Se ha denunciado esta presentación.
Utilizamos tu perfil de LinkedIn y tus datos de actividad para personalizar los anuncios y mostrarte publicidad más relevante. Puedes cambiar tus preferencias de publicidad en cualquier momento.
MARCO TEÓRICOAGUAS RESIDUALES DE LAS VIVIENDASLas aguas procedentes de viviendas tienen una alta carga decontaminación fec...
demanda de este elemento tan necesario para la vida humana sea de un56% superior que el suministro y quienes posean agua p...
FILTROS PARA AGUAS RESIDUALESPara la purificación de las aguas residuales son utilizados varios tipos defiltros como:     ...
Las rejasse utilizan para separar objetos de tamaño más importante queel de simples partículas que son arrastrados por la ...
removidas por medio de rastrillos que ejecutan un barrido superficialcontinuo.La precipitación química o coagulación en el...
sedimentación secundaria en donde sedimentan los lodos. Los efluentesdel sedimentador pueden ser descargados a una corrien...
CARBON ACTIVADOEl carbón activado es un material poroso, preparado por la carbonizacióny activación de materiales orgánico...
una placa ejerce atracción sobre el adsorbatos y lo hace con una fuerzainsuficiente para retenerlo, estos poros actúan com...
Por otro lado, los compuestos residuales derivados de procesos decloración y ozonización son catalizados y pasan a formas ...
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Marco teórico (1)

3.769 visualizaciones

Publicado el

Marco teórico (1)

  1. 1. MARCO TEÓRICOAGUAS RESIDUALES DE LAS VIVIENDASLas aguas procedentes de viviendas tienen una alta carga decontaminación fecal y antes de ser devueltas a la naturaleza deben serconvenientemente depuradas. El riesgo que conlleva un vertido de aguasfecales es que puedan alterar el medio ambiente, o incluso contaminarotras fuentes de agua como acuíferos, manantiales, ríos, etc.El altocontenido de materia orgánica, puede ser empleado por el hombre paraalimentar ciertas plantas en su propio interés. Pero cuando estas aguasdeben ser vertidas de nuevo a la naturaleza, el rápido crecimiento deciertos micros y macro organismos puede agotar el oxígeno del agua(preciso para el desarrollo de la flora y fauna autóctona), y/o favorecer elcrecimiento de algunas especies no habituales alterando el ecosistemanatural.[1] En algunos casos, las aguas residuales tienen una subutilización como elúnico recurso hídrico de las comunidades pobres que subsisten por mediode la agricultura. Si bien el uso de aguas residuales en la agriculturapuede aportar beneficios (incluidos los beneficios de salud como unamejor nutrición y provisión de alimentos para muchas viviendas), su usono controlado generalmente está relacionado con impactos significativossobre la salud humana. Estos impactos en la salud se pueden minimizarcuando se implementan buenas prácticas de manejo. [2]Los trabajos con aguas residuales industriales es con la intención deseparar las partículas indebidas del líquido principal. Debido a la fuerzaque emplea la purificadora, se logran buenos resultados cuando lassustancias pasan a través de los filtros y esto motiva el mejor aspecto delagua. Lo ciertos es que todos los trabajos apuntados a mejorar elaspecto que muestran las aguas residuales industriales tienen como ejeprincipal el objetivo de separar los materiales que contienen una cantidadimportante de impurezas. En el último tiempo, estos trabajos realizadoscon purificadoras se han duplicado en favor de los materiales que seexponen a tratamientos, circunstancia que genera eficientes procesos depurificación Suena lógico pensar que aquellas partículas que pasaronpor las fuerzas desgarradoras de las purificadoras quedan a mitad decamino, separándose de las aguas residuales industriales. [3]PROBLEMÁTICA ACTUAL DEL EL AGUA POTABLE A NIVELMUNDIALA nivel mundial la problemática del agua potable brota como el mayorconflicto geopolítico del siglo XXI ya que se espera que en el año 2025, la
  2. 2. demanda de este elemento tan necesario para la vida humana sea de un56% superior que el suministro y quienes posean agua podrían ser blancode un saqueo forzado.El problema es que el agua es un recurso que seda sentado en muchos lugares, es muy escaso para los 1.100 millones depersonas que carecen de acceso al agua potable, a las que habría quesumar otros 2.400 millones de personas que no tienen acceso a unsaneamiento adecuado.El problema no es la falta de agua dulce potablesino, más bien, la mala gestión y distribución de los recursos hídricos ysus métodos.El problema no es la falta de agua dulce potable sino, más bien, la malagestión y distribución de los recursos hídricos y sus métodos.[4]Colombia tiene problemas de abastecimiento de agua potable como loindicaun informe revelado por la Defensoría del Pueblo reveló que el 89por ciento de los municipios y más de la mitad de la población total delpaís afronta problemas en materia de abastecimiento de agua potable.La investigación también revela que hay más de 14 millones de habitantesque en estos momentos viven en sitios con índice de escasez que llegana los niveles medio y alto. De los 1.119 municipios y corregimientos delpaís, 56 tienen coberturas por encima del 95 por ciento y están en el nivel“sin prioridad”; el “bajo” lo ostentan 94 municipios, el “medio” 11, el “medioalto” 71 municipios y el “alto” 887.La Defensoría advirtió que en lospróximos años seguirá aumentando la demanda de agua para los usoshumanos y económicos, y lo grave es que la oferta aprovechable delrecurso puede verse reducida si continúan las tendencias actuales dedeforestación y la ausencia casi total de tratamiento de las aguasresiduales."Todavía en Colombia la política pública ha estado dirigida a laampliación de coberturas y creo que es necesario trabajar mucho en laconstrucción y el mantenimiento de sistemas de tratamiento y depotabilización de agua en Colombia, es necesario que los municipiospuedan dotarse de la infraestructura adecuada para poder dotar a sushabitantes unos niveles de consumo de agua en condiciones adecuadas yde potabilidad", manifestó el Defensor.[5]Para el año 2006, la problemática del agua potable en Antioquia,correspondió al 86.8%, por debajo del promedio nacional que es del94.8%. En el área urbana la cobertura es del 96.3% y en el área rural del53.9%.En Antioquia para el año 2006, de los 125 municipios, 123 tienen plantade potabilización en las zonas urbanas y sólo 71 de ellos suministranagua apta para el consumo humano, lo cual representa el 57%.De lo anterior, se puede colegir que el problema de suministro de aguapotable no es sólo un problema de infraestructura, ya que los municipiosposeen sus plantas de potabilización y en general la infraestructuranecesaria para la buena prestación de los servicios, sin embargo, a pesarde tener los recursos, la comunidad no dispone del servicio de aguapotable.Revisadas las causas, se concluye que los principales problemas secentran en las deficiencias de construcción, administración, operación ymantenimiento de los sistemas por parte de los municipios.[6]
  3. 3. FILTROS PARA AGUAS RESIDUALESPara la purificación de las aguas residuales son utilizados varios tipos defiltros como: La filtración de la arena que es un método usado con frecuencia, muy robusto para quitar los sólidos suspendidos del agua. El medio de filtro consiste en una capa múltiple de arena con una variedad de tamaño y gravedad específica. Cuando los filtros se cargan con las partículas se invierte la dirección de filtración, para regenerarlo. Los sólidos suspendidos más pequeños tienen la capacidad de pasar a través de un filtro de arena, a menudo se requiere la filtración secundaria. La filtración de membrana con flujo cruzado quita las sales y materia orgánica disuelta, usando una membrana permeable que impregne solamente los contaminantes. Hay diversas técnicas de filtración con membranas, estas son: micro filtración, ultrafiltración, nanofiltración y osmosis inversa (OI). Cuál de estas técnicas se pone en ejecución depende de la clase de compuestos que necesiten ser quitados y su tamaño de partícula. La filtración de cartucho consisten en fibras que funcionan generalmente con más eficacia económica en los usos que tienen niveles de contaminación de menos de 100 PPM. Para usos donde la contaminación es más alta, los cartuchos se utilizan normalmente como filtro en las etapas finales.[7]PROCESOS GENERALES DE LIMPIEZA DE AGUASRESIDUALESPLANTA DE AGUAS RESIDUALESLos procesos más utilizados en las plantas de purificación de aguasresiduales son:El tamizado que son autos limpiantes, están construidos con mallasdispuestas en una inclinación particular que deja atravesar el agua yobliga a deslizarse a la materia sólida retenida hasta caer fuera de lamalla por sí sola.
  4. 4. Las rejasse utilizan para separar objetos de tamaño más importante queel de simples partículas que son arrastrados por la corriente de agua. Seutilizan solamente en desbastes previos. El objetivo es proteger losequipos mecánicos e instalaciones posteriores que podrían ser dañados uobstruidos con perjuicio de los procesos que tuviesen lugar. Seconstruyen con barras metálicas de 6 o más mm de espesor, dispuestasparalelamente y espaciadas de 10 a 100 mm. Se limpian medianterastrillos que pueden ser manejados manualmente o accionadosautomáticamente.En la microfiltración se trabaja a baja carga, con muy poco desnivel, yestán basados en una pantalla giratoria de acero o material plástico através de la cual circula el agua. Las partículas sólidas quedan retenidasen la superficie interior del microfiltro que dispone de un sistema delavado continuo para mantener las mallas limpias. Se han utilizadoeficazmente para separar algas de aguas superficiales y como tratamientoterciario en la depuración de aguas residuales. Según la aplicación seselecciona el tamaño de malla indicado. Con mallas de acero puedentener luces del orden de 30 micras y con mallas de poliéster se consiguenbuenos rendimientos con tamaños de hasta 6 micras.En los tratamientos primariosel principal objetivo es el de removeraquellos contaminantes que pueden sedimentar, como por ejemplo lossólidos sedimentables y algunos suspendidos o aquellos que puedenflotar como las grasas.El tratamiento primario presenta diferentes alternativas según laconfiguración general y el tipo de tratamiento que se haya adoptado. Sepuede hablar de una sedimentación primaria como último tratamiento oprecediendo un tratamiento biológico, de una coagulación cuando se optapor tratamientos de tipo físico-químico.En la sedimentación primariase realiza en tanques ya sean rectangulareso cilíndricos en donde se remueve de un 60 a 65% de los sólidossedimentables y de 30 a 35% de los sólidos suspendidos en las aguasresiduales. En la sedimentación primaria el proceso es de tipo floculantey los lodos producidos están conformados por partículas orgánicas.Un tanque de sedimentación primaria tiene profundidades que oscilanentre 3 y 4m y tiempos de detención entre 2 y 3 horas. En estos tanquesel agua residual es sometida a condiciones de reposo para facilitar lasedimentación de los sólidos sedimentables. El porcentaje de partículassedimentadas puede aumentarse con tiempos de detención más altos,aunque se sacrifica eficiencia y economía en el proceso; las grasas yespumas que se forman sobre la superficie del sedimentador primario son
  5. 5. removidas por medio de rastrillos que ejecutan un barrido superficialcontinuo.La precipitación química o coagulación en el tratamiento de las aguasresiduales es un proceso de precipitación química en donde se agregancompuestos químicos con el fin de remover los sólidos. El uso de lacoagulación ha despertado interés sobre todo como tratamiento terciario ycon el fin de remover fósforo, color, turbiedad y otros compuestosorgánicos.Pero también esta los tratamientos secundarios y el objetivo de estetratamiento es remover la demanda biológica de oxígeno (DBO) solubleque escapa a un tratamiento primario, además de remover cantidadesadicionales de sólidos sedimentables.El tratamiento secundario intenta reproducir los fenómenos naturales deestabilización de la materia orgánica, que ocurre en el cuerpo receptor.La ventaja es que en ese proceso el fenómeno se realiza con másvelocidad para facilitar la descomposición de los contaminantes orgánicosen períodos cortos de tiempo. Un tratamiento secundario remueveaproximadamente 85% de la DBO y los SS aunque no remuevecantidades significativas de nitrógeno, fósforo, metales pesados,demanda química de oxígeno (DQO) y bacterias patógenas.Además de la materia orgánica se va a presentar gran cantidad demicroorganismos como bacterias, hongos, protozoos, rotíferos, etc., queentran en estrecho contacto con la materia orgánica la cual es utilizadacomo su alimento. Los microorganismos convierten la materia orgánicabiológicamente degradable en CO2 y H2O y nuevo material celular.Además se necesita un buen contacto entre ellos, la presencia de unbuen suministro de oxígeno, aparte de la temperatura, PH y un adecuadotiempo de contacto.Para llevar a efecto el proceso anterior se usan varios mecanismos talescomo: lodos activados, biodisco, lagunaje, filtro biológico.Los lodos activados son un tratamiento de tipo biológico en el cual unamezcla de agua residual y lodos biológicos es agitada y aireada. Loslodos biológicos producidos son separados y un porcentaje de ellosdevueltos al tanque de aireación en la cantidad que sea necesaria. Eneste sistema las bacterias utilizan el oxígeno suministrado artificialmentepara desdoblar los compuestos orgánicos que a su vez son utilizadospara su crecimiento.A medida que los microorganismos van creciendo se aglutinan formandolos lodos activados; éstos más el agua residual fluyen a un tanque de
  6. 6. sedimentación secundaria en donde sedimentan los lodos. Los efluentesdel sedimentador pueden ser descargados a una corriente receptora;parte de los lodos son devueltos al tanque con el fin de mantener una altapoblación bacterial para permitir una oxidación rápida de la materiaorgánica.El biodiscoes tan eficaz como los lodos activados, requiere un espaciomucho menor, es fácil de operar y tiene un consumo energético inferior.Está formado por una estructura plástica de diseño especial, dispuestoalrededor de un eje horizontal. Según la aplicación puede estarsumergido de un 40 a un 90% en el agua a tratar.El lagunaje es un tratamiento y se puede realizar en grandes lagunas conlargos tiempos de retención (1/3 días) que les hace prácticamenteinsensibles a las variaciones de carga, pero que requieren terrenos muyextensos. La agitación debe ser suficiente para mantener los lodos ensuspensión excepto en la zona más inmediata a la salida del efluente.Por último el filtro biológico que está formado por un reactor, en el cual seha situado un material de relleno sobre el cual crece una película demicroorganismos aeróbicos con aspecto de limos.La altura del filtro puede alcanzar hasta 12m. El agua residual sedescarga en la parte superior mediante un distribuidor rotativo cuando setrata de un tanque circular. A medida que el líquido desciende a travésdel relleno entra en contacto con la corriente de aire ascendente y losmicroorganismos. La materia orgánica se descompone lo mismo que conlos lodos activados, dando más material y CO2.También existen la clase de tratamientos terciarios que tiene el objetivode remover contaminantes específicos, usualmente tóxicos o compuestosno biodegradables o aún la remoción complementaria de contaminantesno suficientemente removidos en el tratamiento secundario.Como medio de filtración se puede emplear arena, grava antracita o unacombinación de ellas. El pulido de efluentes de tratamiento biológico sesuele hacer con capas de granulometría creciente, duales o multimedia,filtrando en arena fina trabajando en superficie. Los filtros de arena finason preferibles cuando hay que filtrar flóculos formados químicamente yaunque su ciclo sea más corto pueden limpiarse con menos agua.La adsorción con carbón activo se utiliza para eliminar la materia orgánicaresidual que ha pasado el tratamiento biológico. [8]
  7. 7. CARBON ACTIVADOEl carbón activado es un material poroso, preparado por la carbonizacióny activación de materiales orgánicos, especialmente de origen vegetal,como madera, el carbón mineral, y cáscara de coco entre otros, con el finde obtener un alto grado de porosidad y una importante superficieintraparticular. La elevada superficie específica facilita la absorción físicasde los gases y vapores de mezclas gaseosas o sustancias disueltas enlíquidos.Se compone en un 75-80% de carbono y un 5-10% de cenizas,físicamente se presenta en polvo o en granos. Existen varios tipos decarbón activo según la materia prima, tipo de activación y la duración delproceso de activación, pero, en cualquier caso, se caracteriza por supequeño y homogéneo calibre y su estructura interna, formada por ungran número de poros de tamaños similares que puede alcanzar unasuperficie interna entre 500 y 1.500 m2/g. Estos poros se dividen segúnsu tamaño en macro poros, con un radio mayor a 25 nm, meso poros,entre 25 y 1 nm y, micro poros, con radio inferior a 1 nm. [9]Las propiedades del carbón activado desde el punto de vista de sucomposición química, el CA es carbón prácticamente puro, igual que eldiamante, el grafito, el negro de humo y los diversos carbones minerales ovegetales. En el CA los átomos de carbono casi siempre se encuentrancombinados en forma de placas grafíticas. Estas placas son planas, estánseparadas y tienen distintas orientaciones, por lo que existen espaciosentre ellas. Estos espacios se denominan poros y son los que brindan alCA su principal característica: una gran área superficial y, por lo tanto,una alta capacidad adsorbente. El área de la mayoría de los carbonesactivados comerciales está entre 500 y 1.500 m2/g.El CA actúa como adsorbente debido a un desequilibrio de fuerzas en lasuperficie de las placas grafíticas. Este desequilibrio provoca atraccionesintermoleculares que causan la condensación del adsorbatos gaseoso ola precipitación del adsorbatos de la solución. El CA, adsorberá unamolécula con mayor fuerza si existen dos placas grafíticas losuficientemente cercanas a la misma como para atraerla. Una moléculacon mayor peso molecular se retendrá con mayor fuerza, siempre ycuando su tamaño le permita caber entre las placas grafíticas.El CA tiene una gran variedad de tamaños de poros que puedenclasificarse, en poros de adsorción y poros de transporte. Los poros deadsorción consiste en espacios entre placas grafíticas con una separaciónde entre una y cinco veces el diámetro de la molécula que va a retener.Los poros mayores son los de transporte, en esta clase de poros, sólo
  8. 8. una placa ejerce atracción sobre el adsorbatos y lo hace con una fuerzainsuficiente para retenerlo, estos poros actúan como caminos de difusión;tienen poca influencia en la capacidad del CA, pero afecta a la cinética ovelocidad con la que se lleva a cabo la adsorción.El CA adsorbe bien todo tipo de moléculas orgánicas. No así lasinorgánicas, excepto algunas como los molibdatos, los cianuros de oro, eldicianuro de cobre, el cloruro de mercurio, el yodo y las sales de plata,entre otros. La mayoría de las moléculas orgánicas que tienen ligadosátomos de cloro, bromo o yodo se adsorben con mayor fuerza.El CA puede fabricarse a partir de todo tipo de material carbonoso, cadamateria prima brindará características y calidades distintas al producto. Eltamaño de los poros y su distribución depende básicamente de la materiaprima y no del método de activación.Aunque el CA puede fabricarse a partir de un sinnúmero de materialescarbonosos, solamente se utilizan a nivel comercial la madera de pino, elcarbón mineral lignítico, el carbón mineral bituminoso y la concha de coco,debido a su disponibilidad, bajo costo y a que los productos obtenidos apartir de ellos tienen las propiedades que cubren toda la gama deaplicaciones que el CA puede tener.La dureza o resistencia a la abrasión es una propiedad muy importante enlos CA que se van a utilizar en forma granular, ya que la falta de éstaprovoca erosión y rompimientos durante el manejo y el uso. Lareactivación de un CA que no tenga suficiente dureza no resulta rentable,ya que el proceso de reactivación somete al carbón a una serie demovimiento y de acciones erosionantes que lo rompen y disminuye sutamaño. [10]La adsorción con carbón activo consiste en retirar del agua las sustanciassolubles mediante el filtrado a través de un lecho de este material,consiguiéndose que los oligominerales pasen a través de los microsporos, separando y reteniendo en la superficie interna de los gránulos loscompuestos más pesados.Este proceso retiene sustancias no polares como aceite mineral, polihidrocarburos aromáticos, cloro y derivados, sustancias halogenadascomo I, Br, Cl, H, F, sustancias generadoras de malos olores y gustos enel agua, levaduras, residuos de la fermentación de materia orgánica,microorganismos, herbicidas, pesticidas, etc., todo ello sin alterar lacomposición original del agua, respetando los oligominerales y singenerar residuos contaminantes.
  9. 9. Por otro lado, los compuestos residuales derivados de procesos decloración y ozonización son catalizados y pasan a formas reducidasinofensivas. En este caso, es recomendable emplear carbón de grandureza, como los procedentes de hueso de aceituna y cáscara de coco,aunque también existen procedentes de hulla, lignito, madera, etc.,obtenidos todos ellos a partir del calentamiento a temperaturas extremasen ausencia de oxígeno.El tipo de filtro de carbón activo requerido depende principalmente de lacalidad del agua y del objetivo de depuración planteado. Existen dos tiposbásicos: abiertos o cerrados a presión. En ambos casos, para una mismacalidad del agua filtrada, la actividad del carbón activo depende de supropia naturaleza y de la temperatura en el interior del filtro.Su funcionamiento es muy simple, consiste en introducir el agua por laparte superior de una columna que contiene el carbón activo para que,mediante la acción de la gravedad o una presión artificial, circule haciaabajo y se recupere a través de un sistema de drenaje inferior. Duranteeste filtrado, el lecho va acumulando sustancias que cada cierto tiempo espreciso retirar. [9]

×