48722043 Tratamiento Aguas Residuales Exelente

5/8/2018 48722043 Tratamiento Aguas Residuales Exelente - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/48722043-tratamiento-aguas-residuales-exelente 1/22

INGENIERIA SANITARIA II

TRATAMIENTO PRE-PRIMARIO Y PRIMARIO DE AGUAS RESIDUALES

INDICE

PÁGINA• Carátula……………………………………………………………. 0

• Índice……………………………………………………………….. 1

• Introducción………………………………………………………… 2

• Objetivos……………………………………………………………. 3

Marco Teórico

• Tratamiento Pre-primario……………………………… ….4• Separación de grandes sólidos…………………………… ….5• Desbaste…………………………….………..…………..……6• Tamizado ………….………………….….……….……………6• Dilaceración ………..………………..………………… ….7• Preaireación………………………………………………...…..9• Tratamiento primario…………………………………….......9• Fosa séptica……………………..……………………………..9

• Tanque Imhoff …………………………………………………12• Sedimentador Primario ……………………………………….13• RAFA ……………………………………………………………15• Lagunas de Estabilización …………………………………..18

• Conclusiones………………………………………………………. 21

• Recomendaciones………………………………………………… 21

• Bibliografía………………………………………………………… 22





INTRODUCCION

odos los procesos de desarrollo conllevan a implicaciones sobre elambiente y sobre los recursos naturales de los cuales depende o a loscuales afecta de una u otra forma. La alta demanda hídrica requerida por el

crecimiento de las poblaciones urbanas y la contaminación de los cuerpos deagua han llevado a los investigadores a buscar alternativas de abastecimiento de

este recurso, además de la conservación de las fuentes de agua existentes.

TLa utilización de agua residual tratada permite satisfacer ambos criterios: enprimera instancia, permite solventar los requerimientos de agua potable en lasciudades al sustituir el uso del agua potable en las actividades agrícolasaprovechando los nutrientes que posee para el desarrollo, crecimiento yproducción, además de disminuir los costos referidos a la adquisición defertilizantes; en segunda instancia, permite la conservación de las fuentes deabastecimiento al no ser necesaria la disposición en estos cuerpos de agua.

La mayoría de las industrias vierten sus residuos a las redes de

alcantarillado municipales que luego van a dar a los lagos y cursos deagua, ocasionando su degeneración progresiva. Este problema se hatratado de solucionar implementando una serie de normativas yreglamentos que regulen la descarga de estos efluentes, para así minimizar en parte los daños que causan. En muchos casos, llevarestas aguas a niveles tolerables y no contaminantes y así cumplir conlas normativas establecidas, es un proceso muy costoso, tanto por losequipos empleados, como por el grado de tratamiento que requieren.Una manera de minimizar estos costos es usando métodos menossofisticados, que sean económicos, prácticos y más ecológicos, como lo

es la fitorremediación; el uso de plantas terrestres o plantas acuáticaspara el tratamiento de aguas residuales.





OBJETIVOS

• GENERALES

• Conocer los métodos que existen para el tratamiento de aguas residuales.

• Ampliar los conocimientos adquiridos en clase y conocer diferentes criteriospara diseñar sistemas de tratamiento sanitario.

• ESPECIFICOS

• Conocer donde es posible construir un sistema de tratamiento de aguasresiduales según su tipo

• Determinar la eficiencia de cada tipo de tratamiento según sea el caso.





AGUAS RESIDUALESTRATAMIENTO PRE-PRIMARIO Y PRIMARIO

TRATAMIENTO PRE-PRIMARIODebe cumplir dos funciones:

• Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta

• Extraer los sólidos flotantes grandes y la arena (a veces, también la grasa).

Normalmente las plantas están diseñadas para tratar un volumen de agua constante, locual debe adaptarse a que el agua servida producida por una comunidad no es

constante. Hay horas, generalmente durante el día, en las que el volumen de aguaproducida es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de forma que elcaudal que ingrese al sistema de tratamiento sea uniforme.

Asimismo, es impresionante ver las cosas que el agua servida contiene: palos, pañales,botellas plásticas, granos de maíz, etcétera, por lo que es necesario retirarlas para que elproceso pueda efectuarse normalmente. Las estructuras encargadas de esta función sonlas rejillas, tamices, trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En estaetapa también se puede realizar la pre aireación, cuyas funciones son: a) Eliminar los compuestos volátiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser malolientes, y b) Aumentar el contenido de oxígeno del agua, lo que ayuda a ladisminución de la producción de malos olores en las etapas siguientes del proceso de

tratamiento.

Las operaciones de pretratamiento incluidas en una E.D.A.R. dependen de:

La procedencia del agua residual ( doméstica, industrial, etc).

La calidad del agua bruta a tratar (mayor o menor cantidad de grasas, arenas

sólidos,...)

Del tipo de tratamiento posterior de la E.D.A.R.

De la importancia de la instalación

Las operaciones son:

Separación de grandes sólidos (Pozo de Gruesos)

http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal


http://es.wikipedia.org/wiki/Grasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Desgrasador&action=edit&redlink=1


http://es.wikipedia.org/wiki/Desarenador


http://es.wikipedia.org/wiki/Preaireaci%C3%B3n

http://es.wikibooks.org/wiki/Imagen:Esquema_pretratamiento.png

http://es.wikipedia.org/wiki/Grasa

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)



http://es.wikipedia.org/wiki/Preaireaci%C3%B3n






Desbaste

Tamizado

Dilaceración

Desarenado

Desaceitado-desengrasado

Preaireación

En una planta depuradora no es necesaria la instalación de todas estas operaciones.

Dependerá de las características antes descritas. Por ejemplo, para un agua residual

industrial raramente será necesario un desbaste.

Separación de grandes sólidos (pozo de gruesos)

Cuando se prevé la existencia de sólidos de gran tamaño o de una gran cantidad de

arenas en el agua bruta, se debe incluir en cabecera de instalación un sistema de

separación de estos grandes sólidos, este consiste en un pozo situado a la entrada del

colector de la depuradora, de tronco piramidal invertido y paredes muy inclinadas, con el

fin de concentrar los sólidos y las arenas decantadas en una zona especifica donde se

puedan extraer de una forma eficaz.

A este pozo se le llama Pozo de Muy Gruesos, dicho pozo tiene una reja instalada,

llamada Reja de Muy Gruesos, que no es mas que una serie de vigas de acero colocadas

en vertical en la boca de entrada a la planta, que impiden la entrada de troncos o

materiales demasiado grandes que romperían o atorarían la entrada de caudal en la

planta.

http://es.wikibooks.org/wiki/Imagen:Pozo_muy_gruesos.jpg





Desbaste

Los objetivos en este paso son:

Proteger a la E.D.A.R. de la posible llegada intempestiva de grandes objetos

capaces de provocar obstrucciones en las distintas unidades de la instalación.

Separar y evacuar fácilmente las materias voluminosas arrastradas por el agua,

que podrían disminuir la eficacia de los tratamientos posteriores.

Esta operación consiste en hacer pasar el agua residual a través de una reja. De esta

forma, el desbaste se clasifica según la separación entre los barrotes de la reja en:

Desbaste fino: con separación libre entre barrotes de 10-25 mm.

Desbaste grueso: con separación libre entre barrotes de 50-100 mm. En cuanto a

los barrotes, estos han de tener unos espesores mínimos según sea:

Reja de gruesos: entre 12-25 mm.

Reja de finos: entre 6-12 mm. También tenemos que distinguir entre los tipos de

limpieza de rejas igual para finos que para gruesos:

Rejas de limpieza manual

Rejas de limpieza automática

Tamizado

Consiste en una filtración sobre soporte delgado, y sus objetivos son los mismos que se

pretenden con el desbaste, es decir, la eliminación de materia que por su tamaño pueda

interferir en los tratamientos posteriores. Según las dimensiones de los orificios de paso

del tamiz, se distingue entre:

Macrotamizado: Se hace sobre chapa perforada o enrejado metálico con paso

superior a 0,2 mm.. Se utilizan para retener materias en suspensión, flotantes o

semiflotantes, residuos vegetales o animales, ramas,... de tamaño entre 0,2 y varios

milímetros.

Microtamizado: Hecho sobre tela metálica o plástica de malla inferior a 100

micras. Se usa para eliminar materias en suspensión muy pequeñas contenidas en el

agua de abastecimiento ( Plancton) o en aguas residuales pretratadas. Los tamices

se incluirán en el pretratamiento de una estación depuradora en casos especiales:





Cuando las aguas residuales brutas llevan cantidades excepcionales de sólidos

en suspensión, flotantes o residuos.

Cuando existen vertidos industriales importantes provenientes principalmente del

sector alimentario ( residuos vegetales, de matadero, semillas, cáscaras de huevo,.. ).

Dilaceración

Su objetivo es triturar las materias sólidas arrastradas por el agua. Esta operación no está

destinada a mejorar la calidad del agua bruta ya que las materias trituradas no son

separadas, sino que se reincorporan al circuito y pasan a los demás tratamientos, por lo

que este paso no se suele utilizar, a no ser que no haya desbaste, con lo que si es

necesario incluirlo en el diseño y funcionamiento de la planta.

Pero, a veces, aunque haya un desbaste previo, se suelen utilizar dilaceradores para

tratar los detritus retenidos en las rejas y tamices, siendo después vueltos a incorporar al

agua bruta.

Consta el dilacerador, de un tamiz tipo tambor que gira alrededor de un eje vertical

provisto de ranuras con un paso entre 6-10 mm. Los sólidos se hacen pasar a través de

unas barras de cizalladura o dientes cortantes donde son triturados antes de llegar al

tambor. Se homogeneizan en tamaño y atraviesan las ranuras, saliendo por una abertura

de fondo mediante un sifón invertido, siguiendo su camino aguas abajo.

Las tareas a realizar son las que siguen:

Vigilar las posibles obstrucciones de las tuberías.

Reponer los dientes del tambor, en caso de rotura.

Vaciar la poceta de los sólidos que pueden estar retenidos.

Todas estas operaciones las debemos de realizar con la maquina desconectada.

Desarenado

El objetivo de esta operación es eliminar todas aquellas partículas de granulometría

superior a 200 micras, con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales y

conducciones, para proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasión, y para evitar

sobrecargas en las fases de tratamiento siguiente.

En caso de que sea necesario un bombeo, desbaste y desarenado deben ir antes de

éste. Pero hay veces que es conveniente situar el bombeo previo al desarenado aun a

costa de un mayor mantenimiento de las bombas. Esto ocurre cuando los colectores de

llegada están situados a mucha profundidad, cuando el nivel freático está alto, etc.





En la siguiente tabla podemos comprobar como varía la velocidad de sedimentación en

función del diámetro de la partícula:

Diámetro partíc.(mm) Veloc. sedimentación (m/h)

0,150 40-500,200 65-75

0,250 85-95

0,300 105-120

En cuanto al cálculo de las dimensiones de un desarenador:

Su superficie horizontal se calcula en función de la velocidad de sedimentación de

las partículas de menor tamaño que deben retenerse y del caudal máximo que

circulará por el mismo. Su sección transversal es función de la velocidad horizontal de flujo deseada.

Desaceitado-desengrasado

El objetivo en este paso es eliminar grasas, aceites, espumas y demás materiales

flotantes más ligeros que el agua, que podrían distorsionar los procesos de tratamiento

posteriores.

El desaceitado consiste en una separación líquido-líquido, mientras que el desengrase es

una separación sólido-líquido. En ambos casos se eliminan mediante insuflación de aire,para desemulsionar las grasas y mejorar la flotabilidad.

Se podría hacer esta separación en los decantadores primarios al ir provistos éstos de

unas rasquetas superficiales de barrido, pero cuando el volumen de grasa es importante,

estas rasquetas son insuficientes y la recogida es deficitaria.

Si se hacen desengrasado y desarenado juntos en un mismo recinto, es necesario crear

una zona de tranguilización donde las grasas flotan y se acumulan en la superficie,

evacuándose por vertedero o por barrido superficial, y las arenas sedimentan en el fondoy son eliminadas por uno de los métodos que desarrollamos en el apartado anterior. En

este caso, las dimensiones del desarenador son diferentes, siendo los parámetros

principales:

Carga Hidráulica menor o igual a 35 m3/m2/h a Q máx.

Tiempo de Retención 10-15 min a Q medio

Caudal de aire introducido 0,5-2,0 m3/h/m3 de desengrasador





Pre aireación

Sus objetivos son varios:

Mejorar la tratabilidad del agua, en cuanto que esta llega séptica, contaminada, a

la depuración.

Control de olores.

Mejorar la separación de las grasas.

Favorecer la floculación de sólidos.

Mantener el oxígeno en la decantación aun a bajos caudales.

Incrementar la eliminación de DBO5.

TRATAMIENTO PRIMARIO

FOSA SEPTICA

La fosa séptica, son tanques prefabricados que permiten la sedimentación y laeliminación de flotantes, actuando también como digestores anaerobios. El origen de la

fosa séptica se remonta al año 1860, gracias a los primeros trabajos de Jean-LouisMourais. Su aplicación esta muy extendida por todo el mundo y hoy en día se fabricaprincipalmente con Resinas de Poliester Reforzados de Fibra de Vidrio. Se diseñan fosassépticas para eliminar las aguas negras.

Los elementos básicos de una fosa séptica son: el tanque séptico y el campo deOxidación; en el primero de sedimentan los lodos y se estabiliza la materia orgánicamediante la acción de bacterias anaerobias, en el segundo las aguas se oxidan y seeliminan por infiltración en el suelo.

UNIDADES DE FOSAS SEPTICAS

Las unidades de la fosa séptica son:

- Trampa de grasa- tanque séptico- Caja de distribución- Campo de oxidación o infiltración- pozo de absorción





TRAMPA DE GRASAS

Se instalan únicamente cuando se eliminan grasas en gran cantidad, como es el caso dehoteles restaurantes, cuarteles en zonas rurales. Se colocan antes de los tanquessépticos, deberán diseñarce con una tapa liviana para hacer limpieza, la misma que debeser frecuente; en lo posible se ubicarán en zonas sombreadas para mantener bajastemperaturas en su interior.

Para controlar su capacidad podrá considerar un gasto de 8 litros por persona y nuncaesta capacidad será menor de 120 litros.

En la FIGURA 1 se indican las sedimentaciones básicas para el diseño y las tuberías deentrada y de salida. TANQUE SEPTICO

“El tanque séptico es la unidad fundamental del sistema de fosa séptica ya que en estese separa la parte sólida de las aguas servidas por un proceso de sedimentación simple;a demás se realiza en su interior lo que se conoce como PROCESO SEPTICO, que es laestabilización de la materia orgánica por acción de las bacterias anaerobias,convirtiéndola entonces en lodo inofensivo.La FIGURA 2 muestra el corte típico de un tanque séptico sus dimensiones, tubería deentrada y salida, pendiente del fondo, etc. que permitirán el diseño.





Para calcular la capacidad del tanque séptico se deberá conocer el número de personasque serán usuarios del sistema, luego se adoptara un gasto de aguas servidas entérminos de volumen por persona y por día sugiriendo como una medida un gasto de 150litros /persona/día y un periodo de recepción de 24 horas, debiéndose tomar la proporciónde esta en caso de no utilizare el sistema el otro día, como es el caso de escuelas rurales

donde el lapso de utilización es de 6 a 8 horas diarias.

Para determinar el volumen del tanque séptico se multiplica en número de usuarios por elgasto que

V=np

Formula en la que q es el gasto proporcional con relación a las 24 horas, así si la escuelarural trabaja 8 horas diarias q será igual a 8/24 del gasto diario

CAJA DE DISTRIBUCIÓN

Este implemento de la fosa séptica tiene por objeto distribuir el agua servida procedentedel tanque séptico proporcionalmente a cada uno de los ramales del campo de oxidación,para lo cual se colocaran todas las tuberías de salida a la misma altura.

Este implemento de la fosa séptica tiene por objeto distribuir el agua servida procedentedel tanque séptico proporcionalmente a cada uno de los ramales de oxidación, para locual se colocarán todas las tuberías de salida a la misma altura

Se recomienda localizar la tubería de entrada a 5 cm del fondo de la caja y las tuberíasde salida 1cm del mismo fondo.

La forme que se adopte para la caja dependerá del terreno que se obtenga para laoxidación y del número de salidas que se adopten.

En lo posible el ancho de la caja no exhereda de 45 cm y la distancia mínima de los ejesde la tuberías de salida será 25 cm. Todas las cajas deberán estar provistas de una cajaliviana apropiada para realizar limpieza

Los materiales para su construcción podrán ser: piedra, ladrillo o concreto.

CAMPO DE OXIDACIÓN O INFILTRACION

En esta unidad de la fosa séptica se consigue oxidar el agua servida y eliminar por infiltración. Para lograr un optimo funcionamiento del campo de oxidación, debe escojerceel camino, con este objeto realizando una prueba de infiltración, consiste en hacer variar excavaciones en el área determinada, todas estas de 30 x 30 cm. de sección por laprofundidad proyectada para las zanjas de absorción (será menor que 90 cm). En estosfosos así abiertos se deposita grava fina al fondo de una altura de 5 cm, procediéndoseluego a llenar con agua hasta una altura de 30 cm sobre la grava; 24 horas después si elagua permanece o se infiltro totalmente Si tiene al agua un tirante mayor a 15 cm delterreno es inapropiado para campo de infiltración, en caso contrario se procederá a llenar el hoyo hasta 15 cm de altura midiéndose el tiempo que demora en infiltrarse estedividido para 6 nos da la velocidad de absorción por 2.5 cm de profundidad, con la cualse determina la longitud de las tuberías del campo (FIGURA 3)

POZO DE ABSORCION





Pueden sustituir o ser complementarios al campo de oxidación.

Consiste en excavaciones de más o menos un diámetro y profundidad variable En estosel agua se infiltra por paredes y piso que deberán ser tomados permeables, se

recomienda llenar de grava a la altura aproximada de 1m para lograr una buenadistribución de agua al fondo.”(1)

.TANQUES DEL TIPO IMHOFF

Los tanques imhoff [ Karl Imhoff (1876 – 1965) que en su tiempo fue el ingenieroespecialista en aguas, más notable de Alemania], por haber concebido el tipo de tanquede doble objeto que se conoce por su apellido.

Pueden verse tanques Imhoff en muchas formas rectangulares y hasta circulares, perosiempre proporcionan una cámara o cámaras superiores por las cuales pasan las aguasnegras en su período de sedimentación, además de otra cámara inferior donde la materia

recibida por gravedad permanece en condiciones tranquilas para su digestión anaeróbica.De la forma del tanque se obtienen varias ventajas: 1) los sólidos sedimentables alcanzanla cámara inferior en menor tiempo; 2) la forma de la ranura y de las paredes inclinadasque tiene la cámara acanalada de sedimentación, fuerza a los gases de la digestión atomar un camino hacia arriba que no perturba la acción sedimentadora.

Alrededor de 1925, la digestión separada con calefacción ya había demostrado ser conveniente y económica, y en la actualidad ésta se emplea en todas las grandes plantas junto con tanques de sedimentación, con remoción continua de los lodos para ladigestión. A pesar de esto, los tanques Imhoff todavía tienen su propio lugar en eltratamiento primario de las aguas negras, especialmente debido a su simplicidad deoperación. En algunas situaciones locales, esta ventaja solo puede pesar más que

cualquier otra.

Como todo dispositivo para un tratamiento primario, el tanque Imhoff puede ser una partede una planta para el tratamiento completo, y en tal caso su comportamiento de digestióndebe tener una capacidad tanto para los lodos secundarios como para los que recibirá dela sobrepuesta cámara de sedimentación.

En la FIGURA 4 se muestra una forma de tanque imhoff, con canales de entrada y salidatales que puede, a voluntad, invertirse el sentido del flujo a través de las cámaras desedimentación. Esta característica da como resultado mejor distribución de la materiasedimentable en el comportamiento inferior, donde los lodos tienden a acumularse en latolva cabezal, según el sentido del flujo.





Las aguas negras entran por el canal de entrada “a”. Abiertas las válvulas de entrada enun extremo del tanque y bajados los vertederos de ajuste en el otro, las aguas negraspueden dirigirse a través de las cámaras de sedimentación “A” en cualquier sentido; y,después de unas cuantas semanas, si se quiere, en sentido opuesto. Depositados lossólidos sedimentables, las aguas negras salen clarificadas por el canal de salida “b”. Los

sólidos se sedimentan deslizándose por las superficies lisas de las paredes inclinadas,atravesando la ranura estrecha hacia abajo, para depositarse en la cámara de digestión“B”, donde permanecen unos treinta días, más o menos, o hasta que sean biendigeridos. Los gases provenientes de la digestión suben por las ventosas de gas “D”,debido a que las paredes solapadas impiden su paso a través de las cámaras desedimentación, asegurando así mejor rendimiento. Los sólidos digeridos se extraen bajocarga estática por las válvulas de lodos a través de los tubos laterales, en tiempoconveniente. Se dejan abiertos los extremos superiores de estos tubos, de modo quefluyan libremente los lodos y para limpiar los tubos a voluntad.

SEDIMENTADORES PRIMARIOS

Consiste en utilizar las fuerzas de gravedad para separar una partícula dedensidad superior con densidad superior a la del líquido hasta una superficie o zona dealmacenamiento. Para que pueda haber una separación efectiva se precisa, además,que la fuerza de gravedad tenga un valor suficientemente elevada con relación a susefectos antagonistas: efectos de turbulencia, rozamiento, repulsión electrostática,

corrientes de convección, etc.. Para facilitar la comprensión de los fenómenos queintervienen deben distinguirse los efectos relacionados con el movimiento de la partículay los relacionados con el movimiento del líquido.





SEDIMENTADORES HORIZONTALES

La superficie libre de estos decantadores puede ser cuadrada, rectangular o circular.Los fangos se reúnen en una fosa en donde son extraídos mediante un eyector hidrostática.

SEDIMENTADOR DE VARIOS PISOS

“Un decantador seta tanto eficaz cuando su superficie horizontal sea más grande, dadauna superficie de terreno ocupada y un determinado volumen de obre. Un decantador será tanto más eficaz cuanto su superficie horizontal sea más grande. Dada unasuperficie de terreno ocupado y un determinado volumen de obra, fácilmenteconcluiremos que debemos utilizar decantadores de varios pisos o de superficie desedimentación laminar (FIGURA 5)

El factor de forma L/H, que debe elegirse lo menor posible con tal de mantener unavelocidad de derrame mínima necesaria para obtener la repartición y la estabilidad delderrame, muestra que los diferentes pisos deben ser utilizados preferentemente enparalelo y no en serie.

La estabilidad de derrame se logra para:

L/H> 10

Los decantadores de varios pisos permiten, en consecuencia, utilizar velocidades máslentas (L menor).”(2)

ELIMINACION DE LOS BARROS SEDIMENTADOS

Los flóculos que entran en el sedimentador horizontal son relativamente heterogéneos,sedimentando una gran mayoría en la primera parte del decantador.





La evacuación de barros puede realizarse por medios mecánicos (rasquetas) que seadaptan a la forma del decantador, o hidráulicos (tuberías perforadas). El primer sistemase utiliza para evacuar fangos espesos (100 g/l) y el segundo cuando son más diluidos (2a 10 g/l).

En muchos casos los fangos se almacenan y sólo se vacían de vez en cuando mediantelavado del decantador (arrastre hidráulico). Paradójicamente, con este último sistema seobtienen unas pérdidas de agua mucho menores que las utilizadas con purgas de aguafrecuentes, y la inversión que exige es prácticamente nula.La masa de barros puede ser muy grande: 1 g de cloruro férrico comercial producealrededor de un 28 % de flóculos, a los cuales hay que añadir las materias que precipitana partir del agua y los demás reactivos empleados (carbón activo, por ejemplo). Un aguatratada con 35 g de coagulante, que contenga 20 g de materias minerales en suspensióny a la que se le añade una dosis de 20 g de carbón activo en polvo depositará por metrocúbico alrededor de 50 g de materias (peso seco) por m3 tratado (45 g en el decantador y

5 g en los filtros).

Si se tratan 100 000 m3/día, el peso de fangos depositado en el decantador será delorden de 4,5 t o sea, 45 m3 de barro amontonado. Deberá procederse a una eliminacióncontinua mediante rasquetas o mediante purga hidráulica, o bien a vaciados totales delsedimentador con una frecuencia aproximada de tres meses. Sin embargo, en muchoscasos los aportes de sólidos provenientes del agua a tratar y de las dosis de reactivosaplicadas son mucho menores, y pueden eliminarse los dispositivos de extraccióncontinua limitándose a efectuar vaciados semestrales o incluso anuales. Los barrosprácticamente no fermentan, sobre todo si se ha realizado una precloración o unapreozonización en el proceso de tratamiento, o si los barros tienen una proporciónsuficiente de carbón activo.

Debe observarse que los coagulantes férricos, que son oxidantes, evitan mejor por símismos la fermentación que los coagulantes base de aluminio.

La producción de barros en las operaciones de ablandamiento por precipitación mediantecal, es mucho mayor y su eliminación continua se hace indispensable (FIGURA 8).

REACTOR ANAEROBIO DE FLUJO ASCENDENTE (RAFA)

El aumento de conciencia de que el tratamiento de efluentes es de vital importancia paraevitar la contaminación ambiental, resultó en la necesidad de desarrollar procesos quecombinen una alta eficiencia de tratamiento con bajos costos de construcción ymantenimiento (Van Haandel y Lettinga, 1994). El UASB (Reactor Anaeróbico de FlujoAscendente y Manto de Lodos) aparece entonces como una opción viable para eltratamiento de efluentes orgánicos líquidos. El concepto de reactor UASB fuedesarrollado en los años 70 por Lettinga y colaboradores (Lettinga et al., 1980; Lettinga yVinken, 1980) y es ahora aplicado mundialmente para el tratamiento de efluentescloacales en países de clima tropical (Seghezzo et al., 1998). En climas templados ysubtropicales no ha sido utilizado, principalmente por limitaciones de temperatura, la cualafecta la tasa de hidrólisis del material particulado y reduce la eficiencia del tratamiento.En el país no existen antecedentes de tratamiento anaeróbico de líquidos cloacales. La

principal característica de un reactor UASB, además del flujo ascendente, es la formaciónde un manto de lodo floculento o granular con buena capacidad de sedimentación, endonde se realiza la actividad biológica. La granulación es un proceso que ha sido citado





en pocas oportunidades durante el tratamiento de líquidos cloacales (Barbosa ySant’Anna, 1989).

A temperaturas moderadas, la presencia de sólidos en suspensión constituye uninconveniente para el tratamiento anaeróbico. Para superar este inconveniente, se han

propuesto sistemas anaeróbicos en dos etapas. En la primera etapa se retienen ehidrolizan parcialmente los sólidos y en la segunda se degradan los compuestos solublespresentes en el líquido, y aquellos generados durante la primera etapa.

El Tiempo de Retención Hidráulica (TRH) es uno de los parámetros más importantes entodo sistema de tratamiento de aguas residuales. En el caso de los líquidos cloacales,donde la presencia de sólidos en suspensión es considerable, existe un tiempo deretención óptimo que permite una máxima remoción de sólidos y materia orgánicaexpresada como Demanda Química de Oxígeno (DQO).

Los objetivos del presente trabajo fueron los siguientes:

Estudiar la eficiencia de remoción de materia orgánica en un reactor UASB durante eltratamiento de líquidos cloacales presedimentados en un sedimentador primarioconvencional.

Evaluar el efecto del tiempo de retención hidráulica sobre la eficiencia de remoción demateria orgánica.

COAGULACIÓN O FLOCULACION

Estas operaciones se realizan después del mezclado, usualmente en un solo tanque, conun tiempo de retención que varía entre 15 y 45 minutos. Este lapso depende de lasdimensiones de la unidad y de la velocidad a que pasa el agua a través de ella.





Teóricamente se puede calcular el tiempo de retención dividiendo el volumen del tanqueentre el gasto en gr., el tiempo de retención que corresponde a un tanque de 6m x 3.5mx 10m, a través del cual pasa un gasto de 12000m3/día, es de: 6 X 3.5 X 10/12000 =

0.00175 días = 0.42 horas = 25 minutos.

Durante este lapso, el agua es agitada suavemente para favorecer el que se ponga encontacto intimo las partículas coaguladas, las bacterias y la materia suspendida “hastaque se adhieran entre sí, formando grandes masas de flóculos”. El mecanismo físicoquímico al que se debe esto, es muy complejo y cae fuera del alcance de este tratadoelemental.

Bástenos decir que solamente por agitación suave podrán crecer lo suficiente estaspartículas coaguladas, para que se puedan depositar fácilmente en el tanque desedimentación.

Generalmente, las aguas blandas de bajo contenido mineral se coagulan mejor dentro de

un ámbito restringido de pH, entre 5.8 y 6.4, mientras que las aguas mas duras, secoagulan muy fácilmente a pH que varia desde 6.8 hasta 7.8. Por regla general, lareacción entre el alumbre y los materiales alcalinos que usualmente se encuentran en elagua de un abastecimiento es muy eficaz para eliminar la turbiedad, y al mismo tiempo seabsorbe una cantidad moderada de color debido a los coloides.

Cuando el agua contiene grandes concentraciones de color (mayores de treinta ppm), esnecesario que la reacción de coagulación se lleve a cabo en pH entre 5.0 y 6.0. Dentrode este ámbito ocurre una acción compleja, que produce el llamado “flóculo coloreado”,en vez del flóculo de aluminio ya conocido.

Generalmente hay suficiente alcalinidad en el agua que se va ha tratar para completar el

proceso de coagulación. A veces es necesario agregar alcalinidad, ya se con cal o consosa calcinada, cuando de por si no hay suficiente alcalinidad.

Cuando se requiera coagular en medio ácido para eliminar el color, debe agregarse aveces algún ácido para obtener el valor adecuado del pH. Tales aguas son sumamentecorrosivas y deben tratarse subsecuentemente con un álcali, para impedir que hayacorrosión en el sistema de distribución.

La agitación suave, que es indispensable para la floculación, puede lograrse hidráulica omecánicamente. El método hidráulico más común consiste en el bien conocido estanquecon tabiques desviadores, en el que el agua fluye “redondo los bordes” o “por arriba y por debajo” del tabique desviador que ha sido dispuesto de manera que se produzca el gradodeseado de turbulencia. Desgraciadamente, estos tabiques desviadores son fijos, ocuando menos no son fáciles de ajustar, por lo que el grado de agitación depende delgasto del agua que pase por el estanque. Como quiera que el grado optimo de agitación,cualquiera que sea depende de la temperatura y características del agua, del tipo decoagulante usado y de otras condiciones es indeseable esta falta de adaptabilidad.Basándose en estudios de laboratorio se puede especificar el grado optimo deturbulencia, pero la practica a demostrado que usualmente se logran resultadossatisfactorios con velocidades de flujo, entre los tabiques desviadores que varían de 10 a30 cm por segundo. Desgraciadamente, es difícil expresar numéricamente la bondad delos resultados de un proceso de coagulación – floculación, después que se haya fijado opuestos los tabiques desviadores no hay manera de saber si alguna otra forma de

disponerlos hubiera dado mejores resultados. Por lo tanto, siendo los datos de operaciónmuy variables, hay muchas divergencias de opinión acerca de las velocidades masadecuadas.





La velocidad media de flujo o gasto, en un estanque con tabiques desviadores, se puedecalcular mediante la conocida formula hidráulica: V= Q/A, en la que V es la distanciaque recorre el agua por unidad de tiempo (expresada en metros por segundo), Q es lavelocidad de flujo, gasto o volumen de flujo, por unidad de tiempo (expresada en lts/s om3/s),y A es el área de la sección de flujo perpendicular a la dirección (expresada enm2) , supóngase que el agua se mueve horizontalmente en entre tabiques desviadoresque están a una distancia de 0.45m entre si que el gasto Q se de 0.11 m3/s, y que laprofundidad de esta corriente de agua se de 1.80m entonces la velocidad horizontal Vserá igual a

Q/A= 0.11m3/0.45 * 1.80 seg. = 0.136m/seg.

Lagunas de Estabilización

Una laguna de estabilización es una estructura simple para embalsar aguas residualescon el objeto de mejorar sus características sanitarias. Las lagunas de estabilización seconstruyen de poca profundidad (2 a 4 m) y con períodos de retención relativamentegrandes (por lo general de varios días).

Cuando las aguas residuales son descargadas en lagunas de estabilización se realizaránen las mismas, en forma espontánea, un proceso conocido como autodepuración oestabilización natural, en el que ocurren fenómenos de tipo físico, químico, bioquímico ybiológico. Este proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con altocontenido de materia orgánica putrescible o biodegradable.

Los parámetros más utilizados para evaluar el comportamiento de las lagunas deestabilización de aguas residuales y la calidad de sus efluentes son la demandabioquímica de oxígeno (DBO) que caracteriza la carga orgánica; y el número másprobable de coliformes fecales (NMP CF/100ml), que caracteriza la contaminaciónmicrobiológica.Además tienen importancia los sólidos totales sedimentables, en suspensión y disueltos.





El proceso que se lleva a cabo en las lagunas facultativas es diferente del que ocurre enlas lagunas anaerobias. Sin embargo, ambos son útiles y efectivos en la estabilización dela materia orgánica y en la reducción de los organismos patógenos originalmentepresentes en las aguas residuales. La estabilización de la materia orgánica se llevará a

cabo a través de la acción de organismos aerobios cuando hay oxígeno disuelto; éstosúltimos aprovechan el oxígeno originalmente presente en las moléculas de la materiaorgánica que están degradando. Existen algunos organismos con capacidad deadaptación a ambos ambientes, los cuales reciben el nombre de facultativos.

La estabilización de la materia orgánica presente en las aguas residuales se puederealizar en forma aeróbica o anaeróbica según haya o no la presencia de oxígenodisuelto en el agua.

Proceso aerobioEl proceso aerobio se caracteriza porque la descomposición de la materia orgánica sellevará a cabo en una masa de agua que contiene oxígeno disuelto. En este proceso, enel que participan bacterias aerobias o facultativas, se originan compuestos inorgánicosque sirven de nutrientes a las algas, las cuales a su vez producen más oxígeno quefacilita la actividad de las bacterias aerobias. Existe pues una simbiosis entre bacteria yalgas que facilita la estabilización aerobia de la materia orgánica. El desdoblamiento de lamateria orgánica se lleva a cabo con intervención de enzimas producidas por lasbacterias en sus procesos vitales.

A través de estos procesos bioquímicos en presencia de oxígeno disuelto las bacteriaslogran el desdoblamiento aerobio de la materia orgánica. El oxígeno consumido es parte

de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO).

Las algas logran, a través de procesos inversos a los anteriores, en presencia de la luzsolar, utilizar los compuestos inorgánicos para sintetizar materia orgánica que incorporana su protoplasma. A través de este proceso, conocido como fotosíntesis, las algasgeneran gran cantidad de oxígeno disuelto.

Como resultado final, en el estrado aerobio de una laguna facultativa se lleva a cabo laestabilización de la materia orgánica putrescible (muerta) originalmente presente en lasaguas residuales, la cual se transforma en materia orgánica (viva) incorporadaprotoplasma de las algas. En las lagunas de estabilización el agua residual no se clarificacomo en las plantas de tratamiento convencional pero se estabiliza, pues las algas son

materia orgánica viva que no ejerce DBO.





Proceso anaerobioLas reacciones anaerobias son más lentas y los productos pueden originar malos olores.Las condiciones anaerobias se establecen cuando el consumo de oxígeno disuelto esmayor que la incorporación del mismo a la masa de agua por la fotosíntesis de las algas yel oxígeno disuelto y que la laguna se torne de color gris oscuro. El desdoblamiento de la

materia orgánica sucede en un forma más lenta y se generan malos olores por laproducción de sulfuro de hidrógeno. En la etapa final del proceso anaerobio se presentanlas cinéticas conocidas como acetogénica y metanogénica.

Ventajas- Pueden recibir y retener grandes cantidades de agua residual, soportando sobrecargashidráulicas y orgánicas con mayor flexibilidad, comparativamente con otros tratamientos.- Formación de biomasa más efectiva y variada que en los procesos de tratamiento contanque séptico y tanque imhoff.- No requieren de instalaciones complementarias para la producción de oxígeno. Elmismo se produce en forma natural dentro del sistema.- Debido a los tiempos de retención prolongados y a los mecanismos del proceso, sonsistemas altamente eficaces para la remoción de bacterias, virus y parásitos,comparativamente con otros tratamientos.- En las lagunas no hay necesidad de desinfección con cloro. Aquí la desinfección esnatural.- Mínimo mantenimiento.- No requiere de personal calificado.

Desventajas- Requieren de grandes áreas de terreno para su implantación.- Es un sistema sensible a las condiciones climáticas.- Puede producir vectores.

- No permite modificaciones en las condiciones de proceso.





CONCLUSIONES

• El tratamiento de las aguas residuales es necesario para mantener loscuerpos de agua limpios y evitar enfermedades.

• El tratamiento pre-primario busca controlar el caudal de entrada y extraer

los sólidos flotantes grandes.

• El tratamiento primario busca eliminar los sólidos en suspensión.

RECOMENDACIONES.

• Investigar y relacionarse con estos métodos de tratamiento sanitario facilitael aprendizaje y ayuda a tener un mejor criterio para solucionar problemasque se nos presenten en un futuro.





• Ampliar los conocimientos de este tipo de métodos con visitas técnicas oprácticas que demuestren mejor el comportamiento de los sistemas detratamiento pre-primario y primario.

BIBLIOGRAFIA

• APLICACIÓN DEL TRATAMIENTO PRIMARIO AVANZADO (TPA) A LASAGUAS RESIDUALES DE UNA UNIDAD HABITACIONAL DE SANTACRUZ XOXOCOTLAN OAX. PARA SER UTILIZADAS EN RIEGOAGRÍCOLA

• Introducción al estudio de los procesos de purificación y tratamientopara aguas naturales y residuales.

• TRATAMIENTO DE AGUAS INDUSTRIALES: aguas de proceso yresiduales de Miguel Rigola Lapeña Boixareu editores.

• Rotoplas, Tratamiento para Aguas Residuales, Licda. Priscila Leiva,Cap. Técnico.

• GUÍA PARA EL DISEÑO DE TANQUES SÉPTICOS, TANQUES IMHOFF Y LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN, OPS, Lima, 2,005.

Documents

48722043 Tratamiento Aguas Residuales Exelente