Tratamiento de Agua Residuales

PROCESOS DE DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

Mercedes Alexandra Villa Achupallas

PRE - TRATAMIENTO

• Tiene

como finalidad adecuar el agua mediante la remoción de basura, arenas, gravas y grasas; que reducen la eficiencia de los procesos de tratamiento. • Protege de daños a otros equipos y bombas de la EDAR, garantizando su adecuado funcionamiento

PROCESOS DEL PREPRE-TRA TRATTAMIENTO •

El pre-tratamiento se basa en procesos físicos, generalmente puede estar estructurado por las siguientes unidades:

1. Ca Cana nall de en entra trada da y/ y/oo al aliv ivia iade dero ro 2. Cri Criba bado do o des desba bast stee (re (rejijillllaa grues gruesa) a)

Seleccionar las unidades depende de:

3. Tam amiz izad adoo (rej (rejililla la fina fina)) 4. Dilacera racción 5. Desarenador 6. Desengr graasador 7. Ho Homo moge geni nizad zador or (p (pre re ai aire reac ació ión) n)

Tipo de agua residual (Urbana/Industrial) Calidad y cantidad del agua a tratar. Tipo de tratamiento posterior

PRE - TRATAMIENTO: CANAL CAN AL DE ENTRAD ENTRADA A •

Permite regular la velocidad de descarga de la tubería procedente de la red de alcantarillado que ingresa a la EDAR para su posterior tratamiento.

•

La velocidad de flujo debe ser:

•

menor a 2.5 m/s evita erosión del material del canal

•

mayor a 0.6 m/s evita colmatación por sólidos en el canal

PRE - TRATAMIENTO: DESBASTE O CRIBADO •

Se conocen tambien como rejillas gruesas. gr uesas.

•

La separación entre barrotes es superior a mm.

•

Facilita la remoción de partículas par tículas gruesas gr uesas (basuras, palos, piedras) que arrastr ar rastraa el agua y que pueden obstruir los equipos.

PRE - TRA TRATTAMIE AMIENTO NTO TAMIZADO •

Se conoce tambien como rejilla fina.

•

Facilita la remosión de sólidos de menor tamaño que logran atra atr avesar el sistema de cribado y que podrían obstruir equipos.

MANTENIMIENTO DE REJILLAS •

las rejillas pueden ser manuales o mecánicas, para asegurar asegur ar su funcionamiento se debe: Rejillas Manuales Rejillas Mecánicas Evitar acumulación excesiva de sólidos en rejillas • Retirar frecuentemente los sólidos retenidos para evitar malos olores • Depositar los sólidos extraidos en contenedores de basura. • Reparar y sustituir barrotes. •

Inspeccionar el funcionamiento adecuado del sistema Regular la recolección de sólidos en función del caudal Mantener adecuadamente piezas mecánicas según sugerencias del fabricante

PRE - TRATAMIENTO: DILACERACIÓN •

Equipos con cuchillas que desmenuzan los sólidos en el seno de la corriente cor riente del agua residual.

•

El agua residual entra a través tr avés de rendijas y sale por la parte inferior del dilacerador.

•

Normalmente, el peine giratorio gir atorio se mueve en dirección opuesta al flujo.

PRE - TRATAMIENTO: DESARENADOR

PRE - TRATAMIENTO: DESARENADOR •

Remueve las arenas del agua residual.

•

Se recomienda la construcción de despertadores en paralelo para un trabajo continuo.

•

Se conocen tres tipos de 1) Flujo Ver tical 2) Flu lujo jo Ho Horirizzon onta tall desarenadores: 3) Aireados

Desarenador de Flujo Vertical

Desarenador de Flujo Horizontal Desarenador Aireado

PRE - TRATAMIENTO: DESENGRASADOR

•

Para la remoción de grasas.

PRE - TRATAMIENTO: HOMOGENIZADOR

•

Se conoce también como pre-aireación, agrega oxígeno al medio.

TRATAMIENTOS PRIMARIOS Procesos Físico - Químicos

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@JIGUJMA(9GLM Una vez que el agua ha sido acondicionada para que los flóculos tengan un tamaño adecuado y puedan sedimentar, se requiere implementar una unidad de sedimentación que puede ser un decantador .

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• TRATAMIENTOS

SECUNDARIOS

PROCESOS BIOLÓGICOS Mercedes Villa Achupallas

TRATTAMIE TRA AMIENTO NTO SECUN SECUND DARIO Se entiende como tal a la fase de depuración en la que empleando mecanismos de oxidación biológica, se elimina la materia orgánica degradable bilógicamente por microorganismos en presencia de oxígeno y nutrientes. Este tipo de tratamientos se puede agrupar en: 1.

Tratamientos Biológicos Bioló gicos

2.

Tratamientos de Bajo B ajo Coste

Mercedes Villa Achupallas

TRATAMIENTO BIOLÓGICO !

!

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Es el procedimiento de mayor complejidad técnica y de comprensión pero que mayores eficacias proporciona al final de su proceso. Se basa en la eliminación de la materia orgánica y otros nutrientes como nitrógeno o fósforo presentes en las aguas como sólidos no sedimentables; mediante la acción de microorganismos. Se busca en ellos una doble acción: la metabólica y la floculación de las partículas en suspensión.


Relación de Biodegradabilidad En aguas residuales, se determina como la relación entre la demanda bioquímica de oxígeno y la demanda química de oxigeno. A partir de esta relación se deduce con facilidad facilidad si la sustancia a depurar es de origen doméstico o industrial, y nos guía al método de depuración más adecuado. Mercedes Villa Achupallas

Relación de Biodegradabilidad Relación DBO/DQO

Tratamiento Adecuado

DBO/DQO > 0.4

Es biodegradable, pudiéndose utilizar sistemas biológicos por fangos activados o lechos bacterianos.

0.2 !DBO/DQO !0.4

Es bi odeg ra dabl e, si en do recomendable el empleo de lechos bacterianos.

DBO/DQO<0.2

No es biodegradable, o es poco biodegradable, y no es adecuado utilizar métodos biológicos. Es r ec e c om o m en e n da d a bl b l e a l ic i c ar ar rocesos


PROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS -

PROCESOS AEROBIOS: -

Las bacterias consumen la MO para reproducirse.

-

Requiere de Oxígeno para realizar sus funciones vitales (energía).

Los microorganismos se alimentan de la materia orgánica en presencia de oxígeno y nutrientes, de acuerdo con la siguiente reacción:

Materia orgánica + Microorganismos + Nutrientes + O

2!

finales + Nuevos microoganismos + Energía -

RESPIRACIÓN ENDÓGENA (Cuándo hay poca MO) -

Cuando mueren sirven de alimento para otros microorganismos.


Productos

PROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS •

En el tratamiento de lodos la respiración endógena se usa mucho porque los microorganismos se alimentan de ellos mismos y reducen el volumen de lodos.

•

MICROORGANISMOS: Bacterias, Hongos, Algas, Protozoos, etc.

•

Los microorganismos llevan a cabo la degradación de la MO.

•

Los procesos aerobios necesitan oxígeno que atraviese el agua para llegar a los microorganismos. (Oxigenación del medio) Mercedes Villa Achupallas

PROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS •

La asimilación de MO que facilita la reproducción de microorganismos puede conllevar a un exceso de los mismos dando lugar a LODOS BIOLÓGICOS que contienen restos de MO no biodegradada y exceso de microorganismos.

•

Por esta razón se debe considerar que a mayor temperatura: •

mayor velocidad de reacción.

•

mayor solubilidad del oxígeno en H2O

• •

Afecta los microorganismos microorganismos

Se debe mantener una relación de nutrientes: (C / N / P) " (100 / 5 / 1) Esto quiere decir que por cada unidad de fósforo hay 15 unidades de nitrógeno y 100 unidades de carbono en el medio, como medidas estables para no causar estratificación.


PROCESOS BIOLÓGICOS UNITARIOS !

!

!

!

El agua residual con altas concentraciones de nutrientes. Aparecimiento de algas Consumen fosforo y nutrientes Aparecen algas cianofíceas en la superficie que no no deja pasar la luz luz

!

Impide la fotosíntesis (No se produce oxigeno)

!

Los organismos mueren

!

Agua turbia y verdosa, verdosa, aparecen bacterias aerobias. aerobias.

Importancia de la eliminación de nutrientes de las A.R.

!

Con oxigeno oxidan la materia orgánica y vegetal

!

Disminución de OD, muerte de otros organismos vivos

!

Se desarrollan condiciones condiciones anaerobios (Procesos (Procesos fermentativos que dan dan origen al SH2 (sulfhídrico) y NH3 (amoniaco) responsables de mal olor. Mercedes Villa Achupallas

ELIMINACIÓN BIOLÓGICA BIOLÓGICA DEL N •

Se basa en el proceso de NITRIFICACIÓN-DESNITRIFICACIÓN (Ciclo del Nitrógeno).

•

Finalidad: convertir Nitrógeno Amoniacal en Nitrato y su posterior reducción en Nitrógeno Gaseoso.

•

Proceso sencillo y relativamente económico.

•

Si se lleva a cabo en un sistema de lodos activados: •

Adecuar el medio para para el desarrollo del proceso proceso de nitrificación.

•

Aumentar la edad del lodo o fango.

•

Reactor biológico en dos zonas una aerobia y una anaerobia.


NITRIFICACIÓN Proceso microbiológico que convierte el ion amonio en nitrito y posteriormente en nitrato. Se lleva a cabo en dos fases bajo la acción de microorganismos autótrofos (Usa el CO2 como carbono (Usan carbono inorgánico)) 1)

2)

Nitrógeno Amoniacal

"

Nitrito

•

Bacterias nitrosomas

•

Requieren de oxígeno

•

Bajo coeficiente de crecimiento

•

Pierden energía durante la oxidación del amonio a nitrito

Nitrito " Nitrato •

Bacterias nitrobacter

•

Requieren de oxígeno


CICLO DEL NITRÓGENO


FACTORES QUE AFECT AFECTAN AN LA NITRIFICACIÓN depende de la Temperatura: la velocidad de crecimiento de los microorganismos depende temperatura. (10
pH: para la nitrificación, el pH óptimo esta entre (8-9), para que el CO2 pueda ser asimilado por las bacterias autótrofas. Concentración de Oxígeno Disuelto: estas bacterias tienen un consumo de oxígeno elevado. Relación DBO5/NTK: Valores superiores a 0.22 indican que hay menos carbono y más MO que no es asimilable por las bacterias. Alcalinidad: se procura que el medio se alcalino para mantener la forma de CO2. (>2g/l); Cloroformo (>18g/l); (>18g/l); Fenol (>5.6g/l), (>5.6g/l), entre entre otros. Sustancias inhibidoras: Acetona (>2g/l); Mercedes Villa Achupallas

DESNITRIFICACIÓN •

Transformación biológica del nitrógeno oxidado (nitrato) en formas más reducidas que generalmente llegan hasta el nitrógeno molecular (N2) que escapa a la atmósfera.

•

Las bacterias desnitrificantes son organismos heterótrofos facultativos (utilizan el nitrato en lugar del oxígeno para su respiración; su fuente de carbono es la MO)

• •

Al ser facultativas pueden pueden ser aerobias aerobias o anaerobias. anaerobias. En presencia de oxígeno, oxidan la MO sin consumir nitrato. Mercedes Villa Achupallas

FACTORES QUE AFECTAN LA DESNITRIFICACIÓN Temperatura: la influencia de la temperatura en la velocidad de crecimiento de los microorganismos. l as bacterias Oxígeno Disuelto: Para que el nitrato sea consumido por las desnitrificantes se requiere que el OD<1mg/l.

Alcalinidad: Por cada mol de nitrato convertido se produce un equivalente en alcalinidad.

Efecto del pH: en la desnitrificación, el pH optimo esta entre (7-9). pH<7.3; "N2O Mercedes Villa Achupallas

pH>7.3; "N2

ELIMINACIÓN BIOLÓGICA BIOLÓGICA DEL P En un proceso biológico, se lleva a cabo de 2 maneras: 1)

Asimilado por microorganismos microorganismos para su crecimiento. crecimiento.

2)

Acumulación del P en la biomasa de los microorganismos. microorganismos. Las bacterias que almacenan este P en forma de polifosfato se denominan

Acinetobacter. •

En el proceso anaerobio anterior donde se consume la MO, se incrementa significativamente la concentración de P como (PO3).

•

En el proceso aerobio, las bacterias consumen este P.

•

En consecuencia el fango extraído presenta altas concentraciones de P. Mercedes Villa Achupallas

FACTORES QUE AFECT AFECTAN AN LA LA ELIMINACIÓN ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DEL P •

Temperatura

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Oxígeno disuelto

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pH

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Carga orgánica y tipo materia orgánica

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Nitratos

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Tiempo de Residencia

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Edad del fango Mercedes Villa Achupallas

ELIMINACIÓN DE N Y P 1)

La nitrificación, afecta negativamen negativamente te a eliminación biológica del fósforo (Edad del fango)

2)

Se produce una competición entre las bacterias encargadas de la eliminación del P y del N para consumir el fango.

Considerando Considerand o la variabilidad en la caracterización de aguas residuales, se han ideado procesos ideado procesos orientados orientados a la eliminación eliminación simultánea de la materia orgánica y nutrientes. Mercedes Villa Achupallas

PROCESOS DE ELIMINACIÓN BIOLÓGICA BIOLÓGICA DE NUTRIENTES

Características fundamentales del proceso: ANAEROBIO ANÓXICO AEROBIO 3 fases: Consumo de MO y asimilación del P (+++P)


En esta fase se desarrolla: nitrificación del nitrato recirculado desde la fase aerobia.

Consumo de MO que no se haya consumido en los otros tanques (----P) y (+++Nitrato)

El nitrato inhibe las bacterias asimiladoras de P.

LODOS Ó FANGOS ACTIVADOS Consiste en desarrollar un cultivo bacteriano disperso por el que circula el agua residual a tratar, tratar, y que se encuentra agitado y aireado, favoreciendo así la alimentación de estos microorganismos con el aporte de materia orgánica contenida en el agua.


BREVE HIST HISTORIA !

Este método de tratamiento, fue desarrollado por Ardern Ardern y Lokett en Inglaterra en 1914, y actualmente es el método estándar para el tratamiento de aguas residuales en países desarrollados.

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Este tratamiento, degrada la materia orgánica presente en el agua residual como residuos de comida, jabones y detergentes.

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Sistema eficiente, porque ocupa superficies pequeñas y alcanza altos rendimientos de depuración.


SISTEMA DE AIREACIÓN AIREACIÓN

Introducción de aire u oxígeno puro por difusores sumergidos.


LECHOS BACTERIANOS Mercedes Alexandra Villa chupallas M.Sc.

TRATAMIENTO DE LODOS •

Mercedes Villa Achupallas M.Sc.

TRATAMIENTO TRAT AMIENTO DE D E LODOS Sistemas de tratamiento de lodos 1. Espesamiento 2. Estabilización 3. Acondicionamie Acondicionamiento nto 4. Deshidratación de d e lodos 5. Destino final

DESHIDRATACIÓN DE LODOS

Filtros banda – Previo un acondicionamiento químico químico

Tratamiento de Agua Residuales

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