Tratamiento Secundario y Terciario de Aguas Residuales

7/13/2019 Tratamiento Secundario y Terciario de Aguas Residuales

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Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Civil

Ingeniera Sanitaria 2

Ing. Guillermo Melini

Seccin N

Tratamiento Secundario y Terciario de Aguas Residuales

Raul Isaias Martinez Zelaya 200516076

Luis Emmanuel Per Taquira 200715041

DboraAnayancy Caldern Orellana 200925249

Hagi Donal Ical Ca 200925285

Luis Emilio Car Chigichn 200915636


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1. IntroduccinCuando el agua ha pasado por un proceso de utilidad y culmina su funcin dentro

de una industria o dentro de nuestros hogares es donde empieza el trabajo del

ingeniero y este se basa en la determinacin de sistemas que contribuyan de una

forma ptima tanto en el traslado como en el tratamiento del agua denominada

agua residual.

Eltratamiento de aguas residualesconsiste en una serie de procesos fsicos,

qumicos y biolgicos que tienen como fin eliminar los contaminantes fsicos,qumicos y biolgicos presentes en el agua efluente del uso humano. La tesis

fundamental para el control de la polucin por aguas residuales ha sido tratar las

aguas residuales en plantas de tratamiento que hagan parte del proceso de

remocin de los contaminantes y dejar que la naturaleza lo complete en el cuerpo

receptor.

En el tratamiento de aguas residuales se pueden dividir en cuatro etapas que

comprenden procesos qumicos, fsicos y biolgicos; entre ellos: Tratamientoprevio, tratamiento preliminar, tratamiento secundario, tratamiento terciario y otros

tratamientos destinados a las aguas residuales industriales.

El presente documento contiene informacin relevante sobre el tratamiento

secundario y terciario de las aguas residuales, con esta informacin se pretende

dar a conocer a los estudiantes del curso ingeniera sanitaria 2, parte de las

etapas del tratamiento de aguas residuales.


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2. Objetivos

2.1Generales

Definir y dar a conocer los elementos, el diseo, la eficiencia y los detalles

constructivos del tratamiento secundario y terciario que se debe dar a las aguas

residuales.

2.2Especficos

Conocer el concepto de aguas residuales y con ello comprenda la

importancia que juega dentro de nuestro medio circundante.

Conocer los sistemas que pueden y deben de implementarse tanto para el

traslado como para el tratamiento de las aguas residuales.

Conocer las diferentes etapas que conforman el tratamiento de aguas

residuales y sus componentes fsicos, qumicos y biolgicos.


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3. Marco Terico

3.1Tratamiento Secundario

El tratamiento secundario constituye una serie de importantes procesos de

naturaleza biolgica de tratamiento de las aguas residuales que tienen en comn

la utilizacin de microorganismos (entre las que destacan las bacterias) para llevar

a cabo la eliminacin de materia orgnica biodegradable, tanto coloidal como

disuelta, as como la eliminacin de compuestos que contienen elementos

nutrientes (N y P).

En la mayor parte de los casos, la materia orgnica constituye la fuente de energa

y de carbono que necesitan los microorganismos para su crecimiento. Adems,

tambin es necesaria la presencia de nutrientes, que contengan los elementos

esenciales para el crecimiento, especialmente los compuestos que contengan N y

P, y por ltimo, en el caso de sistema aerobio, la presencia de oxgeno disuelto en

el agua. Este ltimo aspecto ser clave a la hora de elegir el proceso biolgico

ms conveniente.

Los procesos aerobios se basan en la eliminacin de los contaminantes orgnicos

por su transformacin en biomasa bacteriana, CO2 y H2O. En este tipo de

tratamiento se llevan a cabo procesos catablicos oxidativos, como el catabolismo

oxidativo requiere la presencia de un oxidante de la materia orgnica y

normalmente este no est presente en las aguas residuales, l requiere ser

introducido artificialmente. La forma ms conveniente de introducir un oxidante es

por la disolucin del oxgeno de la atmsfera, utilizando la aireacin mecnica, lo

que implica altos costos operacionales del sistema de tratamiento. Adicionalmente

la mayor parte de la DQO de la materia orgnica es convertida en lodo, que

cuenta con un alto contenido de material vivo que debe ser estabilizado. Algunasdesventajas de este proceso biolgico son: Altas producciones de Lodos que

necesitan tratamiento para ser utilizados, produccin de malos olores, altos

costos operacionales, uso de qumicos y altos gastos de energa.


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Los procesos anaerobios transforman la sustancia orgnica en biogs y no se da

una destruccin de la materia orgnica. Puesto que no hay presencia de un

oxidante en el proceso, la capacidad de transferencia de electrones de la materia

orgnica permanece intacta en el metano producido. En vista de que no hay

oxidacin, se tiene que la DQO terica del metano equivale a la mayor parte de la

DQO de la materia orgnica digerida (90 a 97%), una mnima parte de la DQO es

convertida en lodo (3 a 10%).

3.1.1 Lechos Bacterianos

Lechos Bacterianos, tambin denominados filtros biolgicos o filtros percoladores.

Estn basados en los procesos biolgicos aerobios.

Consiste en poner el agua residual en contacto con un material inerte o soporte

donde se adhieren los microorganismos. Suelen ser lechos fijos de gran dimetro,

rellenos con rocas o piezas de plstico o cermica con formas especiales para

desarrollar una gran superficie sobre el que se roca el agua a tratar.

Sobre la superficie crece una fina capa de biomasa (bacterias), sobre la que se

dispersa el agua residual a tratar, que moja en su descenso la superficie. Al mismo

tiempo, ha de quedar espacio suficiente para que circule aire, que asciende deforma natural o bien forzada, generalmente a contra corriente del agua.

El crecimiento de la biomasa provoca que parte de los microorganismos se

desprendan de la superficie, y por lo tanto, seguir siendo necesaria una

sedimentacin posterior para su separacin del efluente.

3.1.1.1 EstructuraLa estructura estar determinada segn el sistema de distribucin que se utilice.

Rectangular: Distribuidores fijos, o mviles de traslacin.

Circulares: Distribuidores giratorios.


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Tanto uno como otro dispondrn de los elementos siguientes:

Deposito: Su funcin es la de retencin o contencin del medio soporte para

formar as el lecho. El lecho bacteriano debe funcionar aireado y no

saturado de agua, por lo que las paredes del depsito no necesitarnresistir el empuje del agua, sino solamente el empuje del medio soporte

recubierto de la biopelcula.

Material soporte: La caracterstica ms importante de los materiales

soportes es la porosidad del mismo para la creacin de la biopelcula. Se

puede emplear dos tipos de materiales como soportes de la biopelcula: o

Materiales naturales: Cantos rodados, escoria, coque metalrgico y

antracita.

Materiales de plstico: se clasifican en dos grandes grupos: Ordenados y

Desordenados.

Los materiales de plstico ordenados se presentan en paquetes

geomtricos. Tambin pueden ser tubos de 80 a 100mm de dimetro

que llevan tabiques internos para aumentar la superficie especfica;

estos tubos se colocan a lo largo de la altura del tubo (cloisonyl).

Los materiales desordenados se componen de elementos

individuales de un tamao de 40 a 100 mm, dispuestos directamente

en el lecho sin ninguna combinacin (surfpac). Su ndice de vaco

est entre el 95% y el 97% y permiten grandes alturas. Es un

material de mayor superficie especfica, pero que se suele utilizar

cuando el lecho bacteriano se sita en la configuracin del sistema

de depuracin de aguas residuales como tratamiento terciario.

El medio soporte se coloca sobre un falso fondo drentante, que no deja salir el

material de soporte y permite el paso del agua tratada. La solera del depsito se

hace con pendientes hacia los canales de evacuacin de agua tratada. Estos

canales pueden ser diametrales en el lecho o bien perifricos.


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En este ltimo caso la parte del depsito tiene ventanas o huecos en su base en

toda la periferia para permitir la ventilacin del lecho.

La pelcula biolgica est compuesta principalmente por bacterias auttrofas

(fondo) y hetertrofas (superficie), hongos, algas verdes y protozoos. Tambin es

posible encontrar otros organismos ms complejos como gusanos, larvas de

insectos, caracoles y limacos.

En la siguiente figura ser puede ver diferentes combinaciones de tratamientos que

incluyen lechos bacterianos.


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3.1.1.2 FuncionamientoComo se ha comentado anteriormente es un sistema de depuracin biolgica de

aguas residuales en el que la oxidacin se produce al hacer circular, a travs de

un medio poroso, aire y agua residual. El agua residual discurre transversalmente

sin llegar a inundarlo y permitiendo en los huecos del relleno haya el aire suficiente

para la oxidacin de la biopelcula desarrollada. La circulacin del aire se realiza

de forma natural o forzada, generalmente a contra corriente del agua.

La materia orgnica y sustancias contaminantes del agua son degradadas en una

pelcula biolgica compuesta por microorganismos, que crecen adhirindose al

material soporte. Dicha pelcula no puede superar los 3 mm de espesor ya que no

se puede asegurar la accin del oxgeno.


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3.1.2 Lagunaje

El lagunaje o tambin llamado lagunas de estabilizacin. Una laguna de

estabilizacin de aguas residuales es una estructura simple para embalsar agua

de poca profundidad (entre 1 a 4 metros) y con perodos de retencin

relativamente grandes (por lo general mas de 10 das), en donde las aguas

residuales al ser descargadas en las lagunas, se realiza en forma espontnea un

proceso conocido como auto depuracin o estabilizacin natural, en donde

ocurren fenmenos de tipo fsico, qumico, bioqumica y biolgico.

Los parmetros utilizados para evaluar el comportamiento de las lagunas de

estabilizacin de aguas residuales y la calidad de sus efluentes son la demanda

bioqumica de oxgeno (DBO) que caracteriza la carga orgnica, y el nmero ms

probable de coliformes fecales (NMP CF/100ml) que caracteriza la contaminacin

microbiolgica.

Las lagunas que reciben agua residual cruda se les llama lagunas primarias,

siempre se deben de construir dos lagunas primarias en paralelo con el objeto de

que una se mantenga en operacin mientras se hace la limpieza de lodos de la

otra, mientras que a las lagunas que reciben el efluente de una primaria se llaman

lagunas secundarias, y as sucesivamente las lagunas de estabilizacin se puedenllamar terciarias, cuaternarias, quintenarias, etc. A las lagunas de grado ms all

del segundo tambin se les suele llamar lagunas de acabado, maduracin o

pulimento.

Son de construccin sencilla pero con bajos rendimientos y problemas de

produccin de olores.

3.1.2.1 Objetivos de las lagunas de estabilizacinEl objetivo primordial del tratamiento de las aguas residuales por medio de

lagunas de estabilizacin, es la remocin de parsitos, bacterias y virus

patgenos, que tomando como base el perodo de retencin, las lagunas pueden

lograr la remocin total de patgenos, es decir, que su construccin es para la

proteccin epidemiolgica.


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Mediante la disminucin de organismos patgenos presentes en las aguas

residuales, asimismo, la proteccin ecolgica, disminuyendo la carga orgnica

(DBO) de las aguas residuales. Logrndose de esta manera que el nivel de

oxgeno disuelto (OD) en los cuerpos receptores se vea menos comprometido, con

el consiguiente beneficio para los peces y dems organismos acuticos.

3.1.2.2 Procesos en las lagunas de estabilizacinA. Proceso aerobio

Este proceso se caracteriza por la descomposicin de la materia orgnica, la cual

se lleva a cabo en una masa de agua que contiene oxgeno disuelto, participando

en este proceso bacterias aerbicas o facultativas, las cuales originan compuestos

inorgnicos que sirven de nutrientes a algas, las cuales producen el oxgeno quefacilita la actividad de las bacterias aerbicas y facultativas. En el proceso

aerbico existe una simbiosis entre bacterias y algas, en donde se facilita la

estabilizacin aerbica de la materia orgnica. El desdoblamiento de la materia

orgnica se lleva a cabo con intervencin de enzimas producidas por las bacterias

en sus procesos vitales. A travs de estos procesos bioqumicos en presencia de

oxgeno disuelto las bacterias logran el desdoblamiento aerobio de la materia

orgnica. El oxgeno consumido es parte de la demanda bioqumica de oxgeno

(DBO).

Las algas en presencia de la luz solar utilizan los compuestos inorgnicos, con el

fin de sintetizar materia orgnica que incorporan a su protoplasma mediante la

fotosntesis, generando gran cantidad de oxigeno disuelto. En las lagunas de

estabilizacin el agua residual no se clarifica como en las plantas de tratamiento

convencional pero se estabiliza, pues las algas son materia orgnica viva que no

ejerce DBO.


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B. Proceso anaerobio

Este proceso es ms lento y pueden originar malos olores. Las condiciones

anaerobias se establecen cuando el consumo de oxgeno disuelto es mayor que la

incorporacin del mismo a la masa de agua por la fotosntesis de las algas y el

oxgeno disuelto, y la laguna se torna de color gris oscuro. El desdoblamiento de la

materia orgnica sucede en una forma ms lenta y se generan malos olores por la

produccin de sulfuro de hidrgeno, en la etapa final del proceso anaerobio se

presentan las cinticas conocidas como acetognica y metanognica.


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Lagunas anaerbicas en paralelo diseadas en Boca del Monte, Guatemala.

3.1.3 Filtros intermitentes de arena

Cuando el terreno tiene muy baja permeabilidad o excesiva y por tanto no es

posible la infiltracin superficial, se debe sustituir el suelo natural por un suelo

artificial con material adecuado para la filtracin como en el caso de arenas.

3.1.3.1 EstructuraLechos de arenas con espesores entre 60 y 90 cm, sobre una capa de gravagraduada, equipada de correspondientes tuberas drenantes para la evacuacin

del efluente.

Se puede construir bien enterrados o cubiertos de hormign.


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3.1.3.2 FuncionamientoEl agua a tratar se distribuye sobre la superficie del lecho, a travs de tuberas

perforadas, para no saturar el lecho de forma permanente y poder as mantener

las condiciones aerobias.


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3.1.4 Lecho de turba

3.1.4.1 FuncionamientoEl agua residual se filtra a travs de la turba y las capas de arena y de grava. Un

dispositivo de drenaje recoge el efluente en la base del sistema. El agua residual(20cm de espesor) se aplica durante un periodo de tiempo limitado, que suele ser

de 10 das.


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3.1.5 Humedales

Son procesos muy similares a los de escorrenta superficial porque son idneos

para terrenos pantanosos o de baja permeabilidad.

Hay dos tipos:

En los humedales de flujo superficial.


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Los humedales de flujo subsuperficial.

3.1.5.1 EstructuraA. Humedal de flujo superficial

El agua est expuesta directamente a la atmsfera y circula preferentemente a

travs de los tallos de los macrfitos.

Los humedales de flujo suele ser utilizado como tratamiento adicional despus de

ser tratado por depuradoras del tipo convencional. Otra caracterstica de estos

humedales es que suelen ser de grandes dimensiones.

B. Humedal de flujo subsuperficial

La circulacin del agua es subterrnea a travs de un medio granular (con una

profundidad de la lmina de agua de alrededor de 0,6 m) y en contacto con los

rizomas y races de los macrfitos.


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Los humedales de flujo subsuperficial se clasifican segn el sentido de circulacin

del agua como se muestra en las imgenes anteriores.

Los humedales de flujo subsuperficial son instalaciones de menor tamao y que

en la mayora de los casos se utilizan como sistema de tratamiento de las aguas

residuales generadas en casas, viviendas aisladas y ncleos de menos de 2000

habitantes.

3.1.5.2 VegetacinLas especies utilizadas son macrfitos emergentes tpicos de las zonas hmedas

como el carrizo (Phragmites), la espadaa (Typha) o los juncos (Scirpus).

La seleccin de la vegetacin que se va a usar en un sistema de humedales debetener en cuenta las caractersticas de la regin donde se realizar el proyecto, as

como las siguientes recomendaciones:

1. Las especies deben ser colonizadoras activas, con eficaz extensin del

sistema de rizomas.


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2. Deben ser especies que alcancen una biomasa considerable por unidad de

superficie para conseguir la mxima asimilacin de nutrientes.

3. La biomasa subterrnea debe poseer una gran superficie especfica para

potenciar el crecimiento de la biopelcula.

4. Deben disponer de un sistema eficaz de transporte de oxgeno hacia las

partes subterrneas para promover la degradacin aerbica y la

nitrificacin.

5. Se debe tratar de especies que puedan crecer fcilmente en las

condiciones ambientales del sistema proyectado.

6. Debe tratarse de especies con una elevada productividad.

7. Las especies deben tolerar los contaminantes presentes en las aguas

residuales.

8. Se deben utilizar especies propias de la flora local.

Para este estudio se ha escogido como vegetacin los juncos ya que con la

espadaa (Typha) son flora que se puede encontrar en Guatemala y que por

tanto, su cultivo no debera suponer ningn problema y se integra adecuadamentecon el medio.

3.1.5.3 FuncionamientoLas bases del sistema de depuracin con lechos de juncos (humedales) son:

Degradacin aerobia en la parte superior debido al oxgeno que toma la

parte area del junco, y trasmiten a travs de los tallos subterrneos.

Degradacin aerobia y anaerobia que se produce en el relleno dondecrecen los juncales.

Los tallos subterrneos crecen vertical y horizontal, abriendo en el suelo

estaciones, que facilitan el paso del agua residual y su contacto con suelo,

races y tallos subterrneos.


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Los slidos en suspensin del agua residual sufren un compost juntos con

hojas y tallos muertos en la capa superior.

A. Humedal superficial:

Pertenece al grupo de los basados en la accin de mecanismos que suceden en elagua (como los lagunajes).

B. Humedal subsuperficial:

As pues los humedales de flujo subsuperficial forman parte de los sistemas

naturales de depuracin basados en la accin del terreno (como los filtros verdes y

los sistemas de infiltracin-percolacin)

Los humedales de flujo subsuperficial se clasifican segn el sentido de circulacin

del agua en horizontales o verticales.

Flujo horizontal

Los humedales con flujo horizontal funcionan permanentemente inundados,

aunque hay algunas experiencias recientes satisfactorias con sistemas

intermitentes.

Flujo vertical

Los humedales con flujo vertical se disean con funcionamiento intermitente, es

decir, tienen fases de llenado, reaccin y vertido.

La intermitencia y la inundabilidad permanente confieren propiedades muy

diferentes a los sistemas verticales y horizontales respectivamente. En particular

afectan mucho la transferencia de oxgeno y por tanto al estado de oxidoreduccin

del humedal. Los sistemas con flujo horizontal tratando aguas residuales urbanas,

operando con cargas superficiales razonables (2-6 g DBO/m2.dia) producen

efluentes con ausencia de oxgeno, potencial redox muy negativo (EH menor en

muchos casos de -100 mV) y posibilidad de malos olores. Adems estos efluentes

pueden volverse blanquecinos debido a la precipitacin de carbonatos y en

relacin con la sulfatoreduccin.


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Todos estos problemas se pueden evitar operando con cargas menores o segn

trabajos recientes con profundidades de la lmina de agua de 0,3 m. Hay que

indicar que los humedales con flujo horizontal se han diseado generalmente con

profundidad de 0,6 m. Los sistemas con flujo vertical operan con cargas superiores

que los horizontales (entre 20 y 40 g DBO/m2.dia) producen efluentes ms

oxigenados (valores de concentracin de oxgeno de hasta 13 mg/L) y libres de

malos olores.

Humedal subsuperfical frente al humedal superficial


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Ventajas e inconvenientes de la instalacin de un humedal como tratamiento de

depuracin.


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3.1.6 Tierras hmedas construidas

Un humedal artificial es un sistema de tratamiento de agua residual (estanque o

cauce) poco profundo, no mas de 0.60 mts, construido por el hombre, en el que se

han sembradoplantas acuticas,y contado con los procesos naturales para tratar

el agua residual. Los humedales artificiales o wetlands construidos tienen ventajas

respecto de los sistemas de tratamiento alternativos, debido a que requieren poca

o ninguna energa para funcionar. Si hay suficiente tierra barata disponible cerca

de la instalacin de las tierras hmedas de cultivo acutico, puede ser una

alternativa de costo efectivo. Los humedales artificiales proporcionan el hbitat

para la vida silvestre, y son, estticamente, agradables a la vista.

3.1.6.1 Ventajas:1. Las plantas pueden ser utilizadas como bombas extractoras de bajo costo

para depurar aguas contaminadas.

2. Algunos procesos degradativos ocurren en forma ms rpida con plantas

que con microorganismos.

3. Es un mtodo apropiado para descontaminar superficies grandes o para

finalizar la descontaminacin de reas restringidas en plazos largos.

3.1.6.2 Limitaciones:1. El proceso se limita a la profundidad de penetracin de las races o aguas

poco profundas.

2. Los tiempos de proceso pueden ser largos.

3. La biodisponibilidad de los compuestos o metales es un factor limitante en

la captacin.
http://es.wikipedia.org/wiki/Planta_acu%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Planta_acu%C3%A1tica


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3.2Sistema de Tratamiento terciario

La finalidad de los tratamientos terciarios es eliminar la carga orgnica residual y

aquellas otras sustancias contaminantes no eliminadas en los tratamientos

secundarios, como por ejemplo, los nutrientes, fsforo y nitrgeno.

Estos procesos son de naturaleza biolgica o fsico qumica, siendo el proceso

unitario ms empleado el tratamiento fsico-qumico.

El tratamiento terciario es el procedimiento ms 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 fsico-qumico que utiliza la precipitacin,

la filtracin y/o la cloracin para reducir drsticamente los niveles de nutrientesinorgnicos, especialmente los fosfatos y nitratos del efluente final. El agua

residual que recibe un tratamiento terciario adecuado no permite un desarrollo

microbiano considerable.

Si el agua que ha de recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor que

el que puede aportar el proceso secundario, o si el efluente va a reutilizarse, es

necesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales. A menudo se usa el

trmino tratamiento terciario como sinnimo de tratamiento avanzado, pero no sonexactamente lo mismo. El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplearse

para eliminar el fsforo, mientras que el tratamiento avanzado podra incluir pasos

adicionales para mejorar la calidad del efluente eliminando los contaminantes

recalcitrantes. Hay procesos que permiten eliminar ms de un 99% de los slidos

en suspensin y reducir la DBO5 en similar medida. Los slidos disueltos se

reducen por medio de procesos como la smosis inversa y la electrodilisis. La

eliminacin del amonaco, la desnitrificacin y la precipitacin de los fosfatos

pueden reducir el contenido en nutrientes. Si se pretende la reutilizacin del agua

residual, la desinfeccin por tratamiento con ozono es considerada el mtodo ms

fiable, excepcin hecha de la cloracin extrema.


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Es probable que en el futuro se generalice el uso de estos y otros mtodos de

tratamiento de los residuos a la vista de los esfuerzos que se estn haciendo para

conservar el agua mediante su reutilizacin.

3.2.1 Objetivos de los procesos de tratamiento terciario

3.2.1.1 Remocin de nutrientesLas aguas residuales nutrientes pueden tambin contener altos niveles de

nutrientes (nitrgeno y fsforo) que eso en ciertas formas puede ser txico para

peces e invertebrados en concentraciones muy bajas (por ejemplo amonaco) o

eso puede crear condiciones insanas en el ambiente de recepcin (por ejemplo:

mala hierba o crecimiento de algas). Las malas hierbas y las algas pueden parecer

ser una edicin esttica, pero las algas pueden producir las toxinas, y su muerte yconsumo por las bacterias (decaimiento) pueden agotar el oxgeno en el agua y

sofocar los pescados y la otra vida acutica. Cuando se recibe una descarga de

los ros a los lagos o a los mares bajos, los nutrientes agregados pueden causar

prdidas entrpicas severas perdiendo muchos peces sensibles a la limpieza del

agua. El retiro del nitrgeno o del fsforo de las aguas residuales se puede

alcanzar mediante la precipitacin qumica o biolgica.

La remocin del nitrgeno se efecta con la oxidacin biolgica del nitrgeno del

amonaco al nitrato (nitrificacin que implica nitrificar bacterias tales como

Nitrobacter y Nitrosomonus), y entonces mediante la reduccin el nitrato es

convertido al gas del nitrgeno (desnitrificacin), que se lanza a la atmsfera.

Estas conversiones requieren condiciones cuidadosamente controladas para

permitir la formacin adecuada de comunidades biolgicas. Los filtros de arena,

las lagunas y las camas de lmina se pueden utilizar para reducir el nitrgeno.

Algunas veces, la conversin del amonaco txico al nitrato solamente se refiere a

veces como tratamiento terciario.


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El retiro del fsforo se puede efectuar biolgicamente en un proceso llamado retiro

biolgico realzado del fsforo. En este proceso especficamente bacteriano,

llamadas Polyphosphate que acumula organismos, se enriquecen y acumulan

selectivamente grandes cantidades de fsforo dentro de sus clulas. Cuando la

biomasa enriquecida en estas bacterias se separa del agua tratada, los bioslidos

bacterianos tienen un alto valor del fertilizante. El retiro del fsforo se puede

alcanzar tambin, generalmente por la precipitacin qumica con las sales del

hierro (por ejemplo: cloruro frrico) o del aluminio (por ejemplo: alumbre). El fango

qumico que resulta, sin embargo, es difcil de operar, y el uso de productos

qumicos en el proceso del tratamiento es costoso. Aunque esto hace la operacin

difcil y a menudo sucia, el retiro qumico del fsforo requiere una huella

significativamente ms pequea del equipo que la de retiro biolgico y es ms fcilde operar.

3.2.1.2 DesinfeccinEl propsito de la desinfeccin en el tratamiento de las aguas residuales es reducir

substancialmente el nmero de organismos vivos en el agua que se descargar

nuevamente dentro del ambiente. La efectividad de la desinfeccin depende de la

calidad del agua que es tratada (por ejemplo: turbiedad, pH, etc.), del tipo de

desinfeccin que es utilizada, de la dosis de desinfectante (concentracin ytiempo), y de otras variables ambientales. El agua turbia ser tratada con menor

xito puesto que la materia slida puede blindar organismos, especialmente de la

luz ultravioleta o si los tiempos del contacto son bajos. Generalmente, tiempos de

contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en contra de una desinfeccin

eficaz. Los mtodos comunes de desinfeccin incluyen el ozono, la clorina, o la luz

UV. La Cloramina, que se utiliza para el agua potable, no se utiliza en el

tratamiento de aguas residuales debido a su persistencia.

La desinfeccin concloro sigue siendo la forma ms comn de desinfeccin de las

aguas residuales en Norteamrica debido a su bajo historial de costo y del largo

plazo de la eficacia.
http://es.wikipedia.org/wiki/Clorohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloro


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Una desventaja es que la desinfeccin con cloro del material orgnico residual

puede generar compuestos orgnicamente clorados que pueden ser carcingenos

o dainos al ambiente. La clorina o las "cloraminas" residuales puede tambin ser

capaces de tratar el material con cloro orgnico en el ambiente acutico natural.

Adems, porque la clorina residual es txica para especies acuticas, el efluente

tratado debe ser qumicamente desclorinado, agregndose complejidad y costo

del tratamiento.

La luz ultravioleta (UV) se est convirtiendo en el medio ms comn de la

desinfeccin en el Reino Unido debido a las preocupaciones por los impactos de la

clorina en el tratamiento de aguas residuales y en la clorinacin orgnica en aguas

receptoras. La radiacin UV se utiliza para daar la estructura gentica de lasbacterias, virus, y otros patgenos, hacindolos incapaces de la reproduccin. Las

desventajas dominantes de la desinfeccin UV son la necesidad del

mantenimiento y del reemplazo frecuentes de la lmpara y la necesidad de un

efluente altamente tratado para asegurarse de que los microorganismos objetivo

no estn blindados de la radiacin UV (es decir, cualquier slido presente en el

efluente tratado puede proteger microorganismos contra la luz UV). El ozono O3

es generado pasando el O2 del oxgeno con un potencial de alto voltaje resultando

un tercer tomo de oxgeno y que forma O3. El ozono es muy inestable y reactivo

y oxida la mayora del material orgnico con que entra en contacto, de tal manera

que destruye muchos microorganismos causantes de enfermedades. El ozono se

considera ser ms seguro que la clorina porque, mientras que la clorina que tiene

que ser almacenada en el sitio (altamente venenoso en caso de un lanzamiento

accidental), el ozono es colocado segn lo necesitado. La ozonizacin tambin

produce pocos subproductos de la desinfeccin que la desinfeccin con cloro. Una

desventaja de la desinfeccin del ozono es el alto coste del equipo de la

generacin del ozono y que las habilidades de los operadores deben ser

demasiadas.


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3.2.1.3 VertidoEl vertido final del agua tratada se realiza de varias formas. La ms habitual es el

vertido directo a un ro o lago receptor. En aquellas partes del mundo que se

enfrentan a una creciente escasez de agua, tanto de uso domstico como

industrial, las autoridades empiezan a recurrir a la reutilizacin de las aguas

tratadas para rellenar los acuferos, regar cultivos no comestibles, procesos

industriales, recreo y otros usos. En un proyecto de este tipo, en la Potable Reuse

Demonstration Plant de Denver, Colorado, el proceso de tratamiento comprende

los tratamientos convencionales primario y secundario, seguidos de una limpieza

por cal para eliminar los compuestos orgnicos en suspensin. Durante este

proceso, se crea un medio alcalino (pH elevado) para potenciar el proceso. En el

paso siguiente se emplea la recarbonatacin para volver a un pH neutro. Acontinuacin se filtra el agua a travs de mltiples capas de arena y carbn

vegetal, y el amonaco es eliminado por ionizacin. Los pesticidas y dems

compuestos orgnicos an en suspensin son absorbidos por un filtro granular de

carbn activado. Los virus y bacterias se eliminan por ozonizacin. En esta fase el

agua debera estar libre de todo contaminante pero, para mayor seguridad, se

emplean la segunda fase de absorcin sobre carbn y la smosis inversa y,

finalmente, se aade dixido de cloro para obtener un agua de calidad mxima.

Despus de que el agua paso por todos estos procedimientos de tratamiento en

funcin de su contaminacin y los objetivos de rehuso se procede al vertido tal y

como se mencion anteriormente.

3.2.2 Tipos de procesos de tratamiento terciario

3.2.2.1 Intercambio Inico

Es una operacin en la que se utiliza un material, habitualmente denominado

resinas de intercambio inico, que es capaz de retener selectivamente sobre su

superficie los iones disueltos en el agua, los mantiene temporalmente unidos a la

superficie, y los cede frente a una disolucin con un fuerte regenerante.

La aplicacin habitual de estos sistemas, es por ejemplo, la eliminacin de sales

cuando se encuentran en bajas concentraciones.


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3.2.2.2 Adsorcin

La adsorcin define la propiedad de ciertos materiales (adsorbentes) de fijar en su

superficie molculas orgnicas extradas de la fase lquida en la que se

encuentran. El proceso de adsorcin consiste en la captacin de sustancias

solubles en la superficie de un slido. Sirven principalmente para eliminar

detergentes,colorantes,disolventesclorados,olores y sabores.

Un parmetro fundamental en este caso ser la superficie especfica del slido,

dado que el compuesto soluble a eliminar se ha de concentrar en la superficie del

mismo. Se utiliza para eliminar fenoles, hidrocarburos aromticos nitrados,

derivados clorados, etc., as como para eliminar olor, color y sabor.

El adsorbente ms utilizado en el tratamiento de aguas es el carbn activo. Losdiseos ms comunes utilizan filtros de una o de dos etapas, donde el carbn

activado se introduce como medio filtrante. Para su aplicacin en tratamiento de

agua se requiere 1 a 3 pies de carbn activado para tratar 1 milln de litros de

agua, siempre y cuando, la concentracin de cloro libre sea igual o menor a 1 ppm

(parte por milln).

3.2.2.3 Por membranas: Microfiltracin y UltrafiltracinEl principio de la micro y ultrafiltracin es la separacin fsica, se hace pasar elflujo de agua por una membrana que separa los slidos en suspensin (SS)

disueltos.

Es el tamao de poro de la membrana lo que determina hasta qu punto son

eliminados los slidos disueltos, la turbidez y los microorganismos. Las sustancias

de mayor tamao que los poros de la membrana son retenidas totalmente.

Las membranas usadas para la microfiltracin tienen un tamao de poro de 0.1 y10 m. La microfiltracin puede ser aplicada a muchos tipos diferentes de

tratamientos de agua cuando se necesita retirar de un lquido las partculas de un

dimetro superior a 0.1 mm.
http://es.wikipedia.org/wiki/Detergentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Disolventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Clorohttp://es.wikipedia.org/wiki/Clorohttp://es.wikipedia.org/wiki/Disolventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Colorantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Detergente


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La ultrafiltracin permite retener molculas cuyo tamao oscila entre 0.001 y 0.1

m.

Debido a sus caractersticas, las membranas cermicas estn siendo cada vez

ms utilizadas en todo tipo de procesos de depuracin de aguas residuales.

La gran estabilidad mecnica y qumica de estas membranas, hacen posible su

utilizacin tanto para efluentes de alta carga contaminante, como para reutilizacin

de aguas de cualquier proceso industrial.

Las membranas cermicas estn siendo cada vez ms utilizadas en la purificacin

de agua. La alta estabilidad qumica y trmica del material de la membrana

permite la regeneracin qumica o trmica y la esterilizacin con productos

qumicos agresivos, incluso se puede utilizar vapor caliente.

La estabilidad mecnica ante altas presiones permite el contralavado de las

membranas. Muestran considerablemente flujos ms altos de permeado en

comparacin con las dems.

Otra caracterstica que las hace idneas para tratamiento de aguas es su bajo

ensuciamiento. Este hecho ayuda a reducir costes de operacin y un gran ahorro

de energa. Se harn menos regeneraciones, tras su utilizacin en depuracin deaguas residuales lo que consigue una vida til ms larga y menor inversin en

mantenimiento.

Esta membrana, es una material que sirve para separar

compartimentos y as crea un paso selectivo de materiales

orgnicos en varios compartimientos. El funcionamiento de

esta membrana es simple. Tiene varios orificios en las que

las molculas pueden separarlas para dejar las ms grandes

y permitir que pasen las ms pequeas, que luego sern

depuradas. Esta membrana de cermica tiene forma de un

tubo que contiene diferentes canales o agujeros que definen la posibilidad del filtro

en varios pasos.
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3.2.2.4 smosis Inversa

La smosis Inversa consiste en aplicarle a la disolucin concentrada una presin

superior a la osmtica, producindose el paso de disolvente (agua) desde la

disolucin ms concentrada a la ms diluida hasta alcanzar un nuevo equilibrio.

Usando esta tcnica, se elimina la mayor parte del contenido en sales del agua.

3.2.3 Filtracin

La filtracin es un mtodo mediante el cual las partculas se separan fsicamente

de las aguas negras que entran por un medio de filtracin. Asimismo, la filtracin

es un paso fundamental y, muchas veces, suficiente para obtener la calidad deagua requerida por el usuario. Dependiendo de las caractersticas del agua de

aporte y el uso final, se pueden utilizar diferentes tcnicas de filtracin.

3.2.3.1 Filtros de arenaLa filtracin por arena es una de las tecnologas de tratamiento de aguas negras

ms antiguas que se conoce. Asimismo, el filtro de arena produce un efluente de

muy alta calidad.

La filtracin de arena se utiliza con frecuencia y es un mtodo muy robusto para

separar slidos suspendidos del agua. La filtracin media consiste en una capa

mltiple de la arena con una variedad en tamao y gravedad especfica. Los filtros

de arena se pueden proveer en diversos tamaos y pueden ser manejados

manualmente o de forma automtica.


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Una aplicacin especial del filtro de arena es la separacin del hierro en la

superficie en el suelo o con el agua limpia. La instalacin de la separacin delhierro consiste en la aeracin, oxidacin y precipitacin del hierro y el manganeso

seguido por una separacin de las partculas precipitadas con el filtro de arena.

Los filtros de arena son los elementos ms utilizados para filtracin de aguas con

cargas bajas o medianas de contaminantes, que requieran una retencin de

partculas de hasta 20 micras de tamao. Las partculas en suspensin que lleva

el agua son retenidas durante su paso a travs de un lecho filtrante de arena. Una

vez que el filtro se haya cargado de impurezas, alcanzando una prdida de cargaprefijada, puede ser regenerado por lavado contra corriente.

La calidad de la filtracin depende de varios parmetros, entre otros, la forma del

filtro, altura del lecho filtrante, caractersticas y granulometra de la masa filtrante,

velocidad de filtracin, etc.

Estos filtros se pueden fabricar con resinas de polister y fibra de vidrio, muy

indicados por su total resistencia a la corrosin. Tambin se fabrican en aceroinoxidable y en acero al carbono para aplicaciones en las que se requiere una

mayor resistencia a la presin.


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3.2.3.2 Lechos Multicapa de ArenaLa filtracin sobre lechos multicapa de arena de diferentes granulometras y

antracita con sistema automtico de limpieza. La antracita es elcarbn mineral de

ms alto rango y el que presenta mayor contenido en carbono,hasta un 95%. Es

negro, brillante y muy duro, con irisaciones y sonoro por percusin. La funcin

principal de estos filtros es retener los coloides y partculas en suspensin de

tamao superior a 80 micras.

El filtro est constituido con materiales inatacables y es de funcionamiento

automtico, realizado sin ninguna intervencin manual las operaciones de contra

lavado, aclarado y servicio normal. En comparacin con los filtros de lecho nico

de arena, los filtros de arena y antracita permiten mejor retencin de las partculas

en suspensin en el lecho doble, resultando una mayor calidad del filtrado y un

aumento del tiempo de funcionamiento entre lavados.

3.2.3.3 Filtros de Carbn ActivoLos filtros de carbn activo se utilizan principalmente para eliminacin de cloro y

compuestos orgnicos en el agua. El sistema de funcionamiento es el mismo que

el de los filtros de arena, realizndose la retencin de contaminantes al pasar el

agua por un lecho filtrante compuesto de carbn activo.

El carbn activado es un trmino general que denomina a toda una gama de

productos derivados de materiales carbonosos. Es un material que tiene un rea

superficial excepcionalmente alta, medida por adsorcin de nitrgeno, y se

caracteriza por una cantidad grande de microporos (poros menores que 2

nanmetros). El proceso de activacin acta eficientemente al mejorar y aumentar

la porosidad y el rea superficial.
http://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Adsorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Adsorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3n


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3.2.3.4 Filtracin por Arena en ContinuoEn este sistema, el proceso de lavado es en contracorriente y en continuo, y no

tienen lugar paradas para analizar lavados de arenas ya que, simultneamente al

proceso de filtracin, la arena sucia se limpia en el lavador de arena y los slidos

en suspensin son eliminados con el agua de lavado. Por todo esto, el filtro ofrece

la mxima disponibilidad. Es posible tratar afluentes con una elevada

concentracin de slidos en suspensin.

3.2.3.5 Infiltracin-percolacinLa infiltracin-percolacin es un tratamiento, que mediante una filtracin y proceso

biolgico aerobio consigue eliminaciones de slidos por debajo de 2 ppm y

eliminacin de coliformes y colifagos.

La introduccin de agua se realiza por sectores, saturndolos de manera que el

flujo descendente introduzca aire dentro de la masa filtrante, oxigenando la

biomasa fijada sobre los granos de arena.


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4. Conclusiones

Para que el estudiante comprenda que son y para que sirve los sistemas de

traslado de agua residuales as como su tratamiento, primero deber contar con el

concepto de este elemento, podemos definir como aguas residuales a todo

volumen de agua que ha sido utilizado dentro de un proceso ya sea fsico o

qumico y que al haber culminado su uso se encuentran alteradas sus propiedades

sanitarias, como lo son, el color, el olor, su caracterstica bacteriolgica, etc.

Ya que el estudiante cuenta con el conocimiento de lo que son las aguas

residuales, podr empezar a analizar las posibles formas de su traslado

basndose en normas especificas y tcnicas para el desarrollo de las mismas.

Comnmente al sistema de traslado se les conoce con el nombre de

alcantarillado.

El tratamiento de aguas residuales (o agua residual, domstica o industrial, etc.)

incorpora procesos fsicos qumicos y biolgicos, los cuales tratan y remueven

contaminantes fsicos, qumicos y biolgicos introducidos por el uso humanocotidiano del agua.

La composicin de las aguas residuales se analiza con diversas mediciones

fsicas, qumicas y biolgicas. Las mediciones ms comunes incluyen la

determinacin del contenido en slidos, la demanda bioqumica de oxgeno

(DBO5), la demanda qumica de oxgeno (DQO) y el pH.

Si el agua que ha de recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor que

el que puede aportar el proceso secundario, o si el efluente va a reutilizarse, es

necesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales.

El propsito de la desinfeccin en el tratamiento de las aguas residuales es reducir

substancialmente el nmero de organismos vivos en el agua que se descargar

nuevamente dentro del ambiente.


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Recomendaciones

Se recomienda para obtener importante informacin sobre cada producto,

consultar con el fabricante debido a que cada producto se implementara de

acuerdo a las indicaciones del fabricante, ya que estas han sido obtenidas

mediante anlisis y experimentacin.

Se recomienda verificar el estado del agua para disponer del tratamiento mas

adecuado del agua.

Se recomienda realizar los diseos de sistemas de drenajes ya sea pluvia o

sanitario, habiendo realizado un exhaustivo anlisis de costos, ya que se

determino que el costo del proyecto estar en funcin del tipo de materiales quese utilicen para su desarrollo y as mismo el tratamiento de las aguas residuales

tendr un valor de acuerdo al procedimiento adoptado.

Se recomienda cuando se realicen proyecto de alcantarillado contar con mano de

obra capacitada para el trabajo a realizar, es decir que tengan la capacidad de

aplicar e implementar los productos y accesorios en base a normas tcnicas y

especificas brindadas por los fabricantes, esto con el fin de evitar problemas

posteriores.


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5. Bibliografa

Barros, P. y Soto, M. (2004). Depuracin natural avanzada en ncleos rurales. II

Congreso Internacional de Ingeniera Civil, Territorio y Medio Ambiente. Santiago

de Compostela, 22-24 de septiembre, 1611-1622.

Blanco Barrero Rebeca. 2010. (En Lnea). Estudio de implementacin y mejoras

de las instalaciones para el orfanato "Ciudad de los nios" en Guatemala.

Consultado el 28 de marzo de 2013. Disponible en http://upcommons.upc.edu/pfc/

bitstream/20 99.1/10592/4/annexos.pdf

Motta Rodas, Denys Estuardo. 2003. Evaluacin de las Condiciones Fsicas y de

Operacin en las Lagunas de Estabilizacin de la Base Militar No.10 de Jutiapa,Guatemala. Facultad de Ingeniera. Universidad de San Carlos de Guatemala.

Tratamiento Secundario y Terciario de Aguas Residuales

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