TRATAMIENTO QUIMICOTRATAMIENTO QUIMICO( TRATAMIENTO TERCIARIO)( TRATAMIENTO TERCIARIO)

El tratamiento terciario se emplea para separar la materia residual de los efluentes de procesos de tratamiento biológico, a fin de prevenir la contaminación de los cuerpos de agua receptores, o bien, obtener la calidad adecuada para el reuso, factor de importancia en la planeación de recursos hidráulicos donde el abastecimiento de agua potable es limitado

TRATAMIENTO TERCIARIOTRATAMIENTO TERCIARIO

TRATAMIENTO TERCIARIO

Generalmente se aplica para desinfectardesinfectar la carga orgánica remanente del tratamiento secundario.

Elimina color y olores indeseablescolor y olores indeseables. Se aplica también para removerremover detergentesdetergentes (por espuma y

fosfatos) y compuestos nitrogenados (nitritos, nitratos, amoníaco). Ambos ocasionan eutrofización.eutrofización.

Los procedimientosprocedimientos más usualesusuales son: * Desinfección con cloro. * Adsorción con carbón activo granulado en columna. * Intercambio iónico con polímeros o con zeolitas (silicatos

de Al) * Osmosis inversa. * Oxidación avanzada, generalmente con H2O2

Resumen esquemático del tratamiento de Resumen esquemático del tratamiento de RILRIL

DesinfecciónDesinfección

El propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas residuales es reducir sustancialmente el número de organismos vivos en el agua que se descargará nuevamente dentro del ambiente.

La efectividad de la desinfección depende de:

- la calidad del agua que es tratada por ejemplo: turbiedad, pH, etc.- del tipo de desinfección que es utilizada, - de la dosis de desinfectante (concentración y tiempo), - y de otras variables ambientales.

El agua turbia será tratada con menor éxito puesto que la materia sólida puede blindar organismos, especialmente de la luz ultravioleta o si los tiempos del contacto son bajos.

Generalmente, tiempos de contacto cortos, dosis bajas y altos flujos influyen en contra de una desinfección eficaz.

DESINFECCIÓN CON CLORODESINFECCIÓN CON CLORO

Cuando el cloro se agrega al agua se hidroliza rápidamente:

Cl2 + H2O H+ + Cl- + HOCl

El HOCl, que es un ácido débil, se disocia:

HOCl H+ + ClO-

De estas reacciones se calcula que la concentración de cloro elemental es despreciable cuando se agrega en conc. de 1,0 g/L.

Las especies HOCl y ClO- son el cloro libre disponible las cuales

son los reales biocidasreales biocidas.

En presencia de amoníaco se forman mono- di- y tricloroaminas; p.ej.:

NH4+ + HOCl NH2Cl + H2O + H+

Adsorción con carbón activoAdsorción con carbón activo

Este tipo de carbón (en realidad es carbono) posee una extraordinaria superficie activa debido a su alta porosidad (700-1500 m2/g).

Sobre esta superficie se fijan metales pesados o sus iones; su mayor eficacia se da con sustancias de alto peso molecular, p.ej. sustancias coloreadas.

Se emplea también para eliminar olores domésticos (p. ej.: campanas de cocina), olores industriales (p.ej. gases fétidos), sabores (p.ej. desagradables de aguas).

INTERCAMBIO INTERCAMBIO IÓNICOIÓNICO

Se aplica para remover iones contaminantes del agua mediante resinas de i.i. Se hace pasar el agua a través de una columna que contiene una resina intercambiadora de cationes (Res-) o de aniones (Res+).

Sea M+X- una sal que se desea eliminar:

Res- H+ + M+X- Res- M+ + H+ + X-

Res+OH- + M+X- Res+X- + OH- + M+

El intercambiador de cationes y aniones se regeneran con ácido o base fuerte, respectivamente. Es un proceso caro. Las sales eliminadas deben disponerse de manera segura para el ambiente o tratarse.

Osmosis inversaOsmosis inversa

Consiste en forzar el paso de agua pura a través de una membrana semipermeable que hace pasar agua pero no otras sustancias. Las membranas pueden ser de acetato de celulosa o de poliamida.

• Filtración de entrada con o sin floculación previa.• Equipo de pre-tratamiento del agua.• Filtro a la entrada de los módulos.• Bomba de presión.• Módulos de ósmosis inversa.• Circuitos de permeado y de rechazo.• Presostatos de control.• Almacenamiento del agua permeada.

Es un procedimiento alterno a la adsorción en tratamiento de agua potable y sistemas de tratamiento de aguas residuales.

Las moléculas orgánicas complejas con estructuras con detergente -fenólicos pueden ser oxidadas dentro de un simple compartimiento con oxidantes como ozono y cloro.

La ventaja de este proceso incluye la eliminación de compuestos de amonio y la oxidación de substancias inorgánicas (Hierro y manganeso) existe la desventaja de que el cloro puede formar aloformos con algunos compuestos orgánicos.

Oxidación químicaOxidación química

 Planta piloto del proceso Electro-Fenton para el tratamiento de aguas residuales tóxicas.

OXIDACIÓN AVANZADA EN BASE A HOXIDACIÓN AVANZADA EN BASE A H22OO22

hʋ

Los tratamientos más importantes son:

i)i) H2O2/UV ; ii) ii) H2O2/O3 ; iii) ) Fenton

a) a) H2O2 2HO∙ λ ≤ 400 nm Las soluciones turbias absorben energía UV.

b)b) H2O2 + 2O3 2HO∙ + 3O2 Alto costo de energía eléctrica para producir ozono.

c) c) Mn+ + H2O2 M(n+1)+ + HO- + HO∙

M = Fe, Cu El FeSO4, catalizador más empleado, opera bien a pH < 7

Especie Potencial (volts)

Radical hidroxilo 2,80

Oxígeno atómico 2,42

Ozono 2,47

Peróxido de hidrógeno 1,78

Dióxido de cloro 1,57

Cloro 1,36

Oxidación avanzada con otros oxidantesOxidación avanzada con otros oxidantes

Además del H2O2 se emplea ozono y dióxido de cloro. En la tabla se comparan los potenciales redox de éstos con otros.

Potenciales redox de oxidantes típicosPotenciales redox de oxidantes típicos

De la tabla: ¡el más oxidante es el radical hidroxilo!

La electrodiálisis separa las moléculas o iones en un campo eléctrico debido a la diferencia de carga y de velocidad de transporte a través de la membrana.

Las membranas tienen lugares cargados y poros bastante estrechos (1-2 nm). En la célula de electrodiálisis se sitúa un cierto número de membranas de intercambio catiónico y aniónico entre un ánodo y un cátodo de forma que cuando se aplica la corriente eléctrica los iones con carga positiva migran a través de la membrana de intercambio catiónico y viceversa

ElectrodiálisisElectrodiálisis

La destilación es la colección de vapor de agua, después de hervir las aguas residuales.

Con un retiro correctamente diseñado del sistema de contaminantes orgánicos e inorgánicos y de impurezas biológicas puede ser obtenido, porque la mayoría de los contaminantes no se vaporizan.

El agua pasará al condensador y los contaminantes permanecerán en la unidad de evaporación.

Destilación Destilación

FiltraciónFiltración

Filtración Esta tecnología se utiliza principalmente para remover sólidos suspendidos de los suministros de agua. Estos sólidos pueden consistir de suciedad, cieno u otras partículas que puedan interferir con el uso intencionado del agua o una tecnología de tratamiento corriente abajo.

Las tecnologías de filtración incluyen:

Filtros de lecho: Consisten de un tanque que contiene elementos granulares tales como arena, antracita, granate, etc. que captura los sólidos suspendidos y los retiene hasta que son eliminados y retrolavados.

Los filtros de lecho son típicamente capaces de remover sólidos suspendidos de hasta 10 a 20 micras de tamaño

Filtro de Lecho Mixto

Filtros de cartucho: Funcionando de igual forma que los filtros de lecho, los filtros de cartucho son ‘inserciones’ remplazables (por lo general de forma cilíndrica) que se insertan en portafiltros y se remplazan una vez han capturado tanto sólidos suspendidos que la disminución de presión a través del portafiltros llega a ser inaceptable (usualmente por encima de 10 psig). Ofrecidos en varios diseños y tasas de remoción

Psig=lb/pg2

Filtros de bolsa: Estos son similares a los filtros de cartucho, excepto que el elemento es fabricado en una bolsa a través de la cual fluye el agua. Aunque no se encuentran disponibles en tamaños de micras tan pequeños como los de los filtros de cartucho, los filtros de bolsa son por lo general mejor ‘ajustados’ que los filtros de lecho.