Tratamientos de agua
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    Tratamientos de agua Tratamientos de agua Document Transcript

    • El término agua residual define un tipo de agua que está contaminada con sustanciasfecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su importanciaes tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo. Su tratamiento nuloo indebido genera graves problemas de contaminación.A las aguas residuales también se les llama aguas servidas, fecales o cloacales. Sonresiduales, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve parael usuario directo; y cloacales porque son transportadas mediante cloacas (del latíncloaca, alcantarilla), nombre que se le da habitualmente al colector. Algunos autoreshacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que lasprimeras solo provendrían del uso doméstico y las segundas corresponderían a lamezcla de aguas domésticas e industriales. En todo caso, están constituidas por todasaquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas delluvia y las infiltraciones de agua del terreno.El término aguas negras también es equivalente debido a la coloración oscura quepresentan.Todas las aguas naturales contienen cantidades variables de otras sustancias enconcentraciones que varían de unos pocos mg/litro en el agua de lluvia a cerca de 35mg/litro en el agua de mar. A esto hay que añadir, en las aguas residuales, las impurezasprocedentes del proceso productor de desechos, que son los propiamente llamadosvertidos. Las aguas residuales pueden estar contaminadas por desechos urbanos o bienproceder de los variados procesos industriales.La composición y su tratamiento pueden diferir mucho de un caso a otro, por lo que enlos residuos industriales es preferible la depuración en el origen del vertido que sudepuración conjunta posterior.Por su estado físico se puede distinguir:P Fracción suspendida: desbaste, decantación, filtración.DesbasteConsiste habitualmente en la retención de los sólidos gruesos del agua residualmediante una reja, manual o autolimpiante, o un tamiz, habitualmente de menor paso oluz de malla. Esta operación no sólo reduce la carga contaminante del agua a la entrada,sino que permite preservar los equipos como conducciones, bombas y válvulas, frente alos depósitos y obstrucciones provocados por los sólidos, que habitualmente pueden sermuy fibrosos: tejidos, papeles, etc.Los filtros de desbaste son utilizados para tratar particularmente cargas orgánicasfuertes o variables, típicamente industriales, para permitirles ser tratados por procesosde tratamiento secundario. Son filtros típicamente altos, filtros circulares llenados conun filtro abierto sintético en el cual las aguas residuales son aplicadas en una cantidadrelativamente alta. El diseño de los filtros permite una alta descarga hidráulica y un altoflujo de aire. En instalaciones más grandes, el aire es forzado a través del medio usando
    • sopladores. El líquido resultante está usualmente con el rango normal para los procesosconvencionales de tratamiento.DecantaciónSaltar a: navegación, búsquedaEmbudo de decantación o Decantador.La decantación (del latín decantatĭo, -ōnis1 ) es el método mecánico de separación demezclas heterogéneas, estas pueden ser formadas por un líquido y un sólido, o por doslíquidos. Es necesario dejarla reposar para que el sólido se sedimente, es decir,descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad. A este proceso se lellama desintegración básica de los compuestos o impurezas; las cuales son componentesque se encuentran dentro de una mezcla, en una cantidad mayoritaria.El agua clarificada, que queda en la superficie del decantador, es redirigida hacia unfiltro o un nuevo envase. La velocidad de caída de las partículas es proporcional a sudiámetro y masa volumétrica.Durante la fase de tratamiento, y con objeto de acelerar y mejorar el proceso dedecantación, se añaden algunos productos que propician la aglomeración y dan mayorpeso a las partículas en suspensión. Entre éstos productos, podemos destacar el carbónactivado en polvo, el cloruro férrico o los policloruros de aluminio y un polímerosintetizado que favorece la aglomeración de los folículosLa mezcla de agua con coagulantes-floculantes se introduce en la base del decantador.En éste hay microarena, que «se pega» a los flóculos y aumenta así su tamaño y peso.
    • Así, los flóculos se van al fondo del decantador. El agua decantada se evacúa por laparte superior del tanque pero, antes, debe atravesar unos módulos laminares inclinadosque fuerzan la decantación de las partículas más ligeras arrastradas por la corrienteascendente del agua. En el fondo del decantador, se bombea el fango sin interrupción yde allí se manda a un hidrociclón que, gracias a la fuerza centrífuga, separa el fango y lamicroarena. Dicha arena se reinyecta en el decantador, mientras que los fangos seredirigen hacia la unidad de tratamiento de fangos.Archivo:ES-, como el aceite y el agua, dejará reposar la mezcla para que el líquidodenso se sitúe por debajo de los líquidos menos densos,surgen de una superficie deseparación horizontal entre dos líquidos.En los laboratorios de química o biología, se utiliza comúnmente en el proceso deextracción líquido-líquido en un fase acuosa y la fase orgánica.Se utiliza un embudo de decantación para separar con mayor precisión las dos fases.Para otros usos de este término, véase Filtración (desambiguación).Esquema sencillo del mecanismo de separación por filtración angular, un métodoespecial de filtración en el que un medio filtrante, habitualmente una membranapolimérica, permite dividir una corriente de fluido y sólidos (feed), en otra de fluidolimpio (permeate) y una mezcla concentrada (retentate). Este tipo de mecanismos esutilizado, por ejemplo, en la purificación de agua para consumo humano o en lafabricación de vinos y cervezas.Se denomina filtración al proceso de separación de sólidos en suspensión en un líquidomediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.1Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose enmuchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industriageneral, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales querequieren de las técnicas químicas.La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte práctico,recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo XX. La clasificación de losprocesos de filtración y los equipos es diverso y en general, las categorías declasificación no se excluyen unas de otras.
    • La variedad de dispositivos de filtración o filtros es tan extensa como las variedades demateriales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares decada aplicación: desde sencillos dispositivos, como los filtros domésticos de café o losembudos de filtración para separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemascomplejos de elevada automatización como los empleados en las industriaspetroquímicas y de refino para la recuperación de catalizadores de alto valor, o lossistemas de tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano Fracción coloidal: precipitación química.La precipitación química es una operación realizada en tratamiento de aguas deabastecimiento, industriales y de proceso.Tiene por finalidad eliminar iones que tengan la propiedad de reaccionar con otros paraformar un compuesto poco soluble. La eliminación de la disolución será tanto máscompleta (cuantitativa) cuanto más insoluble sea el compuesto formado.Por ejemplo, se pueden eliminar los bicarbonatos del agua mediante la adición dehidróxido cálcico, Ca(OH)2, el cual forma carbonato cálcico, compuesto poco solubleque sedimenta en forma de fino polvo.Igualmente, es posible eliminar un metal pesado disuelto (como plomo, mercurio, cobreo cadmio, que esté como cloruro, nitrato o sulfato) adicionando hidróxido sódico ocálcico, que produce la precipitación del correspondiente hidróxido de plomo, mercurio,cobre o cadmio.c Fracción soluble: oxidación química, tratamientos biológicos, etcReducción-oxidación(Redirigido desde Oxidación química)Saltar a: navegación, búsquedaLa pila Cu-Ag, un ejemplo de reacción redox.
    • Trozo de metal oxidado (corroído)Se denomina reacción de reducción-oxidación, óxido-reducción, o simplementereacción redox, a toda reacción química en la cual existe una transferencia electrónicaentre los reactivos, dando lugar a un cambio en los estados de oxidación de los mismoscon respecto a los productos.Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que cedaelectrones y otro que los acepte: • El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado. • El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido.1Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en unelemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediantelo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que cuando un elemento químicocapta electrones del medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma unpar redox con su precursor oxidado.Tratamientos biológicosSaltar a: navegación, búsquedaConjunto de tratamientos de las aguas residuales contaminadas basados en ladescomposición de la materia orgánica por organismos vivos, produciendo compuestosde menor poder contaminante.Reciben también el nombre de tratamientossecundarios.Aunque en teoría la degradación podría llegar a CO2 o metano y agua, en lapráctica producen una insolubilización de la materia orgánica, en forma demicroorganismos que sedimentan formando flóculos, pudiendo ser retirados comofango biológico.Los tratamientos biológicos pueden ser aerobios o anaerobios, segúnintervenga el oxígeno como oxidante o no. El grupo MAT química ofrece una mezclade diversos microorganismos (bacterias, actinomicetos, hongos y levaduras) para ayudara descontaminar el medio ambiente, por medio de su línea de productos BioMAT.www.grupomat.com
    • Características de las aguas residuales[editar] Sustancias químicas (composición)Las aguas servidas están formadas por un 99% de agua y un 1% de sólidos ensuspensión y solución. Estos sólidos pueden clasificarse en orgánicos e inorgánicos.Los sólidos inorgánicos están formados principalmente por nitrógeno, fósforo, cloruros,sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y algunas sustancias tóxicas como arsénico, cianuro,cadmio, cromo, cobre, mercurio, plomo y zinc.Los sólidos orgánicos se pueden clasificar en nitrogenados y no nitrogenados. Losnitrogenados, es decir, los que contienen nitrógeno en su molécula, son proteínas, ureas,aminas y aminoácidos. Los no nitrogenados son principalmente celulosa, grasas yjabones. La concentración de orgánicos en el agua se determina a través de la DBO5, lacual mide material orgánico carbonáceo principalmente, mientras que la DBO20 midematerial orgánico carbonáceo y nitrogenado DBO2.Aniones y cationes inorgánicos y compuestos orgánicos[editar] Características bacteriológicasUna de las razones más importantes para tratar las aguas residuales o servidas es laeliminación de todos los agentes patógenos de origen humano presentes en las excretascon el propósito de cortar el ciclo epidemiológico de transmisión. Estos son, entre otros: • Coliformes totalesLa denominación genérica coliformes designa a un grupo de especies bacterianas quetienen ciertas características bioquímicas en común e importancia relevante comoindicadores de contaminación del agua y los alimentos.Coliforme significa con forma de coli, refiriéndose a la bacteria principal del grupo, laEscherichia coli, descubierta por el bacteriólogo alemán Theodor von Escherich en1860. Von Escherich la bautizó como bacterium coli ("bacteria del intestino", del griegoκολον, kolon, "intestino"). Con posterioridad, la microbiología sistemática nombraría elgénero Escherichia en honor a su descubridor. • Coliformes fecalesEscherichia coliSaltar a: navegación, búsqueda«E. coli» redirige aquí. Para el protozoario con la misma abreviatura, véaseEntamoeba coli. Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada, como revistas especializadas, monografías, prensa diaria o páginas de Internet fidedignas. Puedes añadirlas así o avisar al autor principal del artículo en su página de discusión pegando: {{subst:Aviso referencias|Escherichia coli}} ~~~~
    • Escherichia coli Escherichia coli Clasificación científicaReino: BacteriaFilo: ProteobacteriaClase: GammaproteobacteriaOrden: EnterobacterialesFamilia: EnterobacteriaceaeGénero: EscherichiaEspecie: E. coli ((E. freundi)) Nombre binomial Escherichia coli Migula, 1895La Escherichia coli (pronunciado /eskerikia koli/), también conocida por laabreviación de su nombre, E. coli, es quizás el organismo procariota más estudiado porel ser humano. Se trata de una enterobacteria que se encuentra generalmente en losintestinos animales, y por ende en las aguas negras, pero se lo puede encontrar en todoslados, dado que es un organismo ubicuo. Fue descrita por primera vez en 1885 porTheodore von Escherich, bacteriólogo alemán, quien la denominó Bacterium coli.Posteriormente la taxonomía le adjudicó el nombre de Escherichia coli, en honor a sudescubridor.Ésta y otras bacterias son necesarias para el funcionamiento correcto del procesodigestivo, además de producir las vitaminas B y K. Es un bacilo que reaccionanegativamente a la tinción de Gram (gramnegativo), es anaerobio facultativo, móvil porflagelos peritricos (que rodean su cuerpo), no forma esporas, es capaz de fermentar laglucosa y la lactosa y su prueba de IMVIC es ++--.
    • Es una bacteria utilizada frecuentemente en experimentos de genética y biologíamolecular. • SalmonellasSalmonellaSaltar a: navegación, búsqueda Salmonella Microscopía electrónica de Salmonella typhimurium Clasificación científicaReino: BacteriaFilo: ProteobacteriaClase: GammaproteobacteriaOrden: EnterobacterialesFamilia: EnterobacteriaceaeGénero: Salmonella Especies (ver taxonomía) • S. bongori • S. enterica o S. choleraesuis o S. enteritidis o S. nyanza o S. paratyphi
    • o S. typhi o S. typhimurium o S. virginiaSalmonella es un género de bacterias que pertenece a la familia Enterobacteriaceae,formado por bacilos gramnegativos, anaerobios facultativos, con flagelos perítricos yque no desarrollan cápsula (excepto la especie S. typhi[cita requerida]) ni esporas. Sonbacterias móviles que producen ácido sulfhídrico (H2S). Fermentan glucosa por poseeruna enzima especializada, pero no lactosa, y no producen ureasa.Es un agente productor de zoonosis de distribución universal. Se transmite por contactodirecto o contaminación cruzada durante la manipulación, en el procesado de alimentoso en el hogar, también por vía sexual.Algunas salmonellas son comunes en la piel de tortugas y de muchos reptiles, lo cualpuede ser importante cuando se manipulan a la vez este tipo de mascotas y alimentos. • VirusVirusSaltar a: navegación, búsquedaPara otros usos de este término, véase Virus (desambiguación). Virus Virus de la influenza Clasificación científica Grupos
    • • I: Virus ADN bicatenario • II: Virus ADN monocatenario • III: Virus ARN bicatenario • IV: Virus ARN monocatenario positivo • V: Virus ARN monocatenario negativo • VI: Virus ARN monocatenario retrotranscrito • VII: Virus ADN bicatenario retrotranscritoEn biología, un virusn. 1 (del latín virus, «toxina» o «veneno») es una entidad infecciosamicroscópica que sólo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos.Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas, hastabacterias y arqueas. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con laayuda de un microscopio óptico, por lo que se dice que son submicroscópicos. El primervirus conocido, el virus del mosaico del tabaco,n. 2 fue descubierto por MartinusBeijerinck en 1899,1 2 y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunosautores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes.3 4 Los virus se hallan encasi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica másabundante.4 5 El estudio de los virus recibe el nombre de virología,6 una rama de lamicrobiología.7 8A diferencia de los priones y viroides, los virus se componen de dos o tres partes: sumaterial genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN;una cubierta proteica que protege a estos genes —llamada cápside— y en algunostambién se puede encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentranfuera de la célula —denominada envoltura vírica—. Los virus varían en su forma, desdesimples helicoides o icosaedros hasta estructuras más complejas. El origen evolutivo delos virus aún es incierto, algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos(fragmentos de ADN que se mueven entre las células), mientras que otros podríanhaberse originado desde bacterias. Además, desde el punto de vista de la evolución deotras especies, los virus son un medio importante de transferencia horizontal de genes,la cual incrementa la diversidad genética.9Los virus se diseminan de muchas maneras diferentes y cada tipo de virus tiene unmétodo distinto de transmisión. Entre estos métodos se encuentran los vectores detransmisión, que son otros organismos que los transmiten entre portadores. Los virusvegetales se propagan frecuentemente por insectos que se alimentan de su savia, comolos áfidos, mientras que los virus animales se suelen propagar por medio de insectoshematófagos. Por otro lado, otros virus no precisan de vectores: el virus de la gripe(rinovirus) se propaga por el aire a través de los estornudos y la tos y los norovirus sontransmitidos por vía fecal-oral, o a través de las manos, alimentos y agua contaminados.Los rotavirus se extienden a menudo por contacto directo con niños infectados. El VIHes uno de los muchos virus que se transmiten por contacto sexual o por exposición consangre infectada.10No todos los virus provocan enfermedades, ya que muchos virus se reproducen sincausar ningún daño al organismo infectado. Algunos virus como el VIH pueden producirinfecciones permanentes o crónicas cuando el virus continúa replicándose en el cuerpo
    • evadiendo los mecanismos de defensa del huésped.11 12 13 En los animales, sin embargo,es frecuente que las infecciones víricas produzcan una respuesta inmunitaria queconfiere una inmunidad permanente a la infección. Los microorganismos como lasbacterias también tienen defensas contra las infecciones víricas, conocidas comosistemas de restricción-modificación. Los antibióticos no tienen efecto sobre los virus,pero se han desarrollado medicamentos antivirales para tratar infeccionespotencialmente mortales.14[editar] Materia en suspensión y materia disueltaA efectos del tratamiento, la gran división es entre materia en suspensión y materiadisuelta. • La materia en suspensión se separa por tratamientos físicoquímicos, variantes de la sedimentación y filtración. En el caso de la materia suspendida sólida se trata de separaciones sólido - líquido por gravedad o medios filtrantes y, en el caso de la materia aceitosa, se emplea la separación L-L, habitualmente por flotación. • La materia disuelta puede ser orgánica, en cuyo caso el método más extendido es su insolubilización como material celular (y se convierte en un caso de separación S-L) o inorgánica, en cuyo caso se deben emplear caros tratamientos físicoquímicos como la ósmosis inversa.Los diferentes métodos de tratamiento atienden al tipo de contaminación: para lamateria en suspensión, tanto orgánica como inorgánica, se emplea la sedimentación y lafiltración en todas sus variantes. Para la materia disuelta se emplean los tratamientosbiológicos (a veces la oxidación química) si es orgánica, o los métodos de membranas,como la ósmosis, si es inorgánica.[editar] Principales parámetrosLos parámetros característicos, mencionados en la Directiva Europea, son: • Temperatura • pH • Sólidos en suspensión totales (SST) o • Materia orgánica valorada como DQO y DBO (a veces TOC) • Nitrógeno total Kjeldahl (NTK) • Nitrógeno amoniacal y nitratosTambién hay otros parámetros a tener en cuenta como fósforo total, nitritos, sulfuros,sólidos disueltos.[editar] Influencias en el medio receptorDefinición de contaminación según el Reglamento del Dominio Público Hidráulico: "Seentiende por contaminación, a los efectos de la Ley de Aguas, la acción y el efecto deintroducir materias o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo
    • directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación conlos usos posteriores o con su función ecológica."1 1. Vertido de sustancias orgánicas degradables: producen una disminución del oxígeno disuelto, ya que los microorganismos que degradan la materia orgánica consumen oxígeno para su oxidación. Si la demanda de oxígeno es superior a la aireación por disolución de oxígeno atmosférico, se puede llegar a un ciclo anaerobio: se consume oxígeno combinado en lugar de molecular, creándose un ambiente reductor, con la aparición de amoníaco, nitrógeno y ácido sulfhídrico, y la reducción de sulfatos a sulfuros; el agua se torna oscura, de olor desagradable y con gérmenes patógenos. 2. Incorporación de compuestos tóxicos, tanto orgánicos como inorgánicos. Eliminan los organismos depuradores, o bien inhiben su desarrollo impidiendo reacciones enzimáticas. Intoxican también a varios niveles de la cadena trófica, desde microorganismos hasta animales superiores. 3. Incorporación de materia en suspensión, que reduce la entrada de luz y atasca los órganos respiratorios y filtradores de muchos animales. 4. Alteración del equilibrio salino (balance en sodio, calcio, etc…) y del pH.[editar] Análisis más frecuentes para aguas residuales[editar] Determinación de sólidos totalesMétodo 1. Evaporar al baño María 100 ml de agua bruta tamizada. 2. Introducir el residuo en la estufa y mantenerlo a 105 °C durante 2 horas. 3. Pasarlo al desecador y dejar que se enfríe. 4. Pesar. Sea Y el peso del extracto seco a 105 °C 5. Calcinar en un horno a 525± 25 °C durante 2 horas. 6. Dejar que se enfríe en el desecador. 7. Pesar. Sea Y´ el peso del residuo calcinado. 8. CálculosPeso de la fracción orgánica de los sólidos totales de la muestra=Y-Y´, siendo Y el pesode las materias totales de la muestra e Y’ el peso de la fracción mineral de las materiastotales de la muestra.[editar] Determinación de la DBOArtículo principal: Demanda biológica de oxígenoLa demanda biológica de oxígeno (DBO), es un parámetro que mide la cantidad demateria susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene unamuestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado decontaminación, normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO5), y seexpresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mgO2/l). El método de ensayo sebasa en medir el oxígeno consumido por una población microbiana en condiciones enlas que se ha inhibido los procesos fotosintéticos de producción de oxígeno encondiciones que favorecen el desarrollo de los microorganismos. Es un método queconstituye un medio válido para el estudio de los fenómenos naturales de destrucción de
    • la materia orgánica, representando la cantidad de oxígeno consumido por los gérmenesaerobios para asegurar la descomposición dentro de condiciones bien especificadas delas materias orgánicas contenidas en el agua a analizar.El método pretende medir, en principio, exclusivamente la concentración decontaminantes orgánicos. Sin embargo, la oxidación de la materia orgánica no es laúnica causa del fenómeno, sino que también intervienen la oxidación de nitritos y de lassales amoniacales, susceptibles de ser también oxidadas por las bacterias en disolución.Para evitar este hecho se añade N-aliltiourea como inhibidor. Además, influyen lasnecesidades de oxígeno originadas por los fenómenos de asimilación y de formación denuevas células.[editar] Determinación de la DQOArtículo principal: Demanda química de oxígenoLa demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro que mide la cantidad demateria orgánica susceptible de ser oxidada por medios químicos que hay en unamuestra líquida. Se utiliza para medir el grado de contaminación y se expresa enmiligramos de oxígeno diatómico por litro (mg O2/l). Aunque este método pretendemedir exclusivamente la concentración de materia orgánica, puede sufrir interferenciaspor la presencia de sustancias inorgánicas susceptibles de ser oxidadas (sulfuros,sulfitos, yoduros...).La DQO está en función de las características de las materias presentes, de susproporciones respectivas, de las posibilidades de oxidación, etc. Es por esto que lareproductividad de los resultados y su interpretación no podrán ser satisfechos más queen condiciones de metodología bien definidas y estrictamente respetadas.[editar] Tratamiento del agua residualDiagrama de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales.Artículos principales: Tratamiento de aguas residuales y Saneamiento ecológicoToda agua servida o residual debe ser tratada tanto para proteger la salud pública comopara preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua servida debemos
    • conocer su composición. Esto es lo que se llama caracterización del agua. Permiteconocer qué elementos químicos y biológicos están presentes y da la informaciónnecesaria para que los ingenieros expertos en tratamiento de aguas puedan diseñar unaplanta apropiada al agua servida que se está produciendo.Una Planta de tratamiento de Aguas Servidas debe tener como propósito eliminar todacontaminación química y bacteriológica del agua que pueda ser nociva para los sereshumanos, la flora y la fauna de manera que el agua sea dispuesta en el ambiente enforma segura. El proceso, además, debe ser optimizado de manera que la planta noproduzca olores ofensivos hacia la comunidad en la cual está inserta. Una planta deaguas servidas bien operada debe eliminar al menos un 90% de la materia orgánica y delos microorganismos patógenos presentes en ella.Como se ve en este gráfico, la etapa primaria elimina el 60% de los sólidos suspendidosy un 35% de la DBO. La etapa secundaria, en cambio, elimina el 30% de los sólidossuspendidos y un 55% de la DBO.[editar] Etapas del tratamiento del agua residualEl proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas:pretratamiento, primaria, secundaria y terciaria. Algunos autores llaman a las etapaspreliminar y primaria unidas como etapa primaria.[editar] Etapa preliminarLa etapa preliminar debe cumplir dos funciones: 1. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta 2. 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 agua producida esmayor, por lo que deben instalarse sistemas de regulación de forma que el caudal queingrese al sistema de tratamiento sea uniforme.Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario filtrar elagua para retirar de ella sólidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta función sonlas rejillas, tamices, trituradores (a veces), desgrasadores y desarenadores. En estaetapa también se puede realizar la preaireación, cuyas funciones son: a) Eliminar loscompuestos volátiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por sermalolientes, 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 detratamiento.[editar] Etapa primariaTiene como objetivo eliminar los sólidos en suspensión por medio de un proceso desedimentación simple por gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. Así, paracompletar este proceso se pueden agregar compuestos químicos (sales de hierro,
    • aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto de precipitar el fósforo, los sólidosen suspensión muy finos o aquellos en estado de coloide.Las estructuras encargadas de esta función son los estanques de sedimentaciónprimarios o clarificadores primarios. Habitualmente están diseñados para suprimiraquellas partículas que tienen tasas de sedimentación de 0,3 a 0,7 mm/s. Asimismo, elperíodo de retención es normalmente corto, 1 a 2 h. Con estos parámetros, laprofundidad del estanque fluctúa entre 2 a 5 m.En esta etapa se elimina por precipitación alrededor del 60 al 70% de los sólidos ensuspensión. En la mayoría de las plantas existen varios sedimentadores primarios y suforma puede ser circular, cuadrada a rectangular.[editar] Etapa secundariaTiene como objetivo eliminar la materia orgánica en disolución y en estado coloidalmediante un proceso de oxidación de naturaleza biológica seguido de sedimentación.Este proceso biológico es un proceso natural controlado en el cual participan losmicroorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en un reactor ocuba de aireación, más los que se desarrollan, en menor medida en el decantadorsecundario. Estos microorganismos, principalmente bacterias, se alimentan de lossólidos en suspensión y estado coloidal produciendo en su degradación anhídridocarbónico y agua, originándose una biomasa bacteriana que precipita en el decantadorsecundario. Así, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los quehay que buscar un medio de eliminarlos.En el decantador secundario, hay un flujo tranquilo de agua, de forma que la biomasa,es decir, los flóculos bacterianos producidos en el reactor, sedimentan. El sedimento quese produce y que, como se dijo, está formado fundamentalmente por bacterias, sedenomina fango activo.Los microorganismos del reactor aireado pueden estar en suspensión en el agua(procesos de crecimiento suspendido o fangos activados), adheridos a un medio desuspensión (procesos de crecimiento adherido) o distribuidos en un sistema mixto(procesos de crecimiento mixto).Las estructuras usadas para el tratamiento secundario incluyen filtros de arenaintermitentes, filtros percoladores, contactores biológicos rotatorios, lechos fluidizados,estanques de fangos activos, lagunas de estabilización u oxidación y sistemas dedigestión de fangos.[editar] Etapa terciariaTiene como objetivo suprimir algunos contaminantes específicos presentes en el aguaresidual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domésticos eindustriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la eutrofización, es decir, undesarrollo incontrolado y acelerado de la vegetación acuática que agota el oxígeno, ymata la fauna existente en la zona. No todas las plantas tienen esta etapa ya quedependerá de la composición del agua residual y el destino que se le dará.
    • [editar] Principales pasos del tratamiento de aguas residuales[editar] DesinfecciónLas aguas servidas tratadas normalmente contienen microorganismos patógenos quesobreviven a las etapas anteriores de tratamiento. Las cantidades de microorganismosvan de 10.000 a 100.000 coliformes totales y 1.000 a 10.000 coliformes fecales por 100ml de agua, como también se aíslan algunos virus y huevos de parásitos. Por tal razón esnecesario proceder a la desinfección del agua. Esta desinfección es especialmenteimportante si estas aguas van a ser descargadas a aguas de uso recreacional, aguasdonde se cultivan mariscos o aguas que pudieran usarse como fuente de agua paraconsumo humano.Los métodos de desinfección de las aguas servidas son principalmente la cloración y laiozonización, pero también se ha usado la bromación y la radiación ultravioleta. El másusado es la cloración por ser barata, fácilmente disponible y muy efectiva. Sin embargo,como el cloro es tóxico para la vida acuática el agua tratada con este elemento debe sersometida a decloración antes de disponerla a cursos de agua natural.Desde el punto de vista de la salud pública se encuentra aceptable un agua servida quecontiene menos de 1.000 coliformes totales por 100 ml y con una DBO inferior a 50mg/L.La estructura que se usa para efectuar la cloración es la cámara de contacto. Consiste enuna serie de canales interconectados por los cuales fluye el agua servida tratada demanera que ésta esté al menos 20 minutos en contacto con el cloro, tiempo necesariopara dar muerte a los microorganismos patógenos.[editar] Tratamiento de los fangosLos sedimentos que se generan en las etapas primaria y secundaria se denominanfangos. Estos fangos contienen gran cantidad de agua (99%), microorganismospatógenos y contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se han desarrollado varios métodospara el tratamiento de los fangos e incluyen: digestión anaerobia, digestión aerobia,compostaje, acondicionamiento químico y tratamiento físico. El propósito deltratamiento de los fangos es destruir los microbios patógenos y reducir el porcentaje dehumedad.La digestión anaerobia se realiza en un estanque cerrado llamado digestor y no requierela presencia de oxígeno pues es realizada por bacterias que se desarrollan en suausencia. Para el óptimo crecimiento de estos microorganismos se requiere unatemperatura de 35 ° C. Las bacterias anaerobias degradan la materia orgánica presenteen el agua servida, en una primera fase, a ácido propiónico, ácido acético y otroscompuestos intermedios, para posteriormente dar como producto final metano (60 -70 %), anhídrido carbónico (30%) y trazas de amoníaco, nitrógeno, anhídrido sulfurosoe hidrógeno. El metano y el anhídrido carbónico son inodoros; en cambio, el ácidopropiónico tiene olor a queso rancio y el ácido acético tiene un olor a vinagre.La digestión aerobia se realiza en un estanque abierto y requiere la presencia deoxígeno y, por tanto, la inyección de aire u oxígeno. En este caso la digestión de la
    • materia orgánica es efectuada por bacterias aerobias, las que realizan su actividad atemperatura ambiente. El producto final de esta digestión es anhídrido carbónico y agua.No se produce metano. Este proceso bien efectuado no produce olores.El compostaje es la mezcla del fango digerido aeróbicamente con madera o llantastrituradas, con el objetivo de disminuir su humedad para posteriormente ser dispuesto enun relleno sanitario.El acondicionamiento químico se puede aplicar tanto a los fangos crudos comodigeridos e incluye la aplicación de coagulantes tales como el sulfato de aluminio, elcloruro férrico y los polímeros, los que tienen como función ayudar a la sedimentaciónde las materias en suspensión y solución en el fango; la elutriación o lavado del fango,la cloración y la aplicación de floculante.El tratamiento físico incluye el tratamiento por calor y el congelamiento de los fangos.Una vez concluida la etapa de digestión microbiana, ya sea aerobia o anaerobia, losfangos aún contienen mucha agua (alrededor de un 90%) por lo que se requieredeshidratarlos para su disposición final. Para ello se han diseñado dos métodosprincipales: secado por aire y secado mecánico.[editar] Deshidratación de los fangosSe han hecho diversas estructuras para el secado por aire de los fangos. Entre ellasestán: lechos de arena, lechos asistidos de arena, lagunas de fangos, lechosadoquinados y eras de secado.Para el secado mecánico existen filtros banda, filtros prensa, filtros de vacío ycentrífugas.Los fangos deshidratados deben disponerse en una forma ambientalmente segura. Paraello, según el caso, pueden llevarse a rellenos sanitarios, ser depositados en terrenosagrícolas y no agrícolas o incinerados. La aplicación en terrenos agrícolas requiere queel fango no presente sustancias tóxicas para las plantas, animales y seres humanos. Lohabitual es que sí las contengan por lo que lo normal es que sean dispuestos en rellenossanitarios o incinerados.[editar] Tratamiento de Aguas Residuales por procesosBiotecnológicosEl proceso natural de la limpieza del agua se consigue gracias a una bacteria que sealimenta de los desechos que contienen las aguas servidas. Gracias a esta bacteriaaparecen los sistemas de tratamiento de aguas por medio biológicos de biodigestion,donde por medio de diversos métodos se pone en contacto esta bacteria con el agua paraacelerar el procesos natural. Utilizando una película fija de bacteria en diversas piezasde ingenierías distintas (estudiadas para tener mejor contacto con el agua a la hora delimpiarla) el agua se pone en contacto con la bacteria para provocar una biodigestionmucho más rápida que el proceso natural.
    • En presentación de rodillos, empaques, módulos o molinos la película fija tiene elmismo propósito, la diferencia entre las tecnologías radica en la forma en la que seacelera le propio proceso natural y desde luego en el espacio necesario para construiruna planta de tratamiento de aguas con estas características.En comparación con otras tecnologías y métodos para la limpieza de las aguasresiduales, la película fija es sin duda una de las opciones mas fuertes gracias a sutamaño, fácil utilización, coste y espacio necesario para su construcción.