Vertedero Distrito Agua Dulce contaminado petróleo

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Vertedero Distrito de Agua Dulce afectado por petróleo

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Indice:
-Introducción diapositivas 4 a 12
-Componentes del agua residual diapositivas 13
-Propiedades Físicas diapositivas 14 a 35
-Sólidos diapositivas 15 a 21
-Turbidez diapositivas 22 a 23
-Color diapositivas 24 a 26
-Temperatura diapositivas 27
-Olor diapositivas 28 a 35
-Propiedades Químicas diapositivas 36 a 48
- Materia orgánica diapositivas 37 a 48
-Proteínas diapositivas 39
-Hidrocarburos diapositivas 40
-Grasas diapositivas 41 a 42
-Tensoactivos diapositivas 43 a 45
-Fenoles diapositivas 46
-Pesticidas diapositivas 47 a 48

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-Medida del contenido orgánico diapositivas 49 a 62
-DBO diapositivas 50 a 53
-DQO diapositivas 54 a 56
-COT diapositivas 57 a 62
-Materia Inorgánica diapositivas 63 a 74
-pH diapositivas 64
-Cloruros diapositivas 65
-Alcalinidad diapositivas 66
-Nitrógeno diapositivas 67 a 68
-Fósforo diapositivas 69 a 70
-Azufre diapositivas 71
-Compuestos tóxicos diapositivas 72
-Metales pesados diapositivas 73 a 74
-Gases diapositivas 75 a 79
-Oxígeno disuelto diapositivas 77
-Sulfuro de hidrógeno diapositivas 78
-Metano diapositivas 79
-FIN diapositivas 80
-Bibliografía diapositivas 81

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¿Qué son las aguas residuales?
• Las aguas residuales son el conjunto de
las aguas que son contaminadas durante
su empleo en actividades realizadas por la
personas, según la enciclopedia Microsoft
Encarta 2000
• Según la Real Academia Española, se
denomina agua residual a aquella que
procede de viviendas, poblaciones o
zonas industriales y arrastra suciedad y
detritos.

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• Las labores domésticas contaminan el agua, sobre todo,
con residuos fecales y detergentes.
• Los trabajos agrícolas y ganaderos pueden producir una
contaminación muy grave de las aguas de los ríos y los
acuíferos, debida sobre todo a los vertidos de aguas
cargadas de residuos orgánicos, procedentes de las
labores de transformación de productos vegetales, o de los
excrementos de los animales.
• Otra fuente de contaminación de las aguas son las
industrias. Muchas de ellas, como la papelera, química,
textil y siderúrgica, necesitan agua para desarrollar su
actividad. Las centrales térmicas también necesitan una
gran cantidad de agua para ser operativas; en este caso el
agua residual, que no presenta contaminantes orgánicos o
inorgánicos, tiene una temperatura mucho más elevada que
la de los cauces a los que va a parar, ocasionando graves
trastornos en los ecosistemas acuáticos.

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Origen y cantidad
• Las aguas residuales tienen un origen
doméstico, industrial, subterráneo y
meteorológico, y estos tipos de aguas
residuales suelen llamarse respectivamente,
domésticas, industriales, de infiltración y
pluviales.
• Las aguas residuales domésticas son el
resultado de actividades cotidianas de las
personas. La cantidad y naturaleza de los
vertidos industriales es muy variada,
dependiendo del tipo de industria, de la gestión
de su consumo de agua y del grado de
tratamiento que los vertidos reciben antes de su
descarga. Si se practica el reciclado, se necesita
menos agua.

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• La infiltración se produce cuando se sitúan
conductos de alcantarillado por debajo del nivel
freático o cuando el agua de lluvia se filtra hasta el
nivel de la tubería. Esto no es deseable, ya que
impone una mayor carga de trabajo al tendido
general y a la planta depuradora. La cantidad de
agua de lluvia que habrá que drenar dependerá de la
pluviosidad así como de las escorrentías o
rendimiento de la cuenca de drenaje.

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¿Por qué tratar el agua residual?
• Con el desarrollo de la urbanización y con la
diversificación de los procesos industriales, una
gran cantidad de elementos químicos elaborados
por la sociedad, junto a una mayor cantidad de
materias orgánicas son dispuestos en los cursos
normales de agua, depositándose en lagunas,
lagos, ríos y mar. La DBO aumenta y el limitado
oxígeno disuelto no es suficiente para posibilitar la
recuperación de dichos elementos. La naturaleza
no es capaz por sí sola de realizar el proceso de
autopurificación de los cursos de agua.

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• Un importante efecto de la contaminación
orgánica o biológica es el peligro para la salud. En
los sistemas de alcantarillado, que llevan aguas
servidas sin tratamiento a los ríos, lagos y mares,
se produce la proliferación de microorganismos
que causan enfermedades como el cólera, la
tifoidea y la hepatitis, las cuales se adquieren
principalmente por beber agua contaminada o por
consumir frutas o verduras regadas con agua
contaminada.

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• Por otra parte, los excrementos, fertilizantes y detergentes
contienen nitrógeno y fosfato, los cuales permiten un
acelerado crecimiento de algas presentes en los cuerpos de
agua. Cuando las algas mueren, se depositan en el fondo y
sirven como alimento para las bacterias, que aumentan en
número y consumen oxígeno, quedando menos para los
otros seres vivos del agua, principalmente insectos y peces,
los que mueren por falta de oxígeno. Este proceso se llama
eutrofización y, en casos extremos, podría producir la
muerte de toda forma de vida en un cuerpo de agua.

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Principales contaminantes
  Hidrocarburos: Los hidrocarburos son especialmente
dañinos para las aguas, formando mareas negras que se
extienden en el mar formando una película que termina
muchas veces invadiendo playas y acantilados, y afectando a
peces, aves y vegetación.
 Productos químicos: Los productos químicos como los
pesticidas, las sustancias tensoactivas (detergentes), y los
minerales inorgánicos y compuestos químicos son también
causa de alta contaminación, cuando son arrastrados desde
las tierras de cultivo por tormentas y escorrentías. Estos
agentes también tienen su origen en explotaciones mineras,
carreteras y derribos urbanos

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Calor: Es una forma de contaminación de menor importancia pero
que debe ser considerada. Se presenta cuando se vierte a los ríos
u otros cauces el agua de refrigeración de las fábricas y centrales
energéticas, elevando la temperatura de las aguas y afectando a la
vida que se desarrolla en ella.
• Contaminantes de origen radiactivo: Finalmente, una de
las sustancias más contaminantes por su largo periodo de
actividad, es la de origen radiactivo. Estas sustancias suelen
proceder de los residuos que produce la minería y refinado
de uranio y torio, centrales nucleares y actividades científicas
y médicas.

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Constituyentes del agua residual
Agua
Potable
Sólidos
Gases
Disueltos
Componentes
Biológicos
99,9%
0,1% (por peso) Suspendidos
Disueltos
Coloidales
Sedimentables
O2
CO2
H2S
N2
Bacterias
Micro y macroorganismos
Virus
Las aguas residuales se componen, básicamente de un
99,9% de agua en su estado conocido como agua
potable y de un 0,1% por peso de sólidos, sean estos
disueltos o suspendidos. Este 0,1% es el que se requiere
ser removido para que el agua pueda ser reutilizada. El
agua sirve o actúa como medio para transporte para
estos sólidos.

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Características físicas
Los constituyentes encontrados en las aguas residuales
pueden ser clasificados como físicos químicos y
biológicos. Existen cinco características físicas esenciales
en el agua residual que pueden ser fácilmente percibidas
por los sentidos. Estos son:
– Sólidos.
– Turbidez.
– Color.
– Temperatura.
– Olor.

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SÓLIDOS:
Procedencia de
los sólidos en
aguas residuales
Agua de
suministro
A.R. Domésticas
e Industriales
Erosión
del suelo
Infiltraciones

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Principalmente, los sólidos se dividen en:
• Orgánicos:
– Proteínas
– Carbohidratos
– Grasas
Todas ellas
susceptibles de ser
degradadas por
medio de bacterias y
organismos vivos
• Inorgánicos:
Son sustancias inertes y
no susceptibles de ser
degradadas. Se
denominan minerales.
Incluyen las arenas y
las sales minerales
disueltas en aguas
potables

17
Los sólidos se clasifican en
Suspendidos Disueltos Totales

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Sólidos suspendidos.
• Son aquellos que son visibles y flotan en
las aguas residuales entre superficie y
fondo. Pueden ser removidos por medios
físicos o mecánicos a través de proceso de
filtración o de sedimentación. Se incluyen
en esta clasificación las grandes partículas
que flotan, tales como arcilla, sólidos
fecales, restos de papel, madera en
descomposición, partículas de comida y
basura, de los cuales un 70% son orgánicos
y un 30% inorgánicos.

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Se dividen en:
• Sedimentables:
Son los que por
tamaño y peso
pueden sedimentar
al lapso de una hora
en el cono Imhoff,
siendo en un
promedio un 75%
orgánicos y un 25%
inorgánicos.
• Coloidales:
Tienen un diámetro
aproximado 10-3-
1mm. Este tipo no
puede eliminarse
por sedimentación.

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Sólidos disueltos.
• Es la denominación que reciben todos los
sólidos que quedan retenidos en un proceso
de filtración fina. En general, los sólidos
disueltos son en un 40% orgánicos y un
60% inorgánicos.
• Los constituyentes inorgánicos tales como
el calcio, sodio y los sulfatos se añaden al
agua de suministro como resultado del uso
del agua y puede que deban eliminarse si se
va a reutilizar el agua residual

21
Sólidos totales.
• Se incluyen todos los sólidos existentes en las
aguas residuales y que en promedio son un 50%
orgánicos. Es precisamente esta unidad orgánica de
los sólidos presentes en las aguas residuales la que
es sujeto de degradación y se constituye como
requisito para una planta de tratamiento de aguas
residuales. La razón del interés de este
constituyente es la formación depósitos de lodos y
condiciones anaerobias.

22
Turbiedad.
• Es una medida de las propiedades de dispersión
de la luz de las aguas. Sirve principalmente para
conocer la cantidad de luz que es absorbida por
el material suspendido en el agua.
• La turbiedad del agua es debida a la
desintegración y la erosión de materiales
arcillosos, limos, o rocas, pero también por los
restos de plantas y microorganismos. La
presencia de detergentes y jabones en las aguas
residuales domesticas e industriales causan, de
igual forma, un aumento de la turbiedad del agua.

23
• La medición de turbidez se realiza por
comparación entre la intensidad de luz dispersa
en una muestra y la luz dispersa por una
suspensión de referencia bajo las mismas
condiciones. Los resultados de las mediciones
de turbidez se dan en unidades nefelométricas de
turbidez (NTU o UNT)

24
Color
• El color de las aguas residuales es causado por
sólidos suspendidos, material coloidal y sustancias
en solución. Si es causado por sólidos suspendidos
se denomina color aparente, mientras que el
causado por sustancias disueltas y coloidales se
denomina color verdadero, el cual se obtiene por
una muestra filtrada. El color de las aguas residuales
se debe a la infiltración en sistemas recolección,
descargas industriales y la descomposición de
compuestos orgánicos. La infiltración en sistemas de
recolección contendrá una concentración variada de
sustancias húmicas (táninos, ácidos húmicos y
humatos).

25
• Las sustancias húmicas generalmente imparten un color
amarillo al agua. Por su parte, las descargas industriales
pueden contener tintes orgánicos y compuestos metálicos, lo
que puede dar una variedad de colores al agua residual.
Existen valores cuantitativos para estimar la condición general
del agua residual, vienen en la tabla siguiente:
Color Descripción
Café claro El agua lleva 6 horas
después de la descarga.
Gris claro
Aguas que han sufrido
algún grado de
descomposición o que han
permanecido un tiempo
corto en recolección.
Gris oscuro o negro
Aguas sépticas que han
sufrido una fuerte
descomposición bacterial
bajo condiciones
anaerobias.

26
Zona del río donde afloró el agua sucia. / NAREDO

27
Temperatura.
• La temperatura del agua residual es por lo
general mayor que la temperatura del agua de
abastecimiento como consecuencia de la
incorporación de agua caliente proveniente del
uso doméstico e industrial. Afecta directamente
a las reacciones químicas y las velocidades de
reacción, la vida acuática y la adecuación del
agua para otros fines. Por ejemplo, el oxígeno es
menos soluble en el agua caliente que en la fría.
Además, un cambio repentino de temperaturas
puede dar como resultado un alto porcentaje de
mortalidad de la vida acuática. Finalmente, las
temperaturas anormalmente elevadas pueden dar
lugar a un crecimiento indeseable de plantas
acuáticas y hongos.

28
Olor.
• Normalmente, los olores son debidos a los gases producidos
por la descomposición de la materia orgánica. El agua residual
reciente tiene un olor peculiar algo desagradable, pero más
tolerable que el del agua residual séptica. El olor más
característico del agua residual séptica es el del sulfuro de
hidrogeno producido por los microorganismos anaerobios que
reducen los sulfatos a sulfitos. Las aguas residuales industriales
contienen a veces compuestos olorosos. Se ha estimado que
los olores constituyen el principal motivo de rechazo del
público en relación con la implantación de instalaciones de
tratamiento de aguas residuales. A la vista de la importancia
de los olores en el campo de la gestión de las aguas residuales,
resulta apropiado considerar los efectos que producen, cómo
detectarlos, caracterizarlos y medirlos.

29
Efectos en los humanos:
Tensión psicológica y
perturbaciones
mentales
Disminución de apetito
Perjuicios a la respiración
Náuseas y vómitos
Induce a menores
consumos de agua
Efectos extremos: Deterioro de la dignidad humana
Interfiere en relaciones humanas
Desanima la inversión de capital
Desciende el nivel socioeconómico
Detiene el crecimiento

30
Detección de los olores.
• Los compuestos olorosos, se detectan a través del
sentido del olfato, pero hasta el presente no se
conoce bien el mecanismo involucrado en dicha
detección. Una de las dificultades en desarrollar
una teoría global ha sido la explicación
inadecuada del porqué compuestos con
estructuras similares pueden tener olores
diferentes y por qué compuestos con muy
diferentes estructuras pueden tener olores
similares. En la siguiente tabla se indican algunos de
los olores más molestos y los correspondientes
compuestos que los ocasionan.

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Compuesto Fórmula típica Calidad del olor
Aminas CH3 NH2 A pescado
Amoníaco NH3 Amoniacal
Diaminas NH2 (CH2 )4 NH2 Carne
descompuesta
Sulfuro de
hidrogeno
H2 S Huevos podridos
Mercaptanos CH3 SH Mofeta
Sulfuros
orgánicos
(CH3 )2 S Coles podridas
Eskatol C8 H5 NHCH3 Fecal

32
Caracterización y medidas del olor
Los factores que - Intensidad
caracterizan y miden - Carácter
el olor - Sensación de desagrado
- Detectabilidad: Usado en
normativas reguladoras
Los olores pueden medirse por métodos sensoriales y las
concentraciones de un olor específico pueden medirse por
métodos instrumentales. La medida sensorial (organoléptica)
de los olores por el sistema del olfato humano, puede
proporcionar información significativa y de confianza, por lo
que se usa actualmente cada vez más frecuentemente para
medir la emanación de olores de las instalaciones de
tratamiento del agua residual.

33
Factor Descripción
Carácter
Se refiere a asociaciones
mentales hechas por el sujeto
al percibir el olor. La
determinación puede ser muy
subjetiva.
Detectabilidad
El número de diluciones
requerido para reducir un olor
a su concentración de olor
umbral mínimo detectable
(COUMD)
Sensación Relativo a la sensación de
agrado o desagrado del olor
sentido por un sujeto.
Intensidad Normalmente correlaciones
con la concentración del olor.

34
• En el método sensorial, se
expone a un conjunto de personas
a los olores que han sido diluidos
en aire libre, y se anota el número
de diluciones requeridas para
reducir un olor a su concentración
de umbral mínimo detectarle
(MDTOC). La concentración de
color detectable viene dada por las
diluciones necesarias hasta llegar
al MDTOC. Sin embargo, la
determinación sensorial de esta
concentración umbral mínima
puede estar sujeta a numerosos
errores. Los principales son la
adaptación y la adaptación
cruzada, el sinergismo, la
subjetividad y modificación de la
muestra.

35
Tipo de error Descripción
Adaptación y adaptación cruzada.
Cuando se está continuamente expuesto
a una concentración base de un olor, el
sujeto es incapaz de detectar la
presencia del mismo, a bajas
concentraciones. Cuando se separa al
individuo de la concentración base, el
sistema del olfato del sujeto se recupera
rápidamente.
Modificación de la muestra.
Tanto la concentración como la
composición de los gases y vapores
pestilentes pueden ser modificados en
los recipientes de toma de muestras y en
los dispositivos de detección de olores.
Para minimizar los problemas asociados
con la modificación de las muestras, el
periodo de almacenamiento del olor
debe minimizarse o suprimirse, y
permitirse sólo un contacto mínimo con
cualquier superficie reactiva.
Subjetividad.
Cuando el sujeto tiene conocimiento de
la presencia de un olor, pueden
introducirse errores aleatorios en la
medida sensorial. A menudo, el
conocimiento del olor puede inferirse de
otras señales sensoriales, tales como el
sonido, vista o tacto.
Sinergismo.
Cuando hay más de un olor presente en
la muestra, se ha observado que es
posible para un sujeto el exhibir una
sensibilidad creciente a un olor dado, a
causa de la presencia de otro olor.

36
Características Químicas
Del Agua Residual
Materia
Orgánica
Medida del
Contenido
Orgánico
Materia
Inorgánica
Gases

37
MATERIA ORGÁNICA:
• En un agua residual de concentración media, un 75% de los
sólidos suspendidos y un 40% de los sólidos filtrables son
de naturaleza orgánica procedente de los reinos animal y
vegetal y de las actividades humanas relacionadas con la
síntesis de compuestos orgánicos
Características:
• Los compuestos orgánicos están formados generalmente
por una combinación de carbono, hidrógeno y oxígeno y,
en algunos casos, nitrógeno. Además, otros elementos
importantes que pueden estar presentes son el azufre, el
fósforo y el hierro.

38
Principales grupos
de sustancias orgánicas
Proteínas
(40 a 60%)
Carbohidratos
(25 a 50%)
Grasa y Aceites
(10%)
Urea
Otros son:
agentes tensoactivos,
fenoles y pesticidas

39
PROTEÍNAS:
• Las proteínas son los principales componentes
del organismo animal
• Todos los alimentos crudos de origen vegetal y
animal contienen proteínas.
• Tienen una estructura química compleja e
inestable, estando sometidas a muchas formas
de descomposición.
• Todas las proteínas contienen carbono, oxígeno e
hidrógeno, además de una proporción bastante
elevada y constante de nitrógeno (alrededor del
16%)
• En muchos casos, también son componentes el
azufre, fósforo y hierro

40
CARBOHIDRATOS:
• Incluyen azúcares, almidones, celulosa y fibra de
madera.
• Contienen carbono (6 o un múltiplo de 6),
hidrógeno y oxígeno (proporción variable en
función del agua disponible)
• Existen solubles (azúcares) e insolubles
(almidón)
• Los azúcares tienen predisposición a la
descomposición y fermentación y el almidón es
más estable pero se transforma en azúcar.
• Desde el punto de vista de volumen y resistencia
a la descomposición, la celulosa es el
carbohidrato más importante que se encuentra
en el agua residual.

41
GRASAS ANIMALES,
ACEITES Y GRASA
• Las grasas animales y
los aceites son
cuantitativamente el
tercer componente de
los alimentos.
• El término “grasa”
utilizado normalmente
incluye las grasas
animales, aceites, ceras
y otros constituyentes
que se hallan en el agua
residual.

42
Grasas animales y aceite:
• Son compuestos (ésteres) de alcohol o glicerol (glicerina) y
ácidos grasos. Los ésteres de ácidos grasos que son líquidos a
temperatura ordinaria se denominan aceites y los que son
sólidos se llaman grasas.
• Las grasas y aceites acceden al agua residual como
mantequilla, manteca de cerdo, margarina y grasas y aceites
vegetales
• Las grasas son uno de los compuestos orgánicos más estables
y no se descomponen fácilmente por las bacterias
• Los jabones comunes se hacen por saponificación de grasas
con hidróxido sódico. Son solubles en agua, excepto los
jabones minerales.
• El queroseno y los aceites lubricantes y los procedentes de
materiales bituminosos usados en la construcción de carreteras
son derivados del petróleo y alquitrán, y llegan a las
alcantarillas en grandes volúmenes procedentes de tiendas,
garajes y calles

43
Grasas:
• El contenido de grasa del agua residual puede
producir muchos problemas, tanto en las
alcantarillas como en las plantas de tratamiento.
• Si la grasa no se elimina antes del vertido de
agua residual, puede inferir con la vida biológica
en las aguas y crear películas y materias en
flotación imperceptibles
• Los límites de 15 a 20 mg/l de contenido de grasa
y la ausencia de capas de aceite iridiscentes son
dos ejemplos de normas establecidas por los
organismos competentes en lo que se refiere al
vertido de aguas residuales en aguas naturales.

44
Agentes tensoactivos:
• Son grandes moléculas orgánicas, ligeramente solubles en
agua que causan espumas en las plantas de tratamiento y
en las aguas a las que se vierten efluentes residuales.
• 1965: el tipo de agente tensoactivo presente en los
detergentes sintéticos, llamados sulfonatos de
aquilbenceno (SAB), con resistencia a la descomposición
por medios biológicos.
• La nueva ley: los SAB son sustituidos en los detergentes
por sulfonatos de alquilo lineales (SAL), que son
biodegradables con lo que se redujo la formación de
espuma.
• Para poder determinar los agentes tensoactivos se mide el
cambio de color en una solución normalizada de azul de
metileno, por lo que a los agentes tensoactivos también se
les denomina “sustancias activas al azul de metileno
(SAAM)”

45
Detergentes usados para limpiar
derramamientos de petróleo pueden
perjudicar el ambiente, como ocurrió en
Carnualha após en un desastre en Torrey
Canyon, en marzo de 1967.
Espuma de una corriente de
excesiva concentración de
sustancias químicas usadas en
detergentes y lanzadas en agua
de Lagoa

46
Fenoles:
• Son importantes constituyentes del agua
y causan problemas en el sabor del agua
(especialmente cuando está clorada)
• Se producen principalmente por
operaciones industriales y por ello
aparecen en las aguas residuales con
contenido en desechos industriales.
• Los fenoles pueden ser biológicamente
oxidados en concentraciones de hasta
500mg/l.

47
Pesticidas y productos
químicos agrícolas:
• Los compuestos orgánicos que se encuentran a
nivel de trazas tales como pesticidas, herbicidas
y otros productos químicos usados en la
agricultura, son tóxicos para gran número de
formas de vida y por ello pueden llegar a ser
peligrosos contaminantes de las aguas
superficiales.
• No son constituyentes comunes del agua
residual sino que suelen incorporarse como
consecuencia de la escorrentía de parques,
campos agrícolas y tierras abandonadas.
• Grandes concentraciones de estos productos
pueden dar como resultado la muerte de peces y
contaminación de la carne de pescado

48
•Grandes concentraciones de estos productos pueden dar como
resultado la muerte de peces y contaminación de la carne de
pescado
El aumento de los residuos de
pesticidas en el mundo representa
una amenaza muy grave para el
medio ambiente, según un
informe de las Naciones Unidas.
De acuerdo con los datos de la
Organización para la Agricultura
y la Alimentación de la ONU,
FAO, actualmente hay cinco veces
más desechos de pesticidas en el
planeta de lo que se había
calculado hace dos años.

49
Medida del contenido orgánico
• La composición de las aguas residuales
se analiza con diversas mediciones
físicas, químicas y biológicas. Las
mediciones más comunes incluyen la
determinación del contenido en sólidos, la
demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la
demanda química de oxígeno (DQO), y de
carbono orgánico (COT).

50
Demanda bioquímica del oxígeno
• Es la cantidad de oxígeno que utiliza los
microorganismos para llevar a cabo la
reducción de la materia orgánica. En la prueba
estándar de la DBO se vierte una pequeña
muestra de agua residual en una botella (300 ml
de volumen ). Dicha botella se completa a
volumen, usando agua saturada con oxígeno y
con nutrientes requeridos para el crecimiento
biológico. Cuando la muestra contiene una gran
población de microorganismos (agua residual
cruda, por ejemplo) no es necesario efectuar la
inoculación.
• Antes de tapar la botella se mide la
concentración de oxigeno. La botella se incuba
y, tras la incubación, se mide el oxígeno
disuelto de la muestra y la DBO.

51
• La oxidación bioquímica es un proceso lento y,
teóricamente, tarda un tiempo infinito en
completarse. Al cabo de un periodo de 20 días, la
oxidación se ha completado en un 95 a un 99% y
en el plazo de 5 días utilizando en el ensayo de la
DBO, la oxidación se ha efectuado en un 60-70%.
La temperatura de 20ºC empleada es un valor
medio para los cursos de agua que circulan a
baja velocidad en climas suaves y es fácilmente
obtenible en un incubador. A distintas
temperaturas se obtendrán diferentes resultados,
ya que las velocidades de reacción bioquímica
son función de la temperatura.

52
• Durante la hidrólisis de las proteínas se produce materia no
carbonosa, tal como el amoníaco. Algunas bacterias
autótrofas son capaces de utilizar oxígeno para oxidar el
amoníaco a nitritos y nitratos. La demanda de oxigeno de
las materias nitrogenadas causadas por las bacterias
autótrofas se conoce como la segunda fase de la DBO. La
progresión normal de cada fase en un agua residual se
muestra en la siguiente :
• Sin embargo, a 20ºC la velocidad de reproducción de las
bacterias nitrificantes es muy lenta. La interferencia
causada por su presencia puede eliminarse mediante un
pretratamiento de la muestra o con el uso de agentes
inhibidores.

53
Limitaciones de la DBO
• Las limitaciones de la determinación de la
DBO incluyen la necesidad de tener que
disponer de una elevada concentración de
bacterias activas y aclimatadas que hagan
de inocuo, la necesidad de un
pretratamiento cuando haya residuos
tóxicos y la necesidad de reducir los
efectos de los organismos nitrificantes, el
arbitrario y prolongado período de tiempo
requerido para obtener resultados.

54
Demanda química de oxígeno
• Parte de los materiales orgánicos no pueden ser
degradar biológicamente porquen resultan ser
tóxicos para los microorganismos o porque su
reducción llega a ser tan lenta que son
considerados como no biodegradables. Estos
materiales son los pesticidas, insecticidas y
herbicidas. Para conocer la cantidad de este tipo
de materiales orgánicos no biodegradables se
hace la prueba de la demanda de oxígeno (DQO).
Junto con la DBO se puede calcular la cantidad
de orgánicos biodegradables presentes en el
agua. Esto se puede lograr restando el valor de
la DBO al valor de la DQO.

55
• Existen varios ensayos para determinación de la
DQO. Por ejemplo; el método normalizado de
oxidación al dicromato. El ensayo se lleva a cabo
calentando una muestra de volumen determinado
con un exceso conocido de dicromato potásico
(K2Cr2O7) en presencia de ácido sulfúrico (H2SO4),
durante un período de dos horas. La materia
orgánica en la muestra se oxida, como resultado
se consume el dicromato de color amarillo que se
reemplaza por el ión crómico color verdoso.

56
• Como catalizador se añade sulfato de plata (Ag2SO4). La
medición se lleva a cabo por valoración del dicromato
restante o por determinación colorimétrica del ion cromo
producido. El método de valoración es más exacto pero
más laborioso. Si hay presencia de cloruros en el agua
residual, interfieren con el ensayo de DQO, ya que los
cloruros son oxidados por el dicromato de acuerdo con la
ecuación siguiente:
• Esta interferencia se evita adicionando sulfuro de mercurio
(HgSO4) a la mezcla, ya que el ion mercurio se combina con
el cloruro para formar cloruro de mercurio (HgCl2) que
esencialmente está en forma no ionizada.
O
H
Cr
Cl
H
O
Cr
Cl 2
3
2
2
7
2 7
2
3
14
6 



 




57
Carbono orgánico total
• Esta prueba es usada para la medición de
carbono orgánico total presente en la muestra
acuosa. Los métodos para la prueba del COT es
utilizar el oxígeno y el calor. Dicho calor puede
ser procedente de una radiación ultravioleta o
utilizar también oxidantes químicos o alguna
combinación de estos para convertir el carbono
orgánico en dióxido de carbono, el cual es
medido por un analizador de infrarrojos o por
otros medios. El COT del agua residual puede ser
utilizado para medir el nivel de polución en el
agua, y además, ha sido posible relacionar este
parámetro con la DBO y con la DQO.

58
Ventajas e Inconvenientes del COT:
• Este ensayo toma de 5 a 10 minutos
para ser completado, lo que le da una
ventaja a su favor.
• No obstante, algunos compuestos
orgánicos existentes pueden no
oxidarse y el valor medido del COT
será ligeramente inferior a la cantidad
real presente en la muestra.

59
Demanda total de oxígeno
• Otro método instrumental que puede utilizarse para
medir el contenido orgánico de las aguas residuales es
el recientemente desarrollado ensayo de la DTO. En este
ensayo, las sustancias orgánicas y, en menor escala, las
inorgánicas se transforman en productos finales
estables, dentro de una cámara, mediante combustión
catalizada con platino. La DTO se determina observando
el contenido del oxígeno presente en el gas que
transporta el nitrógeno. Este ensayo puede efectuarse
rápidamente y los resultados se correlacionan con la
DQO.

60
Relaciones entre la DBO,DQO :
• Dependiendo de la relación existente
entre estos tres parámetros se puede
hacer un análisis del tipo de
tratamiento que se ha llevado a cabo

61
DBO/DQO
aguas no tratadas
>0,5
Los residuos se
consideran tratables
mediante procesos
biológicos
<0,3
El residuo puede
contener
constituyentes
tóxicos

62
Demanda teórica de oxígeno
• La demanda teórica de oxígeno (DTeO) corresponde a la
cantidad estequiometrica de oxígeno requerida para
oxidar completamente un determinado compuesto.
Normalmente se expresa en mg de oxígeno requerido por
litro de solución, es un valor calculado y sólo puede
evaluarse si se dispone de un análisis químico completo
del agua residual, lo cual no es normalmente el caso. En
consecuencia su utilización es muy limitada. Para ilustrar
el calculo de la DTeO supongamos un simple caso de
disolución acuosa de una sustancia pura: solución de
1000 mg/l de lactosa. La ecuación correspondiente a la
oxidación completa de lactosa es la siguiente:
• Peso molecular: 30 32
• DTeO = (32/30)1000= 1067mg/l
O
H
CO
O
O
CH 2
2
2
2 



63
MATERIA INORGÁNICA:
• Las aguas residuales y naturales contienen
varios componentes inorgánicos de gran
importancia para el establecimiento y control de
la calidad de agua.
• Puesto que las concentraciones de los distintos
constituyentes inorgánicos pueden afectar
mucho a los usos del agua, conviene examinar
su naturaleza.
• Como parámetros a tener en cuenta destacan el
pH, los cloruros, la alcalinidad, el nitrógeno, el
fósforo, el azufre, los compuestos tóxicos y los
metales pesados.

64
pH:
• Es un importante parámetro de calidad tanto de
las aguas naturales como de las residuales
• El intervalo de concentración ideal para la
existencia de la mayoría de vida biológica es muy
estrecho y crítico.
• El pH de los sistemas acuosos puede medirse
con un peachímetro o con distintas soluciones
indicadoras que cambian de color a
determinados valores de pH para su comparación
con el color de discos o tubos normalizados

65
Cloruros:
• Los cloruros que se encuentran en el agua
natural proceden de la disolución de suelos y
rocas que los contienen y están en contacto con
el agua y, en las regiones costeras, por la
intrusión del agua salada.
• Otra fuente de cloruros es la descarga de aguas
residuales domésticas, agrícolas e industriales
en las aguas superficiales.

66
Alcalinidad:
• Su presencia en el agua residual se debe a la
presencia de hidróxidos, carbonatos y
bicarbonatos de elementos tales como calcio*,
magnesio*, sodio, potasio o amoniaco.
• El agua residual es normalmente alcalina,
porque recibe esta alcalinidad del agua de
suministro, del agua subterránea y de las
materias añadidas durante el uso doméstico.
• La concentración de la alcalinidad en el agua
residual es especialmente importante cuando
debe efectuarse un tratamiento químico y
cuando haya que eliminar el amoniaco mediante
arrastre por aire.

67
Nitrógeno:
• Los elementos de nitrógeno y fósforo son
esenciales para el crecimiento de protistas y
plantas por lo que se conocen como nutrientes o
bioestimulantes.
• Cuando sea necesario el control del crecimiento
de algas en el agua receptora, puede ser
conveniente la eliminación o reducción del
nitrógeno en las aguas residuales antes de la
evacuación.
• El nitrógeno que se encuentra en el agua residual
reciente se encuentra, principalmente, en forma
de urea y materia proteica, donde la
descomposición de las bacterias cambia
fácilmente estas formas en amoniaco. La
cantidad relativa de amoniaco indica la edad del
agua residual

68
• El nitrógeno amoniacal existe en solución acuosa
bien como amonio o como amoniaco,
dependiendo de ello el pH de la solución, según
la siguiente ecuación de equilibrio:
NH3 + H2O  NH4
+ + OH-
• A niveles de pH inferiores a 7 el ión amonio es el
predominante
• El nitrógeno del nitrato es la forma más oxidada
del nitrógeno que se encuentra en las aguas
residuales. Las normas de agua potable limitan a
45mg/l la concentración como NO3- debido a sus
graves y fatales efectos sobre los niños. Esta
concentración de nitratos se determina
generalmente por métodos colorimétricos.

69
Fósforo:
• Es esencial para el crecimiento de las
algas y otros organismos biológicos.
Debido a los nocivos crecimientos
incontrolados de algas que tienen lugar
en las aguas superficiales se requiere
controlar la cantidad de fósforo que es
vertida a esta agua a través de los
vertidos de aguas residuales industriales
y domésticas y de las escorrentías
naturales
• Las formas más comunes en que se
encuentra el fósforo en soluciones
acuosas es como ortofosfato, polifosfato
y fosfato orgánico

70
• Los polifosfatos sufren la hidrólisis en
soluciones acuosas y vuelven a sus formas de
ortofosfato
• El fosfato orgánico tiene muy poca importancia
en la mayoría de las aguas residuales domésticas
pero puede ser importante en los vertidos
industriales y fangos de aguas residuales
domésticas.
• El ortofosfato puede determinarse añadiendo
directamente una sustancia, como el molibdato
amónico, con el que forma un complejo
coloreado. Los polifosfatos y fosfatos orgánicos
deben convertirse en ortofosfatos para luego
determinarse de igual manera.

71
Azufre:
• Se presenta como ión sulfato en la mayoría de los
suministros de agua y en el agua residual
• El azufre se requiere en la síntesis de las
proteínas y se libera en su degradación.
• El sulfuro de hidrógeno (H2S) puede ser oxidado
biológicamente a ácido sulfhídrico, el cual es
corrosivo para las tuberías del alcantarillado y los
sulfatos son reducidos a sulfuros en los
digestores de fangos y pueden alterar el proceso
biológico si la concentración de sulfuros
sobrepasa 200mg/l, lo cual no suele ocurrir

72
Compuestos tóxicos:
• El cobre, plomo, plata, cromo, arsénico y boro
son tóxicos en distintos grados para los
microorganismos, y, por tanto, deben tenerse
en consideración al proyectar una planta de
tratamiento biológico.
• En los vertidos industriales encontramos
también algunos aniones tóxicos, incluyendo
cianuros y cromatos. Se encuentran
principalmente en los efluentes de fábricas de
recubrimientos electrolíticos y deben ser
eliminados en la propia fábrica mediante
pretratamientos adecuados antes de mezclarse
con el agua residual municipal.
• También se debe considerar como tóxico el ión
fluoruro.

73
Metales pesados:
• Trazas de metales como níquel, manganeso,
cromo, cadmio, cinc, cobre, hierro y mercurio son
importantes constituyentes en muchas aguas.
Algunos de ellos, son necesarios para el
desarrollo de la vida biológica y su ausencia en
determinadas cantidades podría, por ejemplo,
limitar el crecimiento de las algas.
• La presencia de cualquiera de estos metales en
cantidades excesivas interferirá en muchos usos
provechosos del agua debido a su toxicidad

74
Vertido de cobre y otros metales.

75
GASES:
• Los gases más frecuentes encontrados en el
agua residual sin tratar son el nitrógeno (N2),
oxígeno (O2), anhídrido carbónico (CO2), sulfuro
de hidrógeno (H2S), amoniaco (NH3) y metano
(CH4).
• Los tres primeros son gases comunes de la
atmósfera y se encuentran en todas las aguas
expuestas al aire y los tres últimos proceden de
la descomposición de materia orgánica presente
• Otros gases importantes pero que no se
encuentran en el agua residual sin tratar son el
cloro, el ozono y los óxidos de azufre y
nitrógeno.

76
Gases del
agua residual
sin tratar
Oxígeno
disuelto
Metano
Sulfuro de
hidrógeno

77
Oxígeno disuelto:
• Es necesario para la respiración de los microorganismos
aerobios, así como para otras formas de vida
• La cantidad real de oxígeno que puede estar presente en la
solución viene regida por:
– La solubilidad del gas
– La presión parcial del gas en la atmósfera
– La pureza del agua (salinidad, sólidos suspendidos…)
• Los niveles de oxígeno disueltos tienden a ser más críticos
en los meses de verano porque la velocidad de las
reacciones bioquímicas que utilizan oxígeno se incrementa
con la temperatura
• Finalmente, la presencia de oxígeno disuelto en el agua
residual es deseable porque evita la formación de olores
desagradables.

78
Sulfuro de hidrógeno:
• Se forma por la descomposición de materia
orgánica con contenido de azufre o por la
reducción de sulfitos y sulfatos minerales
• Se trata de un gas incoloro, inflamable y que
tiene el olor característico de huevos podridos.
• El ennegrecimiento del agua residual y del fango
se debe generalmente a la formación de sulfuro
ferroso producido por la combinación de sulfuro
de hidrógeno y hierro.
• El sulfuro de hidrógeno es el gas formado más
importante desde el punto de vista de los olores
pero pueden formarse otros compuestos
volátiles como el indol, escatol y mercaptanos
durante la descomposición anaerobia que
producen olores peores que el del sulfuro de
hidrógeno.

79
Metano:
• Es el principal subproducto que se obtiene de la
descomposición anaerobia de la materia orgánica del agua
residual.
• Es un hidrocarburo incoloro e inodoro de gran valor como
combustible.
• No se encuentran grandes cantidades en el agua residual,
porque incluso pequeñas cantidades de oxígeno tienden a
ser tóxicas para los organismos responsables de la
producción de metano.
• Como es muy combustible y existe gran peligro de
explosión, los pozos de registro y empalmes de alcantarilla
donde exista riesgo de formación de gas deberán estar
ventilados con un ventilador portátil antes y durante los
períodos de tiempo donde los operarios realicen trabajos
de inspección, renovaciones o reparaciones.
• Además, deberán fijarse avisos sobre el peligro de
explosión existente y los operarios deberán ser instruidos
sobre las medidas de seguridad que se mantendrán
mientras trabajen.

80
Fin
Davinia Garzón Sousa
Rocío Espino Estévez

81
Bibliografía:
• “Tratamientos de aguas residuales”, R.S. Ramalho, Editorial
Reverté, S.A. 1991
• “Ingeniería Sanitaria: tratamiento, evacuación y reutilización de
aguas residuales”, Metcalf-Eddy, Editorial Labor, S.A., Segunda
edición, 1985
• “Módulo I, Características físicas, químicas y biológicas de las
aguas residuales”, CAFMA
• http://www.aguamarket.com
• http://vulcano.lasalle.edu.co/~docencia/IngAmbiental/AR_caracter.
htm
• http://geologia.igeolcu.unam.mx/LEA/CuerpoLea.html
• http://www.us.es
• http://www.rae.es
• http://jabonesydetergentes.tripod.com
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• http://www.ecogestionar.com.ar
• http://www.ua.es
• http://news.bbc.co.uk
• http://www.tanswer.cl/ta/edar.htm
• http://wikipedia.org

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