Agua Residual

FACULTAD DE INGENIERA

GF83INGENIERIA SANITARIA

CURSO INGENIERIA SANITARIA

SEMANA 10AGUAS RESIDUALES1. Fuentes de aguas negras.

2. Composicin de las aguas negras.

3. Contaminacin del agua4. Indicadores de contaminacin qumicaSEMANA 10AGUA RESIDUAL1. FUENTES DE AGUAS NEGRASLa contaminacin de las aguas es provocada por las diversas materias provenientes de los siguientes tipos de efluentes:

Domsticos

Comerciales

Industriales

La importancia de la fuente es relativa y depende de varios factores, ente ellos los siguientes:

Ubicacin de la poblacin (clima, disponibilidad de agua potable, etc).

Patrones de consumo de agua.

Presencia de industrias y de efluentes comerciales.

Tipo de alcantarillado y sus condiciones.

1.1. AGUAS DOMESTICASEn muchos casos es la fuente importante.

Proviene de hogares, instituciones educativas, recreativas, hospitales, etc.

Del agua que llega a los hogares una pequea porcin se consume, el resto se descarga al sistema de alcantarillado.Uso de Agua:

La demanda per capita depende de varios factores, entre los siguientes:

Clima: Este puede afectar los patrones de consumo de agua, el cual tiende a ser mayor cuando el clima es calido y seco.

Demografa: En hogares pertenecientes a familias muy grandes, el consumo per. capita es mucho menor que en lugares corrientes.

Factor socio econmico: La demanda de agua tiene una gran relacin con algunos indicadores socios econmicos como el tipo o valor de la vivienda. Esto se puede relacionar con el consumo de agua de cierta clase de bienes y accesorios (electrodomsticos) presentes en algunos estratos socio econmicos.

Desarrollo urbanstico: El tipo de construcciones afecta el consumo de agua potable. Por ejemplo, casas con grandes jardines pueden consumir mas agua que los apartamentos u otras construcciones sencillas.

Agua no contabilizada: En las empresas donde se contabiliza el consumo de agua potable, se le cobra a los usuarios de acuerdo con la cantidad consumida en un periodo determinado. Como consecuencia, se controla de alguna manera la produccin de aguas negras.En las empresas que no contabilizan el agua, se cobra un monto determinado por un consumo ilimitado, lo cual hace que los caudales de aguas negras sean, de cierto modo, ilimitado.

Racionalizacin en el uso: Esto se traduce en una reduccin en la demanda del agua y por consiguiente en la produccin de aguas negras. Cuantificacin: El consumo de agua por persona es muy variado. Este se puede dividir en tres partes iguales.

Agua Potable Aguas ResidualesLa relacin entre el agua potable consumida y el agua negra vertida al alcantarillado por una persona se puede estimar de la siguiente manera:

G= xG

G: Aguas negra generada por persona (l/hab.d)G: Agua potable consumida por persona (l/hab.d)

x: Factor de retorno

Un gran porcentaje del agua demandada por los hogares retorna al sistema de alcantarillado. Este factor de retorno se determina de acuerdo con los factores explicados anteriormente.

Variacin en el TiempoLa cantidad y calidad del agua residual vara en el corto y largo plazo, de acuerdo con el consumo de agua potable.

A largo plazo: Incremento debido al crecimiento anual de la poblacin.

Durante el ao: variacin en el consumo debido a la presencia de estaciones

Semanalmente: Mayor consumo de agua los fines de semana.

Diariamente: Variacin de acuerdo con los patrones de consumo. Picos de consumo en la maana, en la tarde y en la noche.

De manera que la composicin de los contenidos fsicos, qumicos y bacteriolgicos varan: DQO, DBO, OD, S. Suspendidos, S. Sedimentables, S. Totales.Aplicaciones La produccin de aguas negras esta relacionada directamente con el tipo de aparato y con la referencia de uso. Volmenes de descarga por uso

AplicacinVolumen (l/uso)

Sanitario8.8

Tina74

Ducha36

Lavamanos3.7

Lavaplatos6.5

Lavadora116

1.2. AGUAS COMERCIALES

Aqu se incluyen negocios como tiendas, oficinas e industrias pequeas, lo mismo que establecimientos comerciales como restaurantes, lavanderas, residencias y hoteles. Los patrones de consumo difieren a los del consumo domestico. La demanda es generada por consumo, lavado y aparatos sanitarios La informacin acerca del consumo de aguas comerciales es ms detallada que la referente al agua domestica. Los flujos de aguas negras generados por procesos industriales son importantes en situaciones especficas, pero son difciles de caracterizar debido a la gran variedad de industrias. Los flujos de aguas negras comerciales resultan de:i. Aparatos sanitarios

ii. Procesos

iii. Limpieza

iv. Refrigeracin

1.3. AGUAS INDUSTRIALESLa estimacin de un caudal de descarga de aguas residuales para las industrias vara mucho de acuerdo con el tipo de proceso industrial. Se estima de acuerdo con el volumen de agua gastado por unidad de masa del producto (Produccin de papel 50-150 m/Ton)

Los efluentes de aguas residuales pueden variar en cantidad y calidad debido a varios factores:

i. Arranques y paradas en los procesos industriales

ii. Horarios de trabajo

iii. Descarga de agua a alta temperatura

iv. Tamao de la industria

v. Recirculacin del agua

vi. Necesidades de produccin

2. COMPOSICION DE LAS AGUAS NEGRAS

Las aguas residuales se componen bsicamente as:Composicin general de las aguas residualesAgua

PotableSlidosGases

disueltosComponentes

biolgicos

99.9%0.1% por peso

Suspendidos

Disueltos

Coloidales

SedimentablesO2CO2H2S

N2Bacterias

Microorganismos

Macroorganismos

Virus

3. CONTAMINACION DEL AGUACONTAMINACION FISICALas alteraciones fsicas ms importantes que sufre el agua debido a la contaminacin, son las siguientes:

Color: Puede cambiar su color debido a la presencia de compuestos colorantes orgnicos y/o minerales. Los efluentes industriales pueden darle al agua algunos colores particulares.

Olor y Sabor: Los olores caractersticos (putrefactos) se deben a la presencia de compuestos qumicos como sulfuros, fenoles y materias orgnicas y/u organismos en descomposicin.

Temperatura: los cambios excesivos en el agua debido a efluentes con gradientes de temperatura positivos, modifican el equilibrio ecolgico de las reacciones bioqumicas y las caractersticas fsico-qumicas del agua. PH: La variacin de PH altera las reacciones que suceden en el agua; modifica la facilidad para precipitarse las sustancias qumicas.

Conductividad: Una gran cantidad de slidos disueltos en el agua da una medida descontaminacin, dada la baja conductividad del agua.

CONTAMINACION QUIMICAEsta se debe a los productos orgnicos e inorgnicos. Las principales consecuencias son:

Reduccin del oxigeno disuelto, como consecuencia de su consumo en los proceso de degradacin de la materia orgnica.

Aumento de la toxicidad del agua debido a compuestos inorgnicos.

Los contaminantes qumicos se pueden dividir en:

Especiales

Metales pesados

Contaminaciones Especiales1. Aceites y grasas: Provienen de fuentes domesticas e industriales, pueden ser orgnicos o derivados del petrleo.

2. Detergentes: Generalmente contienen agentes formadores de espuma, agentes coadyuvantes que ablandan el agua y sustancias que ajustan la sustancia activa a la dosis utilizada.

3. Sulfuros: Se encuentran en las aguas residuales, aguas de industria qumica y papelera y refineras de petrleo. La concentracin de sulfuros da una idea del grado septicidad.

4. Cianuros: Contaminacin de origen industrial de alta toxicidad

5. Fluoruros: Se encuentra en vertimientos de la industria de aluminio y abonos fosfatados.6. Fenoles: Se encuentran en los efluentes industriales de las refineras, Industria siderrgica, farmacutica, etc. Los derivados clorados de los fenoles confieren al agua caractersticas organolpticas no deseadas.7. Pesticidas: Los pesticidas mas utilizados son poco biodegradables y, adems de su elevada toxicidad, presentan problemas de bio acumulacin.

8. Hidrocarburos: Son compuestos qumicos orgnicos presentes en grandes cantidades en el petrleo y el gas natural. La contaminacin que puede originar un crudo de petrleo cuando se derrama en el mar depende de sus caractersticas que pueden variar mucho en funcin del tipo de petrleo.

Metales Pesados La presencia de metales en el agua es motivo de preocupacin principalmente por sus efectos txicos y su bio acumulacin en la cadena trfica.

Algunos metales son esenciales para la vida (Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Cu, Zn).

El hierro forma parte de la hemoglobina de la sangre y el cobalto de la vitamina B12, siendo tambin un activador de encimas, como el manganeso.

El cobre y el zinc participan en la sntesis de encimas. El molibdeno participa en el proceso de transferencia de electrones.El resto de los metales pesados como mercurio, cadmio, nquel, cromo, etc. Son metales no esenciales que tienen efectos txicos en el organismo.

As mismo si algunos metales esenciales sobre pasan las concentraciones requeridas por el cuerpo pueden convertirse en txicos

4. INDICADORES DE CONTAMINACION QUIMICAEstos son indicadores de contaminacin qumica en el agua:

Oxigeno disuelto (OD): la presencia de oxigeno disuelto es fundamental para mantener la vida acutica y la calidad de las aguas. La carencia de oxigeno se presenta como consecuencia de la contaminacin. La concentracin de OD es un indicador de, como entre otros, el estado de septicidad, la potencialidad para producir malos olores, la calidad del agua y la estimacin de la actividad fotosinttica. Demanda biolgica de oxigeno (DBO): es el parmetro de contaminacin orgnica mas utilizado. Es el resultado de la degradacin de tres tipos de materiales:

Materiales orgnicos carbnicos (microorganismos aerobios hetertrofos)

Nitrgeno oxidable (nitrosomas y nitro bacterias) Compuestos qumicos reductores (se oxidan con el OD)

Demanda Qumica de oxigeno (DQO): es una medida de la cantidad de materia orgnica biodegradable y no biodegradable. En algunos casos se puede relacionar con la DBO5, por lo tanto se hace ms difcil la determinacin de esta.Concentraciones tpicas de contaminantes y cargas unitariasde aguas residuales

ContaminanteCarga Unitaria

g/hab/daConcentracin

Media (mg/l)

DBO5Soluble20100

Particulada40200

Total60300 (200 400)

DQOSoluble35175

Particulada75375

Total110550 (350 750)

Nutrientes: estos elementos son esenciales para el crecimiento de las plantas, pero en cantidades excesivas causas la Eutroficacin el cual es el crecimiento desmesurado de las algas verdes cianofceas que trae como consecuencias la disminucin en los niveles de oxigeno en el agua. Los nutrientes mas comunes son:

Nitrgeno total y amoniacal: en aguas contaminadas pueden existir nitratos nitritos procedentes de la oxidacin del amoniaco y de los fertilizantes.

Fsforo: No esta presente en forma natural en las aguas, y en las aguas residuales procede de los excrementos y de los detergentes.CONTAMINACION BIOLOGICA

Existen gran cantidad de organismos. Generalmente no se investigan organismos patgenos, si no las bacterias indicadoras, las cuales permiten establecer la presencia de contaminacin de origen fecal. Estas bacterias son:

Coliformes: presentes en el tracto intestinal (Escherichia Coli)

Estreptococos Fecales

FUENTES DE CONTAMINACIN

La calidad de las aguas residuales es influenciada por la clase de contaminantes descargados de cada una de sus fuentes (domesticas, comerciales e industriales). Excrementos humanos: Son los responsables de una gran parte de la contaminacin

200-300 g/d de heces 25-30 g/(hab.d) de DBO

Un adulto produce

1-3 kg/d de orina 10 g/(hab.d) de DBO

Los excrementos humanos son una importante fuente de nutrientes. La mayor parte de nitrgeno orgnico presente en el agua residual, proviene de los excrementos humanos.

Desperdicios del bao: El papel higinico es empleado en grandes cantidades, aunque este se desintegra fcilmente en los flujos de aguas residuales. Una gran variedad de slidos son descargados va sanitario de manera accidental o deliberada, entre ellos los siguientes:

Condones

Toallas higinicas Tampones

Paales desechables

Toallas de papel

Tambin son descargados va sanitario desinfectantes y productos qumicos empleados en la limpieza de los baos. Comida: Los residuos de comida son una fuente de nitrgeno orgnico, fsforo, sal y grasas.

Lavado y lavandera: En estas actividades, se agregan jabones y detergentes a los efluentes.

El polifosfato usado en los detergentes sintticos representa aproximadamente el 50% de la carga total de fsforo de las aguas residuales.

Industria y comercio: Estos vencimientos contienen residuos slidos suspendidos, coloides y materia disuelta, pero adems una gran variedad de agentes contaminantes, los cuales hacen que el efluente tenga las siguientes caractersticas:

Grandes contenidos de materia orgnica Deficiencia de nutrientes

Qumicos inhibidores (cidos, toxinas y bacterias)

Compuestos orgnicos resistentes

Metales pesados

Las descargas provenientes de estos tipos de fuentes, pueden no ser continuas, y pueden variar en cantidad y calidad.Concentraciones tpicas de contaminantes y cargas unitariasde aguas residuales

Tipo de

ParmetroParmetroCarga Unitaria

g/hab/daConcentracin

Media (mg/l)

FsicoSS

Voltiles48240

Fijos1260

SST60300 (180 450)

Slido gruesos

De uso sanitario0.15

Papel higinico7

Temperatura18 (15 - 20)

Concentraciones tpicas de contaminantes y cargas unitariasde aguas residuales

Tipo de

ParmetroParmetroCarga Unitaria

g/hab/daConcentracin

Media (mg/l)

QumicoDBO5

Soluble20100

Particulada40200

Total60300 (180 450)

DQO

Soluble35175

Particulada75375

Total110550 (350 750)

COT40200 (100 300)

AGUA RESIDUAL

EFECTOS SOBRE EL ECOSISTEMA

Tapiza la vegetacin de las riberas de los ros con residuos slidos gruesos que lleva el agua residual, tales como plsticos, utensilios, restos de alimentos, etc. Acumulacin de slidos en suspensin sedimentables como arena o materia orgnica, en el fondo y orillas del cauce de los ros.

Consumo del oxigeno disuelto que tiene el cauce por descomposicin de la materia orgnica y compuestos amoniacales del agua residual.

Formacin de malos olores por agotamiento del oxigeno disuelto del cauce que no es capaz de recuperarse.

Entrada en el cauce de grandes cantidades de microorganismos entre los que puede haber elevado numero de patgenos.

Contaminacin por compuestos qumicos txicos o inhibidores de otros seres vivos (dependiendo de los vertidos industriales)

Aumenta la eutroficacin al portar grandes cantidades de fsforo y nitrgeno.

Bibliografa

Diseo de Alcantarillado Sanitario y Pluvial. Juan Saldarriaga. Octubre 2005. Universidad de Los Andes AmancoDistribucin del consumo de agua domstica

Descarga de sanitarios

Aseo personal

Tina

Bao

Lavamanos

Uso en la cocina

Lavaplatos

Lavadora

Preparacin de alimentos

PAGE 7Agua Residual