Universidad del valle de MxicoInstalaciones Especiales Asesor: Ing. Eduardo GarcaEquipo1:

Hctor PrezMarcos DazErick HernndezLuis Ramrez

Aguas de desecho

Aguas de desecho

Introduccin

El agua se compone de dos partes de hidrogeno y una de oxgeno. Pero ms importante que sus componentes son los contaminantes que contiene. En una reaccin qumica, estaramos satisfechos con un rendimiento que nos asegure un 99,95% de pureza.

Las descargas de efluentes domsticos e industriales en los embalses, ros, mantos acuferos, zonas de cultivo, etc. generan graves problemas de contaminacin del agua, las cuales pueden llegar a ocasionar alteraciones en los ecosistemas, a los sistemas agrcolas, acucolas, as como serias afecciones a la salud. Por lo que es necesario el desarrollo de procesos biolgicos alternativos de bajo costo para el tratamiento de estos efluentes. El empleo de sistemas integrales de bacterias micro algas, representa una de las aplicaciones biotecnolgicas de mayor importancia en el rea ambiental.

Las aguas residuales sonmaterialesderivados de residuos domsticos o deprocesosindustriales, los cuales por razones desalud pblicay por consideraciones derecreacineconmica yesttica, no pueden desecharse vertindolas sin tratamiento en lagos o corrientes convencionales. Los materiales inorgnicos como la arcilla, sedimentos y otros residuos se pueden eliminar pormtodosmecnicos y qumicos; sin embrago, si el material que debe ser eliminado es denaturalezaorgnica, el tratamiento implica usualmente actividades de microorganismos que oxidan y convierten lamateriaorgnica en CO2, es por esto que nos tratamientos de las aguas de desecho son procesos en los cuales los microorganismos juegan papeles cruciales.El tratamiento de las aguas residuales da como resultado la eliminacin de microorganismos patgenos, evitando as que estos microorganismos lleguen a ros o a otrasfuentesde abastecimiento. Especficamente el tratamiento biolgico de las aguas residuales es considerado un tratamiento secundario ya que este est ligado ntimamente a dos procesos microbiolgicos, los cuales pueden ser aerobios y anaerobios.El tratamiento secundario de las aguas residuales comprende una serie de reacciones complejas de digestin yfermentacinefectuadas por un husped de diferentes especies bacterianas, el resultado neto es la conversin de materiales orgnicos en CO2 ygasmetano, este ltimo se puede separar y quemar como una fuente de energa. Debido a que ambosproductosfinales son voltiles, el efluente lquido ha disminuido notablemente su contenido en sustancias orgnicas. Laeficienciade unprocesode tratamiento se expresa en trminos de porcentaje de disminucin de la DBO inicial.

Tratamiento biolgico de las aguas residuales

Procesos AnaerobicosEl proceso anaerbico depende de reacciones de transferencia de H2 Inter-especies como:1. Digestin inicial de las sustancias macromoleculares por Proteasas, polisacaridasas y lipasas extracelulares hasta sustancias solubles.2. Fermentacin de los materiales solubles acidosgrasos.3. Fermentacin de los cidos grasos a acetato, CO2 e H2.4. Conversin de H2 mas CO2 y acetato en CH4 (metano) por lasbacteriasmetanognicas.Las bacterias celulolticas rompen lasclulasencelulosa, celobiosa yglucosalibre; la glucosa es fermentada por anaerobios en varios productos de fermentacin: acetato, propionato, butirato, H2 y CO2.Las bacterias metanognicas, homoacetognicas o reductoras de sulfatos, consumen inmediatamente cualquier H2 producido en procesos fermentativos primarios. Los organismos claves en la conversin de sustancias orgnicas complejas en metano, son bacterias productoras de H2 y oxidantes de cidos grasos, por ejemplo Syntrophomonas y Syntrophobacter, las primeras oxidan los cidos grasos produciendo acetato y CO2 y las ultimas se especializan en la oxidacin de propionato y genera CO2 y H2. En muchos ambientes anaerbicos los precursores inmediatos del metano son el H2 y CO2 por parte de las bacterias metanognicas: Metanosphaera, Stadtmanae, Metanopinillum, Metanogenium, Metanosarcina, Metanosaeta y Metanococcus.Polimeros ComplejosCelulosa,Otros polisacridos,ProtenasBacterias celulolticas HIDRLISISY otras hidrolticasMONOMEROSAzucares,AminocidosBacterias de FERMENTACIONFermentacinH2 + CO2 ACETATO PROPIONATOBUTIRATOBacterias productorasAcetogenos Acetogenesis de H2 oxidantes decidos grasos FERMENTACIONACETATO H2 + CO2 ACETATOMetanogenosMETANOGENESISCH4

Procesos AerobicosEn el tratamiento aerbico de las aguas residuales se incrementa fuertemente el aporte deoxigenopor riego de superficies slidas, por agitacin o agitacin y aireacin sumergida simultaneas. El crecimiento de los microorganismos y su actividad degradativa crecen proporcionalmente a la tasa de aireacin. Las sustancias orgnicas e inorgnicas acompaantes productoras de enturbiamiento son el punto de partida para el desarrollode colonias mixtas de bacterias yhongosde las aguas residuales, los floculos que, con una intensidad de agitacin decreciente, pueden alcanzar un dimetro de unos mm dividindose o hundindose despus. La formacin de floculos se ve posibilitada por sustancias mucilaginosas extracelulares y tambin por las microfibrillas de la pared bacteriana que unen las bacterias unas con otras. El 40 50% de las sustancias orgnicas disueltas se incorporan a la biomasa bacteriana y el 50 60% de las mismas se degrada.

Laaccindegradativa o depuradora de los microorganismos en un proceso se mide por el porcentaje de disminucin de la DBO en las aguas residuales tratadas. Dicha disminucin depende de la capacidad de aireacin del proceso, del tipo de residuos y de la carga de contaminantes de las aguas residuales y se expresa asi mismo en unidades de DBO.

El nmero de bacterias de los fangos activados asciende a muchos miles de millones por ml, entre ellas aparece regularmente la bacteria mucilaginosa Zooglea ramigera, que forma grandes colonias con numerosas clulas encerradas en una gruesa cubierta mucilaginosa comn, las clulas individuales libres se mueven con ayuda de flagelos polares. Entre las bacterias de los floculos predominan las representantes de gneros conmetabolismoaerobio-oxidativo como Zooglea, Pseudomonas, Alcaligenes, Arthrobacter, Corynebacterium, Acinetobacter, Micrococcus y Flavobacterium. Pero tambin se presentan bacterias anaerobias facultativas, que son fermentativas en ausencia de sustratos oxigenados, de los generos Aeromonas, Enterobacter, Escherichia, Streptococcus y distintas especies de Bacillus. Todas las bacterias contribuyen con las cpsulas de muclago y con las microfibrillas al crecimiento colonial y a la formacin de los floculos.

En las aguas residuales con una composicin heterognea, la microflora se reparte equitativamente entre muchosgruposbacterianos. En laseleccinde bacterias y en la circulacin y formacin de floculos juegan un importante papel los numerososprotozoosexistentes, la mayora de ellos ciliados coloniales y pedunculados de los gneros Vorticela, Epystilis y Carchesium, aunque tambin puedan nadar libremente como los Colpidium que aparecen a la par de ellos, alimentndose de las bacterias de vida libre que se encuentran tanto sobre la superficie como fuera de las colonias. Sufuncines esencial en la consecucin de unas aguas claras y bien depuradas.

La salida de los fangos activados sintticos libres de ciliados se ve contaminada y enturbiada por la presencia de bacterias aisladas. Se realiza una inoculacin de ciliados que crecen rpidamente, favoreciendo con su actividad depredadora el crecimiento y la circulacin de las bacterias de los fangos, con lo que posibilitan un efluente ms limpio. Adems en los fangos activados aparecen regularmente hongod edaficos y levaduras, siendo las ms frecuentes las especies de Geotrichum, Trichosporum, Penicillium, Cladosporium, Alternaria, Candida y Cephalosporium.Tras la depuracin biolgica, las aguas residuales contienen compuestos orgnicos, fosfatos y nitratos disueltos que solo se degradaran ya lentamente. Los nitratos se forman por oxidacin del amonio desprendido en la degradacin de compuestos orgnicos nitrogenados. Esta es una tarea de las bacterias Nitrificantes, uno de cuyos grupos esta reprensado en las aguas residuales principalmente por Nitrosomonas y Nitrosospira, que nicamente llevan a cabo la reaccin de oxidacin del amonio a nitrito para obtener energa metablica, mientras que un segundogrupode bacterias, que aparece siempre junto al ya citado y que esta reprensado por Nitrobacter, oxida el nitrito a nitrato y obtiene energa gracias exclusivamente a este proceso:

Oxidacin del amonio:a. NH4 + O2 NH2OH + Hb. NH2OH + O2 + 2ADP + 2PO4 HNO2 + H2O + 2 ATPOxidacin del nitrito:NO2 + O2 + ADP + PO4 NO3 + ATP

Otros microorganismos que tambin intervienen en el tratamiento aerobio de aguas residuales son: Citrobacter, Serratia, mohos y levaduras que actan ms de componentes acompaantes que de degradantes y algunas algas como Anabaena que convierte los poliuretanos en H2; Chrorella los alginatos los convierte en glicolato; Dulaniella los alginatos en glicerol; Nostoc el agar el H2; Algas como el Volvox, Tabellaria, Anacistis y Anabaena; las algas que obstruyen los filtros son Anacistis, Chorella, Anabaena y Tabellaria.

Trabajadores en tratamiento de aguas de desechoLos trabajadores en tratamiento de aguas de desecho trabajan con agua de alcantarilla y de desages para agua de lluvia, eliminando las impurezas que contienen antes de soltarla a ros, ocanos o sistemas de reciclado para uso en irrigacin agrcola o riego de jardines. Los operadores de estas plantas de tratamiento usan equipos mecnicos, tanques de tratamiento y sustancias qumicas para limpiar el agua. Esta amplia variedad de procesos puede presentar diferentes peligros a los trabajadores.Debido a que hay tanta agua involucrada en estos procesos de tratamiento, los resbalones, tropezones y cadas son el principal peligro que encaran los trabajadores en tratamiento de aguas de desecho. Practique el buen aseo limpiando los charcos de agua con una escoba o escobilla de goma. Marque las reas que tiendan a encharcarse. Repare las fugas de inmediato. Use superficies en el suelo que proporcionen buena traccin. Use zapatos con suelas antideslizantes.Los espacios cerrados son una preocupacin seria en las plantas de tratamiento de agua. La exposicin a ambientes con bajo contenido de oxgeno, o altos niveles de sulfuro de hidrgeno, gas metano o amoniaco pueden causar enfermedades graves o muerte. Revise las reas que puedan presentar peligro de explosin por gases inflamables o inundacin en caso de lluvias fuertes y crecientes. Estudie toda la planta para identificar reas con salidas restringidas u otros peligros potenciales. Use los procedimientos para espacios restringidos, equipos de proteccin personal (PPE, por sus siglas en ingls de Personal Protective Equipment), monitores del aire ambiental y monitores personales para asegurar su seguridad.Ahogarse en tanques de tratamiento es un peligro en las plantas de tratamiento. Coloque pasamanos alrededor de todas las fuentes de agua descubiertas. Mantenga equipos de rescate, tales como salvavidas y ganchos cerca de todos los tanques. Si necesita trabajar en una posicin elevada sobre un tanque sin resguardos, considere el uso de proteccin contra cadas, y tenga a otro trabajador cerca para que vigile la operacin. Cuando levante rejillas para acceso sobre canales de agua y tanques, acordone el rea y coloque avisos de advertencia para prevenir cadas accidentales.Las plantas de tratamiento de agua tienen bombas y vlvulas para mover el agua, y muchas partes mviles, tales como rejillas de filtro, prensas y bandas transportadoras para mover los desperdicios y los lodos. Estos equipos pueden presentar peligros por quedar atrapado o ser aplastado si alguien mete una mano, brazo o pie demasiado cerca de una parte en movimiento. Todas las partes mviles debern tener resguardos; cudese de estos peligros mientras trabaja. La operacin de estos equipos en un ambiente hmedo requiere trabajos de mantenimiento y reparacin, en los que se deben usar prcticas seguras de trabajo. La seguridad elctrica es clave cuando se trabaja en un ambiente hmedo; trabaje con seguridad. Siempre cumpla con los procedimientos de bloqueo y etiquetado para resguardar contra un arranque accidental del equipo en que est trabajando.Los peligros qumicos y biolgicos abundan en las plantas de tratamiento de agua. Use las hojas de datos de seguridad de materiales (MSDS, por sus siglas en ingls de Material Safety Data Sheets) para entender las propiedades, lmites de exposicin, equipos de proteccin personal y medidas de emergencia para las sustancias qumicas con que usted trabaja. El buen aseo controla los olores, insectos y roedores. Practique la buena higiene usando guantes y lavndose las manos con frecuencia. Descontamnese la ropa o cmbiese antes de irse a su casa despus del trabajo. Hable con su mdico y considere vacunas contra algunos de los peligros que encara en su trabajo.Las plantas de tratamiento de agua son un ambiente que presenta muchos retos. Estas plantas a menudo operan continuamente, por lo que el trabajo por turno y el trabajo en emergencias son comunes. Los turnos prologados usando equipos de proteccin personal pueden ser agotadores. Para poder hacerle frente a la carga de trabajo y las demandas del empleo, asegrese de obtener el descanso requerido y mantener su buena salud en general. El trabajo a la intemperie nos expone al fro, el calor y el sol, por lo que se debe vestir ropa cmoda, en capas y usar locin de filtro solar.Eliminacin de aguas de desecho Roberto Castro

Como resultado del uso domstico, el agua se contamina de diversas maneras, sea que se utilice para el aseo de la habitacin, la ropa o el cuerpo, o bien para librarse de las evacuaciones depositadas en los excusados.

Desde luego, las aguas contaminadas, adems de los materiales que directamente se les incorporan en todas esas operaciones, llevan tambin infinidad de productos qumicos, entre los que resaltan, por lo extendido de su empleo cotidiano, el jabn y los detergentes, a los que frecuentemente se agregan muchas otras substancias indeseables.

Las aguas que se emplean en el aseo de calles y sitios de reunin, o en los hospitales, los rastros, y las industrias que puedan existir en la localidad, tambin se contaminan con microbios patgenos, o con productos qumicos diversos, frecuentemente txicos.

La acumulacin de aguas contaminadas, cerca de las habitaciones, no slo ofrece aspecto repulsivo y produce olores desagradables, sino que constituye un poderoso foco de infeccin.

Por eso, en las casas y en las ciudades es necesario recogerlas en alcantarillas y atarjeas, y depositarlas en sitios en donde no causen molestias u originen peligros.

En pocas anteriores el modo habitual de hacerlo era descargndolas en los ros, los lagos o los mares, mtodo que nunca fue del todo satisfactorio. Sin embargo, los productos contaminantes orgnicos o inorgnicos que antao llevaban las aguas eran relativamente escasos puesto que los centros de poblacin no estaban demasiado cercanos unos de otros, la concentracin de habitantes era moderada y las industrias incipientes, as que los desechos se diluan en las corrientes o depsitos donde se arrojaban, y el continuo movimiento y la insolacin contribuan a su purificacin.

En la actualidad, la gran concentracin de habitantes en los centros urbanos, as como el desarrollo de las industrias originan una enorme cantidad de aguas contaminadas a las que llamamos "aguas negras", cuya eliminacin es difcil y costosa.

A veces se utilizan en cultivos como los cereales o los rboles frutales; y aunque los productos obtenidos no estn contaminados y pueden consumirse con confianza, la acumulacin de desechos en el terreno produce olores desagradables, y es fuente potencial de peligro para quienes los trabajan. Desde luego, el empleo de aguas negras en el cultivo de hortalizas (lechugas, coles, rbanos, etc.) o de frutas obtenidas en plantas herbceas (como por ejemplo, fresas) debe prohibirse.

Si las aguas negras se arrojan indiscriminadamente en depsitos o corrientes de agua, stos se contaminan con productos infectivos o txicos.

La necesidad de evitar tales inconvenientes y peligros, y a la vez aprovechar al mximo el agua disponible, ha hecho que se desarrollen sistemas que, con tratamientos en que intervienen factores mecnicos, fsicos, qumicos y biolgicos, se logra la depuracin de las aguas negras. Los adelantos obtenidos permiten, con mtodos adecuados, purificarlas tan completamente que podran volver a usarse sin peligro, inclusive en la alimentacin. Generalmente esto no se hace, y slo se emplean con fines agrcolas, en el aseo de las calles, en el riego de parques y jardines, en algunas industrias, o para lavado de atarjeas y dilucin de los productos acumulados en las mismas.

En el Distrito Federal y algunas otras grandes ciudades del pas existen ya plantas bien montadas para depurar las aguas negras. La contaminacin del agua constituye uno de los ms serios problemas con que el hombre debe enfrentarse. Para evitar que la contaminacin se produzca, o para eliminarla luego restaurando al agua un aceptable estado de pureza, todos los pases gastan anualmente sumas enormes, a pesar de lo cual los resultados no son totalmente satisfactorios.

No slo las aguas domsticas o municipales, o las desechadas directamente por las industrias son inadecuadas. En las riberas de las zonas petrolferas, las aguas suelen contaminarse tan intensamente, que no es posible baarse en ellas sin que el cuerpo se cubra de chapopote.

El ao de 1967, un gran barco tanque lleno de petrleo crudo, el "Torrey Canyon", naufrag en el Canal de la Mancha desparramando su cargamento, que pronto cubri una extensin de muchos kilmetros cuadrados y amplias fajas costeras en Inglaterra y Francia. Como resultado, no slo murieron cantidades incontables de seres marinos, sino que playas muy concurridas por baistas quedaron inutilizadas, causando la ruina de pueblos enteros que vivan del turismo.Las operaciones para remediar el dao costaron cientos de millones de pesos, sin que los resultados fueran totalmente satisfactorios, y la prensa de todo el mundo coment el peligro potencial de que esa catstrofe pudiera repetirse en cualquier momento. Catstrofes semejantes pueden originarse por derrames de pozos submarinos, como sucedi en febrero de 1969 con uno situado frente a Santa Brbara, California, del que escapaban 80 000 litros de petrleo diariamente, y que antes de ser contenido se extendi hasta Los ngeles, causando tremendos daos.

En ciertas regiones, tradicionalmente famosas por su produccin de ostiones, la descarga de drenajes de poblaciones ribereas las han contaminado fuertemente con bacterias patgenas, hasta el punto que las autoridades han tenido que prohibir la captura y consumo de esos valiosos moluscos.

Adems de esas contaminaciones directas con aguas negras, el empleo en gran escala de abonos qumicos, y ms an la aplicacin masiva de los potentes insecticidas modernos de accin residual (como el DDT y otros) han aumentado el peligro, ya que arrastrados por las aguas de lluvia o las de riego, llegan a los ros y lagos conteniendo cantidades de productos que alcanzan niveles txicos, originando la muerte de infinidad de valiosos animales acuticos y constituyendo un peligro potencial para el hombre.

Todo ello indica que es necesario tomar las mayores precauciones para evitar la contaminacin de las aguas, conservndolas puras, transparentes y apropiadas a su uso por el hombre.

Tratamiento de aguas residualesExistentres opciones diferentes de reciclaje de agua en el hogar. Se pueden reciclar las aguas grises provenientes de lavabos y duchas, las aguas negras provenientes de la cloaca y la cocina, y se puede aprovechar as mismo el agua de lluvia que cae sobre nuestro tejado.El tratamiento de este tipo de aguas difiere bastante entre s, aunque lo que tienen en comn es que necesitan circuitos hidrulicos separadosdentro de la casa. Normalmente plantearse este tipo de instalacin es recomendable antes de la construccin de la casa, dada la obra que requiere la construccin de estos diferentes circuitos.Muchos se interesan nicamente por un slo tipo de reciclaje, puesto que el volumen de agua que generaran entre los tres superara la demanda de agua en los usos que se le da a este recurso. El tratamiento de estas aguasno genera agua potable, cuya consecucin sera ms compleja; por eso se aprovecha mayormente para limpiezas suelos, coche, lavadora, para regar el jardn.

Esquema bsico de tratamiento de lodos

De hecho,la FAO recomienda el uso de aguas negras recicladas precisamente para regar el jardn, dado que el tratamiento de las mismas las higieniza pero no elimina los fosfatos y nitratos, que son la base de los abonos. Etapa PreliminarEs necesario filtrar el agua para retirar de ella slidos y grasas. Las estructuras encargadas de esta funcin son las rejillas, tamices, trituradores, desgrasadores y desarenadores. En esta etapa tambin se puede realizar la preaireacin, cuyas funciones son: Eliminar los compuestos voltiles presentes en el agua servida, que se caracterizan por ser malolientes, y aumentar el contenido de oxgeno del agua, lo que ayuda a la disminucin de la produccin de malos olores en las etapas siguientes del proceso de tratamiento.Etapa PrimariaTiene como objetivo eliminar los slidos en suspensin por medio de un proceso de sedimentacin simple por gravedad o asistida por coagulantes y floculantes. As, para completar este proceso se pueden agregar compuestos qumicos con el objeto de precipitar el fsforo, los slidos en suspensin muy finos o aquellos en estado de coloide. Las estructuras encargadas de esta funcin son los estanques de sedimentacin primarios o clarificadores primario, la profundidad del estanque flucta entre 2 a 5 m.Etapa SecundariaTiene como objetivo eliminar la materia orgnica en disolucin y en estado coloidal mediante un proceso de oxidacin de naturaleza biolgica seguido de sedimentacin. Este proceso biolgico es un proceso natural controlado en el cual participan los microorganismos presentes en el agua residual, y que se desarrollan en un reactor o cuba de aireacin, ms los que se desarrollan, en menor medida en el decantador secundario.Etapa TerciariaTiene como objetivo suprimir algunos contaminantes especficos presentes en el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes domsticos e industriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la eutrofizacin, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetacin acutica que agota el oxgeno, y mata la fauna existente en la zona.

Degradacin anaerobia de aguas residuales

Flujo de energa de los procesos biolgicos de tratamiento de aguas residuales

Flujo de tratamiento de desage u otros desechos lquidos con poblaciones mixtas de micro algas y bacterias. El tratamiento en los estanques de alto rango de oxidacin es completado despus por la remocin de materia articulada o digestin anaerobia para la produccin de biogs.

Posibles aplicaciones de los cultivos intensivos de micro algas

AGUAS DE DESECHO PREGUNTAS

1 QUE ES AGUA DE DESECHO?R- AGUA CONTAMINADA CON SUSTANCIAS FECALES Y ORINAR- AGUA CONTAMINADA CON TIERRAR- AGUA CONTAMINADA CON ACEITER- AGUA CONTAMINADA CON CLORO2 QUE DIFERENCIA HAY ENTRE AGUA DE DESECHO Y AGUA RESIDUAL?R- AGUA DE DESECHO Y AGUA RESIDUAL SON LO MISMOR- SON AGUAS QUE SE DIFERENCIAN POR SU TIPO DE CONTAMINACIONR- SON AGUAS NEGRAS Y AGUAS GRISESR- SON AGUAS DURAS Y AGUAS BLANDAS3 QUE PORCENTAJE DE AGUA Y DE SOLIDOS TIENEN?R- 99% de agua y 1% de slidos. R- 1% de agua y 99% de slidos.R- 96% de agua y 7% de slidos. R- 7% de agua y 96% de slidos.4 QUE TIPO DE CONTAMINANTES SON?R- Coliformes totales, Coliformes fecales, Salmonellas, VirusR- Patgenos, Coliformes fecales, Salmonellas, VirusR- Nitratos, Coliformes fecales, Salmonellas, VirusR- Benceno, Coliformes totales, Coliformes fecales, Salmonellas5 CUALES SON LAS ETAPAS DEL PROCESO DE TRATAMIENTO? R- PRIMARIO, SECUNDARIO, TERCIARIOR- FISICO, QUIMICO, SECUNDARIOR- CLASE A, CLASE B, CLASE CR- PRIMARIO, SECUNDARIO