TRATAMIENTO DE AGUAS

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SESIN 1.3 y 1.4:

CARGA CONTAMINANTE

EXPRESIONES DE EQUIVALENCIA

Ing. Omar E. Olivos Lara

CURSO:CURSO: TRATAMIENTO DE AGUASTRATAMIENTO DE AGUAS

UNIDAD I:UNIDAD I: INTRODUCCIINTRODUCCINN

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL

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La carga contaminante es la cantidad de masa (gramos; kilogramos; toneladas, etc.) del contaminante que fluye en unidad de tiempo (segundo; minuto; hora; da, etc.) por las aguas de la fuente hdrica.

CARGA CONTAMINANTE

Para proceder al clculo de la carga, L, de un contaminante determinado en una fuente hdrica se utiliza la siguiente ecuacin:

Donde: Q Caudal del ro o fuente hdrica, en m3/s ; l/s.C Concentracin del contaminante, en mg/l g/m3.

L = Q x CL = Q x C

3

CARGA ORGANICA DE LAS AGUAS RESIDUALESLas cargas orgnicas de las plantas de tratamiento de las aguas residuales se expresan generalmente en Kg de DBO por da o Kg de slidos suspendidos por da, y el caudal en l/s o m3/da, que se calculan mediante las ecuaciones:

)/)(/(10)/(400,86)/()/()/(arg 36

3

mlkggdasslCaudalmginConcentracdakgOrgnicaaC

)/)(/(10)/()/()/(arg 33

33

lmkgmgdamCaudalmginConcentracdakgOrgnicaaC

4

Ejemplo 1

Un desecho lquido industrial posee un caudal total de 24,400 m3/da, DBO igual a 21,600 kg/da y SS (Slidos Suspendidos) igual a 13,400 kg/da. Calcular las concentraciones de DBO y SS.

)/()/)(/(10)/(arg)/( 3

33

damCaudallmkgmgdakgOrgnicaaClmginConcentrac

lmgdam

lmkgmgdakgDBO /885)/(400,24

)/)(/(10)/(600,213

33

lmgdam

lmkgmgdakgSS /549)/(400,24

)/)(/(10)/(400,133

33

5

Ejemplo 2

Las aguas residuales domsticas de una poblacin residencial tienen un consumo de 250 l/hab/da, con una DBO de 200 mg/l y SS 240 mg/l. Estimar la contribucin per cpita en trminos de DBO y SS.

)/(50)/(10)/(250)/(200)( 3 dahabgmggdahadllmgorgnicacargaDBO

)/(60)/(10)/(250)/(240)( 3 dahabgmggdahadllmgorgnicacargaSS

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Carga Orgnica (cont.)

Es importante recordar que siempre ocurrirn variaciones significativas en las plantas de tratamiento de aguas residuales, dependiendo de la dimensin del sistema, del tipo de aguas residuales, del dimetro y pendiente de los interceptores y tipos de contribuyentes de aguas residuales.

Las Cargas orgnicas diarias para las diversas plantas de tratamiento de aguas residuales se estiman usando datos horarios por medio de la siguiente ecuacin

24

13 )/(10

)/(3600n

i

ii

kgghsqx

)/(

:

3 smhorariocaudalq

)(g/mdegradablemateriabioednoncentracicx

da)diaria(kg/orgnicacargaDonde

i

3i

TRATAMIENTO DE AGUAS

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1.4 UNIDADES DE MEDIDA PARA PARMETROS FSICOS Y QUMICOS

Los resultados de los anlisis de muestras de agua residual son expresados en trminos de unidades de medidas fsicas y qumicas.

Las medidas de los parmetros qumicos usualmente se expresan en trminos de unidades fsicas como miligramos por litro (mg/l) o gramos por metro cbico (g/m3).

La concentracin de constituyentes traza se expresa como microgramo por litro (g/l).

La concentracin tambin se puede expresar como partes por milln (ppm), que es un relacin de masa/masa.

fluidodelespecficagravedadlmgppm /

Para sistemas diluidos, como los encontrados en aguas naturales y aguas residuales en los que un litro de muestra pesa aproximadamente un kilogramo, las unidades mg/l o g/m3 son intercambiables con ppm.

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a) UNIDADES DE MEDIDA PARA PARMETROS FSICOS

solucintotalVolumensolutoVol

V100.

%

Densidad

Frmula Unidades

Kg/m3

Porcentaje en volumen % en volumen

solucinVolumensolucinMasa

Base

solventesolutomasasolutoMasa

W

100%Porcentaje en peso % en peso

litromililitrosRelacin de volumen ml / l

solucinlitrosmicrogramoMasa por unidad de volumen g / l

solucinlitromiligramos

mg / l

miligramossmiiligramo

610Relacin en masa ppm

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b) UNIDADES DE MEDIDA PARA PARMETROS QUMICOS

solucinLitrosolutoMoles

solventede gramos solutode Moles

1000Molalidad

Frmula Unidades

mol / kg

Molaridad mol / l

Base

solucindeLitrosolutodeesEquivalentNormalidad equiv / l

solucinde litro solutode lentesmiliequiva meq / l

Los gases disueltos considerados como constituyentes qumicos, son medidos en unidades ppm (volumen/base volumen) g/m3 o mg/l. Los gases generados como subproductos del tratamiento de las aguas residuales, como dixido de carbono y metano (descomposicin anaerobia), son medidas en trminos de pie3 (m3 l).

gas de /molm

gggas de g/molmolecular, pesoppminconcentracmg 33-6

3

10 22.414/10,/

10

Ejemplo 3Conversin de unidades para concentracin de gases

El gas expulsado de un alcantarillado de dimetro pequeo a presin contiene 9 ppmv (en volumen) de sulfuro de hidrgeno (H2S). Determinar la concentracin en ug/m3 y en mg/l a condiciones estndares (0C y 1 atm).

36

233

236

3

/693.1310/104.22

/08.3410

99 mgg

gSHdemolm

SHmolgm

mppmv

1. Clculo de la concentracin en ug/m3

Peso molecular H2S 2 H = 2 x 1.01 = 2.021 S = 1 x 32.06 = 32.06

PM=34.08 g/mol H2S

1. Clculo de la concentracin en mg/l

lmgl

mg

mgm

gmg /000014.0101

101693.13/693.13 3

3

333

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Aguas Residuales:

Las aguas residuales pueden ser definidas como las aguas que provienen del sistema de abastecimiento de agua de una poblacin, despus de haber sido modificadas por diversos usos en actividades domsticas, industriales y comunitarias, siendo recogidas por la red de alcantarillado que las conducir a un destino apropiado. 12

Contexto

80% de la contaminacin marina se origina de fuentes terrestes

35% de la poblacin mundial vive en reas costeras (

TRATAMIENTO DE AGUAS

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Necesidad de Accin

A nivel mundial:

Mas del 50% de los HUMEDALES y MANGLARES se han perdido en lasltimas dcadas

En 93 de los 110 pases en dondeexisten arrecifes de coral, han sidodaados (27% de los arrecifes estnamenazados)

Actualmente hay un mnimo de 36,000 presas fluviales

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Necesidad de Accin

Baarse en aguas costeras contaminadas causa 250 millones de casos de gastroenteritis y de enfermedadesrespiratorias cada ao

1 de 20 personas que se baan en aguas ligeramentecontaminadas, pero consideradas aceptables, se enferman

La ingestin de mariscos crudos contaminados por aguasresiduales es una causa comn de hepatitis infecciosa y de dao permanente del hgado - y causa mas de 25,000 muertes/ao

Las prdidas econmicas totales debido a estasenfermedades se estiman en 13,000 millones de dlares/ao y son comparables con las prdidas causadaspor las enfermedades del tracto respiratorio superior y los nemtodos intestinales.

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SITUACION PERU

Calidad de los servicios:

16

Situacin en Per

Indice de tratamiento de Aguas Residuales a Nivel Nacional, aos 1997 al 2004 (%)

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Costos Anuales de los daCostos Anuales de los daos Ambientalesos Ambientales(En miles de millones de nuevos soles anuales)(En miles de millones de nuevos soles anuales)

Fuente: Larsen y Strukova, 200618

Costos Anuales de los daCostos Anuales de los daos Ambientalesos Ambientales(Porcentaje del PBI)(Porcentaje del PBI)

Fuente: Larsen y Strukova, 2006

TRATAMIENTO DE AGUAS

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Estimaciones de Morbilidad y Mortalidad Global por Enfermedades Relacionadas con el Agua (principios de los 1990s)

Fuente: The Wo r l d s Wa t e r. World Health Organization, 1995 20

ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR EL AGUA

Son enfermedades transmitidas por el agua el clera (1990 en AL), fiebre tifoidea, shigellosis, poliomielitis, meningitis y hepatitis A y E.

Las enfermedades diarreicas transmitidas por el agua, prevalecen en numerosos pases en los que el tratamiento de las aguas servidas es inadecuado.

Todos los aos se registran 4.000 millones de casos de enfermedades diarreicas, que causan 3 a 4 millones de defunciones, sobre todo entre los nios.

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ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR EL AGUA

Las sustancias txicas que van a terminar al agua dulce son otra causa de enfermedades transmitidas por el agua, incluso causar enfermedades crnicas (cncer entre otras).

Las concentraciones excesivas de nitratos causan trastornos sanguneos.

Altos niveles de nitratos y fosfatos en el agua estimulan el crecimiento de algas verde-azules, que llevan a la desoxigenacin (eutrofizacin). 22

ENFERMEDADES VINCULADAS A LA ESCASEZ DE AGUA

Lepra, tuberculosis, tos ferina, ttanos y difteria

Las infecciones se transmiten cuando se dispone de muy poco agua para lavarse las manos

El agua es el lugar de incubacin de muchos vectores de enfermedades que desempean un papel clave en la propagacin de organismos que causan enfermedades.

La malaria, la encefalitis japonesa, la filariasis y la esquistosomiasis son las enfermedades transmitidas por vectores ms importantes que se relacionan con el desarrollo de los recursos hdricos.

23

Carga mundial de enfermedad: AVAD6 por edad, gnero, regin y causa en 2002

24

SANEAMIENTO E HIGIENE

22% de las diarreas 65% de las muertes 2.5 muertes infantiles/ao

UNICEF, 2004

VIRUS

BACTERIAS

PROTOZOARIOS

HELMITOS

ENFERMEDADESENTERICAS

AGUAS RESIDUALES

TRATAMIENTO DE AGUAS

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CULTIVOS AGRCOLAS CON AGUAS RESIDUALES (Ha)

CHINA 1300,000

MXICO 350,000

CHILE 16,000

PER 6,600

ARGENTINA 3,700

Fuente: CEPIS, 200426

CIUDAD DE MCIUDAD DE MXICOXICO

COLECTOR PRINCIPAL DECOLECTOR PRINCIPAL DEAGUAS RESIDUALESAGUAS RESIDUALES

VALLE DE MEZQUITALVALLE DE MEZQUITAL

SISTEMA DE IRRIGACINREPRESA END

70 m3/s

CEPIS/OPSCEPIS/OPS

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Ejemplo:VALLE MEZQUITAL, MEXICO)

1,660 m3/ao1,825 km de canales

70,000 ha agrcolas45,000 familias

Maz, alfalfa, forrajestrigo, hortalizas

CEPIS/OPSCEPIS/OPS28

Cobertura de fuentes mejoradas de agua potable, 2002

Fuente: OMS/UNICEF, 2004.

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Cobertura de sistemas de saneamiento mejorado, 2002

Fuente: OMS/UNICEF, 2004. 30

ACCESO AL AGUA

Fuente: Informe del Milenio, 2003 (PNUD)

TRATAMIENTO DE AGUAS

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ACCESO A SANEAMIENTO

Fuente: informe del Milenio, 2003 (PNUD)

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