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PROCESOS UNITARIOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

COMPOSICION Y CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES

Aguas residuales

• También llamadas aguas negras, estas sin una mezcla compleja que contienen contaminantes orgánicos e inorgánicos, tanto en suspensión como disueltos, los cuales se colectan en un sistema de alcantarillado publico. La concentración de estos componentes no siempre es uniforme y depende del tipo de descarga de la cual se origina.

• Los mecanismos de depuración que se dan en la naturaleza, son ahora incapaces de eliminar las cargas de contaminantes vertidos a los cuerpos receptores. Por esto, el hombre se ha dado a la tarea de implementar sistemas que aceleren la remoción del material orgánico presente en el agua.

Composición de las aguas residuales

• Las aguas residuales consisten de aguas, solidos disueltos y solidos suspendidos.

• Los solidos de las aguas residuales pueden clasificarse en dos grupos generales. De acuerdo a su composición, se dividen en orgánicos e inorgánicos; de acuerdo a su condición física, resultante de su tamaño, se dividen en solidos suspendidos y solidos disueltos.

Plantas de tratamiento• Es un conjunto de estructuras y unidades en donde se

remueven total o parcialmente los contaminantes contenidos en el agua.

• Se pueden identificar cuatro objetivos generales del tratamiento:

1. Para evitar la contaminación del cuerpo receptor.2. Para producir mediante tratamiento, un efluente cuyas

características permitan su reutilización.3. Para cumplir con la normatividad ambiental vigente.4. Para la protección de flora y fauna.

Caracterizacion y flujos

• La caracterización de una descarga trae consigo la determinación de composición, flujos y concentraciones, máxima, mínimas y medias del mismo; una tarea de esta índole puede llevarse meses de trabajo, cuando se desee muestrear bajo diferentes condiciones climáticas, épocas del año y otras variantes.

Para el tratamiento del agua residual, se requiere conocer el siguiente esquema basico:

Esquema de una planta de tratamiento de aguas residuales

1. TRATAMIENTO PRELIMINAR

1. TRATAMIENTO PRELIMINAR

• Su objetivo es la protección del resto de las etapas de tratamiento. Esta etapa es sumamente importante para evitar problemas posteriores en la planta de tratamiento.

• Principales etapas del tratamiento preliminar:

a) Separación de grandes solidos (Pozo de Gruesos)b) Desbastec) Cribadod) Tamizadoe) Desarenadof) Desengrasadog) Regulaciónh) Preaereación

a) Separacion de grandes solidos (Pozo de Gruesos)

Este consiste en un pozo situado a la entrada del colector de la planta, que lleva a cabo un sistema de separación solidos de gran tamaño o de una gran cantidad de arenas en el agua cruda. Su forma es de tronco piramidal invertido y paredes muy inclinadas, con el fin de concentrar los solidos y las arenas decantadas en una zona especifica donde se puedan extraer de una forma eficaz.

b) Desbaste

• Esta operación consiste en hacer pasar el gaua residual a través de una reja. De esta forma, el desbaste se clasifica según la separación entre los barrotes de la reja en:

i. Desbaste finoii. Desbaste gruesoiii. Reja de finos

c) Cribado• Su principal objetivo es la separación de material

suspendido de gran tamaño (basura).• La separación del material se realiza al hacer pasar la

corriente de agua a través de una estructura tipo coladera (criba).

d) Tamizado• Despues de las rejillas se colocan tamices, con aberturas

menores para remover un porcentaje mas alto de solidos, con el fin de evitar atascamiento de tuberías, filtros biológicos.

• Según las dimensiones de los orificios de paso del tamiz, se distinguen entre:

i. Macrotamizadoii. Microtamizadoiii. Macrotamices retatoriosiv. Tamices de auto limpieza, estáticos o rotativosv. Tamices deslizantes

Tamiz rotatorio Tamices de auto limpieza

e) Desarenado• El objetivo de esta operación es eliminar todas aquellas

partículas de granulometría superior a 200 micras, con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales y conducciones, para proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasión.

• Tipos de desarenadoresi. Desarenador de flujo variableii. Desarenador de flujo constanteiii. Desarenadores rectangulares aereadosiv. Desarenadores circulares con alimentación tangencial (Vortex)

Desarenador tipo canal

Desarenador aereado

Tipo vórtice

f) Desengrasado• El objetivo en este paso es eliminar, grasas, aceites, espumas

y demás materiales flotantes mas ligeros que el agua, que podrían distorsionar los procesos de tratamiento posteriores.

Estos se eliminan mediante la inyección de aire, para desemulsionar las grasas y mejorar la flotabilidad.

g) Tanque de regulación• La función de este tanque es disminuir las variaciones del

caudal; el caudal que ingresa a una planta de tratamiento presenta variaciones. Esto complica, tanto, la construcción (tuberías, equipos de medición, tanques, etc.), como la operación (dosificación, suministro de aire, etc.)

h) Preaereación

• Sus objetivos son mejorar la trazabilidad del agua, en cuanto que esta llega séptica y contaminada a la depuración; control de olores; mejorar la separación de las grasas; favorecer la floculación de solidos; mantener el oxigeno en la decantación aun a bajos caudales; evitar los depósitos en las cámaras húmedas.

• Los métodos de preaereación son dos principalmente: con difusores y aereadores mecánicos.

2. TRATAMIENTO PRIMARIO

2. TRATAMIENTO PRIMARIO

• El primer tratamiento importante que sufren las aguas residuales, después de las precedentes fases preliminares, es la sedimentación de los solidos suspendidos en un tanque adecuado en el que se mantienen las aguas por un lapso de 0.5 a 3 horas o mas, que es suficiente para permitir que el 40% al 65% de los solidos finamente divididos, se depositen en el fondo del tanque, del cual se extraen por medio de colectores mecánicos, en forma de lodo.

Tanque sedimentador tipo circular

Construccion de sedimentador primario Rastra de fondo de sedimentador

Tanque sedimentador tipo rectangular

• Los criterios de diseño de los tanques de sedimentación primaria, se presentan cuando se trata de plantas grandes en las que se requiere de varios tanques rectangulares. Se acostumbra diseñarlos con paredes comunes con el fin de reducir los costos de construcción y para aprovechar mejor el espacio.

• En el caso de plantas pequeñas, es común diseñar tanques de tipo circular, debido a la sencillez del dispositivo requerido para remover los lodos.

3. TRATAMIENTO SECUNDARIO

3. TRATAMIENTO SECUNDARIO

• El tratamiento secundario está diseñado para degradar sustancialmente el contenido biológico del agua residual, el cual deriva los desechos orgánicos provenientes de residuos humanos, residuos de alimentos, jabones y detergentes. El procedimiento secuandario mas habitual es un proceso biologico en el que se facilita que las bacterias aerobias digieran la materia organica que llevan las aguas.

• Este proceso se suele hacer llevando el efluente que sale del tratamiento primario, a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activados (microorganismos). Estos son tanques que tienen sistemas de burbujeo o agitación, que garantizan condiciones aerobias para el crecimiento de los microorganismos.

• Posteriormente se conduce este liquido a tanques cilindricos, con seccion en forma de cono, en los que se realiza la decantacion de los lodos.

Proceso de lodos activados

4. TRATAMIENTO TERCIARIO

TRATAMIENTO TERCIARIO

Es el procedimiento mas completo para tratar el contenido de las aguas residuales, pero no ha sido ampliamente adoptado por ser muy caro. Este tratamiento consiste en un proceso físico-químico que utiliza la precipitación, la filtración la cloración para reducir los niveles de nutrientes inorgánicos como los fosfato y nitratos.

UTILIZACION DE UN TRATAMIENTO TERCIARIO

• Este tratamiento consiste en agregar estanques a una planta de tratamiento convencional que es una forma apropiada de mejorar una planta establecida de tratamiento de aguas residuales de modo que se pueda utilizar en zonas verdes, riego de cultivo y en la agricultura.

TRATAMIENTOS PARA OBTENER MEJOR CALIDAD EN LAS AGUAS

1. FILTRACION: Es un sistema que funciona para remover materia partícula da, los procesos mas comunes emplean un medio granular de ciertas dimensiones y profundidad. Consiste en la eliminación de solidos suspendido por medio del paso del agua contaminada atreves de filtros de diferentes diámetros.

TIPOS DE FILTRACIÓN

Filtración lenta por arena.Filtración rápida por arena.Filtración a presión.Filtración utilizando diatomeas.La filtración sobre un lecho filtrante se emplea cundo la cantidad de materia que debe retenerse es grande y las dimensión de las partículas contenidas en el agua es relativamente pequeña.

2. FILTRACIÓN POR ARENA

• Remueve gran parte de los residuos de materia suspendida y es el método mas antiguo en el tratamiento de aguas.

3 FORMAS EN QUE ACTÚA EL FILTRO DE ARENA

1. FILTRACION: Separa las partículas del agua que hay que tratar.

2. Floculación: Los contaminantes se adhieren a la superficie de la arena y aumenta así su tamaño.

3. Asimilación: Mediante microorganismos que se alimentan de los contaminantes del agua.

3. FILTRACIÓN POR GRAVA

• Se usa para remover solidos suspendidos y retienen las partículas suspendidas en el agua, este tipo de filtro fluye atreves de lecho de grava.

4. FILTRACION POR ANTRACITA

Es carbón activado triturado y tamizado, es un buen complemento para los filtros de medios múltiples en compañía de arenas.

5. FILTRACION POR GRAVEDAD

• Se utiliza para la remoción de hierro y manganeso, seguido de un tratamiento de oxidación química.

6. FILTRACION A PRESIÓNEs el agua tratada distribuida sobre el área de filtración utilizando un sistema de distribución del flujo del agua bien diseñado, el agua es filtrada atreves de las diferentes capas de la cama del filtro.

7. FILTRACION DE DISCO

• Se utiliza en paneles filtrantes plegados con una configuración única donde la filtración se realiza desde adentro hacia afuera proporcionando un rendimiento en la filtración y un fácil rechazo de la materia inorgánica.

8. FILTRACION DE ADSORCIÓN

Es la captación de sustancias solubles presentes en la interface de una solución, se puede encontrar entre un líquido y un gas , o un solido entre dos líquidos diferentes.

5. EL TRATAMIENTO DE LOS FANGOS

5. EL TRATAMIENTO DE LOS FANGOS

• Los sólidos primarios gruesos y los biosólidos secundarios acumulados en un proceso del tratamiento de aguas residuales se debe tratar y disponer de una manera segura y eficaz. Este material a menudo se contamina inadvertidamente con los compuestos orgánicos e inorgánicos tóxicos (por ejemplo: metales pesados). El propósito de la digestión es reducir la cantidad de materia orgánica y el número de los microorganismos presentes en los sólidos que causan enfermedades. Las opciones más comunes del tratamiento incluyen la digestión anaerobia, la digestión aerobia, y el abonamiento.