Este documento presenta una introducción a los sistemas de tratamiento de aguas residuales. Explica los objetivos del tratamiento y describe procesos aeróbicos y anaeróbicos. También resume tecnologías de tratamiento como lodos activados, lagunas de oxidación, filtros percoladores y membranas inmersas. Finalmente, cubre el tratamiento y disposición de lodos generados.

1. UNIDAD MODULAR 2.
SISTEMAS DE TRATAMIENTO
A. RESIDUALES
Ing. Sergio Andrés Blanco Londoño, Esp.
2013

2. Materia Orgánica Biodegradable
Materia Orgánica Refractaria
Nutrientes
Sustancias o factores que transforman el equilibrio Biológico
Sustancias que causan turbiedad, temperatura, color, olor
Sólidos inorgánicos disueltos y sólidos suspendidos
Sustancias Corrosivas, cianuros, metales pesados, fenoles
Microorganismos Patógenos
APORTES NEGATIVOS DE LAS AGUAS RESIDUALES
SOBRE FUENTES SUPERFICIALES

3. OBJETIVOS GENERALES DEL TRATAMIENTO DE
LAS AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS
•Remoción de DBO
•Remoción de Sólidos Suspendidos
•Remoción de Patógenos.
•Remoción de Nitrógeno y Fósforo
•Remoción de Sustancias orgánicas refractarias
como detergentes, fenoles y pesticidas.
•Remoción de trazas de metales pesados.
•Remoción de sustancias inorgánicas disueltas

4. Permiten la degradación de la
materia orgánica por colonias de
microorganismos predominantemente
Aeróbicos los cuales pueden
desarrollarse flotando en medio de
las aguas residuales o adheridos a
un medio sobre el cual pasan las
aguas residuales

5. MATERIA
ORGANICA
(COHNS)
OXIGENO
DISUELTO,
O2
BACTERIAS
AEROBICAS
NUEVAS
CELULAS
BACTERIANA
S (C5H7NO2)
DEGRADACIÓN AEROBICA
+
NH3, CO2 y
Otros
productos
finales

6. Procesos biológicos que
ocurren en ausencia de
oxígeno disuelto y en los
que la materia orgánica
es degradada y
transformada en gases
(metano y otros)

7. AGUA
RESIDUAL
BACTERIAS
ANAEROBICAS
ACIDOFILICAS
METANO
Y CO2
ACIDOS
ORGANICOS
Y H2S
BACTERIAS
ANAEROBICAS
METANOGENICAS
NUEVAS
CÉLULAS
NUEVAS
CÉLULAS
TRATAMIENTO ANAEROBICO DE LAS
AGUAS RESIDUALES

8. LIMITACIONES
DE LOS
PROCESOS
ANERÓBICOS
Menores eficiencias en la remoción de
carga orgánica y sólidos.
Baja remoción de nutrientes y patógenos
Producen olores cuando no funcionan correctamente
La cinética de los procesos no es bien conocida
El arranque y la estabilización son demorados

9. VENTAJAS
COMPARATIVAS
DE LOS
PROCESOS
ANAEROBICOS
SOBRE LOS
AEROBICOS
Tecnologías simples en construcción y
operación, poco requerimiento de espacio
y por lo tanto de bajo costo.
Por lo general no requieren suministro de
energía eléctrica
Las tecnologías son aplicables tanto a pequeña como
a gran escala, permitiendo su uso en esquemas no
centralizados, en cuyo caso permiten ahorros
significativos en alcantarillado
Baja producción de lodos en exceso
Los lodos de exceso son bastante estabilizados

10. REACTOR
AEROBICO
T = 20 oC
REACTOR
ANAEROBICO
T = 35 oC
BALANCE ENERGETICO EN PROCESOS BIOLOGICOS
Afluente
20 oC
Afluente
20 oC
DQO =
100 kg.
DQO =
100 kgDQO =
10 kg
DQO = 10 kg
DQO = 60 kg DQO = 10 kg
Lodos en exceso Lodos estabilizados
Energía para aireación
100 Kwh
Metano
31 m3
Calor
195 Kwh Electricidad
78 Kwh
Efluente Efluente
AEROBICO ANAEROBICO

11. TECNOLOGIAS DE
TRATAMIENTO AEROBICO
BIOMASA
SUSPENDIDA
BIOMASA
ADHERIDA
HIBRIDO
LODOS ACTIVADOS
ZANJONES DE
OXIDACION
LAGUNA AIREADA
LAGUNA DE
ESTABILIZACION
MEMBRANA INMERSA FILTRO PERCOLADOR
BIODISCOS
ROTATORIOS

12. TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO
ANAEROBICO
BIOMASA
SUSPENDIDA
BIOMASA
ADHERIDA
HIBRIDO
REACTOR DE
MANTO DE
LODOS (UASB)
LAGUNA
ANAERÓBICA FILTRO
ANAEROBICO

13. PROCESOS DISPONIBLES DE TRATAMIENTO A
NIVEL MUNDIAL
•ADSORCION CON CARBON
•BIODISCOS
•COAGULACION Y SEDIMENTACION
•CRD
•DENITRIFICACIÓN
•FITOREMEDIACION
•EMBALSES DE ESTABILIZACIÓN
•EMISARIOS SUBMARINOS
•FILTRO ANAEROBICO
•FILTRACION CONVENCIONAL
•FILTROS INTERMITENTES DE ARENA
•FILTROS PERCOLADORES
•HUMEDALES ARTIFICIALES

14. •LAGUNAS DE OXIDACIÓN
•LAGUNAS AIREADAS
•LAGUNAS DE EVAPORACION /INFILTRACION
•LODOS ACTIVADOS
•LODOS ACTIVADOS CON AIREACION EXTENDIDA -
ZANJON DE OXIDACION
•MICROTAMIZADO
•MULTITAMICES GIRATORIOS
•REACTOR ANAEROBIO A PISTON RAP
•REACTORES BIOLÓGICOS SECUENCIALES
•SISTEMA ANAERÓBICO MULTIPLE MIXTO
•TANQUE IMHOFF
•TANQUE SEPTICO
•TRATAMIENTO CON MACROFITAS
•TRATAMIENTO PRIMARIO ESTIMULADO QUIMICAMENTE
•UASB
SISTEMAS DISPONIBLES DE TRATAMIENTO A
NIVEL MUNDIAL (Continuación)

15. BASES GENERALES DE SELECCION
•Alta relación costo – efectividad. Integrando criterios de
costo mínimo y de eficacia, acorde con los objetivos de
caudal y calidad del cuerpo receptor.
•Administración sostenible en el tiempo, integrando
elementos de simplicidad en la operación y de necesidades de
mantenimiento acordes con las posibilidades técnicas y
económicas de la municipalidad.
•Apropiación social, de manera que por sus ventajas y
beneficios directos y colaterales sea de alta apropiación por
parte de las comunidades beneficiadas.

16. ANALISIS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES A NIVEL NACIONAL
LAGUNAS DE
ESTABILIZACION, 40.93%
UASB , 12.46%
FILTROS BIOLOGICOS,
9.61%
LODOS
ACTIVADOS, 5.69%
FILTRO PERCOLADOR,
4.63%
OTROS, 2.49%
No se conoce tecnología,
14.23%
TANQUE SEPTICO Y FILTRO
ANAEROBICO, 1.07%
AIREACION EXTENDIDA,
2.85%
ZANJON DE
OXIDACION
2%
TS-FAFA, 3.91%

17. ETAPAS TIPICAS BASICAS DE UN TRATAMIENTO
Pretratamiento:
Tratamiento Primario:
Procesos complementarios:
Tratamiento Secundario:
Tratamiento Terciario:
Retiro de grasas, basuras, elementos flotantes y arenas
Homogenización e igualación
Operaciones físicas tales como la sedimentación y el
desbaste para la eliminación de los sólidos
sedimentables y flotantes
Procesos biológicos y químicos que se emplean
para eliminar la mayor parte de la materia
orgánica
Combinación adicional de procesos y operaciones
unitarias con el fin de eliminar algunos
componentes específicos como el nitrógeno y el
fósforo
Tratamiento y disposición de Lodos.

18. Rejas gruesas:
 Separación entre barras: 4 – 10 cm
 Retienen sólidos voluminosos (basuras, palos, etc.)
Desbaste o cribado

19. Rejas medias:
 Separación entre barras: 1 – 3 cm
 Retienen sólidos finos (etiquetas, hojas, preservativos)
Desbaste o cribado

20. Rejas finas (tamices)
Rotativos Estáticos
Desbaste o cribado

21. Convencionales Acelerados
Desarenadores
Canales desarenadores - desengrasadores

22. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES
GIRATORIOS

23. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES
GIRATORIOS
La Plata - Argentina

24. TRATAMIENTO CON MULTITAMICES
GIRATORIOS
Bahía Blanca - Argentina

25. TRATAMIENTO PRELIMINAR CON
EMISARIO SUBMARINO

26. Tratamientos primarios
Sedimentación primaria

27. Remociones en la sedimentación primaria:
 DBO 20-30%
 SST 60-70%
Sedimentación o clarificación primaria

28. LODOS ACTIVADOS
Biological reaction tank
Primary settling tank (Aeration tank) Final settling tank
Effluent
Primary sludge
Return sludge
Excess sludge

29. LODOS ACTIVADOS
Typical Flow Chart of Municipal Sewage Treatment Plant using Activated Sludge Process in JAPAN

30. LODOS ACTIVADOS
Dispositivos de aireación:
Turbulencia
Burbuja fina

31. LODOS ACTIVADOS – AIREACIÓN
EXTENDIDA (Zanjones de Oxidación)

32. SEQUENTIAL BATCH REACTOR

33. LAGUNAS AIREADAS MECÁNICAMENTE
Laguna aireada
Laguna de
Sedimentación
Laguna de
Maduración
Afluente
Pretratado
Efluente
Laguna aireada
Efluente
Sedimentador
Afluente
Pretratado
Lodos

34. Filtros percoladores
Filtro Percolador
Sedimentador
Secundario
Sedimentador
Primario
Afluente
Pretratado
Efluente
Lodo primario
Recirculación de lodos
Lodo secundario

35. FILTROS PERCOLADORES
Remoción:
 DBO5 y SST: 60 y 75%

36. FILTROS PERCOLADORES
Medios de soporte:

37. Discos Biológicos Rotatorios (biodiscos)
Biodiscos
Sedimentador
Primario
Sedimentador
Secundario
Afluente
pretratado
Lodos primarios Lodos secundarios
Recirculación
de lodos

38. CONTACTORES BIOLÓGICOS
ROTATORIOS (RBC)
Biodiscos
Sedimentador
Primario
Sedimentador
Secundario
Afluente
pretratado
Lodos primarios Lodos secundarios
Recirculación
de lodos

39. SISTEMAS DE MEMBRANA INMERSA
EFLUENTE
LODOS
Agua
cruda

40. ZENON Environmental Inc.
ZeeWeed® Immersed Membrane

41. LAGUNAS DE OXIDACIÓN
 Aeróbicas
Anaeróbicas
 Facultativas
 De Maduración

42. LAGUNAS DE OXIDACIÓN
Laguna
Anaerobia
Laguna
Facultativa
Laguna de
Maduración
Afluente
Pretratado
Efluente
Con esta configuración se logran las siguientes
remociones:
 DBO5: 75 – 90%
 SST: 50 – 65%
 Huevos Helmintos: 100%
 Colifecales: 99,9%

43. DESCOMPOSICION ANAEROBICA
AFLUENTE
VIENTO
LUZ SOLAR
EFLUENTE
M. Orgánica
BACTERIAS
CH4 + CO2 + NH3
LODOS
ALGAS
BACTERIAS
O2 CO2
BACTERIAS ANAEROBICAS
LAGUNAS DE OXIDACIÓN

44. LAGUNA ANAEROBICA
DESCOMPOSICION ANAEROBICA
AFLUENTE
VIENTO
LUZ SOLAR
EFLUENTE
M. Orgánica
BACTERIAS
CH4 + CO2 + NH3
LODOS
NATA DE GRASA

45. EMBALSES DE ESTABILIZACIÓN Y REHUSO
PARA LA AGRICULTURA

46. Impermeabilización del Fondo de un
Embalse

47. HUMEDALES
Humedales Naturales
Humedales artificiales
Moshav Zippori-Israel

48. HUMEDALES ARTIFICIALES

49. CAMPANA
RECOLECTORA
DE GAS
EFLUENTE
ZONA DE SEDIMENTACIÓN
AFLUENTE
MANTO DE
LODOS
GAS
PROCESO U.S.B.

50. PROCESO U.S.B.

51. TRATAMIENTO CON PLANTAS ACUATICAS

52. Sistemas integrados sostenibles
Proceso de depuración de aguas residuales
domésticas encaminado a la reducción de DBO,
nutrientes y patógenos, que permite recuperar
recursos valiosos empleados en la producción
agrícola, piscicultura, protección de ecosistemas,
generación de biomasa y energía, en lugar de
disponerlos en rellenos sanitarios o cuerpos de
agua.

53. Tratamiento de lodos generados en PTAR´s
Dependiendo de la complejidad* de las
instalaciones de depuración de agua residual,
existen distintas alternativas de tratamiento de
lodos:
Nivel bajo (<2 500 hab.)
Nivel medio (2 501 – 12 500 hab.)
Deshidratación, lechos secado,
estabilización con cal.

54. Tratamiento de lodos generados en PTAR
Nivel medio alto (12 501 – 60 000 hab.)
Instalaciones complejas de espesamiento,
estabilización y deshidratación, con una
posterior compostación.
Nivel alto (>60 000 hab.)
Espesamiento, lechos de secado, compostación
o disposición en rellenos sanitarios.

55. Tratamiento de lodos generados en PTAR
Nivel alto (>60 000 hab.)
Espesamiento Digestión
DeshidrataciónBiosólido