales del
siglo 19.
Usualmente son de forma circular y consisten en
un lecho del medio altamente permeable rodeado
por una pared. El agua residual pre-sedimentada
se vierte uniformemente sobre el lecho del filtro
con la ayuda de los distribuidores rotativos. El
agua atraviesa toda la altura del material
permeable hasta llegar al fondo perforado donde
es recolectada. El material de relleno puede ser
roca quebrada, piedras volcánicas e incluso
material plástico.
Ing. Larisa Korsak
6
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Esquema del Filtro percolador
Ing. Larisa Korsak
7
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Filtro percolador de Managua
Ing. Larisa Korsak
8
TRATAMIENTO SECUNDARIO
La parte superior del filtro
Ing. Larisa Korsak
9
TRATAMIENTO SECUNDARIO
b) Material natural, roca quebrada
Tipos de medio de relleno en un Filtro Percolador
a) Material plástico
Ing. Larisa Korsak
10
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Ti
Tipos
de
d medio
di de
d relleno
ll
en un Filtro
Filt
Percolador
a) Material plástico
Ing. Larisa Korsak
11
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Filtro percolador en la planta de tratamiento de hospital de Estelí
Ing. Larisa Korsak
12
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Filtro percolador circular de la planta de tratamiento de aguas residuales municipales en San Salvador
Ing. Larisa Korsak
13
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Filtro percolador circular pequeño
Ing. Larisa Korsak
14
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Filtro percolador rectangular
Ing. Larisa Korsak
15
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Detalle del canal de distribución del afluente en el filtro
percolador rectangular
Ing. Larisa Korsak
16
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Ventajas y desventajas de filtros percoladores
Ventajas Desventajas
Baja demanda de energía eléctrica No garantiza 100% de remoción en el
efluente (BOD<10)
Baja la producción de los lodos
Baja remoción de N y P (no cumple con
las normas europeas)
Simple en operación
El proceso poco flexible, difícil de
controlar
Bajo costo de inversión
Su funcionamiento es seriamente
afectado por la temperatura
Bajos costos de mantenimiento
Existe un potencial riesgo de creación de
fuente p
para mosquitos,
q
, malos olores,,
atascamiento
Lodos son fácilmente
deshidratados
Ing. Larisa Korsak
17
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Cerca del los 1880 en Inglaterra fue observado que la aireación
artificial de agua domestica reducía considerablemente los malos
olores, además se producía una cantidad adicional de los sólidos
suspendidos que parecía que participaban en el proceso de
biodegradación.
Ing. Larisa Korsak
18
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
El principal elemento del sistema de lodos activados es el
TANQUE DE AIREACION
Ing. Larisa Korsak
19
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Procesos que se desarrollan en un TANQUE DE AIRECION
Lodo acttivado recirculaado
Agua
residual
Crecimiento de
lodo activado
Contaminantes
orgánicos
Lodo
+
Formación de CO2,
H2O, NO3-, SO4-2,
PO4-3
Activado +O2
TSS
Agua
tratada
Exceso de lodo
TSS – Tanque de sedimentación secundaria
Ing. Larisa Korsak
20
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Los sistemas de aireación
Los sistemas de aireación que se emplean en las
plantas de tratamiento de lodos activados
básicamente se pueden dividir en 3 grupos:
1. Aireación por difusión
2. Aireación mecánica o superficial
3. Aireación por inyección
Ing. Larisa Korsak
21
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Los sistemas de aireación
La selección del sistema de aireación depende de muchos
factores:
q de aireación
1. Profundidad del tanque
2. Necesidad de un diseño de planta compacta
3. Capacidad de la planta de tratamiento.
En general, los sistemas mecánicos y de inyección se
recomiendan para las plantas de pequeña capacidad, mientras
que la aireación con difusores es aplicada en las plantas de
mayor capacidad.
Ing. Larisa Korsak
22
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Los sistemas de aireación
Ai
Aireación
ió por difusión
dif ió
Ing. Larisa Korsak
23
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Aireación por difusión
Ing. Larisa Korsak
24
TRATAMIENTO SECUNDARIO
LODOS ACTIVADOS
Los sistemas
de aireación
Aireado mecánico
Ing. Larisa Korsak
25
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Los sistemas
de aireación
Aireador sencillo superficial
Ing. Larisa Korsak
26
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Ventajas y desventajas de lodos activados
Ventajas
Desventajas
1. Tecnología compacta
1. Lodo formado no es
granular, sino disperso
2 Tiene gran flexibilidad
2.
operacional
2.Alto
2 Alto consumo energético
3.Alto rendimiento de remoción
de los contaminantes
Ing. Larisa Korsak
27
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO BIOLÓGICO
ANAEROBIO
Ing. Larisa Korsak
28
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Ventajas
Desventajas
1.Bajo consumo energético
2.Poca producción de lodo (6-8
veces menos))
3.Baja demanda de nutrientes
4. Producción de metano, una
potencial fuente energética
5. Rápido re-establecimiento de
biomasa después de periodos
sin alimentación
6. Reducidos volúmenes de
reactores
1.El tiempo de arranque es más
prolongado
2.Puede requerir de adición de
alcalinidad
3.Mas difícil alcanzar los
requerimientos de calidad de agua
tratada
4. Imposible la remoción de
nitrógeno y fósforo
5.Muy sensibles a las condiciones
adversas (temperatura, pH, algunas
sustancias)
6. La producción de malos olores es
posible
Ing. Larisa Korsak
29
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Existe amplia variedad de digestores anaerobios:
•Reactores de MEZCLA COMPLETA, crecimiento
suspendido)
• Reactores de lecho bacteriano suspendido continuo:
(UASB-Up-flow Anaerobic Sludge Blanket)
•Reactores de crecimiento fijo (con material de relleno)
(RAFA- Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente)
(RAFA
• Discos rotatorios
Ing. Larisa Korsak
30
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Digestor
g
anaerobio
Ing. Larisa Korsak
31
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
El principio de
funcionamient
o del reactor
UASB
Ing. Larisa Korsak
32
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Reactor
UASB
Ing. Larisa Korsak
33
TRATAMIENTO SECUNDARIO
U reactor
Un
t
anaeróbico
óbi
de
d tasa
t
alta
lt del
d l tipo
ti
UASB
Ing. Larisa Korsak
34
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Esquema del Filtro de Flujo Ascendente, FAFA
Ing. Larisa Korsak
35
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Un RAFA abierto.
El Viejo
Ing. Larisa Korsak
36
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Ing. Larisa Korsak
37
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Sistema combinado Fosa séptica + FAFA
Ing. Larisa Korsak
38
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Fosa séptica seguida
por un FAFA.
La Paz Centro.
Ing. Larisa Korsak
39
TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO ANAEROBIO
Filtro Imhoff
Filt
I h ff
seguido de Fosa
Séptica.
Sistema de
tratamiento de
Camoapa.
Ing. Larisa Korsak
40
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Discos biológicos rotatorios
Ing. Larisa Korsak
41
TRATAMIENTO SECUNDARIO
SISTEMA DE LAGUNAJE
Ing. Larisa Korsak
42
TRATAMIENTO SECUNDARIO
SISTEMA DE LAGUNAJE
Las lagunas no son mas que excavaciones realizadas en
un terreno para el tratamiento de aguas residuales. Los
trabajos de investigación sobre lagunas en la década de
1940 p
permitieron el desarrollo de estos sistemas como
una alternativa de bajo costo para el tratamiento de
aguas residuales.
Las lagunas poseen una profundidad variable, pueden
ser poco profundas o bastante hondas. Las lagunas se
clasifican teniendo en cuenta la concentración de
oxigeno
g
disuelto (
(nivel de aerobicidad),
), y la fuente q
que
suministra el oxigeno necesario para la asimilación
bacterial de compuestos orgánicos presentes en las
aguas residuales.
Ing. Larisa Korsak
43
TRATAMIENTO SECUNDARIO
CLASIFICACION DE LAS LAGUNAS
Clase de laguna
Presencia de oxigeno
Aerobia/de Aerobia
/de maduración (0.3
maduración (0.3‐‐0.6 m)
La fotosíntesis suministra el oxigeno necesario para mantener condiciones aerobias en toda
para mantener condiciones aerobias en toda la columna de agua
Facultativa (1.5‐‐2.5 m)
Facultativa (1.5
La zona superficial es aerobia, la zona sub
La zona superficial es aerobia, la zona sub‐‐
superficial suele ser anóxica o anaerobia
superficial suele ser anóxica o anaerobia
Aireada con mezcla parcial (2‐
Aireada con mezcla parcial (2‐6 m)
La aireación superficial produce una zona aerobia que puede alcanzar la totalidad de la profundidad de la laguna
f did d d l l
Anaerobia (5‐‐10 m)
Anaerobia (5
La totalidad de su profundidad es anaerobia
Ing. Larisa Korsak
44
TRATAMIENTO SECUNDARIO
CLASIFICACION DE LAS LAGUNAS
Ing. Larisa Korsak
45
TRATAMIENTO SECUNDARIO
VENTAJAS Y DESVENTJAS DE LAS LAGUNAS
Ventajas
Desventajas
Los bajos costos
Requiere grandes extensiones del terreno
Requieren
q
mínima capacitación
p
del
personal encargado de su operación
El efluente p
posee una g
gran cantidad de
algas
La evacuación y disposición de lodos se
realiza solo en el intervalo de 10 a 20
anos
Las lagunas sin aireación a menudo no
cumplen las normas existentes de calidad
del efluente
Las lagunas pueden causar daño a las
aguas subterráneas si no están bien
i
impermeabilizadas
bili d
Una incorrecta operación puede causar
malos olores
Ing. Larisa Korsak
46
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Desarrollo de los procesos en las lagunas de
estabilización
En las lagunas de estabilización residen varias especies de bacterias, hay
aerobias, facultativas y anaerobias. Las bacterias descomponen la materia
orgánica a elementos mas sencillos, que serán asimilados por las algas.
EL PROCESO DE TRATAMIENTO DEPENDE DE LA EFICACIA CON QUE SE
ESTABLEZCA LA SIMBIOSIS ALGAS-BACTERIAS
ALGAS BACTERIAS
Ing. Larisa Korsak
47
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Desarrollo de los procesos en las lagunas de
estabilización
Las algas son organismos uni o multicelulares del reino protista, que
poseen mecanismos fotosintéticos. La radiación solar es la fuente de
energía que utilizan en la síntesis de nuevas células; en el proceso de
fotosíntesis las algas convierten compuestos minerales y orgánicos en
materia
t i orgánica
á i y oxigeno.
i
Ing. Larisa Korsak
48
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Río no
contaminado
Río eutroficado
Ing. Larisa Korsak
49
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Desarrollo de los procesos en las lagunas de
estabilización aerobias
Materia orgánica
Luz
Solar
OXIGENO
Bacterias
aerobias
Algas
CO2
Amoniaco
Ing. Larisa Korsak
50
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Desarrollo de los procesos en las lagunas de
estabilización facultativas
Materia
Luz
Solar
orgánica
OXIGENO
Bacterias
aerobias
CH4,N2, H2
Algas
CO2
CO2
Bacterias
facultativas
Amoniaco
CO2
Sedimento
Bacterias
B
t i
anaerobias
bi
y
facultativas
Bacterias anaerobias
del METANO
Ácidos
Á
id
orgánicos
Amoniaco
Ing. Larisa Korsak
51
LAGUNAS Y LAS MACROFITAS
Ing. Larisa Korsak
52
LAGUNAS Y LAS MACROFITAS
Plantas
macrófitas
pueden jugar un
papel positivo o
negativo en el
ambiente
acuático
Laguna Alalay, Bolivia
Contaminado de repollos de agua,
agua
macrófitas que invadieron el lago de Alalay
Ing. Larisa Korsak
53
MACROFITAS COMO TRATAMIENTO
Las lagunas de macrófitos son lagunas de estabilización de
aguas residuales modificadas, con una cobertura de plantas
fluctuantes en la superficie del agua. Las plantas pueden ser
jacinto acuático (Eichornia crassipes), Pistia (Lemnaceae). La
f nción de las plantas es retirar nutrientes
función
n trientes de los efluentes
efl entes
líquidos y proporcionar un ambiente de calma en que la acción
del viento no cause movimiento en el agua, haciendo que la
sedimentación sea ideal.
ideal El sistema radicular extenso del jacinto
también sirve como superficie para que se fijen las bacterias,
aumentando la remoción de carbono orgánico disuelto y del
nitrógeno (nitrificación).
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MACROFITAS COMO TRATAMIENTO
Laguna con Pistia en
para tratamiento de
efluentes
e
ue tes
líquidos
qu dos
domésticos
y
acuicultura
de
peces; los peces son
alimentados con la
biomasa producida a
partir
de
los
efluentes líquidos.
Ing. Larisa Korsak
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HUMEDALES
Humedales son áreas de tierra en que el nivel del agua está a nivel de la superficie
del terreno (o arriba de él), por un período del año suficiente para mantener el suelo
en condiciones de saturación y crecimiento de la vegetación local.
Humedal natural de jacinto acuático
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HUMEDALES
Humedal natural
Ing. Larisa Korsak
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HUMEDALES
Los humedales construidos son p
porciones de terreno específicamente
p
proyectados para actuar en la purificación de efluentes líquidos. Hay
dos tipos de humedales construidos: los de flujo superficial de agua
(FWS - Free Water Surface) y aquellos con flujo sub-superficial (SFSub-Surface Flow). El nivel de agua, en el primer caso, está en la
superficie del suelo y, en el segundo esta en el sub-suelo, invisible
para un observador.
Humedal construido
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HUMEDALES
Flujo subterráneo del agua
Flujo superficial de agua
Humedal construido
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HUMEDALES
Filtro de macrófitos
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ESQUEMA DE UN HUMEDAL
CONSTRUIDO
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