Estudio U Del Bio Tratamiento de Aguas

7/25/2019 Estudio U Del Bio Tratamiento de Aguas

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UNIVERSIDAD DEL BIO-BIOFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECANICA

ESTUDIO Y ANALISIS TECNICO-ECONOMICO DE PLANTA DETRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES.

Informe de Habilitacin Profesionalpresentado en conformidad a los requisitospara optar al Ttulo de Ingeniero Civil Mecnico

Profesor Gua:Sr. REINALDO SANCHEZ ARRIAGADA.

MARCOS OSORIO PETERSENCONCEPCION CHILE

2013

Universidad del Bo-Bo. Red de Bibliotecas - Chile


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Resumen

Un estudio tcnico econmico de planta de tratamiento de aguas residuales para la VIIIregin se realiz en el marco de la presente habilitacin profesional.

Se estudiaron las caractersticas de las aguas residuales urbanas, analizando sus principalescomponentes y la medicin de la DBO5, que es el parmetro ms importante para la calidaddel tratamiento, luego se analizaron los distintos tipos de tratamientos de aguas residualesque existen, optando finalmente por el proceso de tratamiento con sistemas convencionalescon tecnologa de lodos activados.

Se analizaron las normas vigentes para las plantas de tratamientos como la norma chilenaoficial NCh 1333, Requisitos de calidad de agua para diferentes usos y la Norma deemisin para la regulacin de contaminantes asociados a las descargas de residuos lquidosa aguas marinas y continentales superficiales, decreto supremo N 90, sus parmetros demedida se enfocan principalmente en la calidad de agua obtenida antes de ser depositadas

al mar o utilizada para sistemas de riego.

Una ubicacin estratgica, para la construccin de la planta de tratamiento, fue necesariodeterminar y sta se ubicara en un sector industrial, sector Rocuant, frente al mar y cercanaa la poblacin de aporte, que es en la comuna de Talcahuano, sector las Salinas yalrededores.Finalmente se realiz una evaluacin econmica para una planta de tratamiento de lodosactivados modelo, para un caudal de 28,75 (l/s) que comprende una poblacin de 11.189habitantes aproximadamente.

Con los valores obtenidos del VAN $ 78.543.387, una TIR del 15% y un perodo de

recuperacin de 7,66 aos se concluy que cumple con las expectativas de ser una buenaopcin como proyecto viable en el tiempo y ms an en un posible escenario optimista,aumentando su valor al analizar la sensibilidad con un factor creciente en el rendimientoanual de la planta de tratamiento.



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Contenidos

Objetivos. 5

Introduccin 6

Captulo 1- Aguas Residuales..81.1- Agua residual 81.2- Origen de las aguas residuales. 111.3- Componentes................................................................................................... 13

Captulo 2- Tipos de tratamientos de agua.. 182.1- Sistemas convencionales.. 182.2- Sistemas no convencionales..18

2.3- Emisarios Submarinos...19

Captulo 3- Procesos de tratamiento de aguas convencionales...213.1- Aguas residuales recicladas.. 213.2- Plantas de tratamiento de aguas 213.3- Problemas de olor. 223.4- Descripcin de planta de tratamiento223.5- Tratamiento Preliminar 233.6- Tratamiento Primario... 273.7- Tratamiento anaerbico de las aguas residuales.. 293.8- Tratamiento secundario aerbico. 31

3.9- Tratamiento terciario 353.10- Tratamiento avanzado del agua residual 363.11- Tratamientos y vertido de fangos.. 453.12-Vertido y reutilizacin de fangos.... 48

Captulo 4- Tratamiento de Aguas Residuales en Chile.. 524.1- Aguas Servidas Domsticas. 524.2- Aguas Residuales Industriales 544.3- Niveles de Tratamiento Requeridos en las Aguas Residuales. 564.4- Caracterizacin de recursos hdricos para uso de riego en chile. 574.5- tratamiento de aguas residuales y su potencial uso en riego 59

Captulo 5- Normas para planta de tratamientos de aguas en Chile 615.1- Norma chilena oficial NCh 1333.of78. 615.2- Decreto Supremo N90 63

Captulo 6- Localizacin de Plantas de Tratamiento de aguas residuales70

Captulo 7- Estudio financiero para planta de tratamiento...........72



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7.1- Costos de sistemas de tratamiento de aguas residuales 727.2- Gastos en Energa Elctrica. 757.3- Productos Qumicos. 777.4- Transporte y Disposicin de Lodos. 797.5- Monitoreo Ambiental y Control de Procesos.. 80

7.6- Mantencin.. 827.7- Personal 837.8- Resumen de costos... 847.9- Tarifas para el tratamiento de aguas residuales o servidas... 857.10- Evaluacin econmica del proyecto... 86

7.10.1- Parmetros comerciales y periodo de evaluacin del proyecto... 867.10.2- Parmetros de inters para la planta de tratamiento de aguas. 867.10.3- Capital de trabajo. 867.10.4- Flujo de caja.877.10.5- Estado de resultados, VAN y TIR... 907.10.6- Anlisis de sensibilidad91

8- Conclusin. . 94

9- Bibliografa. 96

Anexo.. 97



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Objetivos

Objetivos generales.

Describir y caracterizar los distintos procesos que existen para depurar las aguas residuales,con el fin de determinar cul de ellas es la ms conveniente para desarrollar e implementaren nuestra regin, finalizando con una evaluacin tcnico econmico de la planta detratamientos de aguas residuales seleccionada.

Objetivos especficos.

Descripcin de los procesos de tratamientos de aguas residuales existentes.

Identificar normativas sobre los tratamientos de aguas residuales para ser usados enriego y para ser descargada a aguas marinas.

Estimacin de costos para planta de tratamiento de lodos activados; costo deinversin, operacin y mantencin.

Estudio Financiero y viabilidad del proyecto en el tiempo para planta de tratamientode lodos activados.



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Uno de nuestros grandes recursos en el planeta Tierra es sin duda el agua, representa el70% de su superficie, muy esencial para la vida ocupando un rol muy importante en elfuncionamiento del ecosistema del planeta. Sin embargo, es un recurso no renovable y

encontrarlo sin contaminacin es casi imposible hoy en da, desde el punto de vista del usohumano es un recurso muy escaso, ya que el 0,73% del total del agua corresponde a aguadulce y slo un 0,12% es apta para ser potabilizada.

Una inadecuada gestin de este valioso recurso, principalmente como en la evacuacin acauces hidrolgicos de aguas servidas domsticas, residuos industriales, derrames y retornode agua de riego, pueden perjudicar negativamente su calidad, afectando no slo la salud yel bienestar de las personas, sino que tambin la supervivencia de diversos grupos humanosen un futuro.

Como el agua es un recurso que se est agotando y la demanda por su consumo ir

creciendo con el tiempo, una buena opcin para brindar aun ms el uso y reso del agua sonlos tratamientos de depuracin, que consiste en limpiar las aguas que utilizamosdiariamente en el hogar y que son arrojadas al alcantarillado. Los tratamientos de aguas esuna excelente opcin que se le puede dar a este recurso, disminuyendo una pequea partede la contaminacin que sufre el planeta.

En nuestro pas a inicios de la dcada de los 90 comenz el proceso de construccin deplantas de tratamientos de aguas residuales, este proceso se aceler aun ms desde el ao2000, con la publicacin de la Norma de Emisin de Residuos Lquidos a Aguas Marinas yContinentales Superficiales.

Hoy en da aproximadamente el 66% de la poblacin descargan las aguas servidas asistemas que cuentan con tratamiento de agua, este porcentaje debera ir aumentando con eltiempo y alcanzar el 100% de la cobertura del pas. La gran diversidad de climas ycaractersticas que existe en el territorio nos muestra una situacin particular en lasdiferentes tecnologas que existen para las plantas de tratamiento de acuerdo a lasnecesidades y ubicacin geogrfica. Es as como, por ejemplo, en el norte del pas es mscomn encontrar plantas lagunas como sistemas de tratamiento secundario, por otro lado enel sur de Chile el 100% de las plantas usan tecnologa de lodos activados, demostrando lasdistintas necesidades y carencias que existe en la actualidad sobre el tratamiento de lasaguas servidas en Chile y las perspectivas futuras de este tema.

En este proyecto revisaremos las principales caractersticas de las plantas de tratamientosen Chile, analizando los tipos de tratamientos de depuracin que existen, las normasmedioambientales sobre la instalacin de plantas de tratamientos de aguas residuales y lacalidad del agua que exige antes de darle uso.Tambin en este estudio se analizarn todos los costos que podra tener la construccin ypuesta en marcha de una planta de tratamiento de aguas residuales, los costos asociados alproyecto; como costo de inversin, de operacin y de mantencin, estos fueron obtenidos yestimados mediante estudios que realiza la Superintendencia de Servicios Sanitarios a



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plantas de tratamiento existentes y en operacin, con parmetros similares a las delproyecto en estudio, teniendo mayor confiabilidad al momento de realizar cualquierestimacin de costos y beneficios del proyecto.

El proyecto que se analizar se presenta como una posible empresa que presta servicios de

tratamientos de aguas residuales a ESSBIO, siendo beneficiarios los hogares que estnconectadas al servicio de alcantarillado dentro de la zona de Salinas y alrededores en lacomuna de Talcahuano.

ESSBIO posee casi el 100% de la cobertura en alcantarillado y tratamiento de aguas de laVIII Regin, por lo tanto es la nica empresa en la comuna de la Talcahuano encargada delsuministro de agua potable y del sistema de alcantarillado.



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Captulo 1

Aguas Residuales.

Las aguas residuales y su tratamiento suponen una amplia utilizacin de microorganismos,lo que hace que pueda ser considerado como un tipo de bio-conversin a escala industrial.El agua residual entra en una planta de tratamiento y, despus del mismo, el agua resultantees apta para ser vertida a ros o incluso a sistemas de potabilizacin para posterior consumo.

1.1- Agua residual.

Las aguas residuales, tambin llamadas aguas negras, son una mezcla compleja quecontiene agua (por lo comn ms de 99%) mezclada con contaminantes orgnicos e

inorgnicos, tanto en suspensin como disuelto. La concentracin de estos contaminantesnormalmente es muy pequea, y se expresa en mg/l, esto es, miligramos de contaminantepor litro de la mezcla. sta es la relacin de peso/volumen que se emplea para indicarconcentraciones de componentes en agua, aguas residuales, desperdicios industriales y otrassoluciones diluidas. Puesto que la densidad relativa (DR) de estas soluciones diluidas essimilar a la del agua, las concentraciones tambin se pueden considerar relaciones depeso/peso, como mg/kg o ppm (partes por milln). Sin embargo, cuando la DR de la mezclano es 1.0, mg/l y ppm no son trminos indistintos.

Las aguas residuales proceden del uso domstico o industrial que no pueden ser vertidas aros o lagos debido a los problemas de salud, econmicos estticos que causara. Esta aguase encuentra contaminada con materiales fecales humanos o de animales. Las aguas

residuales comnmente contienen sustancias orgnicas o inorgnicas potencialmentepeligrosas, as como microorganismos patgenos. Estas aguas normalmente se recogen enun sistema de alcantarillado pblico (alcantarillas, registros, estaciones de bombeo, etc.) yse envan a los centros de tratamientos para su eliminacin sin peligro. Como se vern, eltratamiento completo de las aguas residuales requiere tratamientos qumico y biolgico(microbiolgicos) para eliminar o neutralizar los contaminantes.

La cantidad de agua residual municipales por lo comn se determina a partir del uso deagua. Puesto que el agua es consumida por los humanos, se utiliza en productosindustriales, se emplea como medio de enfriamiento, y es necesaria para actividades comoel riego de prados y el lavado de las calles; slo del 70 al 90% del agua suministrada llega alas alcantarillas. No obstante, suele suponerse que la prdida de agua se compensa porinfiltracin (fugas de agua subterrneas hacia el sistema de alcantarillado a travs deuniones defectuosas) o con aguas pluviales, que entran al sistema de alcantarillas sanitariaspor conexiones ilcitas (bajadas pluviales de los techos y sumideros de caminos) o por lasaberturas de los registros.

En Estados Unidos, el uso de agua municipal y el flujo de aguas residuales resultante varandesde alrededor de 280 litros per cpita por da en el caso de municipios residencialespequeos hasta ms de 900 litros por da en las grandes ciudades industrializadas. Estos



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promedios diarios se basan en cantidades anuales. Sin embargo, los flujos varan da conda. De los municipios ms grandes (500.000 habitantes) a los ms pequeos (10.000habitantes), los flujos, como porcentaje del promedio diario anual, pueden variar desdemximos de 150 a 200% por da y de 200 a 300% por hora, hasta mnimos de 70 a 50% porda y 50 a 30% por hora, en donde los extremos de cada caso (el segundo valor) se aplican

al municipio ms pequeo. La calidad de las aguas residuales municipales vara con laproporcin de contribuyentes residenciales, comerciales e industriales y con la naturalezade los residuos industriales que el sistema recibe. La concentracin de contaminantes en lasaguas negras de reas residenciales se puede estimar con base en la contribucin diaria percpita si se conoce el uso de agua, en la tabla 1.1 se indican los valores tpicos.

Habitualmente las plantas de tratamientos de aguas residuales tratan tanto las aguas deorigen domstico como las industriales. Las aguas residuales domsticas (aguas negras) sonaquellas resultantes de la limpieza, el aseo y la cocina, y las provenientes del procesamientode los alimentos. Las aguas residuales de origen industrial incluyen las producidas por lasindustrias petroqumicas, de pesticidas, preparacin de alimentos e industrias lcteas,plsticos, industrias farmacuticas e industrias metalrgicas.

Las aguas residuales industriales pueden contener sustancias txicas que deben ser pre-tratadas antes de ser tratadas como aguas residuales. El pre-tratamiento generalmenteconsiste en un proceso mecnico por el que se eliminan los residuos que pueden daar elequipamiento de las plantas de tratamiento. No obstante, algunas son previamente tratadasbiolgicamente para eliminar sustancias altamente txicas, como cianuro y metalespesados. Estas sustancias se pueden convertir en otras menos txicas a travs de la accinde microorganismos especficos capaces de neutralizar, oxidar, precipitar o volatizar losresiduos txicos o infecciosos.

Parmetroa

SS SD DQO COT Per cpita

g/da 76 90 180 128 54 1.6 4.0 16 0

lb/da 0.17 0.20 0.40 0.28 0.12 0.003 0.009 0.035 0

concentracin

(mg/l)b 190 225 450 320 135 4.0 10 40 0

Tabla 1.1, caractersticas de las aguas negras domsticas con base en distribuciones tpicasper cpita a las aguas residuales.

a DQO, estimada suponiendo que /DQO = 0.6; COT (carbono orgnico total),estimado suponiendo que /COT = 1.4.b, con base en un flujo de 400 litros por da de aguas residuales; , fsforo de residuos deorigen humano como P; , fsforo total (con detergentes a base de ) como P; ,nitrgeno por Kjeldahl (orgnico + ) como N; , nitrgeno de nitratos como N.



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El peso seco total de los componentes de las aguas residuales de reas residenciales esrelativamente constante, pero su concentracin vara con la cantidad de agua que se utiliza.A medida que la comunidad aumenta de tamao y se diversifica, la adicin decontaminantes procedentes de establecimientos comerciales e industriales modifica lascaractersticas de las aguas residuales.

Para conocer las posibilidades de uso de las aguas residuales urbanas, su peligrosidadpotencial, sus posibles aplicaciones en recuperacin de suelo, en reciclado de materias, enrecuperacin de productos, etc., es preciso conocer con detalle las caractersticas de lacomposicin y dems factores que conforman los efluentes, como se pueden ver en lastablas 1.2, 1.3, 1.4.

Verdaderamente stos varan mucho ante la presencia o ausencia de industrias y ante lascostumbres higinicas que siga la poblacin objeto de estudio.

Nutrientes Riqueza (en mg/l)K 26P 7Na 180Mg 24N total 45N amoniacal 33N de nitritos 01N de nitratos 01Tabla 1.2, Nutrientes contenido en aguas residuales urbanas crudas.

Caractersticas Contenido Normal Mximo MnimoSlidos disueltos (ppm) 100-300 1200 TrazasConductividad (K 10) 30-60 240 30B (ppm) 0,1-0,4 3,8 0,1Na (%) 5-15 42 1Na (ppm) 40-70 290 30K (ppm) 7-15 22 --Mg (ppm) 15-40 110 --Ca (ppm) 15-40 250 --N total (ppm) 20-40 42 12Fosfato (

en ppm) 20-40 50 2

Sulfato (en ppm) 15-30 75 --Cl (ppm) 200-50 550 20Alcalinidad (en ppm) 100-150 230 --Tabla 1.3, Caractersticas de las aguas residuales de varias comunidades de california.



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Parmetros Concentracin (ppm)Slidos totales 350-1200Slidos en suspensin 100-350. 100-300DQO. 250-1000

Nitrgeno total. 20-85Amoniaco 12-50Fsforo 6-20Grasa 50-150Tabla 1.4, Composicin normal de las aguas residuales urbanas en distintas ciudadesespaolas.

Las aguas residuales urbanas presentan tipos de contaminantes muy variados, hechos quenos impide encasillar las aguas residuales segn los diferentes tipos de tratamientoespecfico, siempre orientado, claro estn, a los sistemas que se estn tratando de dar a

conocer y de poner en marcha.

1.2- Origen de las aguas residuales.Llamamos aguas residuales a los lquidos procedentes de la actividad humana, que llevanen su composicin gran parte de aguas, y que generalmente son vertidos a cursos o a masasde aguas continentales o marinas.

Su origen puede ser muy diverso, se pueden agrupa en 5 categoras de origen:

Mecnico y Fsico. Inorgnico y mineral.

Orgnico. Urbano. Colectivo.

Las aguas residuales urbanas se originan a causa de:

Excretas. Residuos domsticos. Arrastre de lluvia. Infiltraciones. Residuos industriales.

1.2.1- Excretas.

Son las que contienen los residuos slidos y lquidos que constituyen las heces humanasfundamentalmente, y tienen la siguiente composicin:



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a) Deyeccin slidas

Se compone normalmente de agua, celulosa, lpidos, prtidos y materia orgnica engeneral, que en forma de elementos compuestos de inters agrario corresponden aporcentajes de hasta 30% de N, 3% de y 6% de ,entre otros.

Cuando son expulsados las heces, aparece un principio de putrefaccin, que tienelugar sobre las protenas, tanto alimenticias como aquellas provenientes de secrecionesy restos de la mucosa intestinal. Asimismo se presentan descarboxilaciones deaminocidos que producen lisina, tirosina, aminas, etc., y desaminaciones condesprendimiento de .

Al formarse escatol, fenol, indol, paracresol y otros compuestos, aparecen oloresdesagradables, y lo mismo ocurre al descomponerse ciertas protenas, como la cistena,que producen y mercaptanos.

b)

Vertidos lquidosDiariamente (24 horas), un hombre elimina 1,3 litros de orina. Anualmente, cada

individuo produce unos 28 Kg. De materia orgnica, que en forma de elemento ycompuesto de inters agrario corresponden (en Kg/ao) a:

Excreta NVertidos lquidos (orina) 0,7 0,7 4,7Deyecciones solidas 0,2 0,1 0,4Tabla 1.2.1.

Los sistemas hidrulicos de los WC discurren por las instalaciones de las casas hasta lasalcantarillas y la red urbana de evacuacin.Este tipo de vertidos es el ms importante por sus caractersticas de composicin yconcentracin, que hacen que sean los puntos principales a tener en cuenta en laconstruccin de sistemas de depuracin de aguas residuales.

1.2.2- Residuos domsticos.

Son los que proceden las evacuaciones de los residuos y manipulaciones de cocinas(desperdicios, arena de lavado, residuos animales y vegetales, detergentes y partculas), delos lavados domsticos (jabones, detergentes sintticos con espumantes, M.E.S., sales, etc.),y de la actividad general de las viviendas (celulosa, almidn, glucgeno, insecticidas,partculas orgnicas, etc.) y que se recogen en la limpieza de la habitacin humana.

1.2.3- Arrastres de lluvias.

Al caer la lluvia sobre una ciudad, arrastrar las partculas y fluidos presentes en lassuperficies expuestas, es decir: holln, polvo de ladrillo y cemento, esporas y polvoorgnico e inorgnico de los tejados: partculas slidas, polvo, hidrocarburos de las vas



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pblicas; restos de vegetales y animales y partculas solidas (tierras) de los parques y zonasverdes.Si la precipitacin es suficiente, los arrastres se efectan hasta la red de evacuacin y,aparte de los componentes extraos, el volumen de agua es tal que produce diluciones atener en cuenta en los procesos de depuracin.

1.2.4- Infiltraciones.

A veces las zonas verdes urbanas, por la composicin de su suelo, permiten el paso de lasaguas de arrastre hacia los acuferos, con el consiguiente peligro de contaminacin.Normalmente, las redes de evacuacin de las aguas residuales son subterrneas, y enaquellos casos en que los acuferos estn prximos a la superficie por lluvias u otras causas,existe peligro de infiltraciones y fugas a travs de tuberas en mal estado o con conexionesdefectuosas, o simplemente por paso gravitatorio normal.

1.3- Componentes.

1.3.1- Microorganismos.

Dondequiera que hay alimento adecuado, suficiente humedad y una temperatura idnea,los microorganismos prosperan. Las aguas negras proporcionan un ambiente ideal para unainmensa coleccin de microbios, sobre todo bacterias, ms algunos virus y protozoarios. Lamayor parte de los microorganismos de las aguas residuales son inofensivos y se puedenemplear en procesos biolgicos para transformar materia orgnica en productos finalesestables. No obstante, las aguas negras tambin pueden contener patgenos (organismoscausantes de enfermedad) provenientes de los excrementos de personas con enfermedadesinfecciosas susceptibles de transmitirse en el agua contaminada. Enfermedades bacterianasde transmisin por agua como el clera, la tifoidea y la tuberculosis, o enfermedades viralescomo la hepatitis infecciosa, y la disentera causada por protozoarios, rara vez constituyenun problema en la actualidad en los pases desarrollados, sin embargo, todava son unaamenaza en los lugares donde no se dispone de agua tratada correctamente para usopblico. Las pruebas para identificar los pocos patgenos que podran estar presentes sondifciles y requieren tiempo, de modo que la prctica normal consiste en hacer pruebas parabuscar otros organismos ms abundantes que estn presentes siempre (en nmero de milesde millones) en el intestino de los animales de sangre caliente, entre ellos los humanos.

1.3.2- Slidos.

Los slidos totales (orgnicos ms inorgnicos) de las aguas residuales son, por definicin,los residuos que quedan una vez que la parte lquida se ha evaporado y el remanente se hasecado a peso constante a 103C. Se hace la distincin entre slidos disueltos y slidos nodisueltos (esto es, en suspensin) evaporando muestras de aguas residuales filtradas y sinfiltrar. La diferencia de peso entre las dos muestras secas indica el contenido de slidos ensuspensin. A fin de clasificar an mejor los residuos, se mantienen a 550C durante 15



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min. Se considera que las cenizas residuales representan los slidos inorgnicos y que laprdida de materia voltil es una medida del contenido orgnico. En la tabla 1.3.2 muestralas categoras de slidos de las aguas residuales.

Muestra

Slidos totales(residuos a 103C)

Inorgnicos(residuos a 550C)

Orgnicos (prdidaa 550C)

Sin filtrar (ensuspensin +

disueltos)

Slidos totales (ST) Slidos totales fijos Slidos totalesvoltiles

Filtrada (disueltos) Slidos totalesdisueltos (STD)

Slidos fijosdisueltos

Slidos voltilesdisueltos

Por diferencia Slidos ensuspensin (SS)

Slidos voltiles ensuspensin (SVS)

Tabla 1.3.2, slidos en aguas residuales

De las categoras que se muestran, los slidos en suspensin (SS) y los slidos voltiles ensuspensin (SVS) son los ms tiles. Los SS y la DBO (demanda bioqumica de oxgeno),se emplean como medidas de la concentracin de las aguas residuales y del rendimiento delproceso. Los SVS pueden ser un indicador del contenido orgnico de los residuos crudos ytambin proporcionan una medida de la poblacin microbiana activa en los procesosbiolgicos.

1.3.3- Componentes inorgnicos.Los componentes inorgnicos comunes de las aguas residuales incluyen lo siguiente:

Cloruros y sulfatos: presentes normalmente en el agua y en residuos generados porhumanos.

Nitrgeno y fsforo: en sus diversas formas (orgnicas e inorgnicas) en residuos dehumanos, con fsforo adicional de los detergentes.

Carbonatos y bicarbonatos: normalmente presentes en el agua y en los residuoscomo sales de calcio y de magnesio.

Sustancias txicas: arsnico, cianuro y metales pesados como Cd, Cr, Cu, Hg, Pb y

Zn, pueden estar presentes en los residuos industriales.Adems de estos componentes qumicos, la concentracin de gases disueltos, en especial deoxgeno, y la concentracin de iones hidrgeno (expresada como pH) son otros parmetrosde inters en las aguas residuales.



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1.3.4- Materia orgnica.

Las protenas y carbohidratos constituyen el 90 % de la materia orgnica de las aguasnegras domsticas. Las fuentes de estos contaminantes biodegradables incluyen losexcrementos y orina humanos, los residuos de alimentos de los fregaderos, el polvo y lasuciedad procedente del bao y del lavado de ropa, ms varios jabones, detergentes y otrosproductos de limpieza.

Se utilizan diversos parmetros como medida de la concentracin orgnica de las aguasresiduales. Un mtodo se basa en la cantidad de carbono orgnica (carbono orgnico total, oCOT) presentes en los residuos. El COT se determina midiendo la cantidad de que seproduce cuando el carbono orgnico de la muestra se oxida por medio de un oxidante fuertey comparndolo con la cantidad que genera un estndar de COT conocido. En la figura 1 semuestra un instrumento que mide el COT.

Figura 1.3.4, Analizador de carbono orgnico total. Modelo actual de analizadorautomtico en el cual se utiliza la oxidacin qumica para determinar el COT en agua y enaguas residuales.

En su mayora, los otros mtodos comunes se basan en la cantidad de oxgeno que senecesita para convertir el material oxidable en productos finales estables, puesto que eloxgeno que se consume es proporcional al material oxidable presente, sirve como unamedida relativa de la concentracin de las aguas residuales. Los dos mtodos de uso msfrecuente para determinar las necesidades de oxgeno de las aguas residuales son laspruebas de DQO y DBO. La demanda qumica de oxgeno (DQO) de las aguas residualeses la cantidad de oxgeno necesario para oxidar qumicamente las sustancias orgnicaspresentes; la demanda bioqumica de oxgeno (DBO) es la cantidad medida de oxgeno querequiere microorganismos aclimatados para degradar biolgicamente la materia orgnica delas aguas residuales.



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La DBO es el parmetro ms importante en el control de la contaminacin del agua. Estedato se utiliza como una medida de la contaminacin orgnica, como una base para estimarel oxgeno necesario para los procesos biolgicos y como un indicador del rendimiento delos procesos.

1.3.5- Medicin de la DBO.

La cantidad de materia orgnica que contiene el agua o las aguas residuales se puedenmedir de forma directa (como COT, por ejemplo), pero esto no nos dice si las sustanciasorgnicas son, en trminos biolgicos, degradables o no. Para medir la cantidad de materiaorgnica biodegradable se utiliza un mtodo indirecto en el cual se mide la cantidad deoxigeno que consume una poblacin microbiana en crecimiento para convertir (oxidar) lamateria orgnica en y en un sistema cerrado. El oxgeno que se consume, o DBO,es proporcional a la materia orgnica transformada, y por tanto la DBO es una medidarelativa de la materia orgnica biolgica degradable presente en el sistema. Puesto que laoxidacin biolgica continua indefinidamente, la prueba de la DBO ltima se ha limitado

de manera arbitraria a 20 das, cuando se ha consumido quiz el 95 % o ms del oxgenonecesario. No obstante, incluso este perodo es demasiado largo para que la medicin de laDBO sea til, por lo cual una prueba de 5 das, la , que se lleva a cabo a 20C, se haconvertido en la norma. La velocidad de la reaccin de la DBO depende del tipo deresiduos presentes y de la temperatura; se supone que vara directamente con la cantidad demateria orgnica (carbono orgnico) presente (una reaccin de primer orden).

En la figura 1.3.5.1 se muestra una grfica de L, la DBO carbonosa restante, en funcin deltiempo t. Puesto que la cantidad de oxigeno consumido en funcin del tiempo representa lacantidad de materia orgnica oxidada, la curva muestra la materia orgnicacarbonosa oxidada en el tiempo t. las ecuaciones correspondientes a y , que semuestran como lneas continuas en la figura, son:

= (10) = ( 1 1 0)

Donde:

L= carbonosa restante en el tiempo t = t.

( necesario para oxidar la materia orgnica carbonosa restante)= demanda carbonosa de oxgeno ltima (esto es, DBO ltima; necesario para

oxidar la materia orgnica carbonosa presente al principio).

= demanda carbonosa de oxgeno (esto es, DBO satisfecha; utilizado para oxidarla materia orgnica carbonosa en el tiempo t = t)

t = tiempo (das).

k = constante de velocidad (base 10) ()



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Figura 1.3.5.1, Curvas de DBO a 20C.

Las curvas

y

indican la oxidacin del carbono (DBO carbonosa) de la materia

orgnica a y agua. Sin embargo, despus de 5 a 10 das los compuestos nitrogenadoscomienzan a ser oxidados. La lnea punteada de la figura indica el efecto en la demanda deoxgeno cuando el nitrgeno presente en los residuos se oxida en la conversin(nitrificacin) del amoniaco en nitratos. Este ejercicio de la DBO en una segunda etapa sepuede inhibir en la prueba de DBO con la adicin de agentes qumicos apropiados. En latabla 1.3.5.2 se presentan valores representativos de la constante de velocidad k (base 10) a20C para la oxidacin carbonosa.

Fuente de contaminacin orgnica Rapidez de cambio k de DBO por da(base 10)

Agua fluvial 0.10Aguas negras domsticas 0.17

Solucin de glucosa 0.25

Tabla 1.3.5.2, constantes de velocidad de eliminacin de DBO.

La constante de velocidad k de la tabla es aplicable a 20C. Para otras temperaturas, sepueden utilizar una versin simplificada de la expresin de vant Hoff-Arrhenius paramodificar k:

= ()

En donde = 1.047 y T es la temperatura (C). El valor del coeficiente de temperaturaadimensional tambien depende de la temperatura, aunque para temperaturas entre 10 y25C el cambio de es pequeo y se puede despreciar.



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Captulo 2Tipos de tratamientos de agua.

Respectos a los tipos de tratamiento, se pueden clasificar como Convencionales, Noconvencionales y Emisarios Submarinos.

2.1- Sistemas convencionales.

Abarcan aquellos que involucran mecanizacin y se dividen a su vez segn el tipo decultivo que se trate, a saber cultivo fijo como biomasa adherida en forma de pelcula en unmedio de soporte, o cultivo suspendido biomasa. Estos se pueden clasificar como:

Cultivo Suspendido como Lodos Activados en todas sus modalidades. Cultivo Fijo como Biofiltros, Biodiscos etc.. Lagunas Aireadas.

Imagen 2.1 laguna aireada.

2.2- Sistemas no convencionales.

No involucran mecanizacin pero requieren grandes extensiones de terreno.

Lagunas de Estabilizacin en toda su modalidad. se basa de las condicionesnaturales de depuracin.

Wetlands.Este tipo de lagunas presenta plantas acuticas como jacintos acuticos ototora.



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Imagen 2.2 laguna de estabilizacin.

2.3- Emisarios Submarinos.Estos disponen las aguas servidas de las zonas saneadas en un lugar del Ocano, realizando

el tratamiento mediante una autodepuracin natural sin producir dao al ecosistema

acutico y al litoral costero.

Imagen 2.3 emisarios submarinos.

De los tipos de tratamientos de aguas residuales se estim que para la construccin de unaplanta de tratamiento de aguas residuales la mejor opcin son los sistemas convencionalescon tecnologa de lodos activados.



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Tabla 2.4, ventajas y desventajas de tratamientos.

En la tabla 2.4 podemos diferenciar las ventajas y limitaciones de los tipos de tratamientos,

las ventajas de los sistemas convencionales es que pueden obtener la misma calidad de aguaque los sistemas no convencionales y emisarios submarinos pero en menos tiempo, estosignifica que durante el ao la produccin de tratamiento de agua es mucho mayor que losotros tratamientos, otra ventaja es que pueden trabajar con temperaturas que varan entre15 a 40C que a diferencia de los sistemas no convencionales que logran una eficiencia enel proceso biolgico con temperaturas ambientales mayores a los 19 grados, generalmenteestos sistemas se encuentran en el norte del pas en donde estas temperaturas predominandurante el ao y no es el mismo caso para la regin del Biobo.

La tecnologa de lodos activados trabaja sin problema para poblaciones urbanizadas endonde el flujo de caudal durante el da es contante que a diferencia de los otros tipos detratamiento se recomienda para pequeas comunidades en donde el caudal de agua residuales ms controlado.

Los sistemas Convencionales son los ms utilizados en nuestro pas, existiendo (a abril de2007) 177 plantas de tratamiento en base a Lodos Activados o Lagunas Aireadas; les siguenlos sistemas no convencionales con 18 Lagunas de Estabilizacin, Biofiltros, Lombifiltros,y por ltimo existen 32 Emisarios Submarinos.

Imagen 2.4 (fuente: SISS).



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Captulo 3Procesos de tratamiento de aguas convencionales.

3.1- Aguas residuales recicladas.

Las aguas residuales recirculadas (o recuperadas) son aquellas que han recibido eltratamiento suficiente para volver a ser utilizadas directamente en la industria y en laagricultura, y para ciertas aplicaciones municipales limitadas. Estas operaciones dereciclado o de circuito cerrado pueden ofrecer la nica alternativa en reas donde esimposible obtener suficiente agua dulce. Los slidos en suspensin, las sustancias orgnicasbiodegradables y las bacterias se pueden eliminar o degradar por aplicacin de los procesosnormales de tratamiento de aguas residuales, pero el color, las sales inorgnicas demagnesio, sodio y calcio, los compuestos orgnicos sintticos como los plaguicidas, y otrassustancias toxicas se deben eliminar por medio de tcnicas avanzadas similares a las que se

emplean para la desalinizacin. El carbn activado es eficaz para extraer muchoscontaminantes orgnicos porque tiene un rea superficial muy grande ( 1.000 /)capaz de capturar y adsorber impurezas de agua. Permitir que el agua se limpie a s mismapor filtracin a travs del suelo es otra tcnica que elimina impurezas del agua y tieneamplia aplicacin en las recargas de reservas de aguas subterrneas. En la actualidad, el usode aguas residuales recicladas como fuente de agua se practica principalmente en el mediooriente, en Sudfrica y en regiones ridas de estados unidos.

3.2- Plantas de tratamiento de aguas.

Uno de los grandes logros de la tecnologa moderna ha sido la reduccin drstica de lasenfermedades de transmisin por agua como el clera y la fiebre tifoidea. Estas afeccionesya no constituyen los grandes peligros para la salud pblica que fueron en una poca. Laclave de este avance fue el reconocimiento de que la contaminacin del abasto pblico deagua con desechos humanos era la fuente principal de infeccin y se poda eliminartratando el agua de manera ms eficaz y eliminando los residuos de una forma msapropiada. La filtracin del agua potable fue utilizada en 1802. En Estados Unidos, laciudad de Poughkeepsie, Nueva York, practic por primera vez la filtracin del aguapotable en 1872.Las actuales plantas de tratamiento de agua se proyectan para suministrar de maneracontinua agua que satisface los estndares de agua potable en la llave. Para conseguir esto

intervienen cuatro consideraciones principales: seleccin de fuentes, proteccin de lacalidad del agua, mtodos de tratamiento por aplicar y prevencin de la contaminacin.Entre las precauciones comunes para impedir la contaminacin de las aguas subterrneas ysuperficiales se cuentan la prohibicin de descargas de alcantarillados sanitarios y pluvialescerca del embalse de agua, la instalacin de cercas para impedir la contaminacin por usorecreativo, y las restricciones a la aplicacin de fertilizantes y plaguicidas en reas quedrenan al embalse.



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3.3-Problemas de olor.

Prcticamente todos los procesos de tratamientos de residuos domsticos e industriales enun momento dado desprenden olores desagradables, e incluso las plantas que operan

correctamente no escapan del todo a este problema. En la mayor parte de los casos losolores estn confinados a las inmediaciones de las unidades de proceso, y los operadoresdeben preocuparse slo por los olores que escapan fuera de los lmites de la planta. Enmuchos casos esto depende de la topografa y de los vientos predominantes.Probablemente la causa ms comn de olores es la formacin de condiciones aerbicas. Aexcepcin del proceso de digestin anaerobia y de las zonas anaerbicas necesarias para ladesnitrificacin, se deben evitar condiciones anaerbicas. Los depsitos de lodos y lascapas de lama, ricas en bacterias anaerobias reductora de sulfatos, son la causa principal deproduccin de en las alcantarillas. Esta clase de depsitos, si se permite su formacin,producen olores en cualquier tanque, incluso en los de aireacin, donde se pueden presentarcondiciones anaerbicas debido a un mezclado deficiente. El prolongado tiempo de

retencin de las alcantarillas interceptoras, en especial las que tienen pendiente llana,permite que comience la degradacin aerobia es de materia orgnica antes que las aguasresiduales lleguen a la planta de tratamiento; ste es el origen del olor caracterstico de lasaguas residuales spticas.Las autoridades locales experimentan cada vez ms presin para reducir o eliminar losolores de sus plantas de tratamiento. Las soluciones casi nunca son obvias, y pueden irdesde sencillos cambios de operacin y de proceso, o adiciones qumicas, hasta costososdispositivos para el control de olores, como depuradores de aire y equipos de adsorcin.Cada situacin es diferente, y en muchos casos no se pueden determinar cul es la mejorsolucin hasta que surge el problema

3.4- Descripcin de planta de tratamiento

El objetivo del tratamiento de las aguas residuales es reducir la cantidad de materiales tantoorgnicos como inorgnicos a un nivel que no permite el crecimiento microbiano, as comola eliminacin de los compuestos txicos que hubiera. La eficiencia del tratamiento seexpresa en trminos de reduccin de la demanda biolgica de oxgeno (DBO), la cantidadrelativa de oxgeno disuelto consumida por los microorganismos en la completa oxidacinde toda la materia orgnica e inorgnica en una muestra de agua. Niveles altos de

materiales orgnicos o inorgnicos oxidables resultan en un alta DBO. Los valoresnormales en las aguas residuales domesticas estn en torno a 200 unidades de DBO. En elcaso de aguas de origen industrial, por ejemplo provenientes de una explotacin lechera, losvalores pueden llegar hasta 1.500 unidades de DBO. Un tratamiento eficaz reduce losniveles a menos de 5 unidades de DBO. Un tratamiento eficaz reduce los niveles a menosde 5 unidades de DBO en el agua resultante del tratamiento, Una planta tpica de aguaresidual trata tanto las aguas domsticas como las industriales. El tratamiento es un procesoque se compone de mltiples etapas de carcter fsico y biolgico independientes.



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Tratamientos primarios, secundarios y, a veces, incluso terciarios, se emplean para reducirla contaminacin fecal y qumica del agua. Cada nivel de tratamiento emplea tecnologasms complejas y caras.

El agua sucia se vierte al alcantarillado por industrias y zonas urbanas. El agua llega a laestacin depuradora a travs de un sistema de colectores. El tratamiento se inicia en el

bombeo de entrada, donde el agua es impulsada a una cota que le permitir circular pordiferentes elementos de la planta.

3.5- Tratamiento Preliminar.El objetivo del tratamiento preliminar, tambin llamado pre-tratamiento, es eliminarcualquier elemento que pueda entorpecer alguna de las etapas siguientes del tratamiento.Los principales elementos objetivos de esta etapa son los slidos gruesos, la arena y losaceites y grasas.

D Planta elevadoraA planta de

colector Colector tratamiento

ResiduosSlidos

Figura 3.5- Modelo de distribucin de las aguas servidas previo al ingreso a una planta detratamiento.

Pre-Tratamiento Bombeo

Tratamiento odisposicin final



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3.5.1- Operaciones en el Pre-tratamiento.

Las operaciones de pre-tratamiento dependen de la procedencia del agua residual(domstica, industrial, etc), La calidad del agua bruta a tratar (mayor o menor cantidad degrasas, arenas slidos, etc.) y de la importancia de la instalacin.

Las operaciones son: Separacin de grandes slidos (Pozo de Gruesos). Desbaste Tamizado Desarenado Desaceitado-desengrasado Pre-aireacin

En una planta depuradora no es necesaria la instalacin de todas estas operaciones.

Depender de las caractersticas antes descritas. Por ejemplo, para un agua residualindustrial raramente ser necesario un desbaste.

3.5.1.1- Separacin de Grandes Slidos (Pozo de Gruesos).

Cuando se prev la existencia de slidos de gran tamao o de una gran cantidad de arenasen el agua bruta, se debe incluir en cabecera de instalacin un sistema de separacin deestos grandes slidos, este consiste en un pozo situado a la entrada del colector de ladepuradora, de tronco piramidal invertido y paredes muy inclinadas, con el fin deconcentrar los slidos y las arenas decantadas en una zona especfica donde se puedan

extraer de una forma eficaz.A este pozo se le llama Pozo de Muy Gruesos, dicho pozo tiene una reja instalada, una seriede vigas de acero colocadas en vertical en la boca de entrada a la planta, que impiden laentrada de troncos o materiales demasiado grandes que romperan o atoraran la entrada decaudal en la planta.

Estos grandes slidos, dificultan la llegada del agua residual al resto de la planta, y debenser retirados con frecuencia, as como se ha de limpiar el fondo del pozo para que no seproduzca anaerobiosis, y consecuentemente malos olores.



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3.5.1.2- Desbaste.

Los objetivos en este paso son:

Proteger a la Estacin Depuradora de Aguas Residuales de la posible llegada intempestiva

de grandes objetos capaces de provocar obstrucciones en las distintas unidades de lainstalacin.

Separar y evacuar fcilmente las materias voluminosas arrastradas por el agua, quepodran disminuir la eficacia de los tratamientos posteriores.

Esta operacin consiste en hacer pasar el agua residual a travs de una reja. De esta forma,el desbaste se clasifica segn la separacin entre los barrotes de la reja en:Desbaste fino, Desbaste grueso, Reja de gruesos, Reja de finos.

3.5.1.3- Tamizado.

El tamizado consiste en una filtracin sobre soporte delgado, y sus objetivos son losmismos que se pretenden con el desbaste, es decir, la eliminacin de materia que por sutamao pueda interferir en los tratamientos posteriores.

El tamizado es imprescindible cuando las aguas residuales brutas llevan cantidadesexcepcionales de slidos en suspensin, flotantes o residuos. Cuando existen vertidosindustriales importantes provenientes principalmente del sector alimentario (residuosvegetales, de matadero, semillas, cscaras de huevo, etc).

3.5.1.4- Desarenado.

El objetivo de esta operacin es eliminar todas aquellas partculas de granulometrasuperior a 200 micras, con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales yconducciones, para proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasin, y para evitarsobrecargas en las fases de tratamiento siguiente.

3.5.1.5- Desaceitado-desengrasado.

El objetivo en este paso es eliminar grasas, aceites, espumas y dems materiales flotantesms ligeros que el agua, que podran distorsionar los procesos de tratamiento posteriores, seefecta mediante insuflacin de aire, para desemulsionar las grasas y mejorar laflotabilidad.

Los desengrasadores separados del desarenado son aconsejables cuando se busca unamayor calidad del agua o cuando el agua proviene de ciertos tipos de industrias:Petroqumicas y refineras de petrleo producen gran cantidad de aceites, los mataderosproducen gran cantidad de grasas, etc.



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3.5.1.6- Pre-aireacin.

Sus objetivos son varios: Mejorar la tratabilidad del agua, en cuanto que esta llega sptica, contaminada, a ladepuracin. Control de olores.

Mejorar la separacin de las grasas. Favorecer la floculacin de slidos. Mantener el oxgeno en la decantacin aun a bajos caudales. Incrementar la eliminacin de DBO5. Evitar los depsitos en las cmaras hmedas.

Efluente EfluentePrimario secundarioAfluente

Efluente

Lodo primario lodo secundario lodos tratados

Figura 3.6.1- Configuracin tpica de una planta de tratamiento de aguas servidas.

TratamientoPrimario

TratamientoSecundario

Tratamiento Terciario oAvanzado

Desinfeccin

Tratamiento deLodos



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volumen (alrededor del 30%) y su capacidad de putrefaccin, con lo cual se simplifica sueliminacin, por lo comn en terrenos agrcolas.

Dos ventajas importantes de los procesos anaerobios respecto a los aerobios son quesuministran energa til en forma de metano y que la produccin de lodos es de slo el 10%de la que tiene lugar en los procesos aerobios para transformar la misma cantidad demateria orgnica. Esto representa una ventaja en el tratamiento de residuos muyconcentrados, en donde el manejo de grandes volmenes de lodos sera un problema.

Figura 3.7.1- digestor anxico de fangos. Solo se muestra la parte superior del tanque; elresto est bajo tierra.

Figura 3.7.2- componentes internos de un digestor de fangos.



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Hidrlisis por enzimas microbianas

Fermentacin Fermentacin

Metanognesis

Figura 3.7.3- Principales procesos microbianos que tienen lugar durante la digestin de losfangos. Metano () y dixido de carbono () son los principales productos de labiodegradacin anaerbica.

3.8- Tratamiento secundario aerbico.

En general, el agua residual no industrial puede ser eficientemente tratada empleando unproceso secundario aerbico. Mltiples tipos de procesos de composicin aerbica se usanen el tratamiento de aguas residuales, pero los ms comunes son el filtro trampa y el fangoactivado. Un filtro trampa (figura 3.8.1) es un lecho de rocas aplastadas, de alrededor de 2m de ancho, en cuya parte superior se aade el agua residual. El lquido pasa lentamente atravs del lecho y la materia orgnica se adhiere a las rocas, en cuya superficie tiene lugarel crecimiento microbiano. La completa mineralizacin de la sustancia orgnica hastadixido de carbono, amoniaco, nitrato, sulfato y fosfato tiene lugar en el bio-filmmicrobiano que se ha formado en la superficie de las rocas. El tratamiento ms comn deeste tipo es el fango activado. El agua que va a ser tratada es mezclada y aireada en un grantanque (figuras 3.8.2.1 y 3.8.2.2). Las bacterias formadoras de limo, donde se incluyen

entre otras a zoogloea ramigera, crecen y forman flculos (grandes masas de agregados),siendo estos flculos los sustratos para el ataque de protozoos y otros pequeos animales.Ocasionalmente tambin se encuentran hongos y bacterias filamentosas. El proceso bsicode oxidacin es similar al filtro trampa. El afluente que contiene los flculos es bombeado aun tanque de mantenimiento o clarificador donde los flculos se depositan. Algunos de losflculos (llamado fango activado) son devueltos al aireador donde se emplean comoinculo, y el resto es enviado al digestor anxico de fango (figuras 3.7.1; 3.7.2; 3.7.3) o esretirado, secado y quemado o usado como fertilizante.

Polmeros complejos(Polisacridos lquidos, protenas)

Monmeros(Azucares, cidos grasos, aminocidos)

Acetato +

+



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El agua residual normalmente se mantiene, entre 5 y 10 h, en el tanque de fango, tiempoinsuficiente para la completa oxidacin de la materia orgnica. No obstante, durante esetiempo la mayora de la materia orgnica soluble es adsorbida en los flculos e incorporadaen las clulas microbianas. La DBO del liquido efluente es considerablemente reducida(ms del 95 %) gracias a este proceso, con la mayora de la DBO depositada ahora en los

flculos y, por tanto, se consigue la deseada reduccin de la DBO en el agua.Prcticamente la total reduccin de la DBO tiene lugar si los flculos son entonces llevadosal digestor anxico de fango. La mayora de las plantas de procesamiento cloran el efluente(para evitar la posibilidad de posteriores contaminaciones biolgicas) y liberan el aguatratada a ros o lagos. Algunas plantas, sin embargo, someter las aguas residuales a unatercera fase.

Figura 3.8.1, filtro de trampa, se distribuye lentamente el agua residual sobre el lecho depiedras. Las piedras tienen entre 6 y 9 centmetros de dimetro y el lecho es de 2 metros de

profundidad.

Figura 3.8.2.1- el proceso de fango activado, tanque de aireacin de una instalacin defango activado en una planta metropolitana de tratamientos de aguas, el tanque tiene 30metros de largo, 10 de ancho y 5 de profundidad.



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Agua proveniente

del tratamiento

Figura 3.8.2.2- el proceso de fango activado, el agua residual fluye a travs de la instalacinde fango activado. La recircularizacin de fango activado hacia el tanque de aireacin es laresponsable de la introduccin de microorganismos encargados de la digestin aerbica delos componentes orgnicos del agua, el digestor anxico de fangos se describe en la figura3.7.2.



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Figura 3.8.3- Vista esquemtica de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR).



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3.9- Tratamiento terciario.

El tratamiento terciario es el mtodo ms complejo para el tratamiento de aguas residualesaunque, debido a lo caro que resulta, su aplicacin no ha sido ampliamente adoptada, el

tratamiento terciario consiste en una serie de procesos fisicoqumicos en los que se incluyenprecipitaciones, filtraciones y cloraciones en procesos muy similares a los seguidos para lapotabilizacin del agua potable, para una intensa reduccin de los niveles de los nmerosde nutrientes inorgnicos, especialmente fosfato y nitrato, del efluente final. El aguaresidual que recibe un apropiado tratamiento terciario es tan escasa en nutrientes que no esapta para soportar el crecimiento microbiano.

Las aguas residuales, despus de experimentar los mtodos del tratamiento secundarios sonaptas para su liberacin a ros. No obstante, esa agua no es potable, es decir, no es apta parael consumo humano. La produccin del agua potable requiere posteriores tratamientos paraeliminar microorganismos potencialmente patgenos, reducir la turbidez (medida de laspartculas disueltas), eliminar el sabor y el olor, y reducir la cantidad de sustancias qumicas

pesadas tales como hierro y manganeso.

Figura 3.9- Vista esquemtica de un tpico sistema de potabilizacin de agua.



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3.10- Tratamiento avanzado del agua residual.

El tratamiento avanzado del agua residual se define como el tratamiento adicionalnecesario para la eliminacin de los slidos suspendidos y de las sustancias disueltas que

permanecen en el agua residual despus del tratamiento secundario convencional. Estassustancias pueden ser materia orgnica o slidos en suspensin, y su naturaleza puedevariar desde iones inorgnicos relativamente simples, como el calcio, el potasio, el sulfato,el nitrato y el fosfato, hasta un nmero cada vez mayor de compuestos orgnicos sintticosmuy complejos. En el transcurso de los ltimos aos se ha conseguido tener unconocimiento mucho ms complejo sobre el efecto de estas sustancias en el medioambiente. La investigacin sobre los posibles efectos txicos de estas sustancias en elmedio ambiente contina, as como la investigacin sobre los procesos de tratamiento,tanto convencional como avanzado, dirigidos a su eliminacin. Como consecuencia de ello,las normativas sobre el tratamiento de las aguas residuales se est volviendo, cada vez, msestricta, tanto en lo referente a la limitacin de las concentraciones de muchas de estas

sustancias en los efluentes de las plantas de tratamiento, como en el establecimiento de loslmites globales de toxicidad de los efluentes. Para poder cumplir las nuevas normativas,ser necesario remodelar muchas de las instalaciones de tratamiento secundario existentes,y la construccin de nuevas instalaciones de tratamiento avanzado de aguas residuales.

El progreso del conocimiento cientfico de los constituyentes presentes en el agua residualy la disponibilidad de informacin de base ms amplia, obtenida a partir de estudiosmedioambientales, ha conducido al desarrollo de limitaciones ms restrictivas para lospermisos de vertido de los efluentes tratados. Las restricciones impuestas para la concesinde permisos de vertido en ciertas zonas pueden incluir la eliminacin de materia orgnica,slidos en suspensin, nutrientes, y compuestos txicos especficos que no se consigueneliminar con los procesos de tratamiento secundario convencionales.

3.10.1- Constituyentes residuales presentes en el agua residual tratada.

En la tabla 3.10.1 se indican algunas de las sustancias presentes en el agua residual cuyovertido puede originar problemas ambientales. Esta lista no pretende ser exhaustiva sinoque sugiere que existe una gran variedad de sustancias que merecen especial consideracin,y que variarn para cada aplicacin del tratamiento de aguas residuales.



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componentes efectos Concentracin critica,mg/L.

Slidossuspendidos

Pueden provocar deposiciones deslidos o empeorar la transparencia delas aguas receptoras

variable

Materia orgnicabiodegradable Pueden agotar las reservas de oxgenodisponible Variable

Contaminantesprioritarios

Txicos para el hombre; carcingenos Vara en funcin delconstituyente

Txicos para el entorno acuticoVara en funcin de la

presencia en la columnade agua, masa biolgica, o

sedimentoCompuestosorgnicos voltiles

Txicos para el hombre; carcingenos;forman oxidantes fotoqumicos (smog)

Vara en funcin delconstituyente

Nutrientes

amonaco

Aumenta la demanda de cloro; puedeconvertirse a nitratos y agotar losrecursos de oxgeno; con el fosforopuede llevar al desarrollo decrecimiento de algas

Cualquier cantidad

Txico para los peces Nitrato

Estimula el crecimiento acutico y delas algas;

0,3Puede causar metagemoglobinemia enlos nios (nios azules)

45

Fosfato

Estimula el crecimiento acutico y de

las algas 0,015

Interfiere con la coagulacin 0,2 0,4Interfiere con el ablandamiento cal-sosa 0,3

Otros compuestos inorgnicosCalcio y magnesio Aumenta la dureza y los slidos totales

disueltos

CloruroImparte sabor salado 250Interfiere en los usos agrcolas eindustriales

75 200

sulfato Accin catrtica 600 1.000Otros compuestos orgnicos

Agentestensoactivos

Provocan espumas y pueden interferircon la coagulacin

1,0 3,0

Tabla 3.10.1- componentes qumicos tpicos que pueden encontrarse en el agua residual ysus efectos.

a: depende del pH y la temperatura.b: para lagos con aguas tranquilas.c: para por la U.S. Environmental Protection Agency (EPA).



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3.10.2- Impacto de los constituyentes residuales.

Los potenciales efectos negativos de los constituyentes residuales presentes en los efluentestratados pueden variar considerablemente. En la tabla 3.10.3.1 se sealan algunos de los

efectos de los constituyentes especficos, as como sus concentraciones crticas. A pesar queen las limitaciones de la EPA (Environmental Protection Agency) se hace mencinespecfica a las limitaciones de slidos suspendidos y materia orgnica biodegradable paralos procesos de tratamiento secundario, en determinadas situaciones puede ser necesarioimponer condiciones de eliminacin de constituyentes adicionales (p.e. vertido a pequeoscursos de agua y lagos, y otros cuerpos de agua sensibles).

Los compuestos que contienen nitrgeno y fsforo disponible han recibido especialatencin desde mediados de los aos sesenta, En un principio, la importancia de lapresencia de nitrgeno y de fsforo en los vertidos de efluentes tratados vena dada por sucapacidad de acelerar la eutrofizacin en lagos y el crecimiento de las especies acuticas.Ms recientemente, el control de los nutrientes ha pasado a ser una parte ms de los

procesos de tratamiento de las aguas residuales destinadas a la recarga de acuferos. Enmuchos casos, tambin se obliga a la nitrificacin de los vertidos de agua residuales parareducir la toxicidad del amonaco o el impacto sobre las reservas de oxgeno en los cursosen agua y estuarios.

Desde principios de los ochenta, las agencias reguladoras han prestado creciente atencin alos contaminantes prioritarios y a los compuestos orgnicos voltiles (COVs), muchos delos cuales han resultado ser txicos para el hombre y el medio ambiente acutico. Lapresencia de estos constituyentes merece especial atencin en los casos en los que el aguaresidual se vierte a aguas superficiales o a acuferos que pueden ser empleados comorecursos hdricos para el abastecimiento de poblaciones.

3.10.3- Tecnologas empleadas en el tratamiento avanzado de las aguas residuales.

Los mtodos de tratamiento avanzado de las aguas residuales se pueden clasificar enfuncin del tipo de operacin o proceso unitario, o por el objetivo principal de eliminacinque se quiere conseguir. Para facilitar la comparacin general de las diversas operaciones yprocesos, en la tabla 3.10.3.1 se aporta acerca de: la principal funcin de eliminacin deconstituyentes, los tipos de operaciones y procesos aplicables para desarrollar esta funcin,el tipo de agua residual tratada.



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Principal funcin deeliminacin

Descripcin de laoperacin o del proceso

Tipo de agua residualtratada

Eliminacin de slidossuspendidos

filtracin ETP, ETSmicrotamices ETS

Oxidacin de amonaco Nitrificacin biolgica ETP, ETB, ETS

Eliminacin de nitrgeno Nitrificacin/desnitrificacinbiolgica ETP, ETS

Eliminacin de nitratos Desnitrificacin biolgica enetapas separadas

ETS + nitrificacin

Eliminacin biolgica defsforo

Eliminacin de fsforo en lalnea principal

ARC, ETP

Eliminacin de fsforo en lalnea auxiliar

FAR

Eliminacin biolgicaconjunta de nitrgeno yfsforo

Nitrificacin/desnitrificacinbiolgica y eliminacin defsforo

ARC, ETP

Eliminacin fsica o qumicade nitrgeno Arrastre por aire ETSCloracin al breakpoint ETS + filtracinIntercambio inico ETS + filtracin

Eliminacin de fsforo poradicin de reactivosqumicos

Precipitacin qumica consales metlicas

ARC, ETP, ETB, ETS

Precipitacin qumica concal

ARC, ETP, ETS

Eliminacin de compuestostxicos y materia orgnicarefractaria

Adsorcin sobre carbono ETS + filtracinFangos activados-carbnactivado en polvo

ETP

Oxidacin qumica ETS + filtracin

Eliminacin de slidosinorgnicos disueltos

Precipitacin qumica ARC, ETP, ETB, ETSIntercambio inico ETS + filtracinultrafiltracin ETS + filtracinOsmosis inversa ETS + filtracinelectrodilisis ETS + filtracin + adsorcin

sobre carbonoCompuestos orgnicosvoltiles

Volatilizacin y arrastre congas

ARC, ETP

Tabla 3.10.3.1- eliminacin de constituyentes por medio de operaciones y procesos detratamiento avanzados.

Donde: ETP= efluente de tratamiento primario.ETB= efluente de tratamiento biolgico (sin decantacin).ETS= efluente de tratamiento secundario (con decantacin).ARC= agua residual cruda (no tratada).FAR= fango activado recirculado.



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Ejemplos de diagramas de flujo de tratamientos avanzados del agua residual.

Aire Polmero Tanque de contactoAlumina Filtro

ARC E F

FAR

F F EF

Diagrama 3.10.3.2- fango activado + filtracin.

Polmero

Tanque deAire contactoAlumina Filtro

ARC

FAR

F F AL

Diagrama 3.10.3.3- fango activado + filtracin + carbn activado.

D P Fangosactivados

D S

D P Fangosactivados

D SACA



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Tanque de

Aire Aire contacto

EF

ARC

FAR

F F

Diagrama 3.10.3.4- nitrificacin en fangos activados (etapa nica).

Tanque deAire Aire Metanol contacto

ARC EF

FAR

F F F

Diagrama 3.10.3.5- nitrificacin/desnitrificacin en fangos activados mediante el uso demetanol.

D P Nitrificacinen fangosactivados

D S

D P Nitrificacinen fangosactivados

D I Tanque dedesnitrifica-cin

D S



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Tanque deAire Sal metlica contacto

EF

ARC

FAR

F F

Diagrama 3.10.3.6- adicin de sal metlica a los fangos activados para la eliminacin defsforo.

Alumina

Aire Aire Sal metlica Metanol Polmero Tanque decontacto

FiltroARC EF

FAR

F F F AL

Diagrama 3.10.3.7- adicin de sal metlica a los fangos activados para la eliminacin defsforo + nitrificacin/desnitrificacin mediante la accin de metanol.

D PFangosactivados D S

D PNitrificacinen fangosactivados

D ITanque dedesnitrificacin D S



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Tanque de

Aire contacto

ARC EF

FAR

F F

Diagrama 3.10.3.8- eliminacin biolgica de fsforo en la lnea principal.

Almina Tanque

Aire Aire Aire Polmero contact

RC Filtro ARC

Recirculacin

FAR

F F F

Diagrama 3.10.3.9- eliminacin biolgica de nitrgeno y fsforo + filtracin.

Leyenda:

ARC =agua residual cruda.F = fango.FAR = fango activado recirculado.

AL = agua de lavado (del proceso de lavado a contracorriente).EF = efluente final.DP = decantacin primaria.DS = decantacin secundaria.DI = decantador intermedio.ACA = absorcin sobre carbn activo.

D P Reactoranaerobio

D SFangosactivados

D P Zonaanaerobia

Zonaanxica

Nitrificacinen fangosactivados

Zonaanxica

Zonaaerobia

D S



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3.11- Tratamientos de fangos.

Los constituyentes del agua residual eliminados en las plantas de tratamientos incluyebasuras, arena, espumas y fango. El fango producido en las operaciones y procesos detratamientos de las aguas residuales suele ser un lquido o lquido semislido con un

contenido en slidos, dependiendo de las operaciones y procesos de tratamientos, variableentre 0,25 y el 12 por 100 en pesos. De los constituyentes eliminados en el tratamiento, elfango es, con diferencia, el de mayor volumen y su tratamiento y evacuacin es, quizs, elproblema ms complejo al que se enfrenta el ingeniero sanitario. Los problemas derivadosdel manejo de los fangos son complejos debido a que el fango est formado principalmente:

por las sustancias responsables del carcter desagradable de las aguas residuales notratadas.

La fraccin del fango a evacuar, generada en el tratamiento biolgico del aguaresidual, est compuesta principalmente por la materia orgnica presente en aqulla,aunque en forma diferente a la original, que tambin est sujeta a procesos de

descomposicin que la pueden hacer indeseable. Slo una pequea parte del fango est compuesta por materia slida.

Los principales mtodos empleados para el tratamiento y evacuacin del fango se indicanen la tabla 3.11.1- El espesamiento (concentracin), acondicionamiento, deshidratacin ysecado del fango, se utilizan para eliminar la humedad del mismo; la digestin, compostaje,incineracin, oxidacin con aire hmedo, y los reactores de tubo vertical, se utilizanprincipalmente para tratar o estabilizar la materia orgnica contenida en el fango.

Operacin unitaria, proceso unitario, o

mtodos de tratamiento

Funcin

Operaciones de pre-tratamientoDilaceracin Reduccin de tamaoDesarenado Eliminacin de arenaMezclado MezcladoAlmacenamiento Almacenamiento

EspesamientoPor gravedad Reduccin de volumenPor flotacin Reduccin de volumenPor centrifugacin Reduccin de volumenPor gravedad en filtros bandas Reduccin de volumen

En tambor rotativo Reduccin de volumenEstabilizacinEstabilizacin con cal EstabilizacinTratamiento trmico EstabilizacinDigestin anaerobia Estabilizacin, reduccin de masaDigestin aerobia Estabilizacin, reduccin de masaCompostaje Estabilizacin, recuperacin de productos

Acondicionamiento



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Acondicionamiento qumico Acondicionamiento del fangoTratamiento trmico Acondicionamiento del fango

DesinfeccinPasteurizacin DesinfeccinAlmacenamiento a largo plazo Desinfeccin

DeshidratacinFiltro de vaco Reduccin de volumenCentrfuga Reduccin de volumenFiltro banda Reduccin de volumenFiltro prensa Reduccin de volumenEras de secado de fango Reduccin de volumenLagunaje Almacenamiento, reduccin de volumen

SecadoInstantneo Reduccin de peso, reduccin de volumenPor pulverizacin Reduccin de peso, reduccin de volumenEn horno rotativo Reduccin de peso, reduccin de volumen

En horno de pisos mltiples Reduccin de peso, reduccin de volumenEvaporacin de efecto mltiple Reduccin de peso, reduccin de volumen

Reduccin trmicaHorno de pisos mltiples Reduccin de volumen, recuperacin de

energaHorno de lecho fluidificado Reduccin de volumenIncineracin conjunta con residuos slidos Reduccin de volumenOxidacin por va hmeda Estabilizacin, reduccin de volumenReactor vertical de pozo profundo Estabilizacin, reduccin de volumen

Evacuacin finalAplicacin al terreno Evacuacin finalDistribucin y comercializacin Usos beneficiososFijacin qumica Usos beneficiosos, evacuacin finalA vertedero Evacuacin finalLagunaje Reduccin de volumen

Tabla 3.11.1- mtodos de tratamiento y evacuacin de fangos.

La procedencia de los slidos producidos en las plantas de tratamiento vara en funcin deltipo de planta y del modo de explotacin.las principales fuentes de slidos y fango, y lostipos de slidos y fangos generados, se indican en la tabla 3.11.2, por ejemplo, en un

proceso de fangos activado de mezcla completa, si la purga de fango se realiza desde laconduccin del lquido mezcla o desde el tanque de aireacin, el tanque de sedimentacindel fango activado no constituye una fuente de fango. En cambio, si la purga de fango serealiza desde el conducto de recirculacin de fangos, el tanque de sedimentacin del fangoactivado s constituye una fuente de fango, si el fango del lquido mezcla o del tanque deaireacin se conduce al tanque de sedimentacin primario para su espesado, puede no sernecesario disponer de un espesador, lo cual reduce en una unidad el nmero de fuentes defango de la planta de tratamiento. Los procesos que se emplean para el espesado, digestin,



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acondicionamiento y deshidratacin del fango generado en los tanques de sedimentacinprimarios y secundarios, tambin constituyen fuentes generadoras de fango.

Operacin o

procesounitario

Tipo de slido o

fango

Observaciones

desbaste Slidos gruesos

Los slidos gruesos se eliminan mediante rejas delimpieza mecnica y manual. En plantas de pequeasdimensiones, las basuras se suelen triturar para sueliminacin en los subsiguientes procesos detratamiento.

desarenado Arenas yespumas

A menudo no se incluyen instalaciones deeliminacin de espumas en la eliminacin de arenas

Pre-aireacin Arenas y

espumas

En algunas plantas no se incluyen instalaciones deeliminacin de espuma en los tanques de pre-

aireacin, caso de que estos tanques no vayanprecedidos de instalaciones para la eliminacin dearenas, se pueden producir depsitos de arena.

Decantacinprimaria

Fango primarioy espumas

Las cantidades tanto de fango como de espumasdependen del tipo de red de alcantarillado y de laexistencia de vertidos industriales.

Tanques deaireacin

Slidossuspendidos

Los slidos suspendidos se producen por conversinde la DBO. Puede ser necesario incorporar algunaforma de espesamiento para concentrar el caudal defango para el tratamiento biolgico.

Sedimentacin

secundaria

Fangos

secundarios yespumas

En la actualidad, en la EPA, es obligatoria la

instalacin de un sistema de eliminacin de espumasen los tanques de sedimentacin secundarios.

Instalaciones detratamiento de

fangos

Fangos,compostaje y

cenizas

Las caractersticas del producto final dependen delas del fango tratado y de las operaciones y procesosutilizados. Las normas que regulan la evacuacin decorrientes residuales son cada vez ms exigentes.

Tabla 3.11.2- procedencia de slidos y fango en una instalacin convencional detratamiento de agua residual.



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3.12-Vertido y reutilizacin de fangos.

En la seleccin de mtodos adecuados para el tratamiento, reutilizacin y evacuacin defangos, es necesario tener en cuenta las normativas que controlan la evacuacin de fangos

de las plantas de tratamiento de aguas residuales. La EPA ha propuesto nuevas normas queestablecen limitaciones cuantitativas sobre la presencia de contaminantes y prcticas degestin para:

Aplicacin del fango a terrenos agrcolas y no agrcolas. Distribucin y comercializacin del fango. Vertido a vertederos especficos para fangos. Evacuacin en superficies. Incineracin.

Las normativas que afectan a la evacuacin del fango procedente del tratamiento de aguasresiduales domesticas limita la presencia de algunos metales y compuestos orgnicos. Lalista de contaminantes sometidos a limitaciones debe ser actualizada conforme se vayanidentificando nuevos constituyentes que merezcan especial atencin. Tambin se propone,para las plantas de tratamiento con caudales superiores a 40.000 /, la necesidad derealizar un seguimiento mensual de las concentraciones de los contaminantes sujetos alimitaciones especficas. Como consecuencia de la incertidumbre provocada por laposibilidad de que se introduzcan importantes cambios en las normas que afectan al fango,actualmente resulta complicado evaluar el impacto sobre la planificacin y el diseo deinstalaciones nuevas. La tendencia futura de las normativas de fangos estar centrada en elcontrol en origen, de metales pesados y compuestos txicos, como los PCBs y lospesticidas, que no se ven afectados por los procesos de tratamiento biolgico.

En la figura 3.12- se presenta un diagrama general de los distintos procesos y operacionesunitarias. Como se pueden ver, las combinaciones posibles son muy numerosas. En laprctica, los diagramas de procesos ms frecuentemente utilizados en el tratamiento defango se dividen en dos categoras principales, segn se aplique o no un tratamientobiolgico.



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Fango

procedente

deprocesos de

tratamiento

Operacin dePre-tratamiento Espesamiento Estabilizacin Acondiciona

Figura 3.12- diagrama de flujo general para el tratamiento y evacuacin del fa

Dilaceracin

Mezclado

Almacenamiento

Desarenado

Espesamientoen tambor

rotativo

Espesamiento

por gravedad

Espesamiento

por flotacin

Centrifugacin

Espesamientopor gravedad

en banda

Oxidacin por

cloro

Estabilizacin

con cal

Tratamiento

trmico

Digestin

anaerobia

Digestin

aerobia

Compostaje

Acondici

miento qu

Elutriac

Tratamie

trmic



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Deshidratacin Secado Reduccin trmica

Figura 3.12 diagrama de flujo general para el tratamiento y evacuacin de fan

Filtro de

vaco

Filtro

prensa

Filtro debanda

horizontal

Centrfuga

Era de

secado

Laguna

Evaporador delefecto mltiple

Secado

instantneo

Secado por

pulverizacin

Secado en

horno rotativo

Secado en

horno de pisos

mltiples

Incineracin en hornosde pisos mltiples

Incineracin de lecho

fluidificado

Combustin

instantnea

Coincineracin con

residuos slidos

Reactor vertical de

pozo profundo

Oxidacin por va

hmeda



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La aplicacin al suelo del fango de aguas residuales urbanas se define como la distribucindel fango sobre el terreno o inmediatamente por debajo de la superficie del mismo.

Figura 3.12- Aplicacin de lodos en terrenos forestales.

Una opcin respecto de la eliminacin del desecho slido, consiste en depositar suslodos en el vertedero de Copiulemu. Esta empresa, Hidronor, mantiene una tarifa decobranzas basada netamente en la concentracin de humedad (base hmeda) que poseanstos, donde el incremento del porcentaje de agua contenida se castiga con un aumentosignificativo de los costos por tonelada eliminada.



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Captulo 4Tratamiento de Aguas Residuales en Chile.

4.1- Aguas Servidas Domsticas.

La Tabla 4.1.1 muestra un resumen con la situacin de tratamiento en el pas y el volumende aguas servidas tratadas que estara disponible anualmente para ser utilizado en riego. Enlas Regiones I, II, IV y V, una gran parte de las aguas servidas son eliminadas al marmediante emisarios submarinos, de modo que no sera posible su reso. En la zona sur,debido a sus caractersticas, tampoco se requerira reutilizar aguas tratadas, de modo que enestricto rigor, el volumen disponible sera del orden de un 65% del indicado (aprox.300.000.000 /), correspondiendo en la regin metropolitana a un caudal del ordende 6,6 /. Los tratamientos que se utilizan actualmente, en el pas, para el tratamiento delas aguas servidas se indican en la Tabla 4.1.3.

Regin PoblacinHabitantes

Dotacinl/hab/d

NmeroPTAS

Cobertura%

VolumenAS /

I 415.247 158,9 4 96.1 18.515.551II 465.104 156,7 5 98.9 21.047.388III 245.514 154,6 4 77.5 8.589.548IV 520.116 150,0 21 95.2 21.687.589V 1.430.500 170,8 26 77.6 55.363.087RM 14 209.915.097

A. Andinas 5.561.018 199,3 64.2 207.770.746A. Cordillera 433.095 374,6 0.0 0A. Manquehue 17.801 889,1 46.4 2.144.351Los Domnicos 15.653 778,3 0.0 0SMAPA 618.446 212,1 98.4 37.689.502Servicomunal 71.882 191,1 88.5 3.549.825VI VIII 2.145.702 158,3 47 75.4 74.783.282VII 633.809 149,4 14 34.5 9.539.178IX 594.516 146,3 15 12.9 3.276.276X ESSAL 538.585 148,3 17 50.7 11.824.593X A. Dcima 131.758 153,8 1 92.2 5.455.658

XI 69.343 159,5 5 71.4 2.305.921XII 14.986 179,1 1 10.6 83.075Total 13.923.138 174 483.625.569Tabla 4.1.1- Tratamiento de Aguas Servidas en Chile. Las empresas A. Manquehue ySMAPA tratan sus aguas servidas a travs de las instalaciones de agua andinas .



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4.2- Aguas Residuales Industriales.

Las aguas residuales de las industrias incluyen los residuos sanitarios de los empleados, losresiduos de proceso derivados de la manufactura, agua de lavado y aguas relativamente

poco contaminadas procedentes de las operaciones procedentes de calentamiento yenfriamiento. Las aguas residuales de los procesos son las que cusan ms preocupacin, yvaran con amplitud segn el tipo de industria. En ciertos casos puede ser obligatorio untratamiento previo para quitar ciertos contaminantes o una compensacin para reducir lacarga hidrulica a fin de que las aguas residuales sean aceptables en el sistema municipal.En contraste con las cualidades relativamente congruentes de las aguas negras domsticas,las aguas residuales industriales suelen tener caractersticas muy variadas, incluso cuandolas industrias son similares. Por esta razn, es posible que se requieran estudios extensospara valorar los requisitos de pre-tratamiento y el efecto de las aguas residuales en losprocesos biolgicos.Los residuos son especficos de cada industria y varan desde fuertes residuos

biodegradables (de alta) como los que proceden del empacado de carnes, hastaresiduos como los talleres de recubrimiento con metales y de fbricas textiles, los cualespueden ser inorgnicos y txicos y requieren un tratamiento fsico y qumico local antes desu descarga al sistema municipal. El volumen o la concentracin de las aguas residualesindustriales suelen compararse con la de las aguas negras domsticas en trminos de unequivalente de poblacin (EP), con base en contribuciones per cpita representativa.

De acuerdo al catastro realizado por la Superintendencia de Servicios Sanitarios, el ao1996 se contabilizaron del orden de 2.500 industrias a nivel nacional, de las cuales unas1.780 se consideraban generadoras de residuos industriales lquidos. Un 65% de las

industrias generadoras est conectado al alcantarillado, en tanto el 35% restante elimina susefluentes a algn cuerpo receptor (Tabla 4.2.1).

Cuerpo receptor Industrias, %Alcantarillado 65, 7Ros 6,7Lagos 0,3Mar 6,8Canales riego 2,9Suelo 14,4

Otros 3,2Tabla 4.2.1, Destino de las descargas.

Cabe destacar que las industrias que descargan al sistema de alcantarillado, descarganfinalmente a un cuerpo receptor, el que en general puede ser un ro o el mar. Es interesanteconsiderar que algunas industrias descargan a canales de riego y un alto porcentaje lo haceal suelo, generalmente en operaciones de riego.



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4.3- Niveles de Tratamiento Requeridos en las Aguas Residuales paraMinimizar Impactos.

El reciclaje de aguas tratadas requiere de medidas efectivas para proteger la salud pblica yel medio ambiente. Los riesgos resultantes son funcin de los mtodos de aplicacin y

condiciones locales. La Tabla 4.3.1 muestra los niveles de tratamiento requeridos enfuncin del tipo de cultivo.

UsosRemocin Remocin Remocin Remocin

metalesCloro

residualRemocin Remocin Remocin

DBO yDQO

Nutrientes Patgenos Y orgnicostraza

desinfeccin SST yturbiedad

Sabor yolor

Salinidad

Riego forestal X -- X X -- X X ORiego cultivoRestringidos

X -- X X -- X X O

Riego cultivos

Limitados XX -- XX XX XX XX X XRiego todoslos cultivos yproductos

XXX -- XXX XXX XXX XXX XX X

Recargaacuferos

XXX XXX XXX XXXX XX XXX XXX --

Tabla 4.3.1- Requerimientos de Calidad para Reso de Efluentes Tratados en Riego.

Donde:-- = No es necesario.O = No es esencial.X = Necesidad leve.

XX = Necesidad Moderada.XXX = Fuerte necesidad.XXXX = Requerimiento estricto.

Aun cuando la mayor experiencia en riego con aguas residuales se refiere al uso de aguasservidas domsticas, es necesario reconocer que existen variados efluentes industriales querepresentan una importante fuente de aguas para riego, especialmente en el caso deindustrias procesadoras de alimentos, donde el volumen y las caractersticas de las aguasresiduales posibilitan su reso.



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4.4- Caracterizacin de recursos hdricos para uso de riego en chile.

4.4.1- Caracterizacin de la Calidad de aguas naturales y ocurrencia natural demetales.

De acuerdo a los antecedentes geolgicos e hidrolgicos del pas, de manera general, los

flujos de agua subterrnea y superficial cortarn unidades geolgicas similares en todo elterritorio nacional, con distancias relativamente cortas y con gradientes topogrficosrelativamente altos. Por esta razn, no se asigna un rol de importancia a la litologa comoelemento contaminante del agua.

Los hipotticos elementos contaminantes estarn relacionados con las concentraciones,naturalmente anmalas de elementos, que corresponden a yacimientos. El grado decontaminacin depender tambin de la cantidad de agua que est al alcance delcontaminante. Se consideran con mayor potencial de riesgo de contaminacin por mineralesa las regiones de baja precipitacin, principalmente entre la I y la V.

La Tabla 4.4.1 muestra los elementos potencialmente contaminantes, en funcin de losyacimientos existentes en las distintas Regiones del pas.

Regin Posible mineral contaminanteI Al, Bo, Li, Mo, Ag, Ba, Asbesto, Sb, Na, UII Al, Bo, Li, Mo, Ag, Be, Ba, Sb, Na, UIII Al, Bo, Li, Mo, Va, Ag, Ba, Sb, Na, UIV Mo, Va, Ag, Ba, Asbesto., Sb, UV y metropolitana Al, Mo, BaVI Al, Mo, Sb, UVII Al, Li, Va, AsbestoVIII Al, Ni, AsbestoIX Al, Mo, Ni, AsbestoX Al, Ni, Asbesto,. SbXI Mo, Ag, UXII SbTabla 4.4.1.



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4.4.2- Caracterizacin de Calidad de Aguas Intervenidas.

La Tabla 4.4.2 muestra un resumen de las caractersticas tpicas de aguas servidas segn suclasificacin en agua dbil, media o fuerte.

Parmetro Unidad Dbil Media FuerteSlidos totales mg/l 350 720 1200Slidos disueltos mg/l 250 500 850Fijos mg/l 145 300 525voltiles mg/l 105 200 325Slidos suspendidos mg/l 100 220 350Fijos mg/l 20 55 75voltiles mg/l 80 165 275Slidos sedimentables mg/l 5 10 20

mg/l 110 220 400

DQO mg/l 250 500 1000COT mg/l 80 160 290Nitrgeno total mg/l 20 40 85N-orgnico mg/l 8 15 35N-amoniacal mg/l 12 25 50N- mg/l -- -- --N- mg/l -- -- --Fsforo total mg/l 4 8 15P orgnico mg/l 1 3 5P inorgnico mg/l 3 5 10Cloruros mg/l 30 50 100

Sulfatos mg/l 20 30 50Alcalinidad mg/l 50 100 200Aceites y grasas mg/l 50 100 150Comp. Org. Voltiles mg/l 400Coliformes fecales NMP/100ml 10 10 10 10 10 10Tabla 4.4.2, Fuente: Metcalf & Eddy, 1990.

Cabe destacar que en Chile, an cuando las aguas son clasificadas como medias a fuertes enla mayora de los casos, en general, esto slo se refiere a su composicin en trminos deDBO5 y SST.Para efectos de reso en riego los parmetros que interesan son aquellos de tipo inorgnico,principalmente, que podran afectar el crecimiento de las plantas o la permeabilidad delsuelo. Estas sustancias inorgnicas disueltas no experimentan una modificacinsignificativa durante el tratamiento de las aguas servidas y por lo tanto es esperable que lasconcentraciones sean similares a las del agua potable ms los incrementos que ocurrendebido al uso domstico de stas.

En la Tabla 4.4.3 se indican los incrementos esperados en algunos parmetros respecto a losvalores en el agua potable.


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