358041 modulo curso manejo de aguas residuales en pequenas comunidades
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Manejo de Aguas Residuales en Pequeas Comunidades
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS AGRCOLAS, PECUARIAS Y
DEL MEDIO AMBIENTE
358041
MANEJO DE AGUAS RESIDUALES EN PEQUEAS COMUNIDADES
Autor:
Ing. CLAUDIA PATRICIA GMEZ RENDN Candidata a Doctor en Geografa
Magister en Recursos Hidrulicos
Especialista en Evaluacin del Impacto Ambiental
BOGOT
2013
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Manejo de Aguas Residuales en Pequeas Comunidades
CONTENIDO
INTRODUCCIN GENERAL ...........................................................................................................................10 CAPTULO 1. Conceptos bsicos ................................................................................................................12
LLeecccciinn 11.. MMaarrccoo lleeggaall yy nnoorrmmaattiivvoo ................................................................................................................... 12
LLeecccciinn 22.. CCoonnttaammiinnaacciinn hhddrriiccaa ccoonn ffuueenntteess ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess ......................................... 15
LLeecccciinn 33.. EEffeeccttooss ddee llaa ccoonnttaammiinnaacciinn ddeell aagguuaa eenn eell mmeeddiioo aammbbiieennttee ............................ 17
LLeecccciinn 44.. CCoossttooss ddee ssiisstteemmaass ddee ttrraattaammiieennttoo ......................................................................................... 20
LLeecccciinn 55.. SSaalluudd ppbblliiccaa ............................................................................................................................................. 22 CAPTULO 2. Caractersticas de las aguas residuales ..................................................................................26
LLeecccciinn 66.. EEssttiimmaacciinn ddee ccaauuddaalleess ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess ................................................................... 26 Leccin 7. de las aguas residuales .................................................................................................................. 32
LLeecccciinn 88.. DDeetteerrmmiinnaacciinn yy ccllccuulloo ddee llaa DDBBOO55 yy DDQQOO .................................................................... 37
LLeecccciinn 99.. CCaarrbboonnoo oorrggnniiccoo ttoottaall,, rreellaacciinn DDBBOO55//DDQQOO ................................................................... 41
LLeecccciinn 1100.. DDeessttiinnoo ddee llooss ccoonnssttiittuuyyeenntteess ddee llaass AAgguuaass RReessiidduuaalleess ........................................ 42 CAPTULO 3. Criterios de seleccin para el tratamiento de las aguas residuales ........................................47
LLeecccciinn 1111.. CCaarrggaa ccoonnttaammiinnaannttee yy ppoobbllaacciinn eeqquuiivvaalleennttee ................................................................. 47 LLeecccciinn 1122.. OObbjjeettiivvooss ddeell ttrraattaammiieennttoo .............................................................................................................. 50 Leccin 13. Biologa de las aguas residuales52 LLeecccciinn 1144.. PPrriinncciippiiooss ppaarraa llaa sseelleecccciinn ddeell ttrraattaammiieennttoo ................................................................... 56
LLeecccciinn 1155.. RReeaaccttoorreess yy ssuuss mmooddeellooss .............................................................................................................. 59 CAPTULO 4. Tratamiento preliminar..........................................................................................................63
LLeecccciinn 1166.. RReemmoocciinn ddee sslliiddooss ggrruueessooss yy ffiinnooss .................................................................................. 63
LLeecccciinn 1177.. HHoommooggeenniizzaacciinn oo iigguuaallaacciinn ..................................................................................................... 66 LLeecccciinn 1188.. NNeeuuttrraalliizzaacciinn ......................................................................................................................................... 67
LLeecccciinn 1199.. FFlloottaacciinn .................................................................................................................................................... 69
LLeecccciinn 2200.. MMeezzccllaa .......................................................................................................................................................... 74
FFiigguurraa 1188.... TTiippooss ddee mmeezzccllaaddoorreess ........................................................................................................................ 75 CAPTULO 5. Tratamiento primario ............................................................................................................79
LLeecccciinn 2211.. RReemmoocciinn ddee aarreennaass....................................................................................................................... 79
LLeecccciinn 2222.. SSeeddiimmeennttaaddoorreess .................................................................................................................................. 83
LLeecccciinn 2233.. TTaannqquuee ssppttiiccoo ................................................................................................................................... 85
LLeecccciinn 2244.. TTaannqquuee iimmhhooffff ..................................................................................................................................... 88
LLeecccciinn 2255.. PPrroocceessoo aasscceenncciioonnaall ddee mmaannttoo ddee llooddooss aannaaeerroobbiioo .............................................. 90 CAPTULO 6. Tratamiento biolgico .......................................................................................................... 92
LLeecccciinn 2266.. LLooddooss aaccttiivvaaddooss ..9911
LLeecccciinn 2277 ZZaannjjoonneess ddee ooxxiiddaacciinn9955
LLeecccciinn 2288.. FFiillttrrooss ppeerrccoollaaddoorreess....9966
LLeecccciinn 2299.. LLaagguunnaass....9988
LLeecccciinn 3300.. BBiiooddiissccooss.... 11003 CAPTULO 7. Tratamiento de lodos ...........................................................................................................107
LLeecccciinn 3311.. CCaannttiiddaadd yy ccaarraacctteerrssttiiccaass ddee llooddooss .................................................................................. 107
LLeecccciinn 3322.. EEssppeessaammiieennttoo ddeell llooddoo ................................................................................................................. 110
LLeecccciinn 3333.. EEssttaabbiilliizzaacciinn ddeell llooddoo .................................................................................................................. 111
LLeecccciinn 3344.. SSeeccaaddoo ddeell llooddoo ............................................................................................................................... 115
LLeecccciinn 3355.. DDiissppoossiicciinn ddeell llooddoo ....................................................................................................................... 117
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CAPTULO 8. Tratamiento acutico ...........................................................................................................120 LLeecccciinn 3366.. PPllaannttaass aaccuuttiiccaass .............................................................................................................................. 120 LLeecccciinn 3377.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn jjaacciinnttoo ddee aagguuaa ......................................................................................... 122
LLeecccciinn 3388.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn hhuummeeddaalleess ccoonn eessppeejjoo ddee aagguuaa ................................................... 123
LLeecccciinn 3399.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn hhuummeeddaalleess ssiinn eessppeejjoo ddee aagguuaa -- fflluujjoo ssuubbssuuppeerrffiicciiaall.... 125
LLeecccciinn 4400.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn hhuummeeddaalleess ssiinn eessppeejjoo ddee aagguuaa -- fflluujjoo ssuuppeerrffiicciiaall............ 126 CAPTULO 9. Disposicin de efluentes .....................................................................................................128
LLeecccciinn 4411.. EEfflluueenntteess pprroovveenniieenntteess ddee ssiisstteemmaass iinn ssiittuu ................................................................... 128
LLeecccciinn 4422.. AAlltteerrnnaattiivvaass ddee ddiissppoossiicciinn iinn ssiittuu ....................................................................................... 130
LLeecccciinn 4433.. RReeuuttiilliizzaacciinn ddee eefflluueenntteess ........................................................................................................... 132
LLeecccciinn 4444.. AAuuttooddeeppuurraacciinn .................................................................................................................................. 133
LLeecccciinn 4455.. MMooddeellooss ddee OOxxggeennoo ddiissuueellttoo eenn rrooss ............................................................................... 135 TRABAJOS CITADOS ...................................................................................................................................138
WEBGRAFIA CONSULTADA 138
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Dotacin en funcin del nivel de complejidad del sistema .27
Tabla 2. Coeficiente de retorno en funcin del nivel de complejidad del sistema 27
Tabla 3. Composicin de las aguas residuales domsticas ..32
Tabla 4. Valores tpico de k, K, L 37
Tabla 5. Produccin percpita 47
Tabla 6. Poblacin equivalentes para diferentes industrias ...48
Tabla 7. Objetivo de tratamiento .51
Tabla 8. Organismos indicadores de contaminacin ..51
Tabla 9. Clasificacin de las aguas en funcin del nmero de coliformes 53
Tabla 10. Factores para la seleccin de procesos de tratamiento 56
Tabla 11. Relacin constituyente - limitante - tratamiento 57
Tabla 12. Caracterstica diseo de rejas ...63
Tabla 13. pH de soluciones de cal a 25 C ..67
Tabla 14. Solubilidad de saturacin del aire en el agua a 1 atmsfera .70
Tabla 15. Valores de A/S para diferentes presiones de operacin a 20 C .71
Tabla 16. Valores de k para estimar la potencia necesaria en diversas unidades
de mezcla.76
Tabla 17. Criterios de diseo desarenadores de flujo horizontal 79
Tabla 18. Criterios de diseo para desarenadores aireados ...80
Tabla 19. Criterios de diseo para desarenadores con vrtice 81
Tabla 20. Valores constantes empricas 83
Tabla 21. Informacin tpica para el diseo de sedimentacin primaria ..83
Tabla 22. Criterios de diseo para tanques spticos 85
Tabla 23. Coeficientes de absorcin del terreno ..87
Tabla 24. Criterio de diseo para tanques Imhoff ...88
Tabla 25. Criterio de diseo reactor UASB ....90
Tabla 26. Valores para el diseo de lodos activados ...91
Tabla 27. Produccin de lodo 93
Tabla 28. Requerimiento de oxgeno .94
Tabla 29. Parmetros de diseo zanjones de oxidacin .95
Tabla 30. Criterios de diseo para filtros percoladores .,96
Tabla 31. Criterios de diseo lagunas .99
Tabla 32. Constante Kb para remocin de coliformes 101
Tabla 33. Valores recomendados para diseo de biodisco ...104
Tabla 34. Factor de correccin en funcin del caudal .104
Tabla 35. Cantidad de lodo producido por diversos procesos de tratamiento 106
Tabla 36. Composicin qumica de los lodos crudos y digeridos 108
Tabla 37. Criterios de diseo para espesadores por gravedad .109
Tabla 38. Dimensionamiento de los compartimientos L/hb - ..113
Tabla 39. Dimensionamiento de los digestores 113
Tabla 40. Criterios de diseo para lechos de secado ...114
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Tabla 41. Tasas de aplicacin de lodos 117
Tabla 42. Criterios de diseos sistemas de tratamiento con jacintos de agua ...121
Tabla 43. Criterios de diseo sistemas de tratamiento de aguas residuales crudas
con jacinto de agua ...121
Tabla 44. Criterios de diseo humedales con espejo de agua ..122
Tabla 45. Caractersticas del medio poroso 124
Tabla 46. Criterios de diseo humedales de flujo subsuperficial ..124
Tabla 47. Factores recomendados para sistemas in situ .127
Tabla 48. Constante para la ecuacin de acumulacin de agua .129
Tabla 49. Valores de F ..139
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INDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Enfermedades asociadas a aguas residuales con riesgos indirector....22
Cuadro 2. Enfermedades con contacto fsico con agua contamianda .23
Cuadro 3. Enfermedades por ingetin de aguas contaminadas o no potable ..23
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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO
El contenido didctico del curso acadmico Tratamiento de Aguas Residuales Para
Pequeas Comunidades fue diseado por Claudia Patricia Gmez Rendn, Ingeniera
Sanitaria con amplia experiencia profesional en diseo y construccin de obras hidrulicas
y sanitarias as como en manejo y gestin ambiental, actividades desarrolladas en la
empresa privada y el sector pblico.
El perfil profesional tcnico me permite desempearme como evaluadora y diseadora de
proyectos de ndole hidrulico, civil, sanitario y ambiental as como en asesora,
evaluacin, direccin y ejecucin de proyectos, tambin en gestin, planificacin,
seguimiento, control y fiscalizacin.
Me he desempeado en el campo de la administracin acadmica Universitaria y
docencia. En la primera ejerc como Directora del Programa de Ingeniera Ambiental e
Instituto de Posgrados de la Facultad de Ingeniera, as mismo fui Secretaria Acadmica
para la misma Facultad. Como docente, poseo experiencia, superior a los 15 aos,
orientado actividades acadmicas en temas ambientales y sanitarios en diversas
universidades del pas a nivel pregrado y postgrado.
Actualmente adems de laborar como docente en Instituciones acadmica de formacin
Universitaria y gerenciar un proyecto tcnico de carcter ambiental en el rea de la
actividad minera, adelanto la tesis doctoral como requisito previo para obtener el ttulo de
Doctor en Geografa.
En 2012 este material fue revisado y actualizado por el profesor Omar Javier Ramrez.
Para citar este material por favor hacerlo de la siguiente manera: Gmez, R. (2012).
Tratamiento de aguas residuales para pequeas comunidades. Mdulo didctico. Bogot:
Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD.
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INTRODUCCIN GENERAL
UNIDAD 1. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL TRATAMIENTO
DEL AGUA RESIDUAL CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 111... CCCOOONNNCCCEEEPPPTTTOOOSSS BBBSSSIIICCCOOOSSS
Leccin 1. Marco legal y normativo
Leccin 2. Contaminacin hdrica con fuentes de aguas residuales
Leccin 3. Efectos de la contaminacin del agua en el medio ambiente
Leccin 4. Costos de sistemas de tratamiento
Leccin 5. Salud pblica
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 222... CCCAAARRRAAACCCTTTEEERRRSSSTTTIIICCCAAASSS DDDEEE LLLAAASSS AAAGGGUUUAAASSS RRREEESSSIIIDDDUUUAAALLLEEESSS
Leccin 6. Estimacin de caudales de aguas residuales
Leccin 7. Constituyentes de las aguas residuales
Leccin 8. Determinacin y clculo de la DBO5 y DQO
Leccin 9. Carbono orgnico total
Leccin 10. Le Leccin 10. Destino de los constituyentes de las aguas residuales
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 333... CCCRRRIIITTTEEERRRIIIOOOSSS DDDEEE SSSEEELLLEEECCCCCCIIINNN PPPAAARRRAAA EEELLL TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO DDDEEE LLLAAASSS AAAGGGUUUAAASSS RRREEESSSIIIDDDUUUAAALLLEEESSS
Leccin 11. Carga contaminante y poblacin equivalente
Leccin 12. Objetivos del tratamiento
Leccin 13. Biologa de las aguas residuales
Leccin 14. Principios para la seleccin del tratamiento
Leccin 15. Le Leccin 10. Reactores y sus modelos
UNIDAD 2. TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 444... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO PPPRRREEELLLIIIMMMIIINNNAAARRR
Leccin 16. Remocin de slidos gruesos y finos
Leccin 17. Homogenizacin o igualacin
Leccin 18. Neutralizacin
Leccin 19. Flotacin
Leccin 20. Mezcla
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 555... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO PPPRRRIIIMMMAAARRRIIIOOO
Leccin 21. Remocin de arenas
Leccin 22. Sedimentadores
Leccin 23. Tanque sptico
Leccin 24. Tanque imhoff
Leccin 25. Le Leccin 10. Proceso ascensional de manto de lodos aerobio
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 666... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO BBBIIIOOOLLLGGGIIICCCOOO
Leccin 26. Lodos activados
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Leccin 27. Zanjones de oxidacin
Leccin 28. Filtros percoladores
Leccin 29. Lagunas
Leccin 30. Biodiscos
UNIDAD 3. TRATAMIENTO COMPLEMENTARIO
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 777... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO DDDEEE LLLOOODDDOOOSSS
Leccin 31. Cantidad y caractersticas de lodos
Leccin 32. Espesamiento de lodo
Leccin 33. Estabilizacin del lodo
Leccin 34. Secado del lodo
Leccin 35. Le Leccin 10. Disposicin del lodo
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 888... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO AAACCCUUUTTTIIICCCOOO
Leccin 36. Plantas acuticas
Leccin 37. Tratamiento con Jacinto de agua
Leccin 38. Tratamiento con humedales con espejo de agua
Leccin 39. Tratamiento con humedales con espejo de agua flujo
subsuperficial
Leccin 40. Le Leccin 10. Tratamiento con humedales con espejo de agua flujo superficial
CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 999... DDDIIISSSPPPOOOSSSIIICCCIIINNN DDDEEE EEEFFFLLLUUUEEENNNTTTEEESSS
Leccin 41. Efluentes provenientes de sistemas in situ
Leccin 42. Alternativas de disposicin in situ
Leccin 43. Reutilizacin de efluentes
Leccin 44. Autodepuracin
Leccin 45. Le Leccin 10. Modelos de Oxgeno Disuelto en ros
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UNIDAD 1. CONSIDERACIONES GENERALES PARA
UUUNNNIIIDDDAAADDD 111
CCCOOONNNSSSIIIDDDEEERRRAAACCCIIIOOONNNEEESSS GGGEEENNNEEERRRAAALLLEEESSS PPPAAARRRAAA EEELLL TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO
DDDEEELLL AAAGGGUUUAAA RRREEESSSIIIDDDUUUAAALLL
CCAAPPTTUULLOO 11.. CCoonncceeppttooss bbssiiccooss
La proteccin del medio ambiente involucra no solo la formulacin de medidas sanitario
ambientales cuando sobrevenga un impacto, sino tambin el cumplimiento de las normas
y los reglamentos.
Es as como desde la Constitucin Poltica de Colombia promulgada en 1991 estatuy en
su artculo 8 por dems, uno de los principios orientadores del Estado, Es obligacin del
Estado y de las personas proteger las riquezas culturales y naturales de la nacin.
Complementa lo anterior, el deber adquirido por el propio Estado de proteger la
diversidad e integridad del ambiente expresado en el artculo 79 y, cuando se refiri en
el artculo 366 El bienestar general y el mejoramiento de la calidad de vida de la
poblacin son finalidades sociales del Estado. Ser objetivo fundamental de su actividad
la solucin de las necesidades insatisfechas de salud, de educacin, de saneamiento
ambiental y de agua potable, es decir; al concepto de proteccin del medio ambiente, lo
relacion con saneamiento ambiental, bienestar de la sociedad y mejoramiento de calidad
de vida. De hecho de la responsabilidad no se elude el ciudadano; el artculo 95
precepta que toda persona est en la obligacin de proteger los recursos naturales del
pas dando origen a la subordinacin del inters privado, particularmente cuando se hace
mencin de actividades econmicas, que si bien pueden desarrollarse libremente, de suyo
deben hacer compatible el desarrollo econmico sostenido con la necesidad de preservar
y mantener un ambiente sano.
LLeecccciinn 11.. MMaarrccoo lleeggaall yy nnoorrmmaattiivvoo
No es posible abstraerse de la obligacin del cumplimiento de la Constitucin Poltica de
Colombia, leyes, decretos y reglamentos que propendan por la conservacin del ambiente
cuando las aguas servidas se pretendan disponer sobre el agua superficial o conectarse a
un alcantarillado ya que la norma tiene como objetivo la preservacin de la calidad
hdrica.
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1.1 Ordenamiento jurdico aplicable a vertimientos
Ley
Ley 23 del 19 de 1973, por medio de la cual Plantea la necesidad de proteger
los recursos naturales renovables, fija lmites mnimos de contaminacin y
establece sanciones por violacin de las normas. Se faculta al Presidente de la
Repblica para expedir el Cdigo de los Recursos Naturales y de Proteccin al
Medio Ambiente.
Decreto Ley 2811 de 18 de diciembre de 1974. se dicta el Cdigo Nacional de
Recursos Naturales Renovables y de Proteccin al Medio Ambiente.
Ley 9 de 24 de enero 1979. Por el cual se dictan medidas sanitarias
Ley 99 de 23 de diciembre de 1993. Por el cual se crea el Ministerio de Medio
Ambiente, se reordena el Sector Pblico encargado de la gestin y conservacin
del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema
Nacional Ambiental SINA, y se dictan otras disposiciones.
Decreto
Decreto 1594 de 1984. Parcialmente vigente. Por el cual se reglamenta parcialmente el Ttulo I de la Ley 9 de 1979, as como el Captulo II del Ttulo
VI -Parte III- Libro II y el Ttulo III de la Parte III -Libro I- del Decreto - Ley 2811
de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos lquidos
Decreto 1875 de 2 de agosto de 1979, Por el cual se dictan normas sobre la
prevencin de la contaminacin del medio marino y otras disposiciones
Decreto 3100 de 30 de octubre de 2003. Por medio del cual se reglamentan la
tasas retributivas por la utilizacin directa del agua como receptor de los
vertimientos puntuales y se toman otras determinaciones
Decreto 3440 de 21 de octubre de 2004. Por el cual se modifica el Decreto
3100 de 2003 en aspectos de la implementacin de la tasa retributiva
Decreto 3930 de 25 de octubre de 2010. Por el cual se reglamenta
parcialmente el Ttulo I de la Ley 9 de 1979, as como el Captulo II del Ttulo
VI-Parte III- Libro II del Decreto - Ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua
y residuos liquidas y se dictan otras disposiciones
Decreto 4728 de 23 de diciembre de 2010. Por el cual se modifica
parcialmente el decreto 3930 de 2010
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Resolucin
Resolucin 2145 de 23 de diciembre de 2005. Por la cual se modifica
parcialmente la Resolucin 1433 de 2004 sobre Planes de Saneamiento y
Manejo de Vertimientos, PSMV
Resolucin 1433 de 13 de diciembre de 2004. por la cual se reglamenta el
artculo 12 del Decreto 3100 de 2003, sobre Planes de Saneamiento y Manejo de
Vertimientos, PSMV y se adoptan otras determinaciones
Resolucin 075 de 24 de enero de 2011. Por el cual se adopta el formato de reporte sobre el estado de cumplimiento de la norma de vertimientos puntual al alcantarillado pblico
1.2 Seguimiento al cumplimiento normativo
Las Autoridades Ambientales Regionales y territoriales estn en la obligacin de hacer el
seguimiento a los vertimientos que se realicen sobre los cuerpos hdricos superficiales con
el propsito de verificar el cumplimiento de la norma impuesta al generador de la
descarga.
No lo olvides: Se debe autodeclarar el vertimiento ante la Autoridad Ambiental !
Cul es la utilidad de la aplicacin de la norma? Cumplir con lo mandado en la ley los reglamentos Conocer el nivel de concentracin del vertimiento para
efectos de calcular la tasa retributiva Conocer el nivel de concentracin del vertimiento para
establecer el cumplimiento del lmite permisible impuesto por la Autoridad Ambiental
Calcular la remocin del sistema de tratamiento de agua residual
Definir la tecnologa a utilizar en funcin del lmite permisible del vertimiento
Acogiendo lo que dice la norma, las
autoridades ambientales expiden sus
propios reglamentos en aras de preservar
los cuerpos de agua, conocidos en el
ordenamiento jurdico como Acuerdos
Revisa las normas http://www.minambiente.gov
.co/contenido/contenido.as
px?catID=991..
Acogiendo lo que dice la norma, las
autoridades ambientales expiden sus
propios reglamentos en aras de preservar
los cuerpos de agua, conocidos en el
ordenamiento jurdico como Acuerdos
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Manejo de Aguas Residuales en Pequeas Comunidades
LLeecccciinn 22.. CCoonnttaammiinnaacciinn hhddrriiccaa ccoonn ffuueenntteess
ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess
La contaminacin hdrica es el resultado de la descarga incontrolada de aguas residuales
sobre las fuentes superficiales y masas de agua, la que tiene mayor o menor intensidad
dependiendo de la concentracin del contaminante, el volumen de agua que lo incluye y
el oxgeno disuelto presente en el cuerpo receptor.
Los efectos se evalan analizando el perfil de Oxgeno Disuelto en la corriente (Orozco
J. A. y Salazar, 1987, pag: 26), as como la concentracin de nitritos, nitratos, fosfatos, y
la carga de microorganismos.
Es importante conocer que aunque la recoleccin de las aguas residuales se remonta a
tiempos antiguos, el tratamiento de las mismas es relativamente reciente ya que se inici
hacia finales de los aos 1800 y con mayor intensidad hacia inicios del siglo pasado,
siendo la teora de los grmenes () [expuesta por] Koch y Pasteur, la que seal el
comienzo de una nueva poca en la higiene (Eddy & Metcalf, 1981, pg 5).
Han sido las prcticas Inglesa y Norteamericana las pioneras del tratamiento del agua
residual. La primera se orienta hacia la construccin de alcantarillados por ocasin de la
epidemia de clera de mitad del siglo XX, adicionalmente; el pequeo tamao de los rios
britnicos desencadenaron el problema de la contaminacin. Entre tanto en Norteamrica,
por influencia de la investigacin sobre aguas residuales adelantanda en la estacin
experimental Lawrence en Massachussetts, el tema tom una importante connotacin,
particularmente por que en la poca no se consiguieron suficientes zonas para el
tratamiento de stas en el suelo, tcnicas que a la fecha an se utilizan.
Efectos relevantes por ocasin de la contaminacin
Devastacin ecolgica de la regin que cruza la corriente receptor
Terminacin de la vida acutica Transmisin de enfermedades hdricas Destruccin de zonas de recreacin Eutroficacin de lagos, embalses
Deterioro de produccin energtica
Revisa este video
http://www.youtube.com/watch?v=dZGxH5rCtWA
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2.1 Fuentes de contaminacin hdrica
Son cuatro las fuentes fundamentales de aguas residuales: (1) aguas domsticas o
urbanas, (2) aguas residuales industriales, (3) aguas de escorrenta de uso agricola y, (4)
pluviales. Las escorrentas de usos agricolas que arrastran fertilizantes (fosfatos) y
pesticidas constituyen hoy en da una de las mayores causas de eutroficacin de lagos y
pantanos. Normalmente las aguas residuales, tratadas o no, se descargan finalmente a un
receptor de aguas superficiales (mar, ro, lago,etc.). (Ramalho, R.S., 1996; pg 10).
2.1.1 Fuentes Domsticas o Urbanas:
Corresponden a las cargas de residuos
de origen domstico y pblico que
constituyen las aguas residuales
municipales (lavado de ropa, bao,
desperdicios de cocina, limpieza y
preparacin de alimentos y lavado de
loza, etc.). Figura
1.
Figura 1. Fuentes de aguas residuales domsticas
Las concentraciones urbanas de poblacin constituyen una de las mayores fuentes de
contaminacin, debido a los grandes volmenes de aguas residuales domsticas
producidas, las cuales, en su mayor parte, son colectadas por los sistemas de
alcantarillado (Ramos, Seplveda y Villalobos, 2003). Existen principalmente dos fuentes
de aguas domsticas o urbanas, que corresponden a las provenientes de zonas
residenciales y de zonas comerciales.
2.1.2 Fuentes Industriales. Son las descargas originadas por el desarrollo de actividades
correspondientes a la extraccin y transformacin de recursos naturales en bienes de
consumo y satisfactores para la poblacin. Figura 2.
La actividad industrial incluye todos los
procesos que constituyen desde
exploracin, explotacin, transformacin
hasta la obtencin de productos que
finalmente son dirigidos al consumidor
final, algunas actividades en la indutria
son: qumica, petroqumica, de plsticos,
de papel, electrnica, metalrgica,
maderera, fundicin, galvanoplastica, textil
Figura 2. Fuentes de aguas residuales industriales
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Cada una de estas industrias descarga volumenes considerables de aguas residuales, cuya
naturaleza fisicoqumica depender del tipo de proceso.
2.1.3 Fuentes Agropecuarias. Son los afluentes de instalaciones dedicadas a la crianza de
ganado, as como las aguas de retorno de los campos agrcolas. Como consecuencia del
uso de herbicidas, plaguicidas y fertilizantes, para el control de plagas y aumento de la
productividad, las aguas arrastran restos de estos compuestos hasta los cuerpos
receptores.
2.1.4 Fuentes Pluviales. La contaminacin debida a escurrimientos de agua pluvial es de
origen natural, se da principalmente por el arrastre de materia orgnica muerta, as como
productos inorgnicos generados por la erosin en los suelos. Ibid.
LLeecccciinn 33.. EEffeeccttooss ddee llaa ccoonnttaammiinnaacciinn ddeell aagguuaa
eenn eell mmeeddiioo aammbbiieennttee
El agua residual representa serios peligros para el ambiente y la salud al ser la
responsable de alterar la calidad de los cuerpos receptores, contaminar los suelos por
donde escurre y llevar organismos patgenos que pueden afectar al ser humano Ibid,
pg 31.
El agua como prinicipal recurso afectado deteriora por su presencia de sedimentos
corales y otros animales que se encuentran en los arrecifes, no pudiendo tomar la luz
necesaria para sobrevir (www.sermanat.gov.mx).
Una vez se descarga el agua residual orgnica sobre una fuente de agua superficial, se
inicia un proceso de recuperacin con cuatro zonas claramente definidas: degradacin,
descomposicin activa, recuperacin activa, aguas limpias.
Fuentes de contaminacin del agua
Fuentes Domsticas o urbanas Fuentes Industriales
Fuentes Agropecuarias
Fuentes Pluviales
Revisa este video
http://www.youtube.com/watch?v=Bi0hPN6m7w4
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Degradacin. Se origina justo en el punto donde se realiza la descarga, siendo su
primer efecto el cambio de color al tornarse turbia, siempre que haya suficiente
presencia de slidos suspendidos. A rengln seguido por efecto de la descomposicin
de la materia orgnica se incrementa significativamente el nmero de microorganismos,
bacterias principalmente. Otros parmetros como el nitrgeno orgnico se convierte en
nitrgeno amoniacal.
Zona de descomposicin activa. Inicia esta zona cuando el nivel de oxgeno disuelto
alcanza los 3.5 mg/L y por lo tanto el nivel de saturacin refleja disminucin
apareciendo una fase anaerobia y gases tales como el sulfdrico y los mercaptanos.
Otra de las caractersticas de esta zona es el color del agua que se intensifica. Al
oxidarse casi toda la materia orgnica, el oxgeno recuperado en la reaireacin propia
de cualquier cuerpo hdrico superficial comienza a elevar los niveles de oxgeno
disuelto alcanzando niveles pequeos de saturacin (menor al 40%).
Zona de recuperacin activa. Dado el incremento de oxgeno proveniente de la zona
anterior, la materia orgnica comienza a disminuir y con ella, el nitrgeno orgnico se
ha nitrificado convirtiendose en nitratos que junto con los fosfatos se vuelven en el
alimento de algas presentes en los cuerpos de agua.
Zona de aguas limpias. El ro se encuentra en condiciones de limpieza, es decir se
ha recuperado. Sin embargo, sus caractersticas jams sern iguales a las originales.
Es de anotar que por la descarga de aguas residuales a los cuerpos receptores, se
consideran dos efectos principales que desequilibran el funcionamiento de los
ecosistemas, a saber: Disminucin del Oxgeno Disuelto (OD) y formacin de depsitos de
lodos en el medio acutico.
La figura 3 muestra la concentracin de Oxgeno Disuelto (mg/L) a travs del tiempo y
despus de una descarga inicial de aguas residuales de origen orgnico sobre un cauce
superficial, observndose que el Oxgeno Disuelto se comienza a recuperar en el cauce a
80 km aguas abajo y despus de 4 das, debido a factores naturales que contribuyen a
la oxigenacin del agua. (Ramalho, Op. cit., 1996).
A partir de all, el incremento de la
curva se hace notorio y por
consiguiente la disminucin de la
Demanda Bioqumica de Oxgeno
DBO5 indicando la recuperacin de
la calidad del agua.
Figura 3. Curvas de Oxgeno Disuelto y Demanda Bioqumica de Oxgeno
(Orozco J. A. y Salazar, 1987)
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Lodos tambien son el resultado de la contaminacin orgnica e inorgnica, los que se
reducen a travs de la escala de tiempo por descomposicin, accin de bacterias y otros
organismos. El nico tipo de algas que puede crecer son las llamadas algas azul
verdosas, caractersticas de aguas contaminadas; stas pueden cubrir las piedras de los
mrgenes hacindolos resbaladizos y pueden llegar a dar olores molestos en su
descomposicin estacional [como se observa en la figura 4]. (Ibid. pag: 21).
Figura 4. Perfl depsitos de lodos. (Ramalho, R.S., 1996; pg 17)
La cantidad de lodos presentes en el fondo del cauce se presentan con mayor rigor en
los primeros kilmetros de un curso de agua, posteriormente su volumen disminuye hasta
hacerse constante en el tiempo.
Finalmente, a causa de la contaminacin, tambin se genera una aceleracin del proceso
de eutroficacin (envejecimiento). Como se muestra en la figura 5, el enriquecimiento y la
sedimentacin son los principales contribuyentes al proceso de envejecimiento. La
vegetacin en la orilla y las plantas acuticas superiores utilizan parte de los nutrientes
que llegan, crecen abundantemente y en consecuencia retienen los sedimentos. El lago
gradualmente se va rellenando por acumulacin de plantas y sedimentos en el fondo y
Importancia del oxgeno disuelto
Muchos de los organismos dependen del oxgeno disuelto para mantener los procesos metablicos, obtener energa y efectuar su reproduccin
El oxgeno disuelto es el principal indicador de contaminacin de una masa de agua, pues la Materia Orgnica (MO) contenida en ella tiene como efecto directo el consumo del Oxgeno Disuelto (Orozco J. A. y Salazar, 1987).
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hacindose ms pequeo su volumen por la invasin de la vegetacin en las orillas,
pudiendo llegar a ser tierra firme Ibid.
Figura 5. Eutrofizacin. Proceso de envejecimiento en la evolucin ecolgica
(Ramalho, R.S., 1996), pg 23
LLeecccciinn 44.. CCoossttooss ddee ssiisstteemmaass ddee ttrraattaammiieennttoo
En funcin de la localizacin geogrfica, precio de los materiales y salarios relacionados
con la construccin son variables que inciden en el costo del sistema de tratamiento de
aguas residuales. Su estimacin se realiza utilizando el ndice de costos de construccin
o costos de inversin. Los sistemas requieren de importante flujo de caja por lo que
reutilizar efluentes se convierte en una opcin de reinversin, consideracin que implica
eficiencias altas de remocin de la contaminacin es decir; la calidad hdrica esperada en
el efluente debe encontrarse en el marco de los lmites establecidos para aguas
residuales. Al evaluar un proceso de tratamiento de aguas residuales especfico es
importante estimar la relacin costo/beneficio, es decir; entre el beneficio derivado del
tratamiento para obtener agua de una calidad especfica y el costo en conseguir el grado
de calidad Ibid, pg 11.
Otra forma til de evaluar el valor de una planta de tratamiento de aguas residuales
consiste en utilizar costos de inversin per cpita, los cuales sirven para proyectar
El costo/beneficio de los tratamientos de agua se evala con base en la calidad de agua requerida, para ser vertida a un
cuerpo de agua o alcantarillado (receptor) o para ser
reutilizada.
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inversiones futuras en el rea de saneamiento. A nivel de prefactibilidad es conveniente
contar con costos de referencia para un sistema de tratamiento, reconociendo que el
costo real puede ser muy diferente, segn la localidad y las condiciones de construccin.
Es posible conocer los costos de sistemas de tratamiento para aguas residuales
domsticas en Colombia en funcin del tratamiento diferenciando la fase de construccin
y operacin.
4.1 Costos de un proyecto
La decisin de la tecnologa a implementar muchas veces depende del tipo de inversin,
seleccionando usualmente la que presenta el mnimo costo, ste ltimo depende del costo
inicial de cada componente, costos de operacin, mantenimiento y vida til del sistema
de tratamiento de aguas residuales.
La ecuacin del costo total anual se puede obtener mediante la ecuacin 4.1
Oi
iR
i
iVCiCCTA
xn
soo
1)1(
*
1)1(
*)(* 4.1
CTA = Costo total anual del proyecto - $
Co = Costo inicial del proyecto - $
I = Tasa de inters anual o tasa mnima de retorno - %
Vs = Valor del salvamento del proyecto o valor proyectado al final del ao n - $
n = Vida til del proyecto o periodo de diseo - aos
R = Costo de reparacin inicial principal - $
X = Periodo de realizacin de la reparacin inicial - aos
O = Costo anual de operacin y mantenimiento
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LLeecccciinn 55.. SSaalluudd ppbblliiccaa
Los contaminantes en el agua ocasionan diversos efectos en la salud pblica de acuerdo
con sus propiedades. La contaminacin microbiana de los cuerpos receptores es de gran
preocupacin por sus repercusiones sobre la salud del hombre, ya que muchos de los
microorganismos causantes de enfermedades son ampliamente distribuidos por las aguas.
Sin embargo, agentes causales de las infecciones entricas se localizan en el tracto
intestinal y se elimina mediante deyeccin.
Las infecciones producidas por parsitos que viven en el intestino del hombre originan la
enteroparasitosis; quistes y helmintos eliminados son los que constituyen fuentes de
infeccin. La figura 6 muestra las diferentes vas de transmisin de enfermedades
intestinbales.
En el mecanismo de la enfermedad intervienen: a) Fuente infectante o reservorio (agente),
b) va de transmisin (ambiente), c) Susceptible (husped) (Unda O., F., 1993, pg 5).
Figura 6. Va de transmisin enfermedades intestinales . Adaptado de Unda, 1993.
Los riesgos que se asocian a la contaminacin del agua estn directamente relacionados
con el tiempo: los de corto plazo son aquellos que se suscitan desde horas despus de
la ingestin de agua o productos contaminados con estas hasta varias semanas despus.
Amrica Latina y El Caribe al contar con un bajo porcentaje de sistemas de tratamiento
de aguas residuales principalmente domsticas, por el nmero de enfermedades
diarrericas y gastroentricas, en la regin, estas se ubican entre las 3 (tres) principales
causas de muerte (www.bvsde.paho.org).
Enfermo o portador
Manos/ alimentos Excrementos
Vertimientos
Cuerpo hdrico superficial / Infiltracin
Productos alimenticios
irrigados con aguas servidas
Persona expuesta
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Los riesgos asociados a mediano plazo hacen mencin de la presencia de metales
pesados en el agua como arsnico, plomo, cadmio y mercurio. Entre tanto, los plaguicidas
se tipifican como los que generan riesgos asociados al agua pero de largo plazo. Ibid.
Larga es la lista de las enfermedades que son transmitidas por aguas contaminadas entre
ellas: Anquilostomiasis, Ascariasis, Clera, Dengue, Dracunculosis, Disentera ambica,
Disentera bacilar y fiebre paratifoidea. Los cuadros siguientes de 1 a 3 muestran
diferentes enfermedades relacionadas con este tipo de aguas.
Cuadro 1. Enfermedades asociadas a aguas residuales con riesgos indirectos
Enfermedad Vector Agente etiolgico Sntomas
Malaria Mosquito
Anofeles
Plasmodium - P.
falciparum, P. vivax, P.
ovale y P. malariae.
Fiebre y anemia, escalofros, dolor en las
articulaciones y dolor de cabeza. En la
masa cerebral, los glbulos rojos infectados
obstruyen los vasos sanguneos del cerebro.
Puede daar otros rganos vitales y a
menudo conduce a la muerte del paciente
Dengue Mosquitos
Aedes.
Virus del Dengue. El
virus tiene cuatro
variedades (serotipos):
Den-1, Den-2, Den-3 y
Den-4.
Dolor de cabeza, prdida del apetito,
nuseas y vmitos, dolores musculares y
articulares, erupciones en la piel,
hemorragias, cada abrupta de la presin
arterial (hipotensin), disminucin de la
circulacin de sangre perifrica (piel fra) y
manifestaciones hemorrgicas a distintos
niveles
Leptospirosis Ratas,
Perros -
Fiebre repentina, escalofros, dolor de
cabeza, dolores severos de cuerpo y fatiga.
puede afectar el hgado, riones el
sistema nervioso
Peste
Peste
bubnica;
peste
neumnica;
peste
septicmica
Picadura
de la
pulga o la
ingestin
de las
heces de
las pulgas
Yersinia pestis
Comienzo sbito de fiebre alta, escalofros,
malestar general, dolores musculares, dolor
de cabeza severo, inflamaciones de
apariencia ovalada, convulsiones
Nota: Adaptado de Femica y otros
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Cuadro 2. Enfermedades por contacto fsico con agua contaminada
Enfermedad Causa-origen Agente etiolgico Sntomas
Dermatitis
erisipeloide (B)
Agua contaminada
con Residuos
Crnicos
Erisipelotthrix
Erupciones de la piel
salmonelosis Excretas personas
animales afectadas Salmonella
Diarrea leve severa, fiebre, dolor
abdominal, dolor de cabeza, y de
vez en cuando vmito
Uncinaria,
anquilostomiasis
(P)
Larvas en heces
fecales Humanas que
Penetran piel
Anchilostoma
duodenale
Afectacin en el intestino delgado
Ascariasis Condiciones sanitarias
precarias
Ascaris
lumbricoides
Asintomtico, sin embargo algunos
sntomas atpicos son: tos,
dificultad para respirar, dolor en el
estmago y oclusin intestinal
Ceguera debido
al tracoma
Contacto directo con
secreciones del ojo,
nariz y garganta de
individuos enfermos o
por contacto con
objetos que pueden
haber estado en
contacto con estas
secreciones
Chlamydia
trachomatis
Secrecin ocular, prpados
inflamados, pestaas invertidas,
inflamacin de los ganglios
linfticos justo delante de las
orejas, opacidad de la crnea,
cicatrizacin severa ocular
Ascariasis condiciones sanitarias
precarias
Ascaris
lumbricoides
La mayora de la gente no tiene
sntomas. tos y tener dificultad para
respirar, dolor en el estmago y
oclusin intestinal
Dermatosis Tia
(H)
Ambientes hmedos
contaminados
Mycrosporum
Trychophyton
Piel dermatofitosis
Nota: Adaptado de Femica y otros
Cuadro 3. Enfermedades por ingestin de agua contaminada o no potable
Enfermedad Causa-origen Agente etiolgico Sntomas
Diarrea aguda
Ingestin de agua no
potable o
contaminada con
microorganismos
patgenos
Rotavirus,
Shigella sp.,
Salmonella sp.,
Campylobacter
jejuni,
Cryptosporidium,
Giardia lambia
Elevada secrecin intestinal de agua
Clera
Ingestin de agua o
comida contaminadas.
Recientemente, un
tipo de vibrin ha
sido asociado al
consumo de
Vibrio cholera
Diarrea acuosa y masiva., aumento
de la secrecin de agua y
minerales (electrolitos) en la luz del
intestino
Cuadro 2. (Cont).
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mariscos, en especial
ostras crudas
Disentera
Epidmica
Contacto de persona
a persona, agua y
comida contaminadas
Shiguela
disentrica tipo
1 (Sd1), tambin
conocida como
el bacilo Shiga
La disentera puede describirse
simplemente como una diarrea con
sangre. La enfermedad tambin
incluye calambres abdominales,
fiebre y dolor rectal. Las
complicaciones menos comunes
incluyen infeccin, ataques y
problemas de rin
Fiebre Tifoidea
Transmisin por va
fecal - oral mediante
agua o alimentos
contaminados
Salmonella tiphi
Fiebre prolongada, dolor abdominal,
diarrea, delirio, manchas rosadas.
A veces se complica con
perforacin o hemorragia
Hepatitis A
La enfermedad se
trasmite por agua o
comida contaminadas
con el virus de la
hepatitis A
Virus de la
hepatitis A
Semejantes a los del resfro comn,
pero la piel y los ojos pueden
tornarse amarillos (ictericia) debido
a que el hgado no puede filtrar la
bilirrubina de la sangre
Shigelosis
Se transmite por va
fecal - oral por
transmisin. de
persona a persona
por manos
contaminadas
Shigella flexneri.
Se caracteriza por fiebre, dolor
abdominal y tenesmo
El Sndrome
Urmico
Hemoltico (SUH)
Condiciones sanitarias
precarias, en especial
agua no potable
Escherichia coli
Afecta los riones y algunos otros
rganos causando insuficiencia
renal aguda y/o crnica. Diarrea
sanguinolenta con poca o ninguna
fiebre, palidez intensa y dolores
abdominales severos
Nota: Adaptado de Femica y otros
Tambin la contaminacin inorgnica es causante de enfermedades. La toxicidad que
representan los metales pesados (plomo, mercurio, cadmio); los nitratos y nitritos causan
de la metahemoglobinemia a concentraciones mayores de 45 mg/L; el arsnico
concentrado a 0,6 a 0,8 mg/L ocasiona intoxicacin endmica y cncer; y la fluorosis y
ostiofluorosis provocadas por los fluoruros.
Cuadro 3. (Cont.).
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CCAAPPTTUULLOO 22.. CCaarraacctteerrssttiiccaass ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess
Expresar que las aguas se clasifican en naturales, lluvias y residuales es una afirmacin
que se soporta en sus caractersticas para lo cual, las determinaciones analticas, es
decir; las mediciones cuantitativas, son las que establecen el nivel de concentracin de
cada uno de los parmetros relativos a la calidad de las aguas. Conocer el nivel de
contaminacin debe acompaarse del establecimiento de la cantidad de agua con el
propsito de evaluar no solo la intensidad de la misma sino la carga msica que la
contiene.
LLeecccciinn 66.. EEssttiimmaacciinn ddee ccaauuddaalleess
ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess
El volumen de aguas residuales aportadas a un sistema de recoleccin y evacuacin est
integrado por las aguas residuales domsticas, industriales, comerciales e institucionales y
el diseo de una planta de tratamiento de aguas residuales normalmente se estima con
base en el caudal diario promedio, pero; como este vara con el tiempo, los sistemas
deben ser diseadas teniendo en cuenta periodos crticos de operacin causadas por
variacin de caudal, (caudal punta o pico) concentracin de contaminantes y carga
contaminante (carga msica) (Metcalf & Eddy, Op.Cit.).
6.1 Variacin de caudal de las aguas residuales
En la medida que pasa el da, los caudales de aguas residuales varan, observndose que
los caudales mnimos se presentan durante las primeras horas de la maana, usualmente
corresponden a ellos son los aportes de escapes, infiltraciones y exiguas cantidades de
aguas residuales. Los caudales punta se presentan generalmente al finalizar la maana y
la tarde. La figura 7 representa la variacin tpica de caudales y calidad de aguas
residuales.
Figura 7. Variacin horaria de caudal y calidad del agua residual.
Adaptado por La autora
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Comparar los valores numricos de caudales mximos para diferentes plantas de
tratamiento, requiere de su normalizacin, parmetro conocido como factor pico, el que
obtiene utilizando la ecuacin 6.1
promedioCaudal
promediomximoCaudalFPpicoFactor
6.1
Para conocer el factor pico promedio se realiza el siguiente procedimiento:
Determinar el caudal promedio para el periodo de anlisis
Obtener de los registros, los caudales mximos en un da. Ver figura 8
Figura 8. Caudal pico. La autora
6.2 Estimacin del caudal de aguas residuales domsticas
Los caudales residuales tambin se pueden calcular en funcin de la cantidad de agua
consumida. Para ello se aplica la ecuacin 6.2
86400
** RPCQD 6.2
Donde:
QD = Caudal de aguas residuales L/s
C = Consumo medio por habitante - L/hb-d
P = Poblacin servida hb
R = Coeficiente de retorno - adimensional
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6.2.1 Estimacin del consumo medio diario por habitante. Corresponde a la dotacin neta,
es decir, a la cantidad de agua que el consumidor efectivamente recibe para satisfacer
sus necesidades. La dotacin neta depende del nivel de complejidad del sistema, del
clima de la localidad y del tamao de la poblacin. Para ello, se debe tener en cuenta lo
establecido por el Reglamento Tcnico de Acueducto y Alcantarillado y los datos
referentes son los que se presentan en la tabla 1.
Tabla 1. Dotacin en funcin del nivel de complejidad del sistema
Nivel de complejidad del
sistema
Dotacin neta (L/hab-da)
climas templado y fro
Dotacin neta (L/hab-da)
climas clido
Bajo 90 100
Medio 115 125
Medio Alto 125 135
Alto 140 150
Nota: Datos tomados de RAS TITULO B, 2000, Pg. 37 39
El nivel de complejidad del sistema est en funcin de la poblacin. El documento
Reglamento Tcnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Bsico - RAS 2000 ttulo
E.
6.2.2 Estimacin de la poblacin servida. Puede ser estimada a partir del producto del
nmero de viviendas planificadas en el rea de drenaje y el nmero medio de habitantes
por vivienda, utilizando la ecuacin 6.3
vivienda
habvivienda
#*#servidaPoblacin 6.3
Donde:
Poblacin servida = Habitantes
6.2.3 Estimacin del coeficiente de retorno. Se entiende como coeficiente de retorno es
la fraccin del agua de uso domstico servida (dotacin neta), entregada como agua
negra al sistema de recoleccin y evacuacin de aguas residuales. Su valor depende del
nivel de complejidad del sistema de tratamiento y se presenta en la tabla 2.
Tabla 2. Coeficiente de retorno en funcin del nivel de complejidad del sistema
Nivel de complejidad del sistema Coeficiente de retorno
Bajo y medio 0,7 0,8
Medio alto y alto 0,8 0,85
Nota: Datos tomados de RAS TITULO B, 2000, Pg. 37 39
-
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6.3 Estimacin del caudal de aguas residuales industriales (QI)
El consumo de agua industrial vara de acuerdo con el tipo y tamao de la industria y
los aportes de aguas residuales varan con el grado de recirculacin de aguas y los
procesos de tratamiento. En consecuencia, los aportes de aguas residuales industriales Q I
deben ser determinados para cada caso en particular.
6.4 Caudal medio diario (QMD)
Es la suma de los aportes domsticos, industriales, comerciales e institucionales y se
obtiene utilizando la ecuacin 6.4
INCIDMD QQQQQ 6.4
Donde:
QMD = Caudal medio diario
QD = Caudal de aguas residuales domsticas
QI = Caudal de aguas residuales industriales
QC = Caudal de aguas residuales comerciales
QIN = Caudal de aguas residuales institucionales
6.5 Caudal medio
Relaciona el caudal total en el tiempo. Para pequeas comunidades puede utilizarse la
ecuacin 6.5
24
QQmed 6.5
Donde:
Qmed = Caudal medio m3/h
Q = Caudal
6.6 Caudal mximo horario (QMH)
El caudal mximo horario es la base para establecer el caudal de diseo de una red de
colectores de un sistema de recoleccin y evacuacin de aguas residuales. El caudal
mximo horario del da mximo, establecido en la ecuacin 6.6 se estima a partir del
caudal final medio diario, mediante el uso del factor de mayoracin, F.
-
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MDFMH QFQ * 6.6
Cuando se tienen poblaciones entre 1000 hasta 1000000 de habitantes, se pueden utilizar
las ecuaciones 6.6.1 o, 6.6.2
Harmon
PF
5,04
141
6.6.1 Babbit
PF
2,0
5 6.6.2
El factor de mayoracin tambin puede ser dado en trminos del caudal medio diario.
Para ello se utilizan las ecuaciones 6.6.3 o 6.6.4
ngelesLosQ
FMD
0914,0
53,3 6.6.3 ousTchobanogl
QF
MD
0733,0
70,3 6.6.4
La frmula de Los ngeles es vlida para el rango de 2.8 a 28300 L/s, mientras que la
de Tchobanoglous lo es para el rango de 4 a 5000 L/s. En general el valor de F debe
ser mayor o igual a 1,4. (Ministerio de Desarrollo Econmico. RAS TTULO D, 2000, Pg
33- 37).
6.7 Caudal de diseo
El diseo de proceso de las unidades de tratamiento debe basarse en el caudal mximo
semanal para el periodo de diseo, excepto en casos especiales. El diseo hidrulico de
plantas de tratamiento debe hacerse para el caudal mximo horario, sumando los aportes
por infiltraciones y conexiones erradas. (Ministerio de Desarrollo Econmico. RAS TTULO
D, 2000, pg 21 22).
6.8 Caudal mximo
Para pequeas comunidades, puede utilizarse la ecuacin 6.7
25.0max
7575.215.1*
med
medQ
QQ 6.7
Donde:
Qmax = Caudal mximo m3/h
Qmed = Caudal medio m3/h
-
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6.9 Variacin de la concentracin de la contaminacin
Son varias las causas relacionadas con la variacin de la concentracin: costumbre,
origen de las descargas y la poca del ao (seco, lluvia). Cuando se ignora el aporte de
aguas residuales diferentes a las domsticas, la concentracin de las aguas residuales no
vara significativamente a lo largo del tiempo (aunque influye el caudal). Es recomendable
obtener el valor de la concentracin media integrada de la contaminacin con el
propsito de conocer con mayor exactitud las caractersticas o condiciones del agua
residual a tratar, siguiendo para ello la ecuacin 6.8
n
i
i
n
i
ii
w
q
qC
C
1
1 6.8
Donde:
Cw = Concentracin media integrada mg/L
Ci = Concentracin de la sustancia contaminante mg/L
qi = Caudal L/s
LLeecccciinn 77.. CCoonnssttiittuuyyeenntteess ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess
Fsicos, qumicos y biolgicos son los constituyentes presentes en el agua residual y
determinar su concentracin es esencial no solo para el diseo y puesta en marcha de
alcantarillados sino tambin para la seleccin, diseo y operacin de los sistemas de
tratamiento de aguas residuales. Caracterizar el agua residual vara desde precisas
determinaciones cuantitativas hasta las cualitativas biolgicas y fsicas; muchos parmetros
se encuentran interrelacionados como se presentan en la figura 9.
Figura 9 Relaciones entre parmetros. Gmez R, 2006
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La determinacin de los parmetros es una prctica de laboratorio que se realiza con
base en lo establecido en el Standard Methods, bibliografa conocida y aceptada para
veste tipo de anlisis. Si el agua en estudio no ha recibido vertidos urbanos o
industriales, la prospeccin debe comprender la determinacin sistemtica de los
siguientes parmetros:
Iones ms importantes (bicarbonatos, cloruros, sulfatos, calcio, magnesio y sodio)
Oxgeno disuelto, demanda qumica de oxgeno
Carbono orgnico
Si es necesario realizar observaciones ms detalladas por la finalidad especfica del
estudio o por el grado de contaminacin, pueden irse incluyendo sucesivamente los
siguientes grupos de parmetros:
Compuestos de nitrgeno, fosfatos, hierro, demanda bioqumica de oxgeno, pH
Fenoles, derivados del petrleo, detergentes, pesticidas
Fsforo orgnico e inorgnico, trazas (metales pesados, fluoruros, etc.)
Al preparar estas prospecciones deben tenerse en cuenta los factores naturales que
influyen en la composicin qumica del agua, cantidad, localizacin y tipo de los
asentamientos urbanos, de las industrias y de la agricultura. La atencin deber dirigirse,
sobre todo, a las sustancias que puedan estar presentes en concentraciones peligrosas.
Los parmetros de la calidad del agua ms frecuentemente admitidos y utilizados y al
mismo tiempo relevantes para los estudios del medio fsico son:
Oxgeno disuelto (OD)
Demanda bioqumica de oxgeno (DBO5)
Slidos disuelto (SD) y en suspensin (SST)
Compuestos de nitrgeno, fsforo, azufre y cloro
pH
Dureza
Turbidez
Elementos txico
Elementos patgenos
7.1 Composicin
Se refiere a los constituyentes presentes en el agua servida y segn la cantidad que se
presente en ella se clasifica el agua residual como fuerte, media o dbil, siendo los datos
tpicos los que se presentan en la tabla 3. Dicha clasificacin se presenta en funcin del
caudal vertido, poblacin servida y tipo de actividad.
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Tabla 3. Composicin de las aguas residuales domsticas
Constituyente Concentracin
Fuerte Media Dbil
Slidos totales 1200 700 350
Slidos disueltos totales 850 500 250
Slidos disueltos fijos 525 300 145
Slidos disueltos voltiles 325 200 105
Slidos suspendidos totales 350 200 100
Slidos suspendidos fijos 75 50 30
Slidos suspendidos voltiles 275 150 70
Slidos sedimentables* 20 10 5
DBO5 (1) 300 200 100
COT (2) 300 200 100
DQO (3) 1000 500 250
Nitrgeno orgnico 35 15 8
Fsforo total 20 10 6
Fsforo orgnico 5 3 2
Fsforo inorgnico 15 7 4
Grasa 150 100 50
Nota: Datos tomados de (Metcalf & Eddy, 1981, pg: 241)
(1) Demanda Biolgica de Oxgeno
(2) Carbono Orgnico Total
(3) Demanda Qumica de Oxgeno
* Todos los constituyentes se expresan en mg/L excepto los slidos sedimentables que se hace en mL/L
7.2 Caractersticas fsicas de las aguas residuales
Los parmetros fsicos ms importantes son: color, olor, temperatura y slidos.
7.2.1 Color. La condicin se refiere a la edad del agua residual. Si es fresca, suele ser
gris; en la medida que los compuestos orgnicos son descompuestos por bacterias, el
oxgeno disuelto del agua residual se disminuye hasta alcanzar valores cercanos a cero y
por lo tanto el color cambia a negro, condicin que la tipifica como agua residual
sptica. Algunos vertimientos de aguas residuales industriales hacen que el agua tome
otro color.
7.2.2 Olor. Son debidos a los gases producidos por la descomposicin de la materia
orgnica. Fresca el agua tiene un olor desagradable siendo caracterstico el olor del
sulfuro de hidrgeno producido por los microorganismos anaerobios que reducen los
sulfatos a sulfitos Metcalf & Eddy, Op. cit., pg 247.
7.2.3 Temperatura. Es un factor importante porque acta como elemento que retarda o
acelera la actividad biolgica, la adsorcin de oxgeno y bixido de carbono de la
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atmsfera por el agua e influye en la proliferacin de algas y en la precipitacin de
compuestos.
7.2.4 Slidos. Los que se presentan en las aguas residuales pueden ser de tipo orgnico
y/o inorgnico provienen de las diferentes actividades domsticas e industriales. Toda la
materia, excepto el agua contenida en materiales lquidos es considerada como materia
slida. Analticamente, el contenido total de slidos de una residual es la materia que
queda como residuo de evaporacin a 103 - 105 C (Ibid, pg: 244). El contenido de
slidos de un agua residual de intensidad media puede clasificarse como se muestra en
la figura 10.
Figura 10. Clasificacin de los slidos totales de intensidad media, (Metcalf & Eddy, 1981,
pg: 246)
Orgnica 75 mg/L
Sedimentables 100 mg/L (2
h)
Mineral 25 mg/L
Orgnica 75 mg/L
No sedimentables 100 mg/L
Mineral 25 mg/L
Orgnica 75 mg/L
Coloidal 50 mg/L
Mineral 25 mg/L
Orgnica 75 mg/L
Disuelto 450 mg/L
Mineral 25 mg/L
Suspendidos 200
mg/L
SOLIDOS TOTALES
Filtrable 500 mg/L
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7.3 Caractersticas qumicas de las aguas residuales
7.3.1 Potencial hidrgeno. Denominado pH. Es un trmino usado universalmente para
expresar la intensidad de las condiciones cidas o bsicas de una solucin cualquiera,
para el caso el agua, mediante la concentracin del ion hidrgeno.
Mientras ms fuerte la intensidad de la alcalinidad, mayor es el valor de pH, mientras
ms fuerte la intensidad de la acidez, menor el valor de pH.
Acidez: Es la capacidad que tiene el agua de neutralizar la alcalinidad esto es, iones
del tipo [OH-] debido a la presencia de iones [H+].
El agua adquiere acidez en forma natural por la interaccin con la atmsfera
desde la cual puede tomar bixido de carbono (CO2), dependiendo de ciertas
condiciones de temperatura y presin de la siguiente manera:
H2O + CO2 (atmosfrico) H+ + CO3-
acidez
Alcalinidad: Es la medida de la capacidad del agua para neutralizar acidez. Puede
tambin considerarse como la presencia en el agua de iones [OH-], [CO3 =], [HCO3
-], los
cuales tienen la propiedad de reaccionar con los cidos, neutralizndolos.
7.3.2 Detergentes. Bajo el nombre genrico de espumantes se consideran todos los
productos que en mayor o menor grado producen espuma cuando el agua es agitada.
Los principales problemas que causan son masa de espuma en el agua cruda y en los
grifos domsticos y tienden a dispersar sustancias no solubles, interfiriendo en los
procesos de coagulacin y sedimentacin.
7.3.3 Aceites y Grasas. La presencia de compuestos fenlicos en el agua, est asociado
con contaminacin de las fuentes por desechos industriales, aguas negras, fungicidas y
pesticidas. El encontrarse este parmetro en el agua afecta la calidad del agua de
muchas formas, siendo la principal la relacionada con condiciones organolpticas,
problema que se potencia, cuando se adiciona cloro al agua dando origen a la formacin
de clorofenoles, que afecta el gusto.
7.3.4 Cloruros. La forma ms comn de ocurrencia de los cloruros en el agua es el
cloruro de sodio o sal comn. El origen de los mismos son sales del suelo que se
disuelven en el agua, siendo escasa su presencia en concentraciones altas en aguas
superficiales, excepto en aquellas fuentes provenientes de terrenos salinos o de acuferos
con influencia de corrientes marinas.
7.3.5 Nitratos. La presencia no es extraa, especialmente en aguas de pozo subterrneo
que pueden recibir infiltracin de efluentes de tanques spticos, ganadera, etc. En
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concentracin mayor a 10 mg/L, puede ocasionar en los nios lactantes una enfermedad
llamada metahemoglobinemia que impide la oxigenacin de la sangre. El nitrgeno en
forma de nitritos, tiene una toxicidad mayor que afecta al hombre y es por estos efectos
adversos que su contenido debe ser vigilado en el agua de consumo.
7.3.6 Sustancias Txicas. Existe un grupo de contaminantes inorgnicos cuya presencia en
el agua por encima de ciertos valores admisibles tiene reconocido efecto negativo en la
salud humana.
Entre ellos se destacan:
Arsnico: Metaloide que est en muchas partes de la naturaleza y puede ser aguda o
crnicamente txico para el hombre.
Bario: Elemento altamente txico y causa serios trastornos cardiacos vasculares y
nerviosos.
Cadmio: Es potencialmente txico y su ingestin tiene efectos acumulativos en el tejido
del hgado y riones.
Cianuro: No es comn encontrarlo en el agua natural, sin embargo su presencia es
txica.
Mercurio: Es txico para el hombre en todas formas ms agudo y crnica. Puede
ingerirse directamente o a travs de pescado que a su vez lo ha acumulado en su
organismo.
Plata: Aunque es un elemento de los ms escasos en el agua, todos los estudios que
sobre l y sus posibles efectos se han hecho se encuentran en la fase preliminar, pero
se ha comprobado que produce un decoloramiento permanente e irreversible en la piel,
ojos y membranas mucosas.
7.3.7 Pesticidas. Bajo este nombre genrico se agrupan compuestos inorgnicos naturales
y orgnicos sintticos, que se utilizan con variados propsitos en las labores agrcolas,
tales como insecticidas, fungicidas, algicidas, etc. Dentro de este grupo, cabe mencionar
organoclorados, organofosforados, carbamatos, clorofenoles. Los efectos txicos de los
plaguicidas sobre la salud humana, difieren dependiendo de su naturaleza qumica, pues
mientras algunos se acumulan en los tejidos, otros son metabolizados.
7.4 Gases
7.4.1 Oxgeno Disuelto. Todos los organismos en una u otra forma dependen del oxgeno
disuelto para mantener los procesos metablicos que producen energa para su
crecimiento y reproduccin. La presencia de ste parmetro es el factor que determina
si los cambios biolgicos en un agua residual son llevados a cabo por organismos
aerbicos o anaerbicos.
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7.5 Medida del contenido orgnico en aguas residuales
7.5.1 Demanda Bioqumica de Oxigeno DBO5. Es la cantidad de oxgeno requerido para
estabilizar la materia orgnica descomponible bajo condiciones anaerbicas. La materia
orgnica servir como alimento a las bacterias, las cuales derivarn energa del proceso
de descomposicin u oxidacin.
7.5.2 Demanda Qumica de Oxgeno DQO. Es una prueba ampliamente utilizada para
determinar el contenido de materia orgnica de las aguas residuales.
7.6 Caractersticas Microbiolgicas
Debido a que los microorganismos adolecen de caractersticas morfolgicas y de
mecanismos sexuales de reproduccin, establecer una clasificacin de microorganismos es
difcil. Para obviarlas, el zologo alemn Haeckel propuso en 1866 el reino de los
protistos en el cual se incluyen como ms representativos las bacterias, algas, hongos y
protozoos.
Es de anotar, que el agua como posible portador de microorganismos patgenos, puede
poner en peligro la salud y la vida. Los patgenos, llegan al agua a travs de las
deyecciones intestinales, pero simultneamente ciertas especies bacterianas, en particular
la escherichia coli y los organismos afines llamados coliformes como los estreptococos
fecales, son huspedes normales del intestino del hombre y de algunos animales, y se
encuentran por consiguiente en las heces fecales.
La presencia de estos microbios en el agua revela entonces polucin fecal de
procedencia humana o animal.
LLeecccciinn 88.. DDeetteerrmmiinnaacciinn yy ccllccuulloo ddee llaa DDBBOO55 yy DDQQOO
8.1 Demanda Bioqumica de Oxgeno
Es la cantidad de oxgeno que requieren los microorganismos para oxidar (estabilizar) la
materia orgnica biodegradable en condiciones aerobias. En condiciones normales de
laboratorio, esta demanda se cuantifica a 20C, el ensayo estndar se realiza a cinco
das de incubacin y se conoce convencionalmente como DBO5, con valores numricos
expresados en mg/L O2.
La DBO5 es el parmetro ms usado para medir la calidad de aguas residuales y
superficiales, determinar la cantidad de oxgeno requerido con el propsito de estabilizar
biolgicamente la materia orgnica del agua, disear unidades de tratamiento biolgico,
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evaluar la eficiencia de los procesos de tratamiento y fijar cargas orgnicas permisibles
en fuentes receptoras. La ecuacin de clculo es la siguiente:
)101()1(55
5
kK LeLy 8.1
Donde:
y5 = DBO5 estndar mg/L
L = DBOUC mg/L o DBO remanente pata un tiempo t mg/L
K = Constante de velocidad de reaccin de la DBO5, base natural d-1
k = Constante de velocidad de reaccin de la DBO5, base decimal d-1
Para calcula la DBO de 1 dia, puede utilizarse la ecuacin 8.2
KteLL *1 8.2
Donde:
L1 = DBO de un da mg/L
L = DBOU DBO ltima mg/L
(Esta DBO es aproximadamente el 80% del total)
La oxidacin bioqumica es un proceso lento que requiere, matemticamente, un tiempo
infinito para su culminacin. A 20 C, valores tpicos de K y k son respectivamente 0.23
d-1 y 0.10 d-1. Otros valores tpicos son los que se presentan en la tabla 4
Tabla 4. Valores tpicos de k, K, L
Tipos de agua residual k, d-1 K, d-1 L, mg/L
Domstica dbil 0,152 0,35 150
Domstica fuerte 0,168 0,39 250
Efluente primario 0,152 0,35 75 150
Efluente secundario 0,05 0,10 0,12 0,23 10 75 Nota: Datos tomados de (Romero R., J., 2005, pg: 40)
Para determinar el valor de la constante de reaccin K a una temperatura diferente de
20C se utiliza la ecuacin 8.3 deducida de la relacin clsica de Vant Hoff Arrhenius:
20
20
TT KK 8.3
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Donde:
KT = Constante de reaccin de la DBO para TC d-1
K20 = Constante de reaccin de la DBO para 20C - d-1
= 1,135 para T = 4 20C 1,056 para T = 20 30C
1,047 para T > 20C
8.2 Determinacin de la DBO
8.2.1 Procedimiento de los ensayos de dilucin.
Preparacin de distintas diluciones de la muestra a ser analizada, con agua destilada.
Las botellas para incubacin (de 250 a 300 mL de capacidad) con tapones de vidrio
esmerilado son las ms adecuadas. En la botella de DBO se debe colocar:
- La muestra, diluida si es necesario.
- Se aade agua de dilucin para completar el volumen hasta la linea de capacidad
sealada. Esta agua de dilucin, en el caso de que sea necesario, contiene: Una
siembra de microorganismos y una solucin de nutrientes para los microorganismos.
El pH en la solucin de la botella debe estar cercano a 7,0 (neutro). Para cada
botella de DBO se debe utilizar otra de control (blanco).
Incubacin de las botellas a 20C. Cada 24 horas se debe sacar la botella muestra y
el blanco correspondiente de la incubadora y determinar el oxgeno disuelto en mg/L.
Ramalho, Op.Cit.
8.3 Demanda Qumica de Oxgeno
Se usa para medir el oxgeno equivalente a la materia orgnica oxidable qumicamente
mediante un agente qumico oxidante fuerte, por lo general dicromato de potasio, en un
DETERMINACIN DE LA DBO EN LABORATORIO
Revisa este video
http://www.youtube.com/watch?v=DD53rXsNy_w
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medio cido y alta temperatura. Para la oxidacin de ciertos compuestos orgnicos
resistentes se requiere la ayuda de un catalizador como el sulfato de plata.
Compuestos orgnicos que interfieren con el ensayo, como los cloruros, se eliminan
mediante HgCl2.
La reaccin principal puede presentarse de la manera siguiente:
OHCOCrHOCrorgnicaMateria CalorrCatalizado 2232
72
El ensayo de determinacin de DQO al dicromato se lleva a cabo calentando en
condiciones de reflujo total una muestra de volumen determinado con un exceso
conocido de dicromato potsico (K2Cr2O7) en presencia de cido sulfrico (H2SO4), durante
un periodo de dos horas. La materia orgnica en la muestra se oxida, como resultado se
consume el dicromato de color amarillo que se reemplaza por el in crmico color
verdoso. Como catalizador se aade sulfato de plata (Ag2SO4).
La medicin se lleva a cabo por valoracin del dicromato restante o por determinacin
colorimtrica del ion cromo producido, con un colormetro fotoelctrico o un
espectrofotmetro. (Ramalho Op. cit.).
La DQO es til como parmetro de concentracin orgnica en aguas residuales
industriales o municipales txicas a la vida biolgica y se puede realizar en solo unas
tres horas.
La interpretacin correcta de los resultados de demanda de oxgeno, para la oxidacin
de la materia orgnica, mediante DBO o DQO, es problemtica por los diferentes factores
y variables que afectan dichos ensayos. En general, se espera que la DQO sea
aproximadamente igual a la DBO ltima; pero, especialmente en aguas residuales
industriales, existen factores que hacen que dicha afirmacin no se cumpla.
Las aguas residuales domsticas crudas tienen DBO promedio de 250 a 1000 mg/L, con
relaciones de DQO/DBO que generalmente varan entre 1,2 y 2,5 (Romero R., J., 2005).
DETERMINACIN DE LA DQO EN LABORATORIO
Revisa este video
http://www.youtube.com/watch?v=t3a-Zy17Brs
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LLeecccciinn 99.. CCaarrbboonnoo oorrggnniiccoo ttoottaall,,
rreellaacciinn DDBBOO55//DDQQOO
El carbono orgnico total COT - se basa en la oxidacin del carbono de la materia a
dixido de carbono. Designa a un grupo de diversos compuestos orgnicos en varios
estados de oxidacin, algunos de los cuales son susceptibles de oxidacin qumica o
bioqumica (DQO, DBO5).
Las molculas deben romperse en unidades de carbono simples y ser convertidas en una
forma molecular sencilla que pueda medirse cuantitativamente, sometindolas a procesos
oxidantes. Generalmente son convertidas a dixido de carbono.
El carbono orgnico total de un volumen de agua residual cualquiera es indicador de
polucin, siendo posible relacionar este parmetro con la DBO5 y la DQO. De obtenerse
una relacin entre el COT y la DBO5, la primera se deber usar para el control de
procesos.
9.1 Relacin entre DBO5 DQO COT
Los valores de la relacin entre DBO5/DQO de aguas residuales municipales no sometidas
a tratamiento oscila entre 0.3 0.8, despus de la sedimentacin primaria la relacin se
modifica a 0.4 0.6 y el efluente oscila entre 0.1 a 0.3 (Crites & Tchobanoglous, 2000).
Se interpreta que de encontrar una relacin de 0.3 el vertimiento contiene txicos.
La relacin entre DBO5 y el COT para aguas residuales es mayor respecto a la que existe
DBO5/DQO al arrojar resultados de 1.2; si el efluente proviene de sedimentacin primaria
el resultado se mueve entre 0.8 y 1.2, hasta lograr efluentes entre 0.2 y 0.5.
9.2 Demanda terica de oxgeno
La materia orgnica de origen animal y vegetal presente en las aguas residuales es la
combinacin entre carbono hidrgeno oxgeno y nitrgeno.
9.3 Relacin entre K y la relacin DBO5 DQO
Si t = 5 y, y = Lo = DBOf, entonces,
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KfDBODBO 55 101 9.1
A partir de la cual,
K
fDBO
DBO5
5
10
11 9.2
Se puede dibujar DBO5/DBOf (ordenada), considerando los valores de K. La curva asciende
hasta alcanzar en la ordenada el valor de 1, siempre que K sea mayor a 0.3 (Ramalho,
R.S., 1996).
9.4 Relacin entre DBO5 - COT
Esta correlacin entre DBO 5 y COT de aguas residuales industriales, es difcil de
establecer debido a la variacin en la composicin qumica. Para aguas residuales
domsticas la correlacin se da mediante la utilizacin de la ecuacin 9.3 (Ibid).
17)(87.15 COTDBO 9.3
LLeecccciinn 1100.. DDeessttiinnoo ddee llooss ccoonnssttiittuuyyeenntteess ddee llaass
AAgguuaass RReessiidduuaalleess
Evaluar el destino final y el impacto de los constituyentes de las aguas residuales es una
de las actividades requeridas para identificar el comportamiento de la eficiencia de
remocin durante las diferentes etapas de tratamiento vertidas al cuerpo receptor.
10.1 Generalidades del Balance de masa
La ecuacin de conservacin de la masa se aplica a las descargas sobre lagos, embalses,
ros, mares y acuferos. El principio de conservacin de la masa para su aplicacin
requiere cuantificar la masa de cualquier constituyente de la calidad del agua bajo
estudio alrededor de un volumen estacionario de dimensiones fijas [o] punto de control
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(Crites & Tchobanoglous, 2000; pg 109). Luego el balance de masa se establece a partir
de la figura 11
Figura No. 11 Diagrama anlisis balance de masas (Crites & Tchobanoglous, 2000; pg110)
Se supone:
Es constante el caudal de entrada y salida
El volumen es constante
El lquido se encuentra completamente mezclado
En el interior del tanque existe una reaccin qumica donde acta A (lquido)
Luego:
10.1.1 Balance general:
= - +
10.1.2 Balance simplificado:
Acumulacin = entrada salida + generacin
10.1.3 Balance de masa (A partir de la figura 11, se obtiene la ecuacin 10.1
Q, N
V, N
Q, No
Velocidad de
acumulacin del
reactivo dentro del
volumen de control
Flujo msico de
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