1. TRATAMIENTO TERCIARIO

Se conoce también como tratamiento avanzado, es la etapa final del proceso en que consiste en refinar el agua de las impurezas y/o contaminantes remanentes del tratamiento secundario como DBO, DQO, SSV, SST, color, sabor, olor. Estos parámetros se deben estar regulados según la Normativa peruana por lo cual este tratamiento por medio de la separación de sólidos en suspensión, adsorción en carbón activo (separación de compuestos orgánicos), intercambio iónico, ósmosis entre otras se utilizan para dar la calidad de agua respectiva.

1.1. ADSORCIÓN

La adsorción es un fenómeno de atracción superficial en que las moléculas orgánicas son atraídas hacia los poros internos del adsorbente. Esta técnica previa de refinación es usual para la eliminación del color, olor y sabor en mayor concentración en las aguas residuales reduciendo hasta un 30% de la contaminación. Los adsorbentes más usados: carbón activado, alúmina activada, arcillas (bentonita, caolinita, zeolita), algunos óxidos metálicos, sílice (tierra de diatomeas).

1.1.1. GEL DE SILICE

Se produce normalmente por neutralización de una disolución de silicato sódico mediante un ácido mineral diluido. El material obtenido se calienta a unos 350ºC y resulta un producto duro y vidrioso, muy poroso, se utiliza para secar líquidos y gases, así como para la recuperación de hidrocarburos. Las superficies específicas que se dan para este adsorbente son superiores a 350m

1.1.2. ALUMINA ACTIVADA

Es un adsorbente con buena resistencia mecánica y, por ello, muy adecuado para su utilización en lechos móviles. Se fabrica calentando los distintos hidratos de alúmina a velocidad controlada. La alúmina activada en la variedad de -y-alúmina se obtiene entre 500º y 800ºC, transformándose por encima de este punto en especies alotrópicas de menor superficie. El producto, amorfo y muy poroso, se utiliza para el secado de gases y líquidos, para eliminar el fluoruro y para la neutralización de aceites lubricantes.

1.1.3. Tratamiento de aguas mediante Carbón Activo

El adsorbente por excelencia es el carbón activado ya que es industrialmente utilizado por tener un área superficial grande y una característica peculiar es que tiene la propiedad de la regeneración, es decir se podrá recuperar para sus posteriores usos con el mismo fin. El carbón activado tiene grandes ventajas respecto a otros adsorbentes y su factibilidad de esto está de acuerdo:

Los compuestos orgánicos aromáticos se adsorben mejor que los alifáticos.

Se adsorben preferentemente compuestos con baja polaridad y bajo grado de ionización.

Entre moléculas de naturaleza química similar se adsorben antes las de mayor peso molecular.

Los ácidos orgánicos se adsorben mejor a bajos valores de pH. Los valores altos de pH mejoran la adsorción de bases orgánicas.

Se remueven con este tratamiento compuestos orgánicos volátiles (VOC), orgánicos sintéticos (SOC), orgánicos halogenados (AOX), surfactantes aniónicos y catiónicos. En general, una amplia gama de compuestos orgánicos de alto peso molecular.

El método también se usa para mejorar la sedimentabilidad del lodo activado y remover tóxicos de la biomasa (aclimatación, adsorción).

Para el efluente del tratamiento secundario se usará carbón activado ya que esta

Tipos de compuestos orgánicos según su capacidad de adsorción sobre carbón activo

Compuestos orgánicos fácilmente adsorbibles

Compuestos orgánicos poco adsorbibles

Disolvente aromático: Benceno, tolueno, nitrobenceno, etc

Alcoholes

Aromáticos clorados: Clorobenceno, cloronaftaleno

Cetonas de bajo peso molecular, ácidos, aldehídos.

Fenol y clorofenoles: Aromáticos policíclicos, etc

Azucares y almidones

Pesticidas y herbicidas: DDI, aldrin, Clordane, heptador, etc

Coloides orgánicos de peso molecular muy alto

Clorados no aromáticos:Tetracloruro de carbono, éteres cloroalquílicos, hexaclorobutano, etc.

Alifáticos de bajo peso molecular

Hidrocarburo de alto peso molecular: Tintes, gasolina, aminas, com. Húmicas, lodos activos.

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PAUTAS SOBRE FACTIBILIDAD DE ADSORCION EN CARBON ACTIVADO

Los compuestos orgánicos aromáticos se adsorben mejor que los alifáticos.

Se adsorben preferentemente compuestos con baja polaridad y bajo grado de ionización.

Entre moléculas de naturaleza química similar se adsorben antes las de mayor peso molecular.

Los ácidos orgánicos se adsorben mejor a bajos valores de pH. Los valores altos de pH mejoran la adsorción de bases orgánicas.

1.2. FILTRACIÓN

En los procesos con membrana el agua residual se pone en contacto con una membrana porosa y por acción de una fuerza impulsora, se consigue una separación de los componentes de la misma, en función del tamaño de las moléculas presentes en el agua residual, del tamaño de poro de la membrana y de las interacciones moléculas-membrana en algunos casos.

Una membrana es un material que formando una pared fina que es capaz de ejercer una resistencia selectiva a la transferencia de los diferentes constituyentes del agua residual. Así disolventes y sales de bajo peso molecular pasarán a través de la membrana y materiales disueltos de alto peso molecular o materiales coloidales quedarán retenidos.

SEPARACIÓN DE MEMBRANAS

MECANISMO DE SEPARACIÓN

FUERZA IMPULSORA

SUSTANCIAS QUE PASAN

SUSTANCIAS RETENIDAS

Microfiltración Tamaño de poro

Diferencia de presión (15-50psi)

Agua, sólidos disueltos

Suspensiones (aceites, emulsificantes, sólidos finos en suspensión]),

bacterias, compuestos de PM>500 000

Ultrafiltración Tamaño de poroDiferencia de presión (50-

200psi)

Agua, compuesto de

bajo peso molecular

Coloides, macromoléculas (1000 < Pm<100 000), proteínas, polímeros.

Ósmosis inversaSolubilidad y división en la membrana

Diferencia de presión (260 -1000

psi)Agua

Iones, compuestos orgánicos

(100<Pm<1000)

Diálisis Difusión de membrana

Diferencia de concentración

Compuestos orgánicos de

bajo peso molecular

Sales, compuestos orgánicos de Pm>1000

ElectrodiálisisCarga de los iones

en soluciónDiferencia de

potencial eléctrico ionesCompuestos orgánicos

1.3. Neutralización

En esta etapa se necesita tener un ph ligeramente básico ya que en su posterioridad se precipitará los aniones disueltos como los fosfatos, carbonatos, entre otros. Para ello se necesita de cal para la neutralización, además de ser un agente precipitante para los cationes.

1.4. Arrastre con aire

El arrastre con gas es un proceso de transferencia de masa entre fases distintas. Una contaminante gaseosa que esté contenido en una fase líquida se transfiere a una corriente gaseosa (generalmente de aire) libre de contaminante. Cuando el aire es introducido en el agua residual, los compuestos a eliminar son transferidos del agua al gas.

1.5. Precipitación química

La precipitación química consiste en llevar la materia disuelta, especialmente la inorgánica, a un estado suspendido, es decir, que deje de estar disuelta, para después separarla ya sea por precipitación o filtración.

Esto se puede lograr al agregar sales metálicas como sulfato de aluminio o cloruro férrico, o bien como compuestos que eleven el ph como cal o la sosa.

1.5.1.Remoción de fosforo por adición química

La adición de ciertos químicos al agua residual produce sales insolubles o de baja solubilidad cuando se combinan con fosfatos. Los principales químicos usados para este propósito son las alúminas, el aluminato de sodio, cloruro o sulfato férrico e hidróxido de calcio. También son usados sulfatos y cloruros férricos disponibles como subproductos en transformaciones siderúrgicas. Los polímeros han sido usados conjuntamente con alúmina e hidróxido de calcio como agentes adyuvantes de la floculación.

1.6. Desinfección del agua tratada

Procesos de oxidación convencional:

Los oxidantes más utilizados son: oxígeno, peróxido de hidrogeno (H2O2), compuestos que generan cloro, permanganato de K, ozono (03), ferrato (FeO4)

Procesos de oxidación avanzada:

Procesos con combinación de oxidantes: Ozono y UV, ozono y H2O2 (catalizador de Fe+), H2O2 +UV, ozono alto pH.

Procesos a alta temperatura y presión:

Oxidación con aire húmedo, oxidación en condiciones supercríticas.

Detoxificación solar:

Utiliza la radiación UV solar con catalizadores como el dióxido de titanio.