Biotecnología de Procesos Ambientales

UNIDAD I

Tratamiento de aguas residuales

Definir un agua residual y los tipos de aguas residuales

Identificar los contaminantes principales en aguas residuales

Conocer el fundamento y la metodología de los principales análisis físicos, químicos y biológicos en las aguas residuales.

1. Poblacional Mundial

¿Como hemos crecido tan rápido en un siglo?

Figura 1. Evolución de la población Mundial(Fuente Manual básico de Economía EMVI)

año

• Reducción de la Mortalidad Infantil

A mediados del siglo XIX, uno de cada cuatro niños morían el primer año. (Mortalidad del 25 %)

Actualmente la mortalidad es de 0.5 %.

• Avances en Medicina

La viruela mataba al 0.2 % de población (siglo XIX)

En la actualidad esta erradicada la viruela

• Avances de la química

Producción de penicilina, vacunas

• Agricultura

Establecimiento de agrupaciones de poblaciones permanentes

Duplicar la Esperanza de vida38.3 años en 1850 a 75.7 años en 2010

Problemática de contaminación

Consumo de Combustibles fósiles

• Carbón• Petróleo• Gas natural

Obtener energía

Identifica de tus actividades diarias en donde empleas combustibles fósiles, para obtener un bien o servicio

Oxidación O2

La demanda de combustibles fósiles se detono a partir de la revolución industrial

Población directamente proporcional a consumo-desecho

FUENTES DE ABASTECIMIENTO

RÍOSMANANTIALES

SUBSUELOPRESAS

(30 % escurrimiento pluvial)

PRECIPITACION PLUVIAL1.53 billones m3/año

lluvia50 % sureste47 % región central3% Norte

SECTOR DONDE SE REQUIERE

INDUSTRIAL(AZUCAR, TEXTIL,QUIMICA, PAPEL, ALIMENTOS,

SIDERURGIA, ELECTRICIDAD MINERIA ETC.)

AGRICULTURA Y GANADERIA(RIEGO, SERVICIO, LIMPIEZA)

DOMESTICO- MUNICIPAL(SANITARIOS, LIMPIEZA, CONSUMO)

AGUA RESIDUALCONTAMINADA

AGUA

DEFINICIÓN DE AGUA RESIDUAL:

TIPOS DE AGUAS RESIDUALES

Agua residualDOMESTICA

Agua residualINDUSTRIAL

Agua residualMUNICIPAL

177 P.T.A.R.ISOLO 15.7 %

223 P.T.A.R

20 %

P.T.A.R.I=planta tratadora de aguas residuales industrialesP.T.A.R.M= planta tratadora de aguas residuales municipales

80 % CONTAMINACIÓN EN H2O 20 % CONTAMINACION EN H20

AGUAS GRISES

AGUAS NEGRAS

AGUA RESIDUAL CRUDA

Consumo de agua por producto elaborado

•Agua residual Azcarera

Petrolera

Agropecuria

Alimentos

Cerveza

Quimica

otros

Generación de agua residual en México = 2.5 millones de m3/día

Agua residual Generada = Agua residual tratada + Agua residual No tratada

Parámetros Agua Residual Industria Azucarera

Agua residual

Farmacéutica X

Agua Residual Domestica

DQO (g/L) 70 0.1 0.4

SST (g/L) 51 0.5 0.9

SSV (g/L) 38 0.4 0.78

N (g/L) 0.21 0 0.02

Benceno g/L 0.56

PH 4.5 7.2 7.03

AGUA RESIDUAL

CONTAMINANTES COMUNES EN AGUAS RESIDUALES

)

Solución Suspensión

Carga Contaminante de la industria y los servicios

Es la cantidad de materia de un contaminante que se vierte en unárea o cuerpo receptor a un tiempo definido

¿Como se calcula?

Carga Contaminante= Concentración X Flujo Volumétr ico

Kg/dìa

Ton/año

Kg(L

Ton/m3

L/día

m3/año

Ejemplo:

Determinar la carga contaminante por año, de la ind ustria

a) Industria destilera que produce 32,000 L de alcoh ol/día, que genera un flujo de Agua residual de 800 m 3/día a una concentración de materia orgánica de 60,000 g/m3

b) Una escuela con 500 estudiantes, genera 50 m 3/d, con una concentración de Materia orgánica de 740 mg/L y 950 mg/L de solidos s uspendidos, determinar

5 m3

1 m3

3 m3

2 m3

En la industria, la concentración de materia orgánica contaminante es de 5 Kg en 10 m3, considerando que al día se procesan 4 toneladas de fruta, determinar la carga contaminante de la industria por día.

ANALISIS BASICOS EN UN AGUA RESIDUAL

FISICAS QUIMICAS BIOLOGICAS

COLOROLORSABORSÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALESSÓLIDOS SEDIMENTABLESSÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILESTURBIEDADCONDUCTIVIDAD

PH)DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO)DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO)SALES =SULFATOS ,FOSFATOS, CLORUROSN-NITRATON-AMONIOSAAM (detergentes)DUREZA (CARBONATOS

METALES (Pb, Hg, Cr, Ar, )Aromaticos(benceno, xileno, tolueno,fenantreno)

COLIFORMES TOTALESCOLIFORMES FECALESHUEVOS DE HELMINTOSSalmonella

Para determinar los niveles de contaminación de un agua residualSe realiza su caracterización físico-química y micr obiológica

Eficiencia PTAR= DQOi-DQOeDQOi

x100

Agua residual domestica PLANTA TRATADORA

Agua residual industria textil PLANTA TRATADORA

Diagnostico ? Características físicas y químicas de un agua residual, antes y despues

AnálisisPHDQOiDBOiSOLIDOSiCOLIFORMESi

Influente efluenteAnálisisPHDQOeDBOeSOLIDOSeCOLIFORMESe

AnálisisPHDQODBOSÓLIDOSCOLIFORMESACEITESCOLORCOMP. AROMATICOS

AnálisisPHDQODBOSÓLIDOSCOLIFORMESGRASAS Y ACEITESCOLORCOMP. AROMATICOS

Influente Efluente

Q = m3/dFlujo volumétrico

Para evaluar el funcionamiento

Propósitos del tratamiento de aguas residuales

• Proteger la salud pública.

• Proteger de la degradación o contaminación al cuerpo receptor.

• Reutilización del agua

• Evitar la Eutrofización en ríos y lagunas

Definición de una PLANTA TRATADORA DE AGUAS RESIDUALES (P.T.A.R.)

¿Que es la Eutrofización?

Crecimiento excesivo de algas y plantas en lagos, lagunas, tanques, ríos.

Debido a un exceso de nutrientes como fósforo y nitrógeno

Problemas que causa la eutrofización:a).- El agua no puede ser utilizada como fuente de abastecimiento

de agua potable.

b).- Disminución del oxigeno disuelto en los sitios, provoca la muerte masiva de peces.

c).- Perdida de actividades como la pesca y los deportes acuáticos