358041 Modulo Curso Manejo de Aguas Residuales en Pequenas Comunidades

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD Escuela de Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Manejo de Aguas Residuales en Pequeas Comunidades

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS AGRCOLAS, PECUARIAS Y

DEL MEDIO AMBIENTE

358041

MANEJO DE AGUAS RESIDUALES EN PEQUEAS COMUNIDADES

Autor:

Ing. CLAUDIA PATRICIA GMEZ RENDN Candidata a Doctor en Geografa

Magister en Recursos Hidrulicos

Especialista en Evaluacin del Impacto Ambiental

BOGOT

2013

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CONTENIDO

INTRODUCCIN GENERAL ...........................................................................................................................10 CAPTULO 1. Conceptos bsicos ................................................................................................................12

LLeecccciinn 11.. MMaarrccoo lleeggaall yy nnoorrmmaattiivvoo ................................................................................................................... 12

LLeecccciinn 22.. CCoonnttaammiinnaacciinn hhddrriiccaa ccoonn ffuueenntteess ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess ......................................... 15

LLeecccciinn 33.. EEffeeccttooss ddee llaa ccoonnttaammiinnaacciinn ddeell aagguuaa eenn eell mmeeddiioo aammbbiieennttee ............................ 17

LLeecccciinn 44.. CCoossttooss ddee ssiisstteemmaass ddee ttrraattaammiieennttoo ......................................................................................... 20

LLeecccciinn 55.. SSaalluudd ppbblliiccaa ............................................................................................................................................. 22 CAPTULO 2. Caractersticas de las aguas residuales ..................................................................................26

LLeecccciinn 66.. EEssttiimmaacciinn ddee ccaauuddaalleess ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess ................................................................... 26 Leccin 7. de las aguas residuales .................................................................................................................. 32

LLeecccciinn 88.. DDeetteerrmmiinnaacciinn yy ccllccuulloo ddee llaa DDBBOO55 yy DDQQOO .................................................................... 37

LLeecccciinn 99.. CCaarrbboonnoo oorrggnniiccoo ttoottaall,, rreellaacciinn DDBBOO55//DDQQOO ................................................................... 41

LLeecccciinn 1100.. DDeessttiinnoo ddee llooss ccoonnssttiittuuyyeenntteess ddee llaass AAgguuaass RReessiidduuaalleess ........................................ 42 CAPTULO 3. Criterios de seleccin para el tratamiento de las aguas residuales ........................................47

LLeecccciinn 1111.. CCaarrggaa ccoonnttaammiinnaannttee yy ppoobbllaacciinn eeqquuiivvaalleennttee ................................................................. 47 LLeecccciinn 1122.. OObbjjeettiivvooss ddeell ttrraattaammiieennttoo .............................................................................................................. 50 Leccin 13. Biologa de las aguas residuales52 LLeecccciinn 1144.. PPrriinncciippiiooss ppaarraa llaa sseelleecccciinn ddeell ttrraattaammiieennttoo ................................................................... 56

LLeecccciinn 1155.. RReeaaccttoorreess yy ssuuss mmooddeellooss .............................................................................................................. 59 CAPTULO 4. Tratamiento preliminar..........................................................................................................63

LLeecccciinn 1166.. RReemmoocciinn ddee sslliiddooss ggrruueessooss yy ffiinnooss .................................................................................. 63

LLeecccciinn 1177.. HHoommooggeenniizzaacciinn oo iigguuaallaacciinn ..................................................................................................... 66 LLeecccciinn 1188.. NNeeuuttrraalliizzaacciinn ......................................................................................................................................... 67

LLeecccciinn 1199.. FFlloottaacciinn .................................................................................................................................................... 69

LLeecccciinn 2200.. MMeezzccllaa .......................................................................................................................................................... 74

FFiigguurraa 1188.... TTiippooss ddee mmeezzccllaaddoorreess ........................................................................................................................ 75 CAPTULO 5. Tratamiento primario ............................................................................................................79

LLeecccciinn 2211.. RReemmoocciinn ddee aarreennaass....................................................................................................................... 79

LLeecccciinn 2222.. SSeeddiimmeennttaaddoorreess .................................................................................................................................. 83

LLeecccciinn 2233.. TTaannqquuee ssppttiiccoo ................................................................................................................................... 85

LLeecccciinn 2244.. TTaannqquuee iimmhhooffff ..................................................................................................................................... 88

LLeecccciinn 2255.. PPrroocceessoo aasscceenncciioonnaall ddee mmaannttoo ddee llooddooss aannaaeerroobbiioo .............................................. 90 CAPTULO 6. Tratamiento biolgico .......................................................................................................... 92

LLeecccciinn 2266.. LLooddooss aaccttiivvaaddooss ..9911

LLeecccciinn 2277 ZZaannjjoonneess ddee ooxxiiddaacciinn9955

LLeecccciinn 2288.. FFiillttrrooss ppeerrccoollaaddoorreess....9966

LLeecccciinn 2299.. LLaagguunnaass....9988

LLeecccciinn 3300.. BBiiooddiissccooss.... 11003 CAPTULO 7. Tratamiento de lodos ...........................................................................................................107

LLeecccciinn 3311.. CCaannttiiddaadd yy ccaarraacctteerrssttiiccaass ddee llooddooss .................................................................................. 107

LLeecccciinn 3322.. EEssppeessaammiieennttoo ddeell llooddoo ................................................................................................................. 110

LLeecccciinn 3333.. EEssttaabbiilliizzaacciinn ddeell llooddoo .................................................................................................................. 111

LLeecccciinn 3344.. SSeeccaaddoo ddeell llooddoo ............................................................................................................................... 115

LLeecccciinn 3355.. DDiissppoossiicciinn ddeell llooddoo ....................................................................................................................... 117

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CAPTULO 8. Tratamiento acutico ...........................................................................................................120 LLeecccciinn 3366.. PPllaannttaass aaccuuttiiccaass .............................................................................................................................. 120 LLeecccciinn 3377.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn jjaacciinnttoo ddee aagguuaa ......................................................................................... 122

LLeecccciinn 3388.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn hhuummeeddaalleess ccoonn eessppeejjoo ddee aagguuaa ................................................... 123

LLeecccciinn 3399.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn hhuummeeddaalleess ssiinn eessppeejjoo ddee aagguuaa -- fflluujjoo ssuubbssuuppeerrffiicciiaall.... 125

LLeecccciinn 4400.. TTrraattaammiieennttoo ccoonn hhuummeeddaalleess ssiinn eessppeejjoo ddee aagguuaa -- fflluujjoo ssuuppeerrffiicciiaall............ 126 CAPTULO 9. Disposicin de efluentes .....................................................................................................128

LLeecccciinn 4411.. EEfflluueenntteess pprroovveenniieenntteess ddee ssiisstteemmaass iinn ssiittuu ................................................................... 128

LLeecccciinn 4422.. AAlltteerrnnaattiivvaass ddee ddiissppoossiicciinn iinn ssiittuu ....................................................................................... 130

LLeecccciinn 4433.. RReeuuttiilliizzaacciinn ddee eefflluueenntteess ........................................................................................................... 132

LLeecccciinn 4444.. AAuuttooddeeppuurraacciinn .................................................................................................................................. 133

LLeecccciinn 4455.. MMooddeellooss ddee OOxxggeennoo ddiissuueellttoo eenn rrooss ............................................................................... 135 TRABAJOS CITADOS ...................................................................................................................................138

WEBGRAFIA CONSULTADA 138

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INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Dotacin en funcin del nivel de complejidad del sistema .27

Tabla 2. Coeficiente de retorno en funcin del nivel de complejidad del sistema 27

Tabla 3. Composicin de las aguas residuales domsticas ..32

Tabla 4. Valores tpico de k, K, L 37

Tabla 5. Produccin percpita 47

Tabla 6. Poblacin equivalentes para diferentes industrias ...48

Tabla 7. Objetivo de tratamiento .51

Tabla 8. Organismos indicadores de contaminacin ..51

Tabla 9. Clasificacin de las aguas en funcin del nmero de coliformes 53

Tabla 10. Factores para la seleccin de procesos de tratamiento 56

Tabla 11. Relacin constituyente - limitante - tratamiento 57

Tabla 12. Caracterstica diseo de rejas ...63

Tabla 13. pH de soluciones de cal a 25 C ..67

Tabla 14. Solubilidad de saturacin del aire en el agua a 1 atmsfera .70

Tabla 15. Valores de A/S para diferentes presiones de operacin a 20 C .71

Tabla 16. Valores de k para estimar la potencia necesaria en diversas unidades

de mezcla.76

Tabla 17. Criterios de diseo desarenadores de flujo horizontal 79

Tabla 18. Criterios de diseo para desarenadores aireados ...80

Tabla 19. Criterios de diseo para desarenadores con vrtice 81

Tabla 20. Valores constantes empricas 83

Tabla 21. Informacin tpica para el diseo de sedimentacin primaria ..83

Tabla 22. Criterios de diseo para tanques spticos 85

Tabla 23. Coeficientes de absorcin del terreno ..87

Tabla 24. Criterio de diseo para tanques Imhoff ...88

Tabla 25. Criterio de diseo reactor UASB ....90

Tabla 26. Valores para el diseo de lodos activados ...91

Tabla 27. Produccin de lodo 93

Tabla 28. Requerimiento de oxgeno .94

Tabla 29. Parmetros de diseo zanjones de oxidacin .95

Tabla 30. Criterios de diseo para filtros percoladores .,96

Tabla 31. Criterios de diseo lagunas .99

Tabla 32. Constante Kb para remocin de coliformes 101

Tabla 33. Valores recomendados para diseo de biodisco ...104

Tabla 34. Factor de correccin en funcin del caudal .104

Tabla 35. Cantidad de lodo producido por diversos procesos de tratamiento 106

Tabla 36. Composicin qumica de los lodos crudos y digeridos 108

Tabla 37. Criterios de diseo para espesadores por gravedad .109

Tabla 38. Dimensionamiento de los compartimientos L/hb - ..113

Tabla 39. Dimensionamiento de los digestores 113

Tabla 40. Criterios de diseo para lechos de secado ...114

6


Tabla 41. Tasas de aplicacin de lodos 117

Tabla 42. Criterios de diseos sistemas de tratamiento con jacintos de agua ...121

Tabla 43. Criterios de diseo sistemas de tratamiento de aguas residuales crudas

con jacinto de agua ...121

Tabla 44. Criterios de diseo humedales con espejo de agua ..122

Tabla 45. Caractersticas del medio poroso 124

Tabla 46. Criterios de diseo humedales de flujo subsuperficial ..124

Tabla 47. Factores recomendados para sistemas in situ .127

Tabla 48. Constante para la ecuacin de acumulacin de agua .129

Tabla 49. Valores de F ..139

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INDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Enfermedades asociadas a aguas residuales con riesgos indirector....22

Cuadro 2. Enfermedades con contacto fsico con agua contamianda .23

Cuadro 3. Enfermedades por ingetin de aguas contaminadas o no potable ..23

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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

El contenido didctico del curso acadmico Tratamiento de Aguas Residuales Para

Pequeas Comunidades fue diseado por Claudia Patricia Gmez Rendn, Ingeniera

Sanitaria con amplia experiencia profesional en diseo y construccin de obras hidrulicas

y sanitarias as como en manejo y gestin ambiental, actividades desarrolladas en la

empresa privada y el sector pblico.

El perfil profesional tcnico me permite desempearme como evaluadora y diseadora de

proyectos de ndole hidrulico, civil, sanitario y ambiental as como en asesora,

evaluacin, direccin y ejecucin de proyectos, tambin en gestin, planificacin,

seguimiento, control y fiscalizacin.

Me he desempeado en el campo de la administracin acadmica Universitaria y

docencia. En la primera ejerc como Directora del Programa de Ingeniera Ambiental e

Instituto de Posgrados de la Facultad de Ingeniera, as mismo fui Secretaria Acadmica

para la misma Facultad. Como docente, poseo experiencia, superior a los 15 aos,

orientado actividades acadmicas en temas ambientales y sanitarios en diversas

universidades del pas a nivel pregrado y postgrado.

Actualmente adems de laborar como docente en Instituciones acadmica de formacin

Universitaria y gerenciar un proyecto tcnico de carcter ambiental en el rea de la

actividad minera, adelanto la tesis doctoral como requisito previo para obtener el ttulo de

Doctor en Geografa.

En 2012 este material fue revisado y actualizado por el profesor Omar Javier Ramrez.

Para citar este material por favor hacerlo de la siguiente manera: Gmez, R. (2012).

Tratamiento de aguas residuales para pequeas comunidades. Mdulo didctico. Bogot:

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD.

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INTRODUCCIN GENERAL

UNIDAD 1. CONSIDERACIONES GENERALES PARA EL TRATAMIENTO

DEL AGUA RESIDUAL CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 111... CCCOOONNNCCCEEEPPPTTTOOOSSS BBBSSSIIICCCOOOSSS

Leccin 1. Marco legal y normativo

Leccin 2. Contaminacin hdrica con fuentes de aguas residuales

Leccin 3. Efectos de la contaminacin del agua en el medio ambiente

Leccin 4. Costos de sistemas de tratamiento

Leccin 5. Salud pblica

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 222... CCCAAARRRAAACCCTTTEEERRRSSSTTTIIICCCAAASSS DDDEEE LLLAAASSS AAAGGGUUUAAASSS RRREEESSSIIIDDDUUUAAALLLEEESSS

Leccin 6. Estimacin de caudales de aguas residuales

Leccin 7. Constituyentes de las aguas residuales

Leccin 8. Determinacin y clculo de la DBO5 y DQO

Leccin 9. Carbono orgnico total

Leccin 10. Le Leccin 10. Destino de los constituyentes de las aguas residuales

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 333... CCCRRRIIITTTEEERRRIIIOOOSSS DDDEEE SSSEEELLLEEECCCCCCIIINNN PPPAAARRRAAA EEELLL TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO DDDEEE LLLAAASSS AAAGGGUUUAAASSS RRREEESSSIIIDDDUUUAAALLLEEESSS

Leccin 11. Carga contaminante y poblacin equivalente

Leccin 12. Objetivos del tratamiento

Leccin 13. Biologa de las aguas residuales

Leccin 14. Principios para la seleccin del tratamiento

Leccin 15. Le Leccin 10. Reactores y sus modelos

UNIDAD 2. TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 444... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO PPPRRREEELLLIIIMMMIIINNNAAARRR

Leccin 16. Remocin de slidos gruesos y finos

Leccin 17. Homogenizacin o igualacin

Leccin 18. Neutralizacin

Leccin 19. Flotacin

Leccin 20. Mezcla

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 555... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO PPPRRRIIIMMMAAARRRIIIOOO

Leccin 21. Remocin de arenas

Leccin 22. Sedimentadores

Leccin 23. Tanque sptico

Leccin 24. Tanque imhoff

Leccin 25. Le Leccin 10. Proceso ascensional de manto de lodos aerobio

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 666... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO BBBIIIOOOLLLGGGIIICCCOOO

Leccin 26. Lodos activados

11


Leccin 27. Zanjones de oxidacin

Leccin 28. Filtros percoladores

Leccin 29. Lagunas

Leccin 30. Biodiscos

UNIDAD 3. TRATAMIENTO COMPLEMENTARIO

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 777... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO DDDEEE LLLOOODDDOOOSSS

Leccin 31. Cantidad y caractersticas de lodos

Leccin 32. Espesamiento de lodo

Leccin 33. Estabilizacin del lodo

Leccin 34. Secado del lodo

Leccin 35. Le Leccin 10. Disposicin del lodo

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 888... TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO AAACCCUUUTTTIIICCCOOO

Leccin 36. Plantas acuticas

Leccin 37. Tratamiento con Jacinto de agua

Leccin 38. Tratamiento con humedales con espejo de agua

Leccin 39. Tratamiento con humedales con espejo de agua flujo

subsuperficial

Leccin 40. Le Leccin 10. Tratamiento con humedales con espejo de agua flujo superficial

CCCAAAPPPTTTUUULLLOOO 999... DDDIIISSSPPPOOOSSSIIICCCIIINNN DDDEEE EEEFFFLLLUUUEEENNNTTTEEESSS

Leccin 41. Efluentes provenientes de sistemas in situ

Leccin 42. Alternativas de disposicin in situ

Leccin 43. Reutilizacin de efluentes

Leccin 44. Autodepuracin

Leccin 45. Le Leccin 10. Modelos de Oxgeno Disuelto en ros

12


UNIDAD 1. CONSIDERACIONES GENERALES PARA

UUUNNNIIIDDDAAADDD 111

CCCOOONNNSSSIIIDDDEEERRRAAACCCIIIOOONNNEEESSS GGGEEENNNEEERRRAAALLLEEESSS PPPAAARRRAAA EEELLL TTTRRRAAATTTAAAMMMIIIEEENNNTTTOOO

DDDEEELLL AAAGGGUUUAAA RRREEESSSIIIDDDUUUAAALLL

CCAAPPTTUULLOO 11.. CCoonncceeppttooss bbssiiccooss

La proteccin del medio ambiente involucra no solo la formulacin de medidas sanitario

ambientales cuando sobrevenga un impacto, sino tambin el cumplimiento de las normas

y los reglamentos.

Es as como desde la Constitucin Poltica de Colombia promulgada en 1991 estatuy en

su artculo 8 por dems, uno de los principios orientadores del Estado, Es obligacin del

Estado y de las personas proteger las riquezas culturales y naturales de la nacin.

Complementa lo anterior, el deber adquirido por el propio Estado de proteger la

diversidad e integridad del ambiente expresado en el artculo 79 y, cuando se refiri en

el artculo 366 El bienestar general y el mejoramiento de la calidad de vida de la

poblacin son finalidades sociales del Estado. Ser objetivo fundamental de su actividad

la solucin de las necesidades insatisfechas de salud, de educacin, de saneamiento

ambiental y de agua potable, es decir; al concepto de proteccin del medio ambiente, lo

relacion con saneamiento ambiental, bienestar de la sociedad y mejoramiento de calidad

de vida. De hecho de la responsabilidad no se elude el ciudadano; el artculo 95

precepta que toda persona est en la obligacin de proteger los recursos naturales del

pas dando origen a la subordinacin del inters privado, particularmente cuando se hace

mencin de actividades econmicas, que si bien pueden desarrollarse libremente, de suyo

deben hacer compatible el desarrollo econmico sostenido con la necesidad de preservar

y mantener un ambiente sano.

LLeecccciinn 11.. MMaarrccoo lleeggaall yy nnoorrmmaattiivvoo

No es posible abstraerse de la obligacin del cumplimiento de la Constitucin Poltica de

Colombia, leyes, decretos y reglamentos que propendan por la conservacin del ambiente

cuando las aguas servidas se pretendan disponer sobre el agua superficial o conectarse a

un alcantarillado ya que la norma tiene como objetivo la preservacin de la calidad

hdrica.

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1.1 Ordenamiento jurdico aplicable a vertimientos

Ley

Ley 23 del 19 de 1973, por medio de la cual Plantea la necesidad de proteger

los recursos naturales renovables, fija lmites mnimos de contaminacin y

establece sanciones por violacin de las normas. Se faculta al Presidente de la

Repblica para expedir el Cdigo de los Recursos Naturales y de Proteccin al

Medio Ambiente.

Decreto Ley 2811 de 18 de diciembre de 1974. se dicta el Cdigo Nacional de

Recursos Naturales Renovables y de Proteccin al Medio Ambiente.

Ley 9 de 24 de enero 1979. Por el cual se dictan medidas sanitarias

Ley 99 de 23 de diciembre de 1993. Por el cual se crea el Ministerio de Medio

Ambiente, se reordena el Sector Pblico encargado de la gestin y conservacin

del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema

Nacional Ambiental SINA, y se dictan otras disposiciones.

Decreto

Decreto 1594 de 1984. Parcialmente vigente. Por el cual se reglamenta parcialmente el Ttulo I de la Ley 9 de 1979, as como el Captulo II del Ttulo

VI -Parte III- Libro II y el Ttulo III de la Parte III -Libro I- del Decreto - Ley 2811

de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos lquidos

Decreto 1875 de 2 de agosto de 1979, Por el cual se dictan normas sobre la

prevencin de la contaminacin del medio marino y otras disposiciones

Decreto 3100 de 30 de octubre de 2003. Por medio del cual se reglamentan la

tasas retributivas por la utilizacin directa del agua como receptor de los

vertimientos puntuales y se toman otras determinaciones

Decreto 3440 de 21 de octubre de 2004. Por el cual se modifica el Decreto

3100 de 2003 en aspectos de la implementacin de la tasa retributiva

Decreto 3930 de 25 de octubre de 2010. Por el cual se reglamenta

parcialmente el Ttulo I de la Ley 9 de 1979, as como el Captulo II del Ttulo

VI-Parte III- Libro II del Decreto - Ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua

y residuos liquidas y se dictan otras disposiciones

Decreto 4728 de 23 de diciembre de 2010. Por el cual se modifica

parcialmente el decreto 3930 de 2010

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Resolucin

Resolucin 2145 de 23 de diciembre de 2005. Por la cual se modifica

parcialmente la Resolucin 1433 de 2004 sobre Planes de Saneamiento y

Manejo de Vertimientos, PSMV

Resolucin 1433 de 13 de diciembre de 2004. por la cual se reglamenta el

artculo 12 del Decreto 3100 de 2003, sobre Planes de Saneamiento y Manejo de

Vertimientos, PSMV y se adoptan otras determinaciones

Resolucin 075 de 24 de enero de 2011. Por el cual se adopta el formato de reporte sobre el estado de cumplimiento de la norma de vertimientos puntual al alcantarillado pblico

1.2 Seguimiento al cumplimiento normativo

Las Autoridades Ambientales Regionales y territoriales estn en la obligacin de hacer el

seguimiento a los vertimientos que se realicen sobre los cuerpos hdricos superficiales con

el propsito de verificar el cumplimiento de la norma impuesta al generador de la

descarga.

No lo olvides: Se debe autodeclarar el vertimiento ante la Autoridad Ambiental !

Cul es la utilidad de la aplicacin de la norma? Cumplir con lo mandado en la ley los reglamentos Conocer el nivel de concentracin del vertimiento para

efectos de calcular la tasa retributiva Conocer el nivel de concentracin del vertimiento para

establecer el cumplimiento del lmite permisible impuesto por la Autoridad Ambiental

Calcular la remocin del sistema de tratamiento de agua residual

Definir la tecnologa a utilizar en funcin del lmite permisible del vertimiento

Acogiendo lo que dice la norma, las

autoridades ambientales expiden sus

propios reglamentos en aras de preservar

los cuerpos de agua, conocidos en el

ordenamiento jurdico como Acuerdos

Revisa las normas http://www.minambiente.gov

.co/contenido/contenido.as

px?catID=991..

Acogiendo lo que dice la norma, las

autoridades ambientales expiden sus

propios reglamentos en aras de preservar

los cuerpos de agua, conocidos en el

ordenamiento jurdico como Acuerdos

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LLeecccciinn 22.. CCoonnttaammiinnaacciinn hhddrriiccaa ccoonn ffuueenntteess

ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess

La contaminacin hdrica es el resultado de la descarga incontrolada de aguas residuales

sobre las fuentes superficiales y masas de agua, la que tiene mayor o menor intensidad

dependiendo de la concentracin del contaminante, el volumen de agua que lo incluye y

el oxgeno disuelto presente en el cuerpo receptor.

Los efectos se evalan analizando el perfil de Oxgeno Disuelto en la corriente (Orozco

J. A. y Salazar, 1987, pag: 26), as como la concentracin de nitritos, nitratos, fosfatos, y

la carga de microorganismos.

Es importante conocer que aunque la recoleccin de las aguas residuales se remonta a

tiempos antiguos, el tratamiento de las mismas es relativamente reciente ya que se inici

hacia finales de los aos 1800 y con mayor intensidad hacia inicios del siglo pasado,

siendo la teora de los grmenes () [expuesta por] Koch y Pasteur, la que seal el

comienzo de una nueva poca en la higiene (Eddy & Metcalf, 1981, pg 5).

Han sido las prcticas Inglesa y Norteamericana las pioneras del tratamiento del agua

residual. La primera se orienta hacia la construccin de alcantarillados por ocasin de la

epidemia de clera de mitad del siglo XX, adicionalmente; el pequeo tamao de los rios

britnicos desencadenaron el problema de la contaminacin. Entre tanto en Norteamrica,

por influencia de la investigacin sobre aguas residuales adelantanda en la estacin

experimental Lawrence en Massachussetts, el tema tom una importante connotacin,

particularmente por que en la poca no se consiguieron suficientes zonas para el

tratamiento de stas en el suelo, tcnicas que a la fecha an se utilizan.

Efectos relevantes por ocasin de la contaminacin

Devastacin ecolgica de la regin que cruza la corriente receptor

Terminacin de la vida acutica Transmisin de enfermedades hdricas Destruccin de zonas de recreacin Eutroficacin de lagos, embalses

Deterioro de produccin energtica

Revisa este video

http://www.youtube.com/watch?v=dZGxH5rCtWA

16


2.1 Fuentes de contaminacin hdrica

Son cuatro las fuentes fundamentales de aguas residuales: (1) aguas domsticas o

urbanas, (2) aguas residuales industriales, (3) aguas de escorrenta de uso agricola y, (4)

pluviales. Las escorrentas de usos agricolas que arrastran fertilizantes (fosfatos) y

pesticidas constituyen hoy en da una de las mayores causas de eutroficacin de lagos y

pantanos. Normalmente las aguas residuales, tratadas o no, se descargan finalmente a un

receptor de aguas superficiales (mar, ro, lago,etc.). (Ramalho, R.S., 1996; pg 10).

2.1.1 Fuentes Domsticas o Urbanas:

Corresponden a las cargas de residuos

de origen domstico y pblico que

constituyen las aguas residuales

municipales (lavado de ropa, bao,

desperdicios de cocina, limpieza y

preparacin de alimentos y lavado de

loza, etc.). Figura

1.

Figura 1. Fuentes de aguas residuales domsticas

Las concentraciones urbanas de poblacin constituyen una de las mayores fuentes de

contaminacin, debido a los grandes volmenes de aguas residuales domsticas

producidas, las cuales, en su mayor parte, son colectadas por los sistemas de

alcantarillado (Ramos, Seplveda y Villalobos, 2003). Existen principalmente dos fuentes

de aguas domsticas o urbanas, que corresponden a las provenientes de zonas

residenciales y de zonas comerciales.

2.1.2 Fuentes Industriales. Son las descargas originadas por el desarrollo de actividades

correspondientes a la extraccin y transformacin de recursos naturales en bienes de

consumo y satisfactores para la poblacin. Figura 2.

La actividad industrial incluye todos los

procesos que constituyen desde

exploracin, explotacin, transformacin

hasta la obtencin de productos que

finalmente son dirigidos al consumidor

final, algunas actividades en la indutria

son: qumica, petroqumica, de plsticos,

de papel, electrnica, metalrgica,

maderera, fundicin, galvanoplastica, textil

Figura 2. Fuentes de aguas residuales industriales

17


Cada una de estas industrias descarga volumenes considerables de aguas residuales, cuya

naturaleza fisicoqumica depender del tipo de proceso.

2.1.3 Fuentes Agropecuarias. Son los afluentes de instalaciones dedicadas a la crianza de

ganado, as como las aguas de retorno de los campos agrcolas. Como consecuencia del

uso de herbicidas, plaguicidas y fertilizantes, para el control de plagas y aumento de la

productividad, las aguas arrastran restos de estos compuestos hasta los cuerpos

receptores.

2.1.4 Fuentes Pluviales. La contaminacin debida a escurrimientos de agua pluvial es de

origen natural, se da principalmente por el arrastre de materia orgnica muerta, as como

productos inorgnicos generados por la erosin en los suelos. Ibid.

LLeecccciinn 33.. EEffeeccttooss ddee llaa ccoonnttaammiinnaacciinn ddeell aagguuaa

eenn eell mmeeddiioo aammbbiieennttee

El agua residual representa serios peligros para el ambiente y la salud al ser la

responsable de alterar la calidad de los cuerpos receptores, contaminar los suelos por

donde escurre y llevar organismos patgenos que pueden afectar al ser humano Ibid,

pg 31.

El agua como prinicipal recurso afectado deteriora por su presencia de sedimentos

corales y otros animales que se encuentran en los arrecifes, no pudiendo tomar la luz

necesaria para sobrevir (www.sermanat.gov.mx).

Una vez se descarga el agua residual orgnica sobre una fuente de agua superficial, se

inicia un proceso de recuperacin con cuatro zonas claramente definidas: degradacin,

descomposicin activa, recuperacin activa, aguas limpias.

Fuentes de contaminacin del agua

Fuentes Domsticas o urbanas Fuentes Industriales

Fuentes Agropecuarias

Fuentes Pluviales

Revisa este video

http://www.youtube.com/watch?v=Bi0hPN6m7w4

18


Degradacin. Se origina justo en el punto donde se realiza la descarga, siendo su

primer efecto el cambio de color al tornarse turbia, siempre que haya suficiente

presencia de slidos suspendidos. A rengln seguido por efecto de la descomposicin

de la materia orgnica se incrementa significativamente el nmero de microorganismos,

bacterias principalmente. Otros parmetros como el nitrgeno orgnico se convierte en

nitrgeno amoniacal.

Zona de descomposicin activa. Inicia esta zona cuando el nivel de oxgeno disuelto

alcanza los 3.5 mg/L y por lo tanto el nivel de saturacin refleja disminucin

apareciendo una fase anaerobia y gases tales como el sulfdrico y los mercaptanos.

Otra de las caractersticas de esta zona es el color del agua que se intensifica. Al

oxidarse casi toda la materia orgnica, el oxgeno recuperado en la reaireacin propia

de cualquier cuerpo hdrico superficial comienza a elevar los niveles de oxgeno

disuelto alcanzando niveles pequeos de saturacin (menor al 40%).

Zona de recuperacin activa. Dado el incremento de oxgeno proveniente de la zona

anterior, la materia orgnica comienza a disminuir y con ella, el nitrgeno orgnico se

ha nitrificado convirtiendose en nitratos que junto con los fosfatos se vuelven en el

alimento de algas presentes en los cuerpos de agua.

Zona de aguas limpias. El ro se encuentra en condiciones de limpieza, es decir se

ha recuperado. Sin embargo, sus caractersticas jams sern iguales a las originales.

Es de anotar que por la descarga de aguas residuales a los cuerpos receptores, se

consideran dos efectos principales que desequilibran el funcionamiento de los

ecosistemas, a saber: Disminucin del Oxgeno Disuelto (OD) y formacin de depsitos de

lodos en el medio acutico.

La figura 3 muestra la concentracin de Oxgeno Disuelto (mg/L) a travs del tiempo y

despus de una descarga inicial de aguas residuales de origen orgnico sobre un cauce

superficial, observndose que el Oxgeno Disuelto se comienza a recuperar en el cauce a

80 km aguas abajo y despus de 4 das, debido a factores naturales que contribuyen a

la oxigenacin del agua. (Ramalho, Op. cit., 1996).

A partir de all, el incremento de la

curva se hace notorio y por

consiguiente la disminucin de la

Demanda Bioqumica de Oxgeno

DBO5 indicando la recuperacin de

la calidad del agua.

Figura 3. Curvas de Oxgeno Disuelto y Demanda Bioqumica de Oxgeno

(Orozco J. A. y Salazar, 1987)

19


Lodos tambien son el resultado de la contaminacin orgnica e inorgnica, los que se

reducen a travs de la escala de tiempo por descomposicin, accin de bacterias y otros

organismos. El nico tipo de algas que puede crecer son las llamadas algas azul

verdosas, caractersticas de aguas contaminadas; stas pueden cubrir las piedras de los

mrgenes hacindolos resbaladizos y pueden llegar a dar olores molestos en su

descomposicin estacional [como se observa en la figura 4]. (Ibid. pag: 21).

Figura 4. Perfl depsitos de lodos. (Ramalho, R.S., 1996; pg 17)

La cantidad de lodos presentes en el fondo del cauce se presentan con mayor rigor en

los primeros kilmetros de un curso de agua, posteriormente su volumen disminuye hasta

hacerse constante en el tiempo.

Finalmente, a causa de la contaminacin, tambin se genera una aceleracin del proceso

de eutroficacin (envejecimiento). Como se muestra en la figura 5, el enriquecimiento y la

sedimentacin son los principales contribuyentes al proceso de envejecimiento. La

vegetacin en la orilla y las plantas acuticas superiores utilizan parte de los nutrientes

que llegan, crecen abundantemente y en consecuencia retienen los sedimentos. El lago

gradualmente se va rellenando por acumulacin de plantas y sedimentos en el fondo y

Importancia del oxgeno disuelto

Muchos de los organismos dependen del oxgeno disuelto para mantener los procesos metablicos, obtener energa y efectuar su reproduccin

El oxgeno disuelto es el principal indicador de contaminacin de una masa de agua, pues la Materia Orgnica (MO) contenida en ella tiene como efecto directo el consumo del Oxgeno Disuelto (Orozco J. A. y Salazar, 1987).

20


hacindose ms pequeo su volumen por la invasin de la vegetacin en las orillas,

pudiendo llegar a ser tierra firme Ibid.

Figura 5. Eutrofizacin. Proceso de envejecimiento en la evolucin ecolgica

(Ramalho, R.S., 1996), pg 23

LLeecccciinn 44.. CCoossttooss ddee ssiisstteemmaass ddee ttrraattaammiieennttoo

En funcin de la localizacin geogrfica, precio de los materiales y salarios relacionados

con la construccin son variables que inciden en el costo del sistema de tratamiento de

aguas residuales. Su estimacin se realiza utilizando el ndice de costos de construccin

o costos de inversin. Los sistemas requieren de importante flujo de caja por lo que

reutilizar efluentes se convierte en una opcin de reinversin, consideracin que implica

eficiencias altas de remocin de la contaminacin es decir; la calidad hdrica esperada en

el efluente debe encontrarse en el marco de los lmites establecidos para aguas

residuales. Al evaluar un proceso de tratamiento de aguas residuales especfico es

importante estimar la relacin costo/beneficio, es decir; entre el beneficio derivado del

tratamiento para obtener agua de una calidad especfica y el costo en conseguir el grado

de calidad Ibid, pg 11.

Otra forma til de evaluar el valor de una planta de tratamiento de aguas residuales

consiste en utilizar costos de inversin per cpita, los cuales sirven para proyectar

El costo/beneficio de los tratamientos de agua se evala con base en la calidad de agua requerida, para ser vertida a un

cuerpo de agua o alcantarillado (receptor) o para ser

reutilizada.

21


inversiones futuras en el rea de saneamiento. A nivel de prefactibilidad es conveniente

contar con costos de referencia para un sistema de tratamiento, reconociendo que el

costo real puede ser muy diferente, segn la localidad y las condiciones de construccin.

Es posible conocer los costos de sistemas de tratamiento para aguas residuales

domsticas en Colombia en funcin del tratamiento diferenciando la fase de construccin

y operacin.

4.1 Costos de un proyecto

La decisin de la tecnologa a implementar muchas veces depende del tipo de inversin,

seleccionando usualmente la que presenta el mnimo costo, ste ltimo depende del costo

inicial de cada componente, costos de operacin, mantenimiento y vida til del sistema

de tratamiento de aguas residuales.

La ecuacin del costo total anual se puede obtener mediante la ecuacin 4.1

Oi

iR

i

iVCiCCTA

xn

soo

1)1(

*

1)1(

*)(* 4.1

CTA = Costo total anual del proyecto - $

Co = Costo inicial del proyecto - $

I = Tasa de inters anual o tasa mnima de retorno - %

Vs = Valor del salvamento del proyecto o valor proyectado al final del ao n - $

n = Vida til del proyecto o periodo de diseo - aos

R = Costo de reparacin inicial principal - $

X = Periodo de realizacin de la reparacin inicial - aos

O = Costo anual de operacin y mantenimiento

22


LLeecccciinn 55.. SSaalluudd ppbblliiccaa

Los contaminantes en el agua ocasionan diversos efectos en la salud pblica de acuerdo

con sus propiedades. La contaminacin microbiana de los cuerpos receptores es de gran

preocupacin por sus repercusiones sobre la salud del hombre, ya que muchos de los

microorganismos causantes de enfermedades son ampliamente distribuidos por las aguas.

Sin embargo, agentes causales de las infecciones entricas se localizan en el tracto

intestinal y se elimina mediante deyeccin.

Las infecciones producidas por parsitos que viven en el intestino del hombre originan la

enteroparasitosis; quistes y helmintos eliminados son los que constituyen fuentes de

infeccin. La figura 6 muestra las diferentes vas de transmisin de enfermedades

intestinbales.

En el mecanismo de la enfermedad intervienen: a) Fuente infectante o reservorio (agente),

b) va de transmisin (ambiente), c) Susceptible (husped) (Unda O., F., 1993, pg 5).

Figura 6. Va de transmisin enfermedades intestinales . Adaptado de Unda, 1993.

Los riesgos que se asocian a la contaminacin del agua estn directamente relacionados

con el tiempo: los de corto plazo son aquellos que se suscitan desde horas despus de

la ingestin de agua o productos contaminados con estas hasta varias semanas despus.

Amrica Latina y El Caribe al contar con un bajo porcentaje de sistemas de tratamiento

de aguas residuales principalmente domsticas, por el nmero de enfermedades

diarrericas y gastroentricas, en la regin, estas se ubican entre las 3 (tres) principales

causas de muerte (www.bvsde.paho.org).

Enfermo o portador

Manos/ alimentos Excrementos

Vertimientos

Cuerpo hdrico superficial / Infiltracin

Productos alimenticios

irrigados con aguas servidas

Persona expuesta

23


Los riesgos asociados a mediano plazo hacen mencin de la presencia de metales

pesados en el agua como arsnico, plomo, cadmio y mercurio. Entre tanto, los plaguicidas

se tipifican como los que generan riesgos asociados al agua pero de largo plazo. Ibid.

Larga es la lista de las enfermedades que son transmitidas por aguas contaminadas entre

ellas: Anquilostomiasis, Ascariasis, Clera, Dengue, Dracunculosis, Disentera ambica,

Disentera bacilar y fiebre paratifoidea. Los cuadros siguientes de 1 a 3 muestran

diferentes enfermedades relacionadas con este tipo de aguas.

Cuadro 1. Enfermedades asociadas a aguas residuales con riesgos indirectos

Enfermedad Vector Agente etiolgico Sntomas

Malaria Mosquito

Anofeles

Plasmodium - P.

falciparum, P. vivax, P.

ovale y P. malariae.

Fiebre y anemia, escalofros, dolor en las

articulaciones y dolor de cabeza. En la

masa cerebral, los glbulos rojos infectados

obstruyen los vasos sanguneos del cerebro.

Puede daar otros rganos vitales y a

menudo conduce a la muerte del paciente

Dengue Mosquitos

Aedes.

Virus del Dengue. El

virus tiene cuatro

variedades (serotipos):

Den-1, Den-2, Den-3 y

Den-4.

Dolor de cabeza, prdida del apetito,

nuseas y vmitos, dolores musculares y

articulares, erupciones en la piel,

hemorragias, cada abrupta de la presin

arterial (hipotensin), disminucin de la

circulacin de sangre perifrica (piel fra) y

manifestaciones hemorrgicas a distintos

niveles

Leptospirosis Ratas,

Perros -

Fiebre repentina, escalofros, dolor de

cabeza, dolores severos de cuerpo y fatiga.

puede afectar el hgado, riones el

sistema nervioso

Peste

Peste

bubnica;

peste

neumnica;

peste

septicmica

Picadura

de la

pulga o la

ingestin

de las

heces de

las pulgas

Yersinia pestis

Comienzo sbito de fiebre alta, escalofros,

malestar general, dolores musculares, dolor

de cabeza severo, inflamaciones de

apariencia ovalada, convulsiones

Nota: Adaptado de Femica y otros

24


Cuadro 2. Enfermedades por contacto fsico con agua contaminada

Enfermedad Causa-origen Agente etiolgico Sntomas

Dermatitis

erisipeloide (B)

Agua contaminada

con Residuos

Crnicos

Erisipelotthrix

Erupciones de la piel

salmonelosis Excretas personas

animales afectadas Salmonella

Diarrea leve severa, fiebre, dolor

abdominal, dolor de cabeza, y de

vez en cuando vmito

Uncinaria,

anquilostomiasis

(P)

Larvas en heces

fecales Humanas que

Penetran piel

Anchilostoma

duodenale

Afectacin en el intestino delgado

Ascariasis Condiciones sanitarias

precarias

Ascaris

lumbricoides

Asintomtico, sin embargo algunos

sntomas atpicos son: tos,

dificultad para respirar, dolor en el

estmago y oclusin intestinal

Ceguera debido

al tracoma

Contacto directo con

secreciones del ojo,

nariz y garganta de

individuos enfermos o

por contacto con

objetos que pueden

haber estado en

contacto con estas

secreciones

Chlamydia

trachomatis

Secrecin ocular, prpados

inflamados, pestaas invertidas,

inflamacin de los ganglios

linfticos justo delante de las

orejas, opacidad de la crnea,

cicatrizacin severa ocular

Ascariasis condiciones sanitarias

precarias

Ascaris

lumbricoides

La mayora de la gente no tiene

sntomas. tos y tener dificultad para

respirar, dolor en el estmago y

oclusin intestinal

Dermatosis Tia

(H)

Ambientes hmedos

contaminados

Mycrosporum

Trychophyton

Piel dermatofitosis


Cuadro 3. Enfermedades por ingestin de agua contaminada o no potable

Enfermedad Causa-origen Agente etiolgico Sntomas

Diarrea aguda

Ingestin de agua no

potable o

contaminada con

microorganismos

patgenos

Rotavirus,

Shigella sp.,

Salmonella sp.,

Campylobacter

jejuni,

Cryptosporidium,

Giardia lambia

Elevada secrecin intestinal de agua

Clera

Ingestin de agua o

comida contaminadas.

Recientemente, un

tipo de vibrin ha

sido asociado al

consumo de

Vibrio cholera

Diarrea acuosa y masiva., aumento

de la secrecin de agua y

minerales (electrolitos) en la luz del

intestino

Cuadro 2. (Cont).

25


mariscos, en especial

ostras crudas

Disentera

Epidmica

Contacto de persona

a persona, agua y

comida contaminadas

Shiguela

disentrica tipo

1 (Sd1), tambin

conocida como

el bacilo Shiga

La disentera puede describirse

simplemente como una diarrea con

sangre. La enfermedad tambin

incluye calambres abdominales,

fiebre y dolor rectal. Las

complicaciones menos comunes

incluyen infeccin, ataques y

problemas de rin

Fiebre Tifoidea

Transmisin por va

fecal - oral mediante

agua o alimentos

contaminados

Salmonella tiphi

Fiebre prolongada, dolor abdominal,

diarrea, delirio, manchas rosadas.

A veces se complica con

perforacin o hemorragia

Hepatitis A

La enfermedad se

trasmite por agua o

comida contaminadas

con el virus de la

hepatitis A

Virus de la

hepatitis A

Semejantes a los del resfro comn,

pero la piel y los ojos pueden

tornarse amarillos (ictericia) debido

a que el hgado no puede filtrar la

bilirrubina de la sangre

Shigelosis

Se transmite por va

fecal - oral por

transmisin. de

persona a persona

por manos

contaminadas

Shigella flexneri.

Se caracteriza por fiebre, dolor

abdominal y tenesmo

El Sndrome

Urmico

Hemoltico (SUH)

Condiciones sanitarias

precarias, en especial

agua no potable

Escherichia coli

Afecta los riones y algunos otros

rganos causando insuficiencia

renal aguda y/o crnica. Diarrea

sanguinolenta con poca o ninguna

fiebre, palidez intensa y dolores

abdominales severos


Tambin la contaminacin inorgnica es causante de enfermedades. La toxicidad que

representan los metales pesados (plomo, mercurio, cadmio); los nitratos y nitritos causan

de la metahemoglobinemia a concentraciones mayores de 45 mg/L; el arsnico

concentrado a 0,6 a 0,8 mg/L ocasiona intoxicacin endmica y cncer; y la fluorosis y

ostiofluorosis provocadas por los fluoruros.

Cuadro 3. (Cont.).

26


CCAAPPTTUULLOO 22.. CCaarraacctteerrssttiiccaass ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess

Expresar que las aguas se clasifican en naturales, lluvias y residuales es una afirmacin

que se soporta en sus caractersticas para lo cual, las determinaciones analticas, es

decir; las mediciones cuantitativas, son las que establecen el nivel de concentracin de

cada uno de los parmetros relativos a la calidad de las aguas. Conocer el nivel de

contaminacin debe acompaarse del establecimiento de la cantidad de agua con el

propsito de evaluar no solo la intensidad de la misma sino la carga msica que la

contiene.

LLeecccciinn 66.. EEssttiimmaacciinn ddee ccaauuddaalleess

ddee aagguuaass rreessiidduuaalleess

El volumen de aguas residuales aportadas a un sistema de recoleccin y evacuacin est

integrado por las aguas residuales domsticas, industriales, comerciales e institucionales y

el diseo de una planta de tratamiento de aguas residuales normalmente se estima con

base en el caudal diario promedio, pero; como este vara con el tiempo, los sistemas

deben ser diseadas teniendo en cuenta periodos crticos de operacin causadas por

variacin de caudal, (caudal punta o pico) concentracin de contaminantes y carga

contaminante (carga msica) (Metcalf & Eddy, Op.Cit.).

6.1 Variacin de caudal de las aguas residuales

En la medida que pasa el da, los caudales de aguas residuales varan, observndose que

los caudales mnimos se presentan durante las primeras horas de la maana, usualmente

corresponden a ellos son los aportes de escapes, infiltraciones y exiguas cantidades de

aguas residuales. Los caudales punta se presentan generalmente al finalizar la maana y

la tarde. La figura 7 representa la variacin tpica de caudales y calidad de aguas

residuales.

Figura 7. Variacin horaria de caudal y calidad del agua residual.

Adaptado por La autora

27


Comparar los valores numricos de caudales mximos para diferentes plantas de

tratamiento, requiere de su normalizacin, parmetro conocido como factor pico, el que

obtiene utilizando la ecuacin 6.1

promedioCaudal

promediomximoCaudalFPpicoFactor

6.1

Para conocer el factor pico promedio se realiza el siguiente procedimiento:

Determinar el caudal promedio para el periodo de anlisis

Obtener de los registros, los caudales mximos en un da. Ver figura 8

Figura 8. Caudal pico. La autora

6.2 Estimacin del caudal de aguas residuales domsticas

Los caudales residuales tambin se pueden calcular en funcin de la cantidad de agua

consumida. Para ello se aplica la ecuacin 6.2

86400

** RPCQD 6.2

Donde:

QD = Caudal de aguas residuales L/s

C = Consumo medio por habitante - L/hb-d

P = Poblacin servida hb

R = Coeficiente de retorno - adimensional

28


6.2.1 Estimacin del consumo medio diario por habitante. Corresponde a la dotacin neta,

es decir, a la cantidad de agua que el consumidor efectivamente recibe para satisfacer

sus necesidades. La dotacin neta depende del nivel de complejidad del sistema, del

clima de la localidad y del tamao de la poblacin. Para ello, se debe tener en cuenta lo

establecido por el Reglamento Tcnico de Acueducto y Alcantarillado y los datos

referentes son los que se presentan en la tabla 1.

Tabla 1. Dotacin en funcin del nivel de complejidad del sistema

Nivel de complejidad del

sistema

Dotacin neta (L/hab-da)

climas templado y fro

Dotacin neta (L/hab-da)

climas clido

Bajo 90 100

Medio 115 125

Medio Alto 125 135

Alto 140 150

Nota: Datos tomados de RAS TITULO B, 2000, Pg. 37 39

El nivel de complejidad del sistema est en funcin de la poblacin. El documento

Reglamento Tcnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Bsico - RAS 2000 ttulo

E.

6.2.2 Estimacin de la poblacin servida. Puede ser estimada a partir del producto del

nmero de viviendas planificadas en el rea de drenaje y el nmero medio de habitantes

por vivienda, utilizando la ecuacin 6.3

vivienda

habvivienda

#*#servidaPoblacin 6.3

Donde:

Poblacin servida = Habitantes

6.2.3 Estimacin del coeficiente de retorno. Se entiende como coeficiente de retorno es

la fraccin del agua de uso domstico servida (dotacin neta), entregada como agua

negra al sistema de recoleccin y evacuacin de aguas residuales. Su valor depende del

nivel de complejidad del sistema de tratamiento y se presenta en la tabla 2.

Tabla 2. Coeficiente de retorno en funcin del nivel de complejidad del sistema

Nivel de complejidad del sistema Coeficiente de retorno

Bajo y medio 0,7 0,8

Medio alto y alto 0,8 0,85

Nota: Datos tomados de RAS TITULO B, 2000, Pg. 37 39

29


6.3 Estimacin del caudal de aguas residuales industriales (QI)

El consumo de agua industrial vara de acuerdo con el tipo y tamao de la industria y

los aportes de aguas residuales varan con el grado de recirculacin de aguas y los

procesos de tratamiento. En consecuencia, los aportes de aguas residuales industriales Q I

deben ser determinados para cada caso en particular.

6.4 Caudal medio diario (QMD)

Es la suma de los aportes domsticos, industriales, comerciales e institucionales y se

obtiene utilizando la ecuacin 6.4

INCIDMD QQQQQ 6.4

Donde:

QMD = Caudal medio diario

QD = Caudal de aguas residuales domsticas

QI = Caudal de aguas residuales industriales

QC = Caudal de aguas residuales comerciales

QIN = Caudal de aguas residuales institucionales

6.5 Caudal medio

Relaciona el caudal total en el tiempo. Para pequeas comunidades puede utilizarse la

ecuacin 6.5

24

QQmed 6.5

Donde:

Qmed = Caudal medio m3/h

Q = Caudal

6.6 Caudal mximo horario (QMH)

El caudal mximo horario es la base para establecer el caudal de diseo de una red de

colectores de un sistema de recoleccin y evacuacin de aguas residuales. El caudal

mximo horario del da mximo, establecido en la ecuacin 6.6 se estima a partir del

caudal final medio diario, mediante el uso del factor de mayoracin, F.

30


MDFMH QFQ * 6.6

Cuando se tienen poblaciones entre 1000 hasta 1000000 de habitantes, se pueden utilizar

las ecuaciones 6.6.1 o, 6.6.2

Harmon

PF

5,04

141

6.6.1 Babbit

PF

2,0

5 6.6.2

El factor de mayoracin tambin puede ser dado en trminos del caudal medio diario.

Para ello se utilizan las ecuaciones 6.6.3 o 6.6.4

ngelesLosQ

FMD

0914,0

53,3 6.6.3 ousTchobanogl

QF

MD

0733,0

70,3 6.6.4

La frmula de Los ngeles es vlida para el rango de 2.8 a 28300 L/s, mientras que la

de Tchobanoglous lo es para el rango de 4 a 5000 L/s. En general el valor de F debe

ser mayor o igual a 1,4. (Ministerio de Desarrollo Econmico. RAS TTULO D, 2000, Pg

33- 37).

6.7 Caudal de diseo

El diseo de proceso de las unidades de tratamiento debe basarse en el caudal mximo

semanal para el periodo de diseo, excepto en casos especiales. El diseo hidrulico de

plantas de tratamiento debe hacerse para el caudal mximo horario, sumando los aportes

por infiltraciones y conexiones erradas. (Ministerio de Desarrollo Econmico. RAS TTULO

D, 2000, pg 21 22).

6.8 Caudal mximo

Para pequeas comunidades, puede utilizarse la ecuacin 6.7

25.0max

7575.215.1*

med

medQ

QQ 6.7

Donde:

Qmax = Caudal mximo m3/h

Qmed = Caudal medio m3/h

31


6.9 Variacin de la concentracin de la contaminacin

Son varias las causas relacionadas con la variacin de la concentracin: costumbre,

origen de las descargas y la poca del ao (seco, lluvia). Cuando se ignora el aporte de

aguas residuales diferentes a las domsticas, la concentracin de las aguas residuales no

vara significativamente a lo largo del tiempo (aunque influye el caudal). Es recomendable

obtener el valor de la concentracin media integrada de la contaminacin con el

propsito de conocer con mayor exactitud las caractersticas o condiciones del agua

residual a tratar, siguiendo para ello la ecuacin 6.8

n

i

i

n

i

ii

w

q

qC

C

1

1 6.8

Donde:

Cw = Concentracin media integrada mg/L

Ci = Concentracin de la sustancia contaminante mg/L

qi = Caudal L/s

LLeecccciinn 77.. CCoonnssttiittuuyyeenntteess ddee llaass aagguuaass rreessiidduuaalleess

Fsicos, qumicos y biolgicos son los constituyentes presentes en el agua residual y

determinar su concentracin es esencial no solo para el diseo y puesta en marcha de

alcantarillados sino tambin para la seleccin, diseo y operacin de los sistemas de

tratamiento de aguas residuales. Caracterizar el agua residual vara desde precisas

determinaciones cuantitativas hasta las cualitativas biolgicas y fsicas; muchos parmetros

se encuentran interrelacionados como se presentan en la figura 9.

Figura 9 Relaciones entre parmetros. Gmez R, 2006

32


La determinacin de los parmetros es una prctica de laboratorio que se realiza con

base en lo establecido en el Standard Methods, bibliografa conocida y aceptada para

veste tipo de anlisis. Si el agua en estudio no ha recibido vertidos urbanos o

industriales, la prospeccin debe comprender la determinacin sistemtica de los

siguientes parmetros:

Iones ms importantes (bicarbonatos, cloruros, sulfatos, calcio, magnesio y sodio)

Oxgeno disuelto, demanda qumica de oxgeno

Carbono orgnico

Si es necesario realizar observaciones ms detalladas por la finalidad especfica del

estudio o por el grado de contaminacin, pueden irse incluyendo sucesivamente los

siguientes grupos de parmetros:

Compuestos de nitrgeno, fosfatos, hierro, demanda bioqumica de oxgeno, pH

Fenoles, derivados del petrleo, detergentes, pesticidas

Fsforo orgnico e inorgnico, trazas (metales pesados, fluoruros, etc.)

Al preparar estas prospecciones deben tenerse en cuenta los factores naturales que

influyen en la composicin qumica del agua, cantidad, localizacin y tipo de los

asentamientos urbanos, de las industrias y de la agricultura. La atencin deber dirigirse,

sobre todo, a las sustancias que puedan estar presentes en concentraciones peligrosas.

Los parmetros de la calidad del agua ms frecuentemente admitidos y utilizados y al

mismo tiempo relevantes para los estudios del medio fsico son:

Oxgeno disuelto (OD)

Demanda bioqumica de oxgeno (DBO5)

Slidos disuelto (SD) y en suspensin (SST)

Compuestos de nitrgeno, fsforo, azufre y cloro

pH

Dureza

Turbidez

Elementos txico

Elementos patgenos

7.1 Composicin

Se refiere a los constituyentes presentes en el agua servida y segn la cantidad que se

presente en ella se clasifica el agua residual como fuerte, media o dbil, siendo los datos

tpicos los que se presentan en la tabla 3. Dicha clasificacin se presenta en funcin del

caudal vertido, poblacin servida y tipo de actividad.

33


Tabla 3. Composicin de las aguas residuales domsticas

Constituyente Concentracin

Fuerte Media Dbil

Slidos totales 1200 700 350

Slidos disueltos totales 850 500 250

Slidos disueltos fijos 525 300 145

Slidos disueltos voltiles 325 200 105

Slidos suspendidos totales 350 200 100

Slidos suspendidos fijos 75 50 30

Slidos suspendidos voltiles 275 150 70

Slidos sedimentables* 20 10 5

DBO5 (1) 300 200 100

COT (2) 300 200 100

DQO (3) 1000 500 250

Nitrgeno orgnico 35 15 8

Fsforo total 20 10 6

Fsforo orgnico 5 3 2

Fsforo inorgnico 15 7 4

Grasa 150 100 50

Nota: Datos tomados de (Metcalf & Eddy, 1981, pg: 241)

(1) Demanda Biolgica de Oxgeno

(2) Carbono Orgnico Total

(3) Demanda Qumica de Oxgeno

* Todos los constituyentes se expresan en mg/L excepto los slidos sedimentables que se hace en mL/L

7.2 Caractersticas fsicas de las aguas residuales

Los parmetros fsicos ms importantes son: color, olor, temperatura y slidos.

7.2.1 Color. La condicin se refiere a la edad del agua residual. Si es fresca, suele ser

gris; en la medida que los compuestos orgnicos son descompuestos por bacterias, el

oxgeno disuelto del agua residual se disminuye hasta alcanzar valores cercanos a cero y

por lo tanto el color cambia a negro, condicin que la tipifica como agua residual

sptica. Algunos vertimientos de aguas residuales industriales hacen que el agua tome

otro color.

7.2.2 Olor. Son debidos a los gases producidos por la descomposicin de la materia

orgnica. Fresca el agua tiene un olor desagradable siendo caracterstico el olor del

sulfuro de hidrgeno producido por los microorganismos anaerobios que reducen los

sulfatos a sulfitos Metcalf & Eddy, Op. cit., pg 247.

7.2.3 Temperatura. Es un factor importante porque acta como elemento que retarda o

acelera la actividad biolgica, la adsorcin de oxgeno y bixido de carbono de la

34


atmsfera por el agua e influye en la proliferacin de algas y en la precipitacin de

compuestos.

7.2.4 Slidos. Los que se presentan en las aguas residuales pueden ser de tipo orgnico

y/o inorgnico provienen de las diferentes actividades domsticas e industriales. Toda la

materia, excepto el agua contenida en materiales lquidos es considerada como materia

slida. Analticamente, el contenido total de slidos de una residual es la materia que

queda como residuo de evaporacin a 103 - 105 C (Ibid, pg: 244). El contenido de

slidos de un agua residual de intensidad media puede clasificarse como se muestra en

la figura 10.

Figura 10. Clasificacin de los slidos totales de intensidad media, (Metcalf & Eddy, 1981,

pg: 246)

Orgnica 75 mg/L

Sedimentables 100 mg/L (2

h)

Mineral 25 mg/L

Orgnica 75 mg/L

No sedimentables 100 mg/L

Mineral 25 mg/L

Orgnica 75 mg/L

Coloidal 50 mg/L

Mineral 25 mg/L

Orgnica 75 mg/L

Disuelto 450 mg/L

Mineral 25 mg/L

Suspendidos 200

mg/L

SOLIDOS TOTALES

Filtrable 500 mg/L

35


7.3 Caractersticas qumicas de las aguas residuales

7.3.1 Potencial hidrgeno. Denominado pH. Es un trmino usado universalmente para

expresar la intensidad de las condiciones cidas o bsicas de una solucin cualquiera,

para el caso el agua, mediante la concentracin del ion hidrgeno.

Mientras ms fuerte la intensidad de la alcalinidad, mayor es el valor de pH, mientras

ms fuerte la intensidad de la acidez, menor el valor de pH.

Acidez: Es la capacidad que tiene el agua de neutralizar la alcalinidad esto es, iones

del tipo [OH-] debido a la presencia de iones [H+].

El agua adquiere acidez en forma natural por la interaccin con la atmsfera

desde la cual puede tomar bixido de carbono (CO2), dependiendo de ciertas

condiciones de temperatura y presin de la siguiente manera:

H2O + CO2 (atmosfrico) H+ + CO3-

acidez

Alcalinidad: Es la medida de la capacidad del agua para neutralizar acidez. Puede

tambin considerarse como la presencia en el agua de iones [OH-], [CO3 =], [HCO3

-], los

cuales tienen la propiedad de reaccionar con los cidos, neutralizndolos.

7.3.2 Detergentes. Bajo el nombre genrico de espumantes se consideran todos los

productos que en mayor o menor grado producen espuma cuando el agua es agitada.

Los principales problemas que causan son masa de espuma en el agua cruda y en los

grifos domsticos y tienden a dispersar sustancias no solubles, interfiriendo en los

procesos de coagulacin y sedimentacin.

7.3.3 Aceites y Grasas. La presencia de compuestos fenlicos en el agua, est asociado

con contaminacin de las fuentes por desechos industriales, aguas negras, fungicidas y

pesticidas. El encontrarse este parmetro en el agua afecta la calidad del agua de

muchas formas, siendo la principal la relacionada con condiciones organolpticas,

problema que se potencia, cuando se adiciona cloro al agua dando origen a la formacin

de clorofenoles, que afecta el gusto.

7.3.4 Cloruros. La forma ms comn de ocurrencia de los cloruros en el agua es el

cloruro de sodio o sal comn. El origen de los mismos son sales del suelo que se

disuelven en el agua, siendo escasa su presencia en concentraciones altas en aguas

superficiales, excepto en aquellas fuentes provenientes de terrenos salinos o de acuferos

con influencia de corrientes marinas.

7.3.5 Nitratos. La presencia no es extraa, especialmente en aguas de pozo subterrneo

que pueden recibir infiltracin de efluentes de tanques spticos, ganadera, etc. En

36


concentracin mayor a 10 mg/L, puede ocasionar en los nios lactantes una enfermedad

llamada metahemoglobinemia que impide la oxigenacin de la sangre. El nitrgeno en

forma de nitritos, tiene una toxicidad mayor que afecta al hombre y es por estos efectos

adversos que su contenido debe ser vigilado en el agua de consumo.

7.3.6 Sustancias Txicas. Existe un grupo de contaminantes inorgnicos cuya presencia en

el agua por encima de ciertos valores admisibles tiene reconocido efecto negativo en la

salud humana.

Entre ellos se destacan:

Arsnico: Metaloide que est en muchas partes de la naturaleza y puede ser aguda o

crnicamente txico para el hombre.

Bario: Elemento altamente txico y causa serios trastornos cardiacos vasculares y

nerviosos.

Cadmio: Es potencialmente txico y su ingestin tiene efectos acumulativos en el tejido

del hgado y riones.

Cianuro: No es comn encontrarlo en el agua natural, sin embargo su presencia es

txica.

Mercurio: Es txico para el hombre en todas formas ms agudo y crnica. Puede

ingerirse directamente o a travs de pescado que a su vez lo ha acumulado en su

organismo.

Plata: Aunque es un elemento de los ms escasos en el agua, todos los estudios que

sobre l y sus posibles efectos se han hecho se encuentran en la fase preliminar, pero

se ha comprobado que produce un decoloramiento permanente e irreversible en la piel,

ojos y membranas mucosas.

7.3.7 Pesticidas. Bajo este nombre genrico se agrupan compuestos inorgnicos naturales

y orgnicos sintticos, que se utilizan con variados propsitos en las labores agrcolas,

tales como insecticidas, fungicidas, algicidas, etc. Dentro de este grupo, cabe mencionar

organoclorados, organofosforados, carbamatos, clorofenoles. Los efectos txicos de los

plaguicidas sobre la salud humana, difieren dependiendo de su naturaleza qumica, pues

mientras algunos se acumulan en los tejidos, otros son metabolizados.

7.4 Gases

7.4.1 Oxgeno Disuelto. Todos los organismos en una u otra forma dependen del oxgeno

disuelto para mantener los procesos metablicos que producen energa para su

crecimiento y reproduccin. La presencia de ste parmetro es el factor que determina

si los cambios biolgicos en un agua residual son llevados a cabo por organismos

aerbicos o anaerbicos.

37


7.5 Medida del contenido orgnico en aguas residuales

7.5.1 Demanda Bioqumica de Oxigeno DBO5. Es la cantidad de oxgeno requerido para

estabilizar la materia orgnica descomponible bajo condiciones anaerbicas. La materia

orgnica servir como alimento a las bacterias, las cuales derivarn energa del proceso

de descomposicin u oxidacin.

7.5.2 Demanda Qumica de Oxgeno DQO. Es una prueba ampliamente utilizada para

determinar el contenido de materia orgnica de las aguas residuales.

7.6 Caractersticas Microbiolgicas

Debido a que los microorganismos adolecen de caractersticas morfolgicas y de

mecanismos sexuales de reproduccin, establecer una clasificacin de microorganismos es

difcil. Para obviarlas, el zologo alemn Haeckel propuso en 1866 el reino de los

protistos en el cual se incluyen como ms representativos las bacterias, algas, hongos y

protozoos.

Es de anotar, que el agua como posible portador de microorganismos patgenos, puede

poner en peligro la salud y la vida. Los patgenos, llegan al agua a travs de las

deyecciones intestinales, pero simultneamente ciertas especies bacterianas, en particular

la escherichia coli y los organismos afines llamados coliformes como los estreptococos

fecales, son huspedes normales del intestino del hombre y de algunos animales, y se

encuentran por consiguiente en las heces fecales.

La presencia de estos microbios en el agua revela entonces polucin fecal de

procedencia humana o animal.

LLeecccciinn 88.. DDeetteerrmmiinnaacciinn yy ccllccuulloo ddee llaa DDBBOO55 yy DDQQOO

8.1 Demanda Bioqumica de Oxgeno

Es la cantidad de oxgeno que requieren los microorganismos para oxidar (estabilizar) la

materia orgnica biodegradable en condiciones aerobias. En condiciones normales de

laboratorio, esta demanda se cuantifica a 20C, el ensayo estndar se realiza a cinco

das de incubacin y se conoce convencionalmente como DBO5, con valores numricos

expresados en mg/L O2.

La DBO5 es el parmetro ms usado para medir la calidad de aguas residuales y

superficiales, determinar la cantidad de oxgeno requerido con el propsito de estabilizar

biolgicamente la materia orgnica del agua, disear unidades de tratamiento biolgico,

38


evaluar la eficiencia de los procesos de tratamiento y fijar cargas orgnicas permisibles

en fuentes receptoras. La ecuacin de clculo es la siguiente:

)101()1(55

5

kK LeLy 8.1

Donde:

y5 = DBO5 estndar mg/L

L = DBOUC mg/L o DBO remanente pata un tiempo t mg/L

K = Constante de velocidad de reaccin de la DBO5, base natural d-1

k = Constante de velocidad de reaccin de la DBO5, base decimal d-1

Para calcula la DBO de 1 dia, puede utilizarse la ecuacin 8.2

KteLL *1 8.2

Donde:

L1 = DBO de un da mg/L

L = DBOU DBO ltima mg/L

(Esta DBO es aproximadamente el 80% del total)

La oxidacin bioqumica es un proceso lento que requiere, matemticamente, un tiempo

infinito para su culminacin. A 20 C, valores tpicos de K y k son respectivamente 0.23

d-1 y 0.10 d-1. Otros valores tpicos son los que se presentan en la tabla 4

Tabla 4. Valores tpicos de k, K, L

Tipos de agua residual k, d-1 K, d-1 L, mg/L

Domstica dbil 0,152 0,35 150

Domstica fuerte 0,168 0,39 250

Efluente primario 0,152 0,35 75 150

Efluente secundario 0,05 0,10 0,12 0,23 10 75 Nota: Datos tomados de (Romero R., J., 2005, pg: 40)

Para determinar el valor de la constante de reaccin K a una temperatura diferente de

20C se utiliza la ecuacin 8.3 deducida de la relacin clsica de Vant Hoff Arrhenius:

20

20

TT KK 8.3

39


Donde:

KT = Constante de reaccin de la DBO para TC d-1

K20 = Constante de reaccin de la DBO para 20C - d-1

= 1,135 para T = 4 20C 1,056 para T = 20 30C

1,047 para T > 20C

8.2 Determinacin de la DBO

8.2.1 Procedimiento de los ensayos de dilucin.

Preparacin de distintas diluciones de la muestra a ser analizada, con agua destilada.

Las botellas para incubacin (de 250 a 300 mL de capacidad) con tapones de vidrio

esmerilado son las ms adecuadas. En la botella de DBO se debe colocar:

- La muestra, diluida si es necesario.

- Se aade agua de dilucin para completar el volumen hasta la linea de capacidad

sealada. Esta agua de dilucin, en el caso de que sea necesario, contiene: Una

siembra de microorganismos y una solucin de nutrientes para los microorganismos.

El pH en la solucin de la botella debe estar cercano a 7,0 (neutro). Para cada

botella de DBO se debe utilizar otra de control (blanco).

Incubacin de las botellas a 20C. Cada 24 horas se debe sacar la botella muestra y

el blanco correspondiente de la incubadora y determinar el oxgeno disuelto en mg/L.

Ramalho, Op.Cit.

8.3 Demanda Qumica de Oxgeno

Se usa para medir el oxgeno equivalente a la materia orgnica oxidable qumicamente

mediante un agente qumico oxidante fuerte, por lo general dicromato de potasio, en un

DETERMINACIN DE LA DBO EN LABORATORIO

Revisa este video

http://www.youtube.com/watch?v=DD53rXsNy_w

40


medio cido y alta temperatura. Para la oxidacin de ciertos compuestos orgnicos

resistentes se requiere la ayuda de un catalizador como el sulfato de plata.

Compuestos orgnicos que interfieren con el ensayo, como los cloruros, se eliminan

mediante HgCl2.

La reaccin principal puede presentarse de la manera siguiente:

OHCOCrHOCrorgnicaMateria CalorrCatalizado 2232

72

El ensayo de determinacin de DQO al dicromato se lleva a cabo calentando en

condiciones de reflujo total una muestra de volumen determinado con un exceso

conocido de dicromato potsico (K2Cr2O7) en presencia de cido sulfrico (H2SO4), durante

un periodo de dos horas. La materia orgnica en la muestra se oxida, como resultado se

consume el dicromato de color amarillo que se reemplaza por el in crmico color

verdoso. Como catalizador se aade sulfato de plata (Ag2SO4).

La medicin se lleva a cabo por valoracin del dicromato restante o por determinacin

colorimtrica del ion cromo producido, con un colormetro fotoelctrico o un

espectrofotmetro. (Ramalho Op. cit.).

La DQO es til como parmetro de concentracin orgnica en aguas residuales

industriales o municipales txicas a la vida biolgica y se puede realizar en solo unas

tres horas.

La interpretacin correcta de los resultados de demanda de oxgeno, para la oxidacin

de la materia orgnica, mediante DBO o DQO, es problemtica por los diferentes factores

y variables que afectan dichos ensayos. En general, se espera que la DQO sea

aproximadamente igual a la DBO ltima; pero, especialmente en aguas residuales

industriales, existen factores que hacen que dicha afirmacin no se cumpla.

Las aguas residuales domsticas crudas tienen DBO promedio de 250 a 1000 mg/L, con

relaciones de DQO/DBO que generalmente varan entre 1,2 y 2,5 (Romero R., J., 2005).

DETERMINACIN DE LA DQO EN LABORATORIO

Revisa este video

http://www.youtube.com/watch?v=t3a-Zy17Brs

41


LLeecccciinn 99.. CCaarrbboonnoo oorrggnniiccoo ttoottaall,,

rreellaacciinn DDBBOO55//DDQQOO

El carbono orgnico total COT - se basa en la oxidacin del carbono de la materia a

dixido de carbono. Designa a un grupo de diversos compuestos orgnicos en varios

estados de oxidacin, algunos de los cuales son susceptibles de oxidacin qumica o

bioqumica (DQO, DBO5).

Las molculas deben romperse en unidades de carbono simples y ser convertidas en una

forma molecular sencilla que pueda medirse cuantitativamente, sometindolas a procesos

oxidantes. Generalmente son convertidas a dixido de carbono.

El carbono orgnico total de un volumen de agua residual cualquiera es indicador de

polucin, siendo posible relacionar este parmetro con la DBO5 y la DQO. De obtenerse

una relacin entre el COT y la DBO5, la primera se deber usar para el control de

procesos.

9.1 Relacin entre DBO5 DQO COT

Los valores de la relacin entre DBO5/DQO de aguas residuales municipales no sometidas

a tratamiento oscila entre 0.3 0.8, despus de la sedimentacin primaria la relacin se

modifica a 0.4 0.6 y el efluente oscila entre 0.1 a 0.3 (Crites & Tchobanoglous, 2000).

Se interpreta que de encontrar una relacin de 0.3 el vertimiento contiene txicos.

La relacin entre DBO5 y el COT para aguas residuales es mayor respecto a la que existe

DBO5/DQO al arrojar resultados de 1.2; si el efluente proviene de sedimentacin primaria

el resultado se mueve entre 0.8 y 1.2, hasta lograr efluentes entre 0.2 y 0.5.

9.2 Demanda terica de oxgeno

La materia orgnica de origen animal y vegetal presente en las aguas residuales es la

combinacin entre carbono hidrgeno oxgeno y nitrgeno.

9.3 Relacin entre K y la relacin DBO5 DQO

Si t = 5 y, y = Lo = DBOf, entonces,

42


KfDBODBO 55 101 9.1

A partir de la cual,

K

fDBO

DBO5

5

10

11 9.2

Se puede dibujar DBO5/DBOf (ordenada), considerando los valores de K. La curva asciende

hasta alcanzar en la ordenada el valor de 1, siempre que K sea mayor a 0.3 (Ramalho,

R.S., 1996).

9.4 Relacin entre DBO5 - COT

Esta correlacin entre DBO 5 y COT de aguas residuales industriales, es difcil de

establecer debido a la variacin en la composicin qumica. Para aguas residuales

domsticas la correlacin se da mediante la utilizacin de la ecuacin 9.3 (Ibid).

17)(87.15 COTDBO 9.3

LLeecccciinn 1100.. DDeessttiinnoo ddee llooss ccoonnssttiittuuyyeenntteess ddee llaass

AAgguuaass RReessiidduuaalleess

Evaluar el destino final y el impacto de los constituyentes de las aguas residuales es una

de las actividades requeridas para identificar el comportamiento de la eficiencia de

remocin durante las diferentes etapas de tratamiento vertidas al cuerpo receptor.

10.1 Generalidades del Balance de masa

La ecuacin de conservacin de la masa se aplica a las descargas sobre lagos, embalses,

ros, mares y acuferos. El principio de conservacin de la masa para su aplicacin

requiere cuantificar la masa de cualquier constituyente de la calidad del agua bajo

estudio alrededor de un volumen estacionario de dimensiones fijas [o] punto de control

43


(Crites & Tchobanoglous, 2000; pg 109). Luego el balance de masa se establece a partir

de la figura 11

Figura No. 11 Diagrama anlisis balance de masas (Crites & Tchobanoglous, 2000; pg110)

Se supone:

Es constante el caudal de entrada y salida

El volumen es constante

El lquido se encuentra completamente mezclado

En el interior del tanque existe una reaccin qumica donde acta A (lquido)

Luego:

10.1.1 Balance general:

= - +

10.1.2 Balance simplificado:

Acumulacin = entrada salida + generacin

10.1.3 Balance de masa (A partir de la figura 11, se obtiene la ecuacin 10.1

Q, N

V, N

Q, No

Velocidad de

acumulacin del

reactivo dentro del

volumen de control

Flujo msico de

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