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Pretratamiento y tratamiento primario de aguas residuales

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SERIE AUTODIDCTICA DE MEDICIN DE LA CALIDAD DEL AGUAIDENTIFICACIN Y DESCRIPCIN DE SISTEMAS PRIMARIOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Autor: Csar G. Caldern Mlgora Revisor IMTA: Violeta E. Escalante Estrada Revisor CNA: Miriam Beth Arreorta Cosmes Luis Miguel Rivera Chvez Editor: Casr G. Caldern Mlgora

SUBDIRECCIN GENERAL DE ADMINISTRACIN DEL AGUA (CNA) COORDINACIN DE TECNOLOGA HIDRULICA (IMTA)

Comisin Nacional del Agua, CNA Instituto Mexicano de Tecnologadel Agua, IMTA Edita: La Gerencia de Recaudacin y Control de la Subdireccin General de Administracin del Agua. Comisin Nacional del Agua. La Coordinacin de Tecnologa Hidrulica. Instituto Mexicano de Tecnologa del agua. Imprime: Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua

PARTICIPANTESEn la realizacin de este documento, colaboraron : Especialistas del Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua, IMTA y de la Subdireccin General de Administracin del Agua, CNA Autores: Csar G. Caldern Mlgora. Revisor IMTA: Violeta E. Escalante Estrada. Revisores CNA: Miriam Beth Arreorta Cosmes. Luis Miguel Rivera Chvez. Editor: Csar G. Caldern Mlgora. Corrector de estilo: Antonio Requejo del Blanco. Diseo: Mayra Leticia Navarrete Morales . Ilustraciones: Eduardo Rodrguez Martnez.

Para mayor informacin dirigirse a: COMISIN NACIONAL DEL AGUA SUBGERENCIA DE INSPECCIN Y MEDICIN. Ing. Roberto Merino Carrin roberto.merino @ cna.gob.mx Insurgentes Sur N1960, 1er piso, Colonia Florida C.P. 01030, Mxico D.F. Tel. 01(55) 53-22-24-00 ext. 6607 Fax ext. 6608 INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGA DEL AGUA. SUBCOORDINACIN DE CALIDAD E HIDRULICA INDUSTRIAL. M.I. Marco Antonio Toledo Gutirrez mtoledo@tlaloc.imta.mx Paseo Cuauhnhuac N 8532, Colonia Progreso, CP. 62550, Jiutepec, Morelos. Telfono y Fax 01(777)3-20-87-25. Derechos reservados por Comisin Nacional del Agua, Insurgentes Sur N 2140, Ermita San ngel; C.P. 01070, Mxico D.F. e Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua, Paseo Cuauhnhuac N 8532, Colonia Progreso, C.P. 62550, Jiutepec, Morelos. Esta edicin y sus caractersticas son propiedad de la Comisin Nacional del Agua y del Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua.

ISBN 968-7417-86-2

CONTENIDOPREFACIO PARA QUIN? POR QU? Y EVALA SI SABES 1.PRINCIPIO DE FUNCIONAMIAENTO DEL TRATAMIENTO PRIMARIO RESUMEN AUTOEVALUACIN 2. EQUIPO E INSTALACIONES DEL TRATAMIENTO PRIMARIO RESUMEN AUTOEVALUACIN 3. TIPO DE CONTAMINANTES QUE REMUEVEN LOS SISTEMAS PRIMARIOS Y LAS EFICIENCIAS DE REMOCIN RESUMEN AUTOEVALUACIN 4. TRATAMIENTO FISICOQUMICO RESUMEN AUTOEVALUACIN BIBLIOGRAFA GLOSARIO RESPUESTAS A LAS AUTOEVALUACIONES ANEXO

PGINAI II 1 9 9 10 24 24 26 27 27 28 34 34 36 37 39

PREFACIOLa Comisin Nacional del Agua (CNA), rgano desconcentrado de la Secretara de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), tiene la atribucin de administrar y custodiar las aguas nacionales y sus bienes pblicos inherentes. Como parte de la estrategia de la CNA para preservar la calidad de las aguas nacionales, la Subdireccin General de Administracin del Agua, en colaboracin con el Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua (IMTA) ha editado la primera parte del Paquete Autodidctico para Medicin de la Calidad del Agua, que tiene como objetivo capacitar al personal que realiza visitas de inspeccin, a fin de que la toma y conservacin de muestras de agua residual se realice de manera confiable, de forma segura y sin vicios tcnicos que pudieran invalidar la visita, as como proporcionarle los principios para identificar y describir los diversos sistemas empleados para el tratamiento del agua residual. Esta primera parte, consta de ocho unidades que se elaboraron con la finalidad de presentar los procedimientos de manera sinttica, amena y sencilla, de tal manera que adems de ser manuales de capacitacin, sirvan como guas de referencia rpida que unifiquen los criterios en la aplicacin de los procedimientos descritos y en la identificacin de los sistemas de tratamiento de aguas residuales. La unidad inicial, denominada Fundamentos Tcnicos para el Muestreo y Anlisis de Aguas Residuales, contiene conceptos bsicos sobre contaminacin del agua y los requisitos necesarios para llevar a cabo un muestreo conforme a lo estipulado en la NOM-001-ECOL-1996; las siguientes unidades se derivan de sta, y por ello es recomendable que el usuario de esta serie inicie la autocapacitacin con dicha unidad. La segunda, tercera y cuarta unidad se refieren al muestreo y preservacin de contaminantes especficos, as como a las determinaciones en campo (pH, temperatura y materia flotante). La quinta unidad, llamada Aforo de Descargas aborda las tcnicas ms adecuadas para cuantificar el caudal del agua residual descargada, de acuerdo a las diversas condiciones que puedan presentarse en campo. La sexta unidad, plantea los procedimientos de seguridad e higiene que los inspectores deben observar durante el desarrollo del muestreo, a fin de asegurar su integridad fsica y la de la muestra. Finalmente, las dos unidades restantes se enfocan a la descripcin de los principios de funcionamiento de los sistemas primarios y secundarios de tratamiento de aguas residuales, de tal forma que el inspector pueda detallar en el acta los equipos que observa. Cada unidad cuenta, con una presentacin en disco compacto para PC (CD ROM), que resalta los aspectos ms importantes sealados en el texto y se apoya en fotografas e ilustraciones adicionales que refuerzan los conceptos planteados.

I

IDENTIFICACIN Y DESCRIPCIN DE LOS SISTEMAS SECUNDARIOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESPara quin?Este manual se dirige a los especialistas tcnicos de las brigadas de inspeccin y verificacin, quienes se encargan del muestreo de las descargas de los usuarios en aguas nacionales.

Para qu?Este manual se elabor con el fin de proporcionar al usuario los fundamentos para describir el principio de funcionamiento de los sistemas fsicos y fisicoqumicos de tratamiento de aguas residuales, as como para identificar los diferentes procesos mediante los cuales se lleva a cabo el tratamiento primario.

Evala si sabes Qu es un sistema de tratamiento? Cules son los diferentes tipos de slidos asociados con las aguas residuales ? En qu consiste el pretratamiento y qu equipo o instalacin se requiere para este? Qu contaminantes remueven los sistemas primarios? Qu es el tratamiento fisicoqumico?

II

1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL TRATAMIENTO PRIMARIOAl trmino de esta unidad el participante ser capaz de diferenciar los tipos de slidos presentes en el agua residual, y de describir las fuerzas que actan para la remocin de contaminantes en un sistema primario de tratamiento.

que impiden su aprovechamiento. La forma en que dichos contaminantes se encuentran en el agua determina el tipo de tratamiento a utilizar; una parte importante de los contaminantes es materia slida en suspensin y sta puede ser removida mediante los sistemas primarios. A continuacin explicaremos los distintos tipos de slidos asociados con el agua residual.Filtro estndar de fibra de vidrio > 1.2 m

1.1 Slidos totales La Norma Mexicana NMX AA 34 define los slidos totales como la suma de los slidos suspendidos totales y slidos disueltos totales. La diferencia entre este tipo de slidos est dada por el tamao de partcula (figura 1.1).

= dimetro de partcula < 0.001m

En el manual Fundamentos tcnicos para el muestreo de aguas residuales, se defini al agua residual como Agua de composicin variada proveniente de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, de servicios agrcolas, pecuarios, domsticos y, en general, de cualquier otro uso, que por su naturaleza no puede utilizarse nuevamente en el proceso que la gener y, al ser vertida en cuerpos receptores, puede implicar una alteracin a los ecosistemas acuticos o afectar la salud humana. As, el agua residual no es apta para ser reusada a menos que reciba un tratamiento. El tratamiento del agua residual consistir en remover, tanto como sea posible, las sustancias o condiciones

1.2 m < > 0.001m

0 .0 0 1 m 1 .2 m

S lid o s s u s p e n d id o s

S lid o s c o lo id a le s

S lid o s d is u e lt o s

F ra c c i n n o filt ra b le

F ra c c i n filt ra b le

Figura 1.1 Dimensiones de los slidos suspendidos, coloidales y disueltos. (Fuente: adaptado de Metcalf & Eddy, 1990). 1

Con el fin de aclarar estos conceptos utilizaremos el diagrama de flujo del procedimiento analtico para la determinacin de slidos (figura 1.2).

Materia flotante

Filtrado en malla de 2.8 a 3.0 mm (NMX-AA-06)

Slidos sedimentables S Sed.

Sedimentacin en cono Imhoff

Muestra

Evaporacin en cpsula de porcelana a 103C

Slidos totales totales STT

Nota: Slidos suspendidos totales SST+SDT = STT.

Slidos sedimentables se miden en mL/L. Slidos suspendidos, disueltos y totales se miden en mg/L. Los slidos fijos (suspendidos y

Torta de slidos(fraccin no filtrable)

Filtrado en filtro estndar de fibra de vidrio ( 1.2 m)

Filtrado (fraccin filtrable)

Evaporacin a 103C

Evaporacin a 103C

disueltos) son los que permanecen despus de la calcinacin. Los slidos voltiles se calcinan y se van en forma de CO2 se calculan como la diferencia entre Slidos Totales y Slidos Fijos SV = ST - SF

Slidos suspendidos SST

Slidos disueltos SDT

Calcinacin a 550C Slidos suspendidos voltiles SSV Slidos voltiles totales SVT Slidos suspendidos fijos SSF Slidos disueltos voltiles SDV

Calcinacin a 550C Slidos disueltos fijos SDF Slidos fijos totales SFT

Slidos totales totales

Figura 1.2 Diagrama de flujo para la determinacin de slidos. (Fuente: adaptado de Metcalf & Eddy, 1990). 2

Siguiendo el diagrama de flujo, resulta evidente que los slidos totales son toda la mate