Ciclo integral del agua. Saneamiento.

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ.
CONSEJO DEPARTAMENTAL DE AREQUIPA.
Curso Internacional:
“Gestión responsable en el tratamiento de aguas para
abastecimiento y aguas residuales: Garantía para el progreso”.
Jornada S.20-Julio-2013:
Ponente: Ing. Gustavo Martín de Lucas. Mag. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la U.P.M.
Director de AGEINSER, S.A.C. Agua, Estructuras e Infraestructuras de Servicios. Proyectos y Obras.
www.ageinser.com , gustavo.martin@ageinser.com; celular: 94345 0670

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ.
CONSEJO DEPARTAMENTAL DE AREQUIPA.
Curso Internacional:
“Gestión responsable en el tratamiento de aguas para abastecimiento
y aguas residuales: Garantía para el progreso”.
Jornada S.20-Julio-2013:
Ponente: Ing. Gustavo Martín de Lucas. Mag. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos por la U.P.M.
Director de AGEINSER, S.A.C. Agua, Estructuras e Infraestructuras de Servicios. Proyectos y Obras.
www.ageinser.com , gustavo.martin@ageinser.com; celular: 94345 0670

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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ- C.D.
AREQUIPA
INDICE DE SANEAMIENTO.
1.- IMPORTANCIA DE LA CARACTERIZACIÓN DE LOS RIOS: VIDA, USOS AGUAS ABAJO,
AUTODEPURACIÓN, EUTROFIZACIÓN.
2.- REDES DE SANEAMIENTO. CONDUCCIONES. ELEMENTOS SINGULARES.
3.-DEVOLUCIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES A CAUCE Y DOMINIO PÚBLICO.
4.- AUTODEPURACIÓN. REACCIÓN DE LA NATURALEZA.
5.- DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES. ESTACIÓN DE RECICLADO DE AGUAS RESIDUALES
(ERAR). REUTILIZACIÓN DEL AGUA.

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AREQUIPA
1.- IMPORTANCIA DE LA CARACTERIZACIÓN DE LOS RIOS: VIDA, USOS
AGUAS ABAJO, AUTODEPURACIÓN, EUTROFIZACIÓN.

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AREQUIPA
1.1.- CARACTERIZACIÓN DE LOS RIOS: VIDA, USOS AGUAS ABAJO, AUDEPURACIÓN.
Para saber los efectos de cualquier tipo de vertido sobre un rio conviene conocer las
propiedades, vida, usos y actividades que tiene el rio desde el punto supuesto de vertido
hacia aguas abajo y hasta donde el rio ha sido capaz de autodepurarse eliminando en ese
tramo la carga que ha recibido. Por ello hay que conocer:
•O2 disuelto en el rio en el punto de vertido y el tramo.
•DBO del rio en ese punto y en el tramo.
•Especies de fauna, flora que viven en él → determinan la calidad del agua que
necesitan.
•Usos del agua aguas abajo: si hay captaciones y sus usos.
Esto va a permitir que se pueda caracterizar el cauce del rio por tramos indicando cual es el
vertido que admite sin variar y afectar la vida y usos que en él se desarrollan gracias a la
capacidad del rio de autodepurarse: eliminar él por sí mismo la carga contaminante (S.S.,
DBO, DQO, N, P, etc).

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AREQUIPA
1.2.- EUTROFIZACIÓN.
Se produce en aguas estancadas por exceso de nutrientes: N y P.
N + P + acción solar → crecimiento espectacular de algas.
Efectos de las algas:
Muchas algas → por algas en superficie no llega luz al fondo y de noche no
fotosintesis → ↓O2 → muerte de algas → decantación de materia orgánica + Ca +
metales pesados (Fe, Mn) → entra en fase anaerobia y produce NH3, SH2, CH4.
1.2.1- EFECTOS DE LA EUTROFIZACIÓN.
•El embalse pasa de color azul a verdoso por algas en superficie, se genera mal olor (NH3,
SH2) y mal sabor. Esta agua no vale para abastecimiento y consumo humano, sí para riego.
•↓ O2 → reducción de flora y fauna.
•Se pierde recurso hídrico porque no vale para consumo humano ya que al clorarlo da lugar
a los trihalometanos (cancerígenos).
•El embalse se llena de sedimentos de materia orgánica, se reduce su capacidad útil. Los
sedimentos aportan N y P y como sigue entrando agua el problema se agrava. Recuperar
un embalse eutrofizado cuesta mucho tiempo y dinero.
•Hay algas muy peligrosas porque tienen cianuro, contaminan el agua.

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AREQUIPA
1.2.-EUTROFIZACIÓN (continuación)
1.2.1.- EFECTOS DE LA EUTROFIZACIÓN (continuación)
•El S entra en el embalse en forma de sulfatos, la materia orgánica descompuesta coge el
O2 de los sulfatos y da el SH2. Parte del S se escapa a la atmósfera y parte queda en la
superficie.
•El P:
Orgánico.- viene de las EDAR’s de aguas arriba.
Inorgánico.- de los detergentes que usamos.
Pérdidas de P en el embalse ≈ 15%.
•El N:
Llega en forma de nitratos (poco como nitritos), pasa a NH3. Parte del N se escapa
por la superficie, ≈ 20%.
•Como se ve la mayor parte de la masa queda en el embalse.

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AREQUIPA
1.2.1.- EFECTOS DE LA EUTROFIZACIÓN (continuación)

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AREQUIPA
1.2.2.- CAUSAS DE LA EUTROFIZACIÓN.
•Contaminación por: N, P (fosfatos de
detergentes), C, sulfatos.
• Aguas de refrigeración de centrales térmicas.
•Hidrocarburos.
•Detergentes y fangos.
En Epilimnio la T ~ constante; En Hipolimnio la
T~cte.=4ºC. La termoclina, metalimnio, es en la
que hay ∆T y hace de barrera a la circulación de
corrientes del agua cuando el ∆T es grande.

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AREQUIPA
1.2.- EUTROFIZACIÓN (continuación)
1.2.3.- LIMITES DE LA EUTROFIZACIÓN.
•Se controlan las concentraciones de N y P en superficie porque es donde se produce la
fotosíntesis y crecimiento de algas:
P< 10 mgr/l; N< 300 mg/l → embalse oligotrófico.
•Para evitar la eutrofización → las aguas que llegan al embalse deben aportar:
P: 0,2 - 0,5 gr/m2 año
N: 5 - 10 gr/m2 año
•Con esto → embalse oligotrófico, con aguas claras, poco P y N, pocas algas.

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AREQUIPA
1.2.3.- LIMITES DE LA EUTROFIZACIÓN (continuación).
Clasificación del embalse función de la eutrofización:
El control sobre el embalse se hace sobre estos parámetros y en épocas críticas, primavera y
verano que es cuando la temperatura es alta y hay luz solar.
Clorofila A (mg/m3). Fósforo (mgr/l) Lectura del disco
de Secchi (m).
Ultraoligotrófico. < 25 < 4 > 6
Oligotrófico. < 8 < 10 > 3
Mesotrófico. 8 -25 10 – 35 3 - 1,5
Eutrófico. 25 – 75 35 – 100 1,5 – 0,7
Hipereutrófico. > 75 > 100 < 0,7

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AREQUIPA
1.2.4.- SOLUCIONES A LA EUTROFIZACIÓN.
•Detergentes sin P → biodegradables.
•Eliminación conjunta del P y N en EDAR: proceso caro pero merece la pena
(Desnitrificación).
•Aireación: mediante turbinas.

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2.1.- VERTIDOS A LA RED DE SANEAMIENTO.
•A la red de saneamiento no se puede conectar cualquier
tipo de vertido pues si es tóxico a los microorganismos de
las aguas residuales los destruirá iniciándose un proceso
anaerobio perjudicial, tóxico y estas aguas no serán
depurables en la EDAR (PTAR) o ERAR.
•Los vertidos a la red general de colectores han de ser
controlados.
•Cualquier vertido que contenga tóxicos, químicos,
metales pesados, concentraciones inadmisibles de carga
debe ser tratado previamente por el generador antes de
verterla.
•Aguas residuales: urbanas e industriales, pero exentas de
tóxicos.
•Aguas blancas: escorrentías, pluviales.

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2.2.-TIPOS DE REDES.
•Redes unitarias.
En una misma red de colectores
generales se recogen las aguas
residuales y las aguas blancas.

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•Redes separativas.
En un colector las aguas residuales.
En un 2º colector independiente las pluviales.

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•Redes separativas.

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2.3.- DISEÑO Y PROYECTO.
2.3.1-CAUDALES.
A partir de la dotación futura, en año horizonte a 25 años (normalmente), se obtiene la dotación y
el consumo.
•A red de residuales:
Población > 100.000 hab. → 0,85 – 0,95 del Vol. De abastecimiento.
•Caudales de diseño en red de saneamiento:
Aguas residuales:
Caudal medio: Qmed → → 0,85 x Qmed.
Caudal punta: Qp,N = Cp x Qmed. ; Cp = coeficiente de punta, f(Pobl), normalmente = 2,1

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AREQUIPA
2.3.1-CAUDALES (continuación).
Aguas pluviales:
Qlluvia = Qll = ϕSI
I = f(T, tag); normalmente T= 10 años, 25 años, depende del criterio del proyectista.
S= superficie que genera escorrentía, dependerá de la relación entre el tiempo de
aguacero (tag) y el de concentración de la cuenca.
ϕ= coeficiente de escorrentía.
Caudal total:
Qmáx = Qp,N + Qll → caudal para el que se diseña.

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2.3.2- PUNTO DE INICIO DEL PROYECTO.
La red de saneamiento se proyecta desde aguas abajo, desde el punto de vertido hacia aguas arriba.
Esto determinará si las pendientes son compatibles con las del terreno o no.
2.3.3.- LIMITACIÓN DE VELOCIDADES.
vmín = 0,6- 0,9 m/s → para evitar sedimentaciones y sus problemas.
vmáx = 3 – 5 m/s → para evitar erosiones.
2.3.4.- LIMITACIÓN DE CALADO EN CONDUCTOS.
Para Qmáx → 80% de la sección, el otro 20% para asegurar aireación.
Así con Q, i → obtenemos “v” y “S” y vamos tanteando y proyectando.
2.3.5.- ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA RED.
•Acometidas y sumideros.
•Colectores, galerías visitables, hincas.
•Pozos de registro.
•Aliviaderos.
•Bombeos.
•Depósitos de retención.
•Secciones especiales: rápidos, resaltos.

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AREQUIPA
2.3.- DISEÑO Y PROYECTO
(continuación).
2.3.5.- ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA
RED (continuación).
•Acometidas.
Puntos de conexión de la salida de
aguas vertidas al pozo de la red general
de colectores desde la parcela.
•Sumideros.
Hueco de recogida de aguas de
escorrentía y conexión con tubo a pozo
de registro.

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(continuación).
2.3.5.- ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA
RED (continuación).
•Colectores, galerías visitables,
hincas.

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(continuación).
2.3.5.- ELEMENTOS CONSTITUTIVOS
DE LA RED (continuación).
Colectores, galerías visitables,
hincas (continuación).
Colector φ3000 mm con anden hecho in
situ, respetando condición seco con Qp,N.

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(continuación).
Hinca colector φ3000
mm bajo carretera
evitando apertura de
zanjón, corte de
carretera, molestias al
tráfico y posteriores
reparaciones.

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(continuación).
Emisario con resalto, zona de galería
visitable.

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2.3.5.- ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE LA RED (continuación).
•Pozos de registro. Pozos con resalto.

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•Pozos de registro (continuación).

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•Aliviaderos.- Hay que asegurar dilución.
Caso aliviadero de desvio a Depósito de Retención (Estanque de tormentas), porque la EDAR
(PTAR) no tiene capacidad para ese Qmáx y no interesa porque lleva poca carga para depuración
→ Qpasa = 3 Q med.
Caso aliviadero de Depósito de Retención → dilución 10, esto es Q llega a depósito = 10 Qmed.

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AREQUIPA
•Bombeos.
En aguas residuales las bombas son distintas a cuando son aguas limpias. Los rodetes y
difusores son distintos para poder triturar y evitar su obturación.
Atención al diseño de la cámara de bombeo y aspiración de las bombas.
La estación de bombeo debe contar con varios grupos que entren en funcionamiento
secuencialmente y alternativamente según aumenta el nivel de agua en la cámara. Lo detecta
la sonda del autómata y da la orden de arranque o parada. El nº de arranques por hora de cada
bomba es muy importante pues determina desgaste y consumo energético.
Cuidado con impulsiones largas, podría generar proceso anaeróbico que genere sustancias
tóxicas, que generen mal olor, corrosivas (SH2, sulfhidrico, mal olor y corrosivo). Esto genera un
grave problema en la EDAR al haber entrado en fase anaerobia y desaparecido los
microorganismos aerobios que son los que trabajan en la depuración.

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AREQUIPA
•Depósitos de retención.
Recoge las aguas que no
cumplen con la dilución
adecuada para llegar a la EDAR y
que tampoco pueden ser vertidas
al rio por no cumplir con la
dilución adecuada que asegure la
no contaminación del rio y su
afección. Así pues recoge las
aguas de principio y fin de
tormenta regulando su vertido al
cauce asegurando su dilución. En
esta regulación hace función de
decantador. Después se
bombeará a EDAR y se limpiarán
los vasos del depósito de
retención (estanque de
tormentas).

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AREQUIPA
•Depósitos de retención y ERAR (PTAR): posicionamiento en terreno.
Estanque de tormentas Abroñigales.
ERAR La Gavia.

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•Secciones especiales: rápidos.

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AREQUIPA

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AREQUIPA
3.1.-VERTIDO A CAUCE DE RIO.
El efluente de la EDAR (PTAR) debe cumplir los LMP para poder verter a cauce público. Por ello
se deberá controlar la calidad mediante toma de muestras periódica de los vertidos efluentes.
Parámetro. Unidad LMP de efluente para
vertidos a cuerpo de agua
Aceites y grasas. mgr/l 20
Coliformes tolerantes. NMP/100 ml 10.000
DBO5 mgr/l 100
DQO mgr/l 200
pH unidad 6,5 – 8,5
Sólidos Totales en Suspensión. mgr/l 150
Temperatura. ºC <35
Decreto Supremo Nº003-2010-MINAM.

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3.2.-VERTIDO AL MAR.
Los vertidos al mar de efluente de la EDAR (PTAR) deben cumplir con unos valores de los
parámetros de salida que aseguren que al ser vertidos y por depuración de reacciones
naturales, al llegar a la costa ésta no se vea afectada.
3.2.1.- EMISARIOS SUBMARINOS.
•Basicamente es tubería de impulsión que lleva agua residual al mar. Hoy lo que se bombea es
el efluente de la EDAR.
•Antes de diseñar un emisario submarino hay que hacer estudio de mareas, corrientes, vientos
predominantes que generan oleaje, pues va a determinar donde irá el efluente bombeado al
subir a la superficie.
•En el vertido del efluente por el emisario se producen 3 fenómenos:
1. Mezcla y dilución.
2. Transporte (el mar transporta el vertido).
3. Reacciones del contaminante.

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AREQUIPA
3.2.-VERTIDO A MAR (continuación).
3.2.1.- EMISARIOS SUBMARINOS
(continuación).

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AREQUIPA
3.2.1.- EMISARIOS SUBMARINOS (continuación).
C0 = contaminación inicial.
Cf = contaminación final.
D1 = Dilución primaria por mezcla y dilución.
D2 = Dilución secundaria por transporte.
D3 = Dilución terciaria por reacción.

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AREQUIPA
DILUCIÓN PRIMARIA (D1).
Es la única sobre la que podemos actuar como ingenieros, colocando el vertido a una
profundidad y distancia de la costa.
D1 depende de:
•Profundidad de inyección.
•Toma, situación y orientación de la boca de salida.
•Turbulencias que se producen en el penacho.
•Corrientes marinas.
•Termoclinas: podrían generar barrera que evitara llegara vertido a la superficie
(densidad agua residual = 0,995; densidad agua marina = 1,025, la residual
asciende).

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AREQUIPA
DILUCIÓN SECUNDARIA (D2).
Se produce por transporte.
D2 depende de:
•Velocidad del viento.
•Corriente superficial.
•Morfología de la costa y fondo.
•Amplitud de mareas y oleaje.
•Corrientes predominantes.
DILUCIÓN TERCIARIA (D3).
Se produce por reacción.
D3 depende de estas reacciones:
•Dilución y dispersión.
•Desaparición e inactivación por mortalidad de microorganismos (radiación solar =
U.V., choque osmótico = salinidad; cambios de T; sedimentación = caen por peso;
predación = se lo comen los peces).

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AREQUIPA
Arriba:Difusor para emisario submarino.
A la dcha: difusor vertiendo efluente.

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AREQUIPA
4.-AUTODEPURACIÓN DE UN RIO. REACCIÓN DE LA NATURALEZA.

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AREQUIPA
Autodepuración = todos los efectos que se producen en un cauce natural.
Una vez que se ha eliminado hasta grasas queda la FOTOGRAFÍA MÍNIMA del agua que es
sobre lo que se puede actuar en la EDAR. Es sobre lo que se produce la DEPURACIÓN.

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AREQUIPA
•En el rio , en los pozos donde hay remansos, se quedan los sólidos sedimentables → DEPURACIÓN 1aria
(es física).
•(En las EDAR se crean pozos = zonas de remanso).
•Del final de la Depuración 1aria hacia adelante se produce la depuración por acción química + biológica.
•En aguas residuales (A.R.) hay 109 microorg./ml. Tipos de microorganismos:
Función de la temperatura:
Criófilos.
Mesófilos: viven entre 14-36ºC, nos interesa estén entre 28-32ºC: son los que nos
interesan porque son los que actuan en el rio.
Termófilos.
Función del pH:
Ácidos.
Neutrófilos: pH = 6,5 – 8 → hay que protegerlos → no vertidos industriales.
Alcalinos.
Función del O2 disuelto:
Aerobios: los que nos interesan en A.R. porque son el 60-70%, queremos que trabajen,
su metabolismo es más rápido (horas).
Anaerobios.
Facultativos.

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AREQUIPA
LO QUE NOS INTERESA DE LOS MICROORGANISMOS.
Como actuan en:
•Ciclo del N: los aerobios transforman hidratos de carbono (mat. Org) en nitratos que absorben las
plantas → cierran el ciclo del C. Los anaerobios generan fase amoniacal estable → no interesan.
•Ciclo del S: los aerobios transforman el S de la materia orgánica en sulfatos rápido, que es elemento
mineralizado. Los anaerobios lo transforman en sulfhídrico y sulfuroso → problemas graves de olores y
corrosión.
•Ciclo del C: los sedimentos en el fondo sin O2 → condiciones anaerobias → dan ácido acético y por
acción de bacterias → CH4 → rompe la costra y pone en suspensión la materia orgánica gasificada. El
CH4+O2 es explosivo → evitar condiciones anaerobias. En condiciones aerobias el C pasa a CO2 que
absorben las plantas y transforman en celulosa.

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AREQUIPA
ACCIONES DE LOS MICROORGANISMOS EN EL AGUA.
Metábolica: se producen 320 reacciones → metabolismo = transformación de materia orgánica en
materia viva.
Las bacterias y microorganismos absorben la materia orgánica del A.R. Las bacterias crecen y con la
materia orgánica que absorben en sus paredes como reserva de alimento floculan y dan lugar al verdín
de los rios = Depuración 2aria.
En la EDAR lo que hacemos es meter el agua en zona donde se formen flóculos y salga agua clarificada.

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AREQUIPA
AUTODEPURACIÓN DEL RIO.
Hay que saber que capacidad de autodepuración tiene el rio porque lo que se va a hacer con la EDAR
es ayudarle ya que el rio tiene vida y necesita alimento, por ello depuración como ayuda +
autodepuración.
Conocer la capacidad de autodepuración de un rio es fundamental. Crear el modelo es complejo
porque hay:
•Dilución en la corriente de agua.
•Sedimentación.
•Bacterias que son alimento de los protozoos.
•Microorganismos consumidos en la cadena trófica.
•Materia orgánica eliminada por oxidación.
•Subidas y bajadas de temperatura.
•Radiación U.V.
Además de estas variantes que influyen en la autodepuración, el rio también es variable a lo largo de
su cauce:
•Características morfológicas: secc. Transversal, pendiente, puntos singulares.
•Características hidraulicas: caudal, calado, velocidad, coeficiente de rozamiento.
•Cantidad de agua: parámetros físicos, químicos, biológicos.

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AREQUIPA
AUTODEPURACIÓN DEL RIO (continuación).
Existen distintos modelos:
•Modelo disperso (francés).
•Modelo de la EPA americana.
•Modelo rios españoles (gran variabilidad de Q de invierno a verano).
CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE CAUCES.
•Forma del rio: recto, sinuoso.
•Profundidad.
•Características químicas: DBO5, S.S., O.D., etc → atendiendo a esto también clasificación por
tramos.
•Características hidraulicas del rio → velocidad del agua.
•Actividad bacteriana.

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AREQUIPA
EJEMPLO MODELO USADO EN ESPAÑA: MODELO DÉFICIT DE OXÍGENO a través de la cantidad de
Oxígeno Disuelto (O.D.).
Zona I: vertido de A.R., ↓ O.D., turbidez impide
fotosíntesis.
Zona II: no hay vida, no algas, puede haber condiciones
anaerobias.
Zona III: se ha sedimentado todo lo que tenía que
sedimentar → empieza a ↑ O.D.
Zona IV: zona de recuperación del rio o donde decimos
que el rio se ha autodepurado.
O.S. = Oxig. Saturacion.

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AREQUIPA
Oxígeno Disuelto (O.D.) (Continuación).
En el modelo de O.D.:
•Factores que aumentan el O2:
Aportación del cauce.
Aportación del vertido.
Reaireación superficial.
Acción fotosintética.
Descenso de temperatura: cantidad de gases en agua varía porque es f(T).
Dilución por corriente no contaminada.
Factores que consumen O2:
Materia orgánica en suspensión = DBO.
Lodos depositados en el fondo (bentos).
Respiración de peces y otros microorganismos.
Respiración de algas.
Elevación de temperatura.
Contaminación añadida por otro vertido.
Incremento de salinidad: a más sales menor capacidad de captar O2.

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AREQUIPA
Oxígeno Disuelto (O.D.) (Continuación).
En el modelo de O.D.:
•Oxigeno de saturación: mayor cantidad de O2 disuelto que puede absorber un agua, se
consigue agitando el agua e inyectando aire. La cantidad de Oxigeno de saturación de una
corriente depende de:
Presión
Temperatura.
Cantidad de sales.
(Tabla de Whipple y Whipple).

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AREQUIPA
5.- DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES. ESTACIÓN DE RECICLADO DE AGUAS
RESIDUALES (ERAR). REUTILIZACION DEL AGUA.

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AREQUIPA
5.1.- PARÁMETROS DE CONTROL. VALORES DE ESTOS PARÁMETROS.
Los valores de los parámetros que se controlan y hacen que se puedan verter las aguas a los sistemas
generales valen como referencia estos:

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AREQUIPA
5.1.- PARÁMETROS DE CONTROL. VALORES DE ESTOS PARÁMETROS.
Los valores de los parámetros de control a la salida del efluente de la PTAR, como LMP:
Parámetro. Unidad LMP de efluente para
vertidos a cuerpo de agua
Aceites y grasas. mgr/l 20
Coliformes tolerantes. NMP/100 ml 10.000
DBO5 mgr/l 100
DQO mgr/l 200
pH unidad 6,5 – 8,5
Sólidos Totales en Suspensión. mgr/l 150
Temperatura. ºC <35
Decreto Supremo Nº003-2010-MINAM.
NMP=UFC = ud
formadoras de
colonia.

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AREQUIPA
5.2.-PRETRATAMIENTO: DESBASTE , TAMIZADO, DESARENADO Y DESENGRASADO.
5.2.1.- DESBASTE Y TAMIZADO.
•El objetivo es retener y eliminar los sólidos voluminosos antes de que entren en la instalación.
•Tanto rejas como tamices se proyectan con una separación o hueco al que cumpla el objetivo
marcado. Así se consigue:
Evitar depósitos.
Evitar obstrucciones.
Aumenta el rendimiento de las otras fases.
Aquí no se considera se elimine DBO, ni S.S., solo gruesos.
•El pretratamiento no puede fallar nunca.
•En reja lo retirado (plásticos, trapos, restos, materia orgánica, etc):
Humedad > 30%.
Mat. Orgánica: 70-80%.
•Tamices: apertura de hueco, s < 3 mm.

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AREQUIPA
5.2.1.- DESBASTE Y TAMIZADO (continuación).
Proyectamos rejilla y tamices de esta manera:
Vpaso a Qmedio > 0,6 m/s
Vpaso a Qmáx < 1 m/s → limpieza a favor de la corriente.
Vpaso a Qmáx < 1,2 m/s → limpieza contra corriente.
Pérdida de carga en reja:
K1, K2, K3: coeficientes de atascamiento, forma de secc. Horizontal barrotes, separación barrotes.

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AREQUIPA
Cuchara bivalva para limpieza reja de
entrada a EDAR.
Reja de desbaste en entrada a EDAR.

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AREQUIPA
Elevación por bombeo de las A.R. desde la
reja a tamices.
Tamices. Limpieza mecánica con peine.

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5.2.2.- DESARENADO Y DESENGRASADO.
DESARENADO.
•Para eliminar aquello que perjudica el equipamiento (bombas, conductos, etc.).
•Porque no es materia orgánica.
•Se utiliza desarenador de flujo horizontal o vertical, atendiendo a la velocidad ascensional de la
partícula (vcaida>vascensional → cae y tiempo de paso suficiente para que caiga en flujo horizontal).
•Con decantador flujo horizontal vh=0,25 – 0,30 m/s.
DESENGRASADO.
Para facilitar suban a la superficie se inyecta aire. Se recogen en “canal” separado por deflector en el
depósito y luego se retiran y llevan a vertedero.
Hoy desarenador-desengrasador en una sola fase y depósito.

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5.2.2.- DESARENADO Y DESENGRASADO (continuación).

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AREQUIPA
5.3.-DECANTACIÓN PRIMARIA: SEDIMENTACIÓN DE PARTÍCULAS INDISCRIMINADAS. FANGOS
PRIMARIOS.
Objetivo básico: eliminación de S.S. (sólidos en suspensión sedimentables) → hay que definir el
depósito con el tiempo de retención (tR) para que decanten.
Rendimientos de esta decantación:
η S.S. = 60% → arrastran también materia orgánica.
ηDBO5 = 35% (eliminación del 35% de materia orgánica).
Se distinguen tres tipos de sedimentación:
•Sedimentación de partículas discretas = desarenado y desengrasado → la arena cae con vcaida = cte
→ da igual la profundidad del desarenador.
•Sedimentación de partículas indiscriminadas: todo lo que no es arena y que por peso decanta →
por esto no hay formulación matemática y se funciona con experimentación. Lo que sí ocurre es que
con la profundidad vcaida aumenta porque se van uniendo partículas en la caida. Esto es la
DECANTACIÓN 1aria.
•Decantación tipo 3 = decantación floculada = DECANTADOR 2ario.

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AREQUIPA
PRIMARIOS.
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO DE SEDIMENTACIÓN.
•Tamaño de las partículas.
•Peso específico de las partículas.
•Concentración de S.S.
•Temperatura del agua porque varía la densidad del agua.
Vasc → interesa sea la menor posible para que vasc< vcaida.
tR → interesa sea lo mayor posible para que caigan más partículas.
Parámetros muy importantes.

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PRIMARIOS.
DISEÑO DECANTADOR PRIMARIO.
La Decantación 1aria se caracteriza porque no se sabe lo que decanta → por eso hay que
experimentar y ensayar con el agua a tratar. Como las aguas residuales son más o menos estandar,
no siempre se tienen que hacer ensayos. Sí los habrá que hacer si son aguas con componentes
industriales o que no sean como las estandares.
Por tanto, de los ensayos se sacan resultados, conclusiones y se han hecho tablas y gráficos. Así en
curva, con un rendimiento, sacamos tR y vasc → sacamos resto de características del D.1ario.
Una vez que conocemos las dimensiones del decantador → dimensionamos el vertedero, vemos la
carga sobre el mismo si está dentro de los parámetros recomendados, si no se pone doble vertedero.
Los decantadores se calculan para Qmed y Qmáx.
TIPOS DE DECANTADORES.
•De flujo horizontal → el que normalmente se usará.
•De flujo vertical → para EDAR muy pequeña.
Dentro de los de flujo horizontal, en función del espacio disponible se elegirá entre:
•Rectangulares.
•Circulares.

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PRIMARIOS.
TIPOS DE DECANTADORES (continuación)
Decantador de flujo horizontal rectangular de rasquetas.

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PRIMARIOS.
Decantador de flujo horizontal circular.

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PRIMARIOS.
Decantador de flujo vertical circular.

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PRIMARIOS.
FANGOS DEL DECANTADOR PRIMARIO.
•Son el 60% de S.S. y 35% de DBO5.
•Concentración F 1= 3 – 4%.

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5.4.- REACTOR BIOLÓGICO. DECANTACIÓN SECUNDARIA. FANGOS .
5.4.1.- DECANTACIÓN FLOCULADA.
Concepto que se maneja y objetivo que se persigue: decantación floculada.
Los coloides tienen en superficie cargas aniónicas que forman la capa rígida que hace que se repelan
entre ellos.
Fuera de esa capa rígida el agua tiene cationes fruto de la disociación de sales.
•Coagulación = desestabilización de los coloides para evitar que se repelan.
•Floculación = permite que los coloides se unan formando flóculos.
EN AGUAS RESIDUALES.
En la floculación influye:
El pH del agua.
La temperatura, a menor temperatura peor floculación.
La agitación (gran turbina).
COAGULANTES.
Son sales, normalmente de Fe3+, sulfato férrico (en ETAP se usa de Al3+, sulfato de alúmina), a veces
sulfato de alúmina porque es más caro.
También se pueden usar coagulantes orgánicos derivados del almidón, aunque normalmente se usan
como coadyuvantes que ayudan en la floculación en la 2ª fase.

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5.4.1.- DECANTACIÓN FLOCULADA (continuación).
FLOCULANTE.
•Polielectrolitos: son moléculas artificiales de gran peso. Hacen de puente para que se unan partículas
y floculen.
Coloides + reactivos → ↑ S.S. y puede que ↑ mucho respecto del valor que sale del D.1ario.
5.4.2.- OBJETIVO DE LA DECANTACIÓN SECUNDARIA (FLOCULADA).
•Eliminar coloides que están en suspensión.
•Se hará mediante proceso de coagulación-floculación aportando sales que ayuden:
A mejorar pH → Ca 2+, Na+.
Coagulación → sal de Fe3+, Fe2(SO4)3 (a veces de Al3+).
Floculación → se añaden polielectrolitos.
•La mezcla de sales con el agua residual se produce mediante agitación enérgica, con una gran
turbina.
•Rendimiento de la D. 2aria:
η S.S. = 88 - 92%
ηDBO5 = 88 - 92%

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5.4.2.- OBJETIVO DE LA DECANTACIÓN SECUNDARIA (FLOCULADA). (continuación)
Fangos extraidos de la D. 2aria:
5.4.3.-TIPOS DE PROCESOS BIOLÓGICOS.
A)FANGOS ACTIVOS.
Convencional.
Oxidación prolongada.
B) LECHOS BACTERIANOS.
De 1 etapa.
De 2 etapas.
Biodiscos.
95% mat. Orgánica.
5% fracción fija.
99% agua.
1% sólidos.
Para ir a digestión será necesario
el paso previo por espesador.

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5.4.3.- TIPOS DE PROCESOS BIOLÓGICOS .(continuación)
FANGOS ACTIVOS CONVENCIONAL.
Croquis de la línea de agua y
fangos.

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FANGOS ACTIVOS CONVENCIONAL.
Decantador 2ario.La dosificación y
agitación de coagulante y
floculante se da en compartimento
independiente.

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FANGOS ACTIVOS POR OXIDACIÓN PROLONGADA.
Recirculación de fangos: para que haya equilibrio con la contaminación que llega y así unos microorganismos
se puedan comer a otros → equilibrio entre kg de mat. Org. y kg de microorg.
Croquis de la línea de
agua y fangos.

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LECHOS BACTERIANOS.
Croquis del funcionamiento del
lecho bacteriano.

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LECHOS BACTERIANOS.
Croquis del funcionamiento del
lecho bacteriano.

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LECHOS BACTERIANOS.
Lechos bacterianos.

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LECHOS BACTERIANOS 1 ETAPA.
Croquis de lechos
bacterianos de 1 etapa.
Aquí no hay recirculación, es la única diferencia con los otros métodos.
No se recircula porque los fangos están formados por “costra de musgo” porque han caido por muerte de microorganismos
→ lo que harían es taponar.
Para regular los microorganismos que entran en los L.B. → sí se recircula agua limpia, así se diluye la carga y se mantiene el
equilibrio carga-microorganismos.

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LECHOS BACTERIANOS 2 ETAPAS.
Croquis de lechos
bacterianos de 2 etapas.

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5.4.- REACTOR BIOLÓGICO.
DECANTACIÓN SECUNDARIA.
FANGOS .
5.4.4.- DIMENSIONAMIENTO.
Siguiendo pautas marcadas por
ensayos.

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5.4.5.- DECANTADOR SECUNDARIO.
Foto de decantadores 2arios.

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5.5.-TRATAMIENTO TERCIARIO.
Si el agua que ha de recibir el vertido requiere un grado de tratamiento mayor que el que puede aportar el proceso
secundario, o si el efluente va a reutilizarse, es necesario un tratamiento avanzado de las aguas residuales. A menudo
se usa el término tratamiento terciario como sinónimo de tratamiento avanzado, pero no son exactamente lo mismo.
El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplearse para eliminar el fósforo, mientras que el tratamiento
avanzado podría incluir pasos adicionales para mejorar la calidad del efluente eliminando los contaminantes
recalcitrantes. Hay procesos que permiten eliminar más de un 99% de los sólidos en suspensión y reducir la DBO5 en
similar medida. Los sólidos disueltos se reducen por medio de procesos como la ósmosis inversa y la electrodiálisis. La
eliminación del amoníaco, la desnitrificación y la precipitación de los fosfatos pueden reducir el contenido en
nutrientes. Si se pretende la reutilización del agua residual, la desinfección por tratamiento con ozono es considerada
el método más fiable, excepción hecha de la cloración extrema. Es probable que en el futuro se generalice el uso de
estos y otros métodos de tratamiento de los residuos a la vista de los esfuerzos que se están haciendo para conservar
el agua mediante su reutilización.

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5.5.-TRATAMIENTO TERCIARIO (continuación).
5.5.1.- FINALIDAD DEL TRATAMIENTO TERCIARIO.
La eliminación de la Materia en Suspensión (Sólidos en Suspensión) y la turbidez del agua pueden conseguirse
sometiendo al agua a diversos procesos físico-químicos antes de proceder a su desinfección. Este conjunto de procesos
se designa comúnmente como tratamiento terciario e incluye la coagulación, la floculación, la decantación y la
filtración. El tratamiento terciario permite, además, eliminar un porcentaje elevado de los virus, las bacterias y los
parásitos contenidos en el afluente, confiriendo así una mayor fiabilidad al proceso de regeneración.
El objetivo del tratamiento terciario es eliminar la materia en suspensión del afluente secundario mediante filtración
directa, y desinfectar completamente el efluente, satisfaciendo así las exigencias del proceso de regeneración del agua
residual. La desinfección es el tratamiento que consigue el mayor grado de inactivación de virus y, por lo tanto, el que
merece un mayor grado de control. No obstante, la calidad de muchas aguas residuales es inadecuada para un
tratamiento eficiente de desinfección. Los tratamientos terciarios o avanzados pueden utilizarse como complemento al
proceso convencional de depuración biológica, para eliminar contaminantes disueltos o en suspensión, nutrientes,
metales específicos, y otros componentes peligrosos. La gama de tratamientos terciarios disponibles actualmente
incluye los físicos, los químicos y los biológicos. La utilización tanto de estas como de nuevas tecnologías de
tratamiento ofrece nuevas opciones para la gestión del agua:
1. El uso de materias primas de mayor calidad.
2. El uso de tecnologías más limpias.
3. La adopción de tecnologías con un uso más eficiente del agua.
4. La aplicación de tecnologías de tratamiento avanzadas que promuevan la recuperación de materiales, de
energía, y el reciclado y reutilización del agua.

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5.5.1.- FINALIDAD DEL TRATAMIENTO TERCIARIO (continuación).
El interés de disponer de un tratamiento terciario se debe fundamentalmente a los siguientes motivos:
1. Eliminación de nutrientes (N y P) para evitar la eutrofización (excesivo crecimiento de algas) de embalses.
2. Eliminación de compuestos nitrogenados para mejorar las condiciones de los ríos. También se pueden prever etapas
de desnitrificación (reducción de los nitratos a nitrógeno gaseoso) en aquellas instalaciones donde se espere la
nitrificación (oxidación del nitrógeno amoniacal a nitratos) por las condiciones de temperatura del agua. Con la
inclusión de esta etapa se consigue una mejor calidad del efluente (sobre todo en lo que se refiere a los sólidos) a
la salida de la clarificación final.
3. Tratamientos físico-químicos para la reducción de cargas excepcionales de tipo puntual o estacional y también para
la eliminación de compuestos provenientes de vertidos industriales que pudieran perjudicar el funcionamiento del
sistema biológico.
4. Filtración, bien para mejorar las condiciones del vertido con vistas a su reutilización, bien para su uso como agua
industrial tanto dentro de la propia EDAR. En función de la calidad del efluente secundario y del tipo de
reutilización, se aplican una serie o combinación de procesos unitarios físicos, químicos o biológicos, con el fin de
eliminar al máximo posible la Materia en Suspensión y la Materia Orgánica .

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5.5.2.- ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO.
La reutilización con fines agrícolas del nitrógeno proveniente de las aguas residuales domesticas es una de las prácticas
más antiguas y documentadas. El destino final del nitrógeno aportado por las aguas residuales, depende
principalmente de la proporción de nitratos presentes en la disolución que percola a través de las capas del suelo,
donde éstos son interceptados y absorbidos por las plantas. Los tipos de nitrógeno normalmente presentes en un agua
residual son: el nitrógeno orgánico, el amoniaco y el nitrato. Así mismo, un agua residual puede contener pequeñas
concentraciones de nitritos. La proporción relativa de estas diversas formas varía según el origen del agua residual, y de
la serie de tratamientos a que ésta ha sido sometida. El amoniaco es la especie predominante en la mayoría de los
casos, con concentraciones que oscilan entre 5 y 40 mg N/l. Cuando el agua residual es sometida a un tratamiento
aerobio, y dependiendo del grado de oxidación, el amoniaco presente en el agua será convertido normalmente en
nitratos por acción de las bacterias nitrificantes. Esta forma química del nitrógeno es la asimilada por las plantas. En
general, la asimilación de nitrógeno aportado tiene una eficiencia que no supera normalmente al 50%, siendo con
frecuencia inferior a dicho valor. En las plantas de aguas residuales la opción más común (Figura 1) de eliminación de
nitrógeno es la de pasar las aguas por un proceso de anoxia y oxigenación, en la cual el nitrógeno es eliminado en
forma de gas.
La desnitrificación es un proceso metabólico que usa el nitrato como aceptor
terminal de electrones en condiciones anóxicas (ausencia de oxígeno)
principalmente. El proceso de reducción de nitratos hasta nitrógeno
gas ocurre en etapas sucesivas, catalizadas por
sistemas enzimáticos diferentes, apareciendo como productos
intermedios nitritos, óxido nítrico y óxido nitroso.

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5.5.2.- ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO.
Para riego aparentemente puede que no nos sea necesario ya que el nitrógeno es un nutriente necesario para las
plantas, pero hay casos en los que puede que sea factible. Por ejemplo, un caso seria aquel que se basa en la
eliminación de nutrientes cuando el agua depurada debe de ser vertida (meses de invierno) y en la conservación de
estos nutrientes cuando el agua puede ser suministrada para riego (meses de verano). La conservación de estos
nutrientes propicia un ahorro global que incluso permite su suministro para riego en las zonas agrícolas.
5.5.3.- OPCIONES MÁS USADAS COMO TRATAMIENTO TERCIARIO.
El tratamiento terciario clásico estaría formado por los elementos: ·
•Sistema de Coagulación-Floculación.
•Filtración (Filtros de arena, sílex, por gravedad, a presión…).
•Desinfección (Mediante cloración y/o Ultravioletas).
En cuanto a la cloración se refiere, autoridades sanitarias prohíben la adición de cloro en el efluente de salida. Cuando
se clora el agua, se pueden generar compuestos tóxicos como, cloraminas, trihalometanos, ácidos haloacéticos,
además de otros compuestos organo-clorados.
Estos compuestos podrían entrar en contacto con los cultivos receptores, existiendo un peligro potencial de que pasen
a la cadena alimentaria. Es éste, un aspecto importante que requiere especial atención.

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AREQUIPA
5.5.-TRATAMIENTO TERCIARIO
(continuación).
5.5.3.- OPCIONES MÁS USADAS COMO
TRATAMIENTO TERCIARIO (continuación).
Figura 2 se muestran diversos esquemas
de tratamiento terciario con diferentes
opciones de tratamiento, dependiendo de la
calidad de agua regenerada que queramos
obtener y del agua depurada que tengamos
para regenerar.

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5.5.3.- OPCIONES MÁS USADAS COMO TRATAMIENTO TERCIARIO (continuación).
La Opción 1 es la más común, mientras que la Opción 3 es la más novedosa y va teniendo una progresiva aceptación e
implantación, especialmente en el caso de aguas saladas o salobres, circunstancia en que resulta imprescindible el
empleo de esta tecnología. Consiste en un tratamiento mediante membranas y permite unos rendimientos de
tratamiento muy elevados. Con la Ósmosis Inversa se consigue eliminar las sales disueltas y un agua de excelente
calidad. La previsión es que las EDAR’s existentes amplien al tratamiento terciario, mientras que en otros casos en los
que no se dispone esta prevista su construcción a corto o medio plazo. Es necesario conocer los procesos básicos del
tratamiento terciario ya que supondrá una parte más de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
5.5.3.1.- TRATAMIENTO FISICO-QUIMICO. COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN.
La coagulación-floculación es un proceso que consiste en añadir productos químicos al agua para desestabilizar (reducir
o eliminar) la carga superficial de las partículas (arcillas, coloides, virus, bacterias y ácidos húmicos). De esta manera se
forman aglomeraciones de partículas de mayor tamaño , los flóculos, que pueden sedimentar o ser filtradas. La
coagulación puede realizarse mediante dos tipos de reacciones:
1) La desestabilización de las cargas de las partículas en suspensión en el agua por medio de cationes polivalentes .
2) El barrido de las partículas en suspensión por la formación del hidróxido amorfo que arrastra los flóculos y los
coloides. La coagulación por desestabilización se realiza con un estricto control del pH entre 7,0 y 7,5 y bajas dosis
de coagulante. La floculación por barrido se produce por precipitación química, en la que el control del pH no es
crítico y las dosis son mayores que en el primer caso.

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5.5.3.1.- TRATAMIENTO FISCIO-QUIMICO. COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN (continuación).
Hay sustancias naturales que tienen capacidad para coagular, como es el caso del almidón y la quitosana, aunque
industrialmente no se usan. Los coagulantes más usados son las sales de cationes polivalentes, principalmente Al+3 y
Fe+3. La coagulación se puede realizar en línea o en un tanque de mezcla completa. Sin embargo, como la reacción del
coagulante con el agua es rápida, no hace falta colocar un tanque de mezcla completa y la operación se realiza en línea.
La dosis de coagulante es variable en función de las características del agua residual. La precipitación química permite
eliminar aproximadamente del 80 al 90% de los sólidos en suspensión, del 70 al 80% de la DBO5 y del 80 al 90% de las
bacterias. La desventaja de dicho proceso es que produce un aumento de la conductividad del agua. Cuando no se
dispone de decantador, debe evitarse que los flóculos formados sean demasiado grandes, porque esto puede producir
una colmatación rápida de los filtros. De esta manera se trabaja con dosis pequeñas, especialmente en filtración por
contacto. La dosis de coagulante recomendada para cada tratamiento se muestra en la Tabla 2.

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AREQUIPA
5.5.3.1.- TRATAMIENTO FISCIO-QUIMICO. COAGULACIÓN-FLOCULACIÓN (continuación).
Los ensayos de laboratorio de “jar tests” se han mostrado como herramientas útiles para la obtención de las
concentraciones previas de los reactivos que posteriormente se han optimizado en planta .
5.5.3.2.- DECANTACIÓN.
La sedimentación consiste en la separación por la acción de la gravedad de las partículas en suspensión cuyo peso
específico es mayor que el del agua. Los decantadores se emplean para eliminar los flóculos químicos formados en las
etapas de coagulación y floculación del tratamiento terciario. El objetivo principal es obtener un efluente clarificado y
transparente. Para mejorar el rendimiento de la sedimentación se han diseñado los decantadores lamelares. Los
decantadores lamelares son los que más se utilizan en tratamientos terciarios, ya que presentan mejor rendimiento
para un área determinada y por lo tanto ahorran espacio. El inconveniente práctico que presentan es la aparición
potencial de olores debido al crecimiento biológico, la acumulación de aceites y su obturación. Los decantadores
lamelares son tanques de poca profundidad que contienen unos dispositivos constituidos por paquetes de placas
paralelas o de pequeños tubos de plástico de diferentes formas. En la mayoría de los casos, el propósito fundamental
es obtener un líquido clarificado, pero también es necesario producir un fango con una concentración de sólidos, que
pueda ser manejado. En algunos casos la sedimentación es el único tratamiento al que se somete el agua residual. La
sedimentación puede producirse en una o varias etapas o en varios puntos del proceso de tratamiento. En una planta
de tratamiento de agua potable se utiliza en los clarificadores o sedimentadores primarios después de un tratamiento
de floculación y previo a la filtracion y desinfección. La eliminación de partículas también se puede llevar a cabo en un
campo de aceleraciones variable como la acción de la fuerza centrifuga. En este caso se denomina sedimentación
acelerada.

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AREQUIPA
5.5.3.2.- DECANTACIÓN.
Decantador lamelar.

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AREQUIPA
5.5.3.2.- FILTRACIÓN.
La filtración es un proceso de tratamiento consistente en hacer pasar el agua a través de un medio poroso para
eliminar la materia en suspensión (S.S.). Además, constituye una de las principales barreras para los agentes
infecciosos ya que contribuye a reducir la carga microbiana en el proceso de desinfección. La filtración de aguas
residuales adopta diseños especiales debido a las características físicas y químicas del agua. En general, los filtros
utilizados en los tratamientos terciarios, reciben partículas de mayor tamaño y más variable, de mayor peso y con
cargas de sólidos más variables. El proceso es muy simple y consiste en pasar el agua que se quiere tratar por un lecho
filtrante o por una membrana y se obtiene un permeado y un rechazo de solidos, al final empieza a aumentar el
contenido de sólidos en suspensión en el efluente hasta alcanzar un nivel máximo aceptable, o cuando se produce una
pérdida de carga prefijada en el interior del filtro. Una vez alcanzada cualquiera de estas dos condiciones, se termina la
fase de filtración, y se procede a lavar el filtro a contracorriente para eliminar la materia en suspensión que se ha
acumulado en el interior del lecho filtrante.
Los parámetros de control de un filtro son la turbiedad del agua, la disminución de la carga hidráulica y el tiempo entre
lavados. Se deben evitar los tiempos de lavados cortos, porque esto disminuye la producción de agua filtrada. Para
evitar la colmatación rápida de los filtros y trabajar de forma continua se recomienda que el agua de alimentación de
los filtros tenga una turbiedad inferior o igual a 6,0 UNT (Unidades Nefelométricas de Turbidez). Las tecnologías de
membrana ofrecen la posibilidad de una clarificación y desinfección simultánea sin la necesidad de adición de
productos químicos, que pueden reaccionar con las impurezas del agua generándose subproductos indeseables.

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5.5.3.2.- FILTRACIÓN (continuación).
Comprobaciones en una planta de ultra – microfiltración cuyo efluente procedía del decantador secundario de una
EDAR de lodos activados, demostró que el agua que se obtuvo fue de buena calidad, cumpliendo los criterios de la
USEPA de aguas reutilizadas en usos humanos, no con carácter de potables, alcanzándose una eliminación total de los
microorganismos indicadores de la contaminación fecal, y más del 99.8% en la eliminación de las bacterias aerobias
totales.
Entre los diferentes tipos de membrana, las membranas pueden ser:
•·Microporosas uniformes con un tamaño de poro. para MF y UF.
•·Asimétricas: con una superficie muy lisa y compacta seguida de microporosidad, se usan en Osmosis Inversa y
Nanofiltración.
•·TFC Thin Film Conmposite: para OI y NF Formada por una línea capa de rechazo, seguida de un diferente material
microporoso y finalmente otro de soporte.
Además dentro de cada grupo se pueden distinguir:
•Membranas porosas (separación por efecto de cribado), que poseen poros que pueden ser de diferentes tamaños. Las
operaciones de Microfiltración (MF), Ultrafiltración (UF), Nanofiltración (NF) y Diálisis usan membranas porosas.
•Membranas no porosas o densas (separación por mecanismo de solución-difusión). Las operaciones que utilizan este
tipo de estructura son: osmosis inversa (OI), permeado gaseoso (PG) y pervaporación (PV).
•Membranas de intercambio iónico, que son un tipo especial de las membranas no porosas con radicales cargados
electrostáticamente.

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AREQUIPA
Cuando la calidad del agua lo permite, se puede prescindir del decantador, obteniéndose el tipo de tratamiento
conocido como filtración directa. La ventaja de la filtración directa es el ahorro en la inversión y su desventaja es la
menor fiabilidad del proceso.
Por último, la filtración por contacto consiste en la inyección de coagulante en línea para luego pasar directamente a la
filtración. Es este caso la dosis de coagulante es mucho menor que en el tratamiento completo, debido a que unos
flóculos de gran tamaño colmatan rápidamente el filtro. La ausencia de decantador y de floculadores requiere
necesariamente un efluente secundario de gran calidad.
5.5.3.3.1.- MICROFILTRACIÓN.
Es un proceso de membrana muy antiguo que utiliza el gradiente de presión como fuerza impulsora. El mecanismo es
de cribado a través de los poros. Las membranas usadas para la microfiltración son porosas y simétricas, teniendo un
tamaño de poro de 0.1 – 10 µm. Separa partículas de un diámetro superior a 0.1 mm, algunos coloides grandes,
bacterias y levaduras. Parte de la contaminación viral también es atrapada en el proceso, a pesar de que los virus son
más pequeños que los poros de la membrana de microfiltración, debido a que los virus se pueden acoplar a las
bacterias. Respecto al pretratamiento de la MF bastan pocos requerimientos en comparación con los procesos
convencionales de clarificación del agua, donde se añaden coagulantes y otros productos químicos antes de la
filtración. Cuando las partículas y los microorganismos son los contaminantes y se use fibra hueca son necesarios
prefiltros, rango de 50 a 200 mm, para eliminar grandes partículas que pueden cegar el interior de las fibras. También
puede requerirse ajuste de pH para mantenerlo en el rango adecuado, esto es más importante para membranas de
derivados celulósicos.

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5.5.3.3.2.- ULTRAFILTRACIÓN.
La ultrafiltración (UF), al igual que la microfiltración, es un proceso de separación que utiliza la presión como fuerza
impulsora. La presión de trabajo es algo mayor, 0,6 a 5 bares. El mecanismo de separación es por cribado a través de
los poros de la membrana, que puede ser simétrica o asimétrica. Los poros de las membranas de ultrafiltración pueden
retirar de los fluidos partículas de 0.001 – 0.1 µm. y compuestos de elevado peso molecular (500 a 500.000 daltons).
Este proceso incluye materiales como bacterias, virus, almidón, gomas, proteínas, arcillas, pigmentos de pinturas, etc.
También reduce la concentración de colorantes de elevado peso molecular. Permite el paso de la mayoría de especies
iónicas El peso molecular de corte se usa para describir la capacidad de retención de la membrana y se refiere a la
masa molecular de un macrosoluto (normalmente polietilenglicol, dextrano o proteína) para el que la membrana tiene
una capacidad de retención mayor del 90%. Se utiliza para eliminar macromoléculas, coloides y materia en suspensión,
para reducir la DBO y, también, para deshidratar fangos. La técnica de ultrafiltración tiene muchas ventajas sobre las
operaciones de clarificación y filtración convencional.

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5.5.3.3.3.- NANOFILTRACIÓN.
La nanofiltración (NF), es un proceso de filtración por membranas operadas bajo presión en la que solutos de bajo peso
molecular (1000 daltons) son retenidos, pero las sales pasan, total o parcialmente, a través de la membrana con el
filtrado. Lo que provee un rango de selectividad entre las membranas de Ultrafiltración y Osmosis Inversa, permitiendo
simultáneamente concentración y desalado de solutos orgánicos. La membrana de NF retiene solutos que la UF
pasaría, y deja pasar sales que la OI retendría. En algunas aplicaciones, su selectividad entre moléculas de tamaños
similares es la clave del éxito del proceso de separación con membrana. Permitiendo un paso, prácticamente libre, de
iones monovalentes, la membrana de nanofiltración reduce el incremento del gradiente de presión osmótica, a la que
contribuyen las sales monovalentes. Como resultado es posible una mayor caudal de producto (permeado) La
nanoflltración está basada en el mismo principio que la ósmosis inversa, que permite rechazar sales polivalentes y
orgánicas macromoleculares a menor presión que la ósmosis (7 a 15 bar). La diferencia se encuentra en que la
membrana (elemento filtrante) utilizada para la nanofiltración permite un rechazo menor de sales, del orden del 90 al
95 %.

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5.5.3.3.4.- ÓSMOSIS INVERSA.
El fundamento de la ósmosis inversa (OI), también llamada hiperfiltración, es aplicar a una solución salina una presión
superior a su presión osmótica (de ahí el nombre de ósmosis inversa) con el fin de forzar al agua a pasar a través de
una membrana semipermeable, separándola así de las sales que contiene. La OI permite la separación de unas
sustancias tan pequeñas como iones inorgánicos. En la práctica, la presión utilizada en la ósmosis inversa es entre 5 y
20 veces la presión osmótica. La presión de filtración de ósmosis inversa varía entonces en función de la cantidad de
sales que contenga el agua, del porcentaje de rechazo que se busque, y de la propia tecnología de la membrana.

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5.5.3.3.4.- ÓSMOSIS INVERSA (continuación).
La ósmosis inversa es el nivel de filtración más fino disponible en la actualidad. Una membrana semipermeable actúa
como barrera para toda clase de sales disueltas, moléculas inorgánicas y orgánicas, pirógenos, materias coloidales,
virus y bacterias. Se pueden remover entre el 90 y 99 % de los compuestos disueltos, dependiendo del diseño del
sistema.
Existen básicamente dos tecnologías de membranas de ósmosis inversa:
• Elementos en espiral (es la más utilizada actualmente).
• Elementos en fibra hueca (sólo fabricada por Dupont).
Cada fabricante ofrece una amplia gama de membranas que varían en porcentaje de rechazo, resistencias al cloro,
resistencias a temperaturas y tamaños.
Se le llama conversión o recuperación al porcentaje de agua de alimentación que sale como producto. La recuperación
depende de:
• Límite de diseño de cada elemento o membrana. Nunca supera el 50 % por membrana. • Limite de
concentración de sales en el rechazo.
• Número de pasos.
• Caudal de rechazo.

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5.5.3.3.4.- ÓSMOSIS INVERSA (continuación).
El problema más crítico a enfrentar en la operación de un sistema de ósmosis inversa es la posibilidad de
ensuciamiento, por eso es necesario un pretratamiento previo. Los pretratamientos son diseñados para cada equipo y
para cada agua en función de sus características fisicoquímicas y bacteriológicas. Siempre se aconseja un prefiltrado
para cualquier sistema y el mismo puede llegar hasta 1 o 5 micras.
5.5.3.4.- DESINFECCIÓN.
Cuando existe la posibilidad de que la población pueda entrar en contacto con el agua residual tratada o regenerada, el
criterio de selección del tipo de tratamiento se basa en la necesidad de reducir la probabilidad de que las personas
entren en contacto con los microorganismos patógenos. Por lo tanto, un factor importante de la reutilización del agua
residual es el riesgo potencial para la salud pública asociado con la presencia de microorganismos patógenos.
Todo ello hace necesario incorporar algún tratamiento adicional para garantizar la eliminación de los microorganismos
patógenos del efluente.
La desinfección es el proceso más importante desde el punto de vista de la inactivación de organismos patógenos. Los
sistemas de desinfección más comunes en los procesos de tratamiento de aguas residuales son:
1) la adición de productos químicos (cloro, ozono y peróxido de hidrógeno).
2) la instalación de lagunas de afino.
3) el uso de luz UV.
4) los sistemas de filtración en medio granular o membrana.

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5.5.3.4.- DESINFECCIÓN (Continuación).
La eliminación de los microorganismos patógenos contenidos en un agua residual tratada se consigue mediante un
proceso de desinfección. Para asegurar la inactivación total de los microorganismos indicadores presentes en un agua
es necesario reducir al mínimo posible el contenido de materia en suspensión y la turbiedad del agua a tratar, ya que
las partículas ofrecen a los microorganismos una barrera protectora frente a la acción de los desinfectantes.
Los métodos de desinfección química empleados tradicionalmente utilizan alguno de los siguientes desinfectantes:
cloro libre, dióxido de cloro, hipoclorito sódico o cloraminas. El ozono es una tecnología menos utilizada en la
desinfección química. La eficiencia de cualquiera de estos productos desinfectantes es función de su concentración y
del tiempo de contacto con la muestra que se quiere desinfectar, de manera que la eficiencia desinfectante aumenta
cuando lo hacen los valores de las dos variables citadas. Varios estudios ponen de manifiesto la eficacia relativa de
estos productos químicos después de haberlos evaluado con respuesta a diversos microorganismos, llegando a la
conclusión de que, en general, el ozono presenta un mayor poder desinfectante, seguido por el cloro y, en último lugar,
por las cloraminas formadas durante el proceso de desinfección.

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En la aplicación de productos químicos para desinfectar un efluente secundario se debe tener en cuenta los siguientes
aspectos:
1. El momento de introducción del producto en el proceso y el orden de introducción si se trata de más de un
producto.
2. El pH del efluente secundario, que puede modificar el efecto desinfectante del agente químico.
3. La mezcla adecuada del producto con la muestra, con objeto de asegurar la presencia de desinfectante en todo el
volumen de agua a desinfectar.
4. El carácter volátil de algunos productos químicos, que pueden provocar efectos graves en la población.
5. La eficiencia del desinfectante, así como con la cantidad de desinfectante que pueda absorber y hacer disminuir su
actividad frente a los microorganismos.
6. Los problemas que se pueden derivar de una concentración residual elevada de desinfectante.
Entre los desinfectantes químicos permitidos por la legislación tenemos:
• Cloro y sus derivados.
• Ozono: Es un poderoso oxidante.
 Ventajas con respecto al cloro: No deja olor ni sabor residual. Produce una oxidación simultánea de la
materia orgánica, no da lugar a la formación de trihalometanos.
 Inconveniente: Alto coste. No acción residual ·

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•Permanganato potásico: Es un oxidante enérgico, que actúa rápidamente sobre la materia orgánica.
 Ventajas: No da sabor ni olor al agua; manipulación sencilla; bajo coste o Inconvenientes: No tiene acción
residual; El agua tratada con permanganato al cabo de tiempo forma un precipitado pardo-oscuro, que se
adhiere a los recipientes de vidrio y porcelana.
•Sales de plata: La aplicación de estos metales como desinfectantes del agua no se ha desarrollado en razón a su
elevado costo (200 veces más que el cloro gas) y tiempo de acción prolongado.
Las principales características que debe de cumplir un buen desinfectante son:
•Capaz de destruir los microorganismos patógenos.
•El tiempo de desinfección.
•No nocivo para la salud.
•De fácil manipulación, almacenamiento y detección en el agua.
•Acción residual.
•Económico.

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Filtro de tratamiento terciario. Desinfección: rayos U.V.

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5.6.- REUTILIZACIÓN DEL AGUA RECICLADA. POSIBLES USOS.
Se exponen a continuación los principales usos y las calidades correspondientes:
1. Usos urbanos:
Calidad 1.1 RESIDENCIALES
a) Riego de jardines privados.
b) Descarga de aparatos sanitarios.
c) Sistemas de calefacción y refrigeración de aire.
d) Otros usos domésticos.
Calidad 1.2 SERVICIOS URBANOS
a) Riego de zonas verdes urbanas (parques, campos deportivos y similares).
b) Baldeo de calles.
c) Sistemas contra incendios.
d) Lavado industrial de vehículos.
e) Fuentes y láminas ornamentales.
2. Usos agrícolas:
Calidad 2.1
a) Riego de cultivos con sistema de aplicación del agua que permita el contacto directo del agua
regenerada con las partes comestibles para alimentación humana en fresco.

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5.6.- REUTILIZACIÓN DEL AGUA RECICLADA. POSIBLES USOS (continuación).
Calidad 2.2
a) Riego de productos para consumo humano con sistema de aplicación de agua que no evita el
contacto directo del agua regenerada con las partes comestibles, pero el consumo no es en fresco
sino con un tratamiento industrial posterior.
b) Riego de pastos para consumo de animales productores de leche o carne.
c) Acuicultura.
Calidad 2.3
a) Riego localizado de cultivos leñosos que impida el contacto del agua regenerada con los frutos
consumidos en la alimentación humana.
b) Riego de cultivos de flores ornamentales, viveros, invernaderos sin contacto directo del agua
regenerada con las producciones.
c) Riego de cultivos industriales, viveros, forrajes ensilados, cereales y semillas oleaginosas.
3. Usos industriales:
Calidad 3.1
a) Aguas de proceso, limpieza y refrigeración industrial, excepto en la industria alimentaria.
b) Otros usos industriales.

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4. Usos recreativos
Calidad 4.1
a) Riego de campos de golf.
Calidad 4.2
a) Estanques, caudales circulantes de uso recreativo accesibles al público (excepto baño).
Calidad 4.3
a) Estanques, masas de agua y caudales circulantes ornamentales, en los que está impedido el acceso
del público al agua.
5. Usos ambientales
CaIidad 5.1
a) Recarga de acuíferos por percolación localizada a través del terreno.
Calidad 5.2
a) Recarga de acuíferos por inyección directa.
Calidad 5.3
a) Riego de bosques, zonas verdes y de otro tipo no accesibles al público.
b) Silvicultura.
Calidad 5.4
a) Otros usos ambientales (mantenimiento de humedales, caudales mínimos y similares).

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En España, mediante R.D. se prohíbe la reutilización de aguas para los siguientes usos:
a) Para el consumo humano, salvo situaciones de declaración de catástrofe en las que la autoridad sanitaria
especificará los niveles de calidad exigidos a dichas aguas.
b) Para los usos propios de la industria alimentaria, tal y como se determina en el articulo.
c) Para usos de refrigeración en instalaciones hospitalarias y otros usos similares.
d) Para el cultivo de moluscos filtradores en acuicultura.

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5.7.- TRATAMIENTO DE FANGOS. ESPESAMIENTO, DIGESTIÓN (AEROBIA, ANAEROBIA),
APROVECHAMIENTO DE GASES, DESHIDRATACIÓN Y UTILIZACIÓN.
DIGESTIÓN:
Se hace el tratamiento de fangos porque hay que estabilizar la materia orgánica que tienen ya que
tienen fracción orgánica e inorgánica. El tratamiento de fangos consiste en eliminar parte de esa
materia orgánica = DIGESTIÓN.
AEROBIA → concentración de fangos necesaria = 2,5 – 3%.
ANAEROBIA → c.c. fangos necesaria = 7%
En función de esto se
pondrán o no espesadores.
Fangos 1arios.
70% de mat. Org.
30% de fracción fija.
96% agua.
4% sólidos.
Fangos 2arios.
95% de mat. Org.
5% de fracción fija.
99% agua.
1% sólidos.

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Destino final de los fangos:
•Con concentración del 25-35% → a uso agrícola, ya es extendible.
•A vertedero.
•A incineración (no es solución progresista).
Lo ideal sería usar el fango en la agricultura pero hay problemas:
•Que el fango tenga metales pesados. Habría que comprobar:
Cuantos metales pesados tiene hoy el suelo.
Cuantos metales pesados hay en el fango que se echa.
Cuantos metales pesados habría en el suelo en 10 años.
•Por higiene, porque tenga elementos patógenos (se prohibe el uso en plantaciones de
verduras que se coman crudas).
•Que haya mercado.

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5.7.1.- DIGESTIÓN AEROBIA.
•Consiste en llevar los fangos desde la línea de agua a un digestor donde se sigue oxidando la materia
orgánica proporcionando el O2.
•Hay que saber el O2 a suministrar → hay que conocer:
Temperatura de los fangos.
Tiempo de retención de los fangos.
Concentración de sólidos (volátiles en general).
•Los fangos del D.2ario son los que aportan la mayor parte de la materia orgánica. Con ellos se aplica la
regla de 2 kg de O2/kg de mat. Volatilizada → el rendimiento de eliminación de materia volatil es
bueno, 40-45%.
•Para lodos del D.1ario → 1,8 kg de O2/kg DBO5 sedimentado en D.1ario.
•Cantidad total de O2 = suma de los dos anteriores.

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5.7.2.- DIGESTIÓN ANAEROBIA.
•Es someter a los fangos a un proceso de fermentación.
•Factores que influyen en la digestión anaerobia:
La temperatura: con frio funcionan mal, por eso cuando hace falta se calientan los fangos →
este calor sale de la utilización del CH4 extraido antes de la digestión, así no se gasta dinero en
calentar. La tª se eleva a 32ºC = zona mesofílica.
La concentración de fangos: a mayor concentración más pequeño es el digestor pero cuidado
porque puede que entonces no funcione bien. En el digestor anaerobio las concentración que
se necesita es del 5-6-7% de S.S. → si hace falta habrá que ir a espesadores del fangos 1arios y
2arios.
Las bacterias: debe haber multiplicación de bacterias anaerobias porque de los decantadores
solo llegan bacterias activas.
Que lleguen contaminantes en los lodos que maten a las bacterias.
Al decir fango estabilizado = ya no tiene materia orgánica y no se puede reducir más.

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5.7.2.- DIGESTIÓN ANAEROBIA. (Continuación)
•Los fangos no se meten directamente en el digestor sino que pasan por cámara de mezcla con fangos
del digestor = VACUNADO DE FANGOS para que adquieran las características del digestor y se recircula
pasando por una zona donde se calienta para que adquiera la tª del digestor.
Parámetros de control de fangos:
pH.
La alcalinidad: se controla a través del ácido acético.
Cantidad de sólidos solubles volátiles (S.S.V.).
•Del digestor anaerobio, en la fermentación, se extrae el CH4 que se almacenará en depósito para
luego utilizarlo como combustible para generar el calor de calentamiento de fangos, producir
electricidad, etc.

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5.- DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES. ESTACIÓN DE RECICLADO DE AGUAS RESIDUALES (ERAR).
REUTILIZACION DEL AGUA.
5.7.- TRATAMIENTO DE FANGOS. ESPESAMIENTO, DIGESTIÓN (AEROBIA, ANAEROBIA), APROVECHAMIENTO DE
GASES, DESHIDRATACIÓN Y UTILIZACIÓN.
DIGESTOR ANAEROBIO.
Arriba: instalaciones de digestores anaerobios y esferas de almacenamiento del CH4.
A la iza. Seccion de digestor anaerobio.

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5.7.3- DESHIDRATACIÓN.
•Para conseguir un fango manejable.
•El fango lleva distinto tipo de agua, en los espesadores se quita el agua ligada pero no el
instersticial. Con deshidratación centrífuga se llega a concentraciones del 40% de sólidos.
•Eras de secado: si llueve se vuelve atrás, se pueden conseguir concentraciones del 25%,
requiere espacio y mano de obra.

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