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1
Curso de Especialización enTratamiento de Aguas Residuales
Pro! "ng# $uan Carlos Alarcón Condor2015
ASPECTOS GENERALES SOBRE LAS AGUAS RESIDUALES
• %uentes de generación de las aguas residuales & su impacto en elam'iente
• Caracterización de aguas residuales
• Re(so &/o )ertimiento de las aguas residuales tratadas
• *ormati)a implicada
• +icroorganismos implicados en los procesos de tratamiento#
• "ntroducción a los procesos de tratamiento 'iológico#
• Par,metros de dise-o
• Taller practico 01
Contenido
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%uentes de generación de las aguas residuales &
su impacto en el am'iente
Cuerpo de aguaalterado por la
.Acti)idadumana
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Reducción deoxígeno
Patógenos
Sustancias tóxicas
Materia orgánica
N, P
Contaminaciónde ríos
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• Argentina/Cordo)a/3illa Carlos
Contaminaciónde Lagos
Sustancias tóxicas
Eutroficación
Patógenos
Reducción de
oxigeno
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Reducción de oxígeno
Patógenos
Sustancias tóxicas
Materia orgánica
Contaminación
del mar
Uso de agas residales crdas en riego declti!os alimenticios
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• Como caracteri"ar#
• E$istiran %arametros#
• &e !alores tienen#
• Como entenderlos#
• Para 'e me sir!en#
Caracterización de aguas residuales
• C6A"%"CAC"8* E A:;A RE";A6E
• C8+P8"C"8* E 6A A:;A RE";A6E
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• omesticas
• Com'inado < municipal
• "ndustriales
C6A"%"CAC"8* E A:;A RE";A6E
8+ET"CA
6a)anderia
Cocina < comedor
"nodoros
6a)adero
uc=as
Aguas residuales domesticas
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C8+>"*AA < municipales
%a'ricas
Aguas residualesdomesticas
Centroscomerciales
er)icios )arios
Aguas residuales .Com'inadas
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8+ET"CA
6a)anderia
Cocina < comedor
"nodoros
6a)adero
uc=as
Aguas grises
Aguas negras ?
"*;TR"A6E
%a'ricas
Centroscomerciales
+ercados
.6a)anderos de autos
ospitales
Centros de ense-anza
ETC
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."*;TR"A
• Elementosto@icos
• +ateriaorganica
• +etales
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CE*TR8C8+ERC"A6E
• Elementostó@icos
• +ateriaorg,nica
• +etales
.+ERCA8
• Elementos tó@icos
• +ateria org,nica
• Aceites & grasas
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.8P"TA6E
Posi'ilidad de?
• Elementos tó@icos• Patógenos• +ateria org,nica• Aceites & grasas
.CE*TR8 EE*E*A*BA
Posi'ilidad de?
• Elementos tó@icos• Patógenos• +ateria org,nica• Aceites & grasas
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• ue elementos tienen las aguas residualesDue lo =acenpro'lematico
C;A*T"%"CAR
CARACTER"BAC"8* E 6A A:;A RE";A6E
CO(PONENTES DEAGUA RESIDUAL
• A dierencia de las aguasnaturales las aguasresiduales reci'en salesinorg,nicas detergentes
Fa'ones & materia org,nica dela preparación de alimentos &del meta'olismo =umano#algunos de los cuales puedenser transormados en estemedio lGDuido por la acciónde microorganismos porreacciones 'ioDuGmicas &tam'iHn por reaccionesDuGmicas#
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Por Due es importante lacaracterización de las aguas residuales
• Cuales son los .parametros Due de'eriamosconsiderar en la caracterización
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Demanda )io'ímica deo$igeno * DBO+
Es un par,metro Due mide la cantidadde materia suscepti'le de serconsumida u o@idada por medios'iológicos Due contiene una muestralGDuida disuelta o en suspensión#
e utiliza para medir el grado decontaminación normalmente se midetranscurridos cinco dGas de reacción
I>85J & se e@presa en miligramos porlitro Img/lJ#
Par,metros importantes
Demanda 'ímica de o$igeno *D&O
6a demanda DuGmica de o@Ggeno I8J es unpar,metro Due mide la cantidad de sustanciassuscepti'les de ser o@idadas por mediosDuGmicos Due =a& disueltas o en suspensión enuna muestra lGDuida#
e utiliza para medir el grado de contaminación &
se e@presa en miligramos por litro Img/lJ#AunDue este mHtodo pretende medirprincipalmente la concentración de materiaorg,nica sure intererencias por la presencia desustancias inorg,nicas suscepti'les de sero@idadas Isuluros sulitos &oduros etc#J Duetam'iHn se releFan en la medida#
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NUTRIENTESEl N y P conforman los nutrientes;
esencial para el desarrollo de “vida
acuatica” pero en excesivas
cantidades puden ocacionar problemas
ambientales
ES BUENO Y PERJUDICAL
RELATIVAMENTE
Como se %resentan#
Nitrógeno ,N-. E@cretasProteGnas etc#/os0oro,P-. etergentes
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*itrógeno Total
*itrógeno Total K *itrógenoorg,nico LAmonGacoL *itritoL *itrato
• *itrógeno org,nico!ProteGnas ;rea#• *itrógeno amoniacal! *
L
• *itrito! *82<
• *itrato *8<
*itrógeno MFelda=l Total!*# org,nico L *# Amoniacal
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%1
Alerta la presencia de
descargas de aguas
residuales industriales.
Afecta el proceso de
tratamiento biológico y
químico
Tem%eratra
Parmetro importante para describir
como seria la actividad de los
microorganismos
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Coli0ormes/ecales
on 'acterias indicadores decontaminación del agua & los alimentos#
e encuentran principalmente en elintestino de los =umanos & de losanimales de sangre caliente#
6os coliormes %ecales se introducen en
gran n(mero al medio am'iente por las=eces de =umanos & animales#
Coli0ormestotales
El grupo contempla a todas las 'acteriasentHricas Due se caracterizan por tener lassiguientes propiedades 'ioDuGmicas!
Nser aero'ias o anaero'ias acultati)asONser 'acilos :ram negati)osONno ser esporógenasONermentar la lactosa a 5 C en =orasproduciendo ,cido l,ctico & gas#
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Bacterias1eterotró0icas
'acterias =eterótroas sonuna parte integral delecosistema &a Due suimportancia en el procesode desnitriicación
(etales Pesados
6os metales pesados son un grupo deelementos DuGmicos Due presentan unadensidad relati)amente alta & cierta to@icidadpara el ser =umano#
+uc=os de los metales Due tienen unadensidad alta no son especialmente tó@icos &
algunos son elementos esenciales en el ser=uma no indepe ndiente mente de Due adeterminadas concentraciones puedan sertó@icos en alguna de sus ormas# in em'argo=a& una serie de elementos Due en alguna desus ormas pue den re presentar un seriopro'lema medioam'iental & es com(n reerirsea ellos con el tHrmino genHrico de QmetalespesadosQ#
CR8+8 +ERC;R"8 P68+8 ARE*"C8"ERR8ETC#
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Sstancias Tó$icas
6as s ustancias tó@icas son productos DuGmicos cu&aa'ricación procesado distri'ución uso & eliminaciónrepresentan un riesgo para la sa lud =umana medioam'iente & por ende en procesos de tratamiento'iológico
6a ma&orGa de las sstancias tó$icas son %rodctos'ímicos sint2ticosDue penetran en el medioam'iente & persisten en Hl durante largos perGodos detiempo#
El uso e@tensi)o de %esticidas sint2ticos deri)ados delos =idrocar'uros clorados en el control de plag as =atenido eectos colaterales desastrosos para el medioam'iente#
Estos %esticidas son m3 %ersistentes 3 resistentes ala degradación )iológica4 +u& poco solu'les en a guase ad=ieren a los teFidos de las plantas & se acumulanen los suelos
Ensa3o de To$icidad
6os ensa&os de to@icidad son 'io ensa&osempleados para reconocer & e)aluar los eectosde los contaminantes para el tratamiento'iológico#
6os ensa&os de to@icidad permiten esta'lecer loslGmites permitidos para los distintoscontaminantes
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CARGA ORGÁNICA “C”
einiremos a la carga org,nica como el contenido de compuestosde car'ono en un eluente cualDuiera sea su origen#
SE DICE &UE55
Cantidad de materia org,nica generalmente medida como >85aplicada a un proceso de tratamiento dadoO e@presada como peso porunidad de tiempo por unidad de supericie o por unidad de peso#
CUAL SERA EL CORRECTO # 55
mg/lDBO5
l/sCaudal
DBO/díaKgC
0.0864xDBO5xCaudalC
⇒
⇒
⇒
=
CARGA ORGÁNICA “C”
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CARGA SUPERFICIAL (CS)
Área (ha)
C(Kg DBO/día)
CS = Kg DBO/(hectárea.día)
CARGA VOLUMCARGA VOLUMÉÉTRICA(CV)TRICA(CV)
Volumen(m3)
C(Kg DBO/día)
CV = Kg DBO/(m3.día)
!aracterísticas típicas de aguas residuales
dom#sticas
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!aracterísticas de aguas residuales industriales
!aracteri$ación % &ndustria alimentaria
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0
!aracteri$ación % &ndustria cervecera
An,l isis ;nidad Resultados
+1 +2 +
p 7#2 7#5 #1
>85 mg/6 750 047 000
>85 < olu'le mg/6 250 1100 1125
8 mg/6 20447 700 700
8 < olu'le mg/6 11200 4447 4047
%osato mg/6 S0#007 S0#007 S0#007
* < *itrato mg/6 S0#05 5#4 7#01
!aracteri$ación % &ndustria de aditivos del concreto
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!aracteri$ación de
&ndustria de llaves
!aracteri$ación de aguas residuales de
agua de lavado de algodon
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• uienes de'en realizar la toma muestras <<
PER8*A6 CAPAC"TA8
+;ETRE8 E 6A A:;A RE";A6E
• Como de'emos =acerlo 6o =acemos nosotros uien lo de'erGa realizar
• 6a'oratorios acreditados ??
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Re(so &/o )ertimiento de las aguas residualesdomesticas tratadas
Contaminación de cer%os rece%tores de aga #
1 ¿Qué?
2 ¿Por qué?
3 ¿Hasta cuanto?4 ¿Cómo?
TRATAMIENTO?
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QUÉ?
CARACTERI!ACI"NCA#I$A$
CANTI$A$
POR QUÉ?
A%&A'
RE'I$&A#E'$OME'TICA'
R(O
#A%OMAR
IMPACTO EN #O' &'O' $E#C&ERPO RECEPTOR
R)*+o a+r,co-aPro.uctos /).ro0)o-ó+)cos
istema dealcantarillado
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#*+)s-ac)ón
Caac).a.as)m)-at)a .*-cu*ro r*c*tor
T)o .* uso .* -os*-u*nt*s
HASTA CUANTO?
COMO?
Con P-anta .* Tratam)*nto.* A+uas R*s).ua-*s
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*ormati)a implicadaGestión Integral de los Recrsos 1ídricos *Gestión Am)iental
a-or*s M56)mos A.m)s)0-*s 7 MA
6er0icacióndel cm%limiento
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• Le3 de Recrsos 1ídricos
Reglamento de la LR1I *001<2010<A:JArtíclo 788Condiciones para la autorización de 3ertimientos de agua residual tratada
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•LI(ITES (A9I(OS PER(ISIBLES * L(P
• ECT8R 3"3"E*A C8*TR;CC"8* A*EA+"E*T8
• ECT8R E*ER:"A +"*A
• 010<2010 +"*A+
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• ECT8R E*ER:"A +"*A
• 07<200<PC+
• ECT8R E*ER:"A +"*A
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0
• ECT8R PR8;CC"8*
• 00<2002 PR8;CE
• ECT8R PR8;CC"8*
• 010<200 PR8;CE
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1
6er0icacióndel cm%limiento
Categorías *ECAs
DS ::; *;::< *(INA(DS :;8 *;::= *(INA(,7-
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6er0icacióndel cm%limiento
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5
Cual ECA usar?
Resolución $eatural*U 202<2010<A*AIPu'licado el 27#0#2010J
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4
BALANCE DE (ASAS
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7
6er0icación del
cm%limiento
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## *00<2010<+"*A+pu'licado el 17#0#10
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EN QUE CONSISTE UM PROGRAMA DE MONITOREO?
Norma OS :=: Plantas de Tratamiento de Agas Residales
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6ALORES (A9I(OS AD(ISIBLES > 6(A
6os 3+A es )alor de la concentración de elementos sustancias opar,metros Gsicos &/o DuGmicos Due caracteriza a un eluente nodomHstico Due )a a ser descargado en la red de alcantarillado sanitarioDue al ser e@cedido causa da-o inmediato o progresi)o a las instalacionesinraestructura sanitaria maDuinarias & eDuipos de los sistemas dealcantarillado & tratamiento de aguas residuales & tiene inluenciasnegati)as en los procesosde tratamiento de las aguas residuales
• 6as industrias & comerciosinclui dos restaurantes &mercados entre otros cu&asdescargas e@cedan los 3+Ade los siguientes par,metrosincluidos en el Ane$o 7 delReglamento! emanda
>ioDuGmica de 8@Ggenoemanda uGmica de8@Ggeno Aceites & :rasas &ólidos uspendidos Totalesde)er?n e0ectar el %agoadicional %or e$ceso deconcentración a Seda%al *enel caso de Lima 3 Cal lao> o alas Em%resas Prestadoras deSer!icio ,EPS- ene l resto delpaGs#
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• 6a normati)a esta'lece otros par,metros IAne$o ; de la normaJ Dueno pueden ser so'repasados de ninguna manera! AluminioArsHnico >oro Cadmio Cianuro Co're Cromo a@a)alente Cromototal +anganeso +ercurio *GDuel Plomo ulatos uluros Binc*itrógeno Amoniacal p ólidos edimenta'les & Temperatura# Encaso las indstrias 3 comercios so)re%asen dic@os %ar?metrosser?n setos de ss%ensión del ser!icio de alcantarillado#
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(icroorganismos Im%licados en losProcesos de Tratamiento
¿Qué es la micr oiolo!"a#
• La micro)iología es el cam%o cientí0ico 'e seoc%a del estdio de los organismosmicroscó%icos comnmente conocidos comomicroorganismos4
¿Qué so$ los micr oor!a$ismos#
• Todas las criatras !i!ientes est?n 0ormadas%or c2llas4 Las c2llas son nas m3 %e'easnidades )?sicas de la !ida4 Son las estrctrasmas %e'eas ca%aces de reali"ar los %rocesos)?sicos de la !ida tales como a)sorción dentrientes 3 e$%lsión de desec@os4 Las calessolo se %eden o)ser!ar mediante elmicrosco%io4
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Entre estos microorganismos tenemos!
• >acterias
• Algas
• Protozoarios
• Rotieros
>acterias
• 6as 'acterias sonmicroorganismosunicelulares Duepresentan un tama-o dealgunos micrómetros de
largo Ientre 05 & 5 Vmpor lo generalJ & di)ersasormas inclu&endoeseras IcocosJ 'arrasI'acilosJ & =HlicesIespirilosJ#
• +uc=as 'acteriasdisponen de lagelos ode otros sistemas dedesplazamiento & sonmó)iles#
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AlgasEntre las mas comunestenemos!
• C=lorella• Euglena
• Closterium• AnWistrodesmus• Actinastrum• C=lorococcum• 8scilatoria IXXJ
• :olenWinia• 6epocinclis
• Agnemellum• AnWistrodesmus alcatum• Anac&stis
• Ana'aena• pirogira IXXJ
Protozoarios
• 6os protozoos son considerados como'ioindicadoresdel estado deuncionamiento de las depuradoras deaguas residuales# on los principalesconsumidores de las po'laciones'acterianas en los sistemas acu,ticos einter)ienen en la ormación de co,gulossedimenta'les#
• En resumen son undamentales en lossistemas de depuración 'iológica de lasaguas residuales#
• El meta'olismo de los protozoos es la'ase de su actuación en la depuraciónde las aguasO primero por el consumode materia org,nica disuelta en el agua& de las 'acterias Due se desarrollan enel medio
Paramecium un ciliado tGpico#
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Rotieros
• 6os rotGeroseliminan 'acteriasdispersas &protozoos# Algunasespecies
contri'u&en a laormación dellóculo porsecrección de mucus
P'ilodina aliment,ndose
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NTRODUCC ONAL PROCESO B OLOG CO
• 6a acti)idad 'iólogica se .apro)ec=a para la degradación dela materia org,nica 'iodegrada'le colidal o disuelta# uranteeste proceso se eliminan gases IC82 o CJ & se o'tiene'iomasaDue .puede ser e@trai'le mediantesedimentación#
6a o@idación 'iológica es lacon)ersión de la materia org,nica a laorma inorg,nica
Redcción de la materia org?nica )iodegrada)le
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escomposición 'iólógica de la materia org,nica
Consideraciones .am'ientales
Todo proceso 'iológico se desarrollacon las siguientes consideraciones!
• *utrientes suicientes
• Ausencia de elementos tó@icos• Condiciones am'ientalesapropiadas
6as aguas residuales domHsticas contienennutrientes reDueridos para el crecimientode microorganismos#
Pero algunos residuos lGDuidos industrialesno contienen nutrientes#
6a relación apropiada es el siguiente!>85/*/P es de 100/5/1
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• 6as aguas residuales pueden ser tratadasmediante la naturaleza si esta dentro de susposi'ilidades? <<
A;T8P;R"%"CAC"8* ????
Auto puriicación 'iológica
• 6a autopuriicación es lacapacidad de un cuerpode agua para des=acersede los .contaminantesmediantemicroorganismos
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Auto puriicación 'iológica
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Auto puriicación 'iológica
• Proceso 'iológicoaero'io#< Es aDuel donde el proceso'iológicoseda en presencia de o@igeno Ima&ores a 2 mg/6J
• Proceso 'iologico ano@ico #<Es aDuel dondeel proceso 'iológico seda en condicones Due no son aero'ios ni anaero'ios estrictos I8#entre 0# a 0#4 mg/6 J
• Proceso 'iológicoanaero'io#<Es aDuel donde el proceso'iológicose da en condicionesde 8@igeno isueltonulo
Proceso >iológico Aero'ico YAno@ico < Anaero'ico
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CICLO DEL CARBONO
• El Car'ón li'erado de los animalesantes de s u muerte es con)ertidodirectamente en >ió@ido de Car'ono atra)Hs de la respiración animal o pas adel cuerpo de animal en urea & otroscompuestos org,nicos desde es a ormaes con)ertido por los microorganismosen >ió@ido de Car'ono
• El signiicado de la o@idación 'iológicaen los procesos en "ngenierGa anitaria
puede ser meFor e@plicado & conclaridad cómo los elementos Due s onnormalmente transormado por lanaturaleza#
CICLO DEL NITROGENO
• El *itrógeno en la materiaorg,nica sin )ida es con)ertidopor los microorganismosprimero en amoniaco & luego en*itrito & *itrato# El *itrógenoen la orma de AmonGaco & no*itrato es asimilado por lasplantas & incorporado enproteGna# 6os animalesconsumiendo las plantas
utilizan el *itrógeno en supropia estructura de proteGna# Elma&or producto terminado delmeta'olismo del *itrógeno enla ma&orGa de los animales es laurea#
• UREA. *2 con *2 eencuentra en la orina & la sangre< se llama tam'iHn Car'ono#
• Es el desec=o inal de laaumentación proteica utilizadopor el cuerpo#
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(ODELO O PATRON DE
CRECI(IENTO DE LOS(ICROORGANIS(OS
• 6a cur)a ilustra el modelocl,sico de crecimiento Duerepresenta a losmicroorganismos# 6a cur)are)ela Due el crecimiento pasa atra)Hs de tres ases# Al iniciotodos los nutrientes est,npresentes en e@ceso conrelación a lo reDuerido por losmicroorganismos & elcrecimiento no tiene
restricciones#
Fase deCrecimiento
Constante
Fase deDeclinamientoen elcrecimiento
Fase
Endógena*
Concentraciónde
Microorganismos
Tiempo
Fig. 4 : Patrón de Crecimiento Clásico
Fase deCrecimiento
Constante
Fase deDeclinamientoen elcrecimiento
Fase
Endógena*
Concentraciónde
Microorganismos
Tiempo
Fig. 4 : Patrón de Crecimiento Clásico
(uente) &ng. *tto +osasco ,er-es
8Z"AC"[* >"86[:"CAE ;* ;>TRAT8
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Crecimiento relati)o de microorganismos en elcurso de la esta'ilización de un residuo org,nicoen un medio lGDuido aero'io
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• 6os microorganismos Due utilizan el >ió@ido del car'ono como la (nicauente del car'ón se denominan A;T8TR8%8• +ientras Due aDuellos Due o'tienen el car'ono de uentes org,nicas
solamente se les denomina ETER8TR[%8#
Algas IautotroasJ
>acterias I=eterotroicasJ
*"TR"%"CAC"8* E*"TR"%"CAC"8*
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*itriicación
6a o@idacióndel amoniaco orma *itritos & luego *itratos#Estas 'acterias tieneuna tasa de crecimientomenorDue las =eterotriicas porello reDuierende ma&ortiempode retención celular#
El p de'e estarentre apro@# neutral#
8@igenode 2ppm minimo#a& Due teneren cuentaDue para esteproceso se reDuiere de alcalinidad#
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esnitriicación
• En la reducción del *itratoestan in)olucradaslas 'acterias=eterotroicasusandoen condicionesano@icascon tiempos de retenciónalgo ele)adosITR 15= apro@J#
• Para Due se de el proceso se reDuire uente de car'ono organico 7SpS0#ppmS8S0#4ppm
a& Due tener cuidado puesto Due en la desnitricación se puedeconsumirtoda la materia organica I>85J
estacan! Alcaligenes Paracoccus Pseudomonas T=io'acillus R=izo'ium T=iosp=aera
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CARGA ORGÁNICA “C”
mg/lDBO5
l/sCaudal
DBO/díaKgC
0.0864xDBO5xCaudalC
⇒
⇒
⇒
=
CARGA ORGÁNICA “C”
1000
percapitaónContribucixPoblaciónC =
C = Kg DBO5/día
Contribución percápita, en gr DBO5/(habitante.día)
BM : 40 - 50Metcalf : 54Norma S090: 50
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Cidado#
(uente) Norma * /0/
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3ariación de caudaldurante el dGa
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Po'lación eDui)alente
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1Atm K 1000m' <<<<< 0 C K 27#15 M
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