El documento describe las características del agua residual y los diferentes etapas del tratamiento de aguas residuales. Incluye una descripción general de una planta de tratamiento de aguas residuales con los procesos de tratamiento primario, secundario y terciario. El tratamiento secundario puede ser anaeróbico o aeróbico, y el documento explica estos procesos biológicos en detalle. Finalmente, se menciona la experiencia en la reutilización del agua residual tratada.

1. Tratamiento de Aguas Residuales

2. Agenda
Características del agua residual
Tratamiento de Aguas Residuales
• Diagrama General de una PTAR
• Tratamiento Primario
• Tratamiento Secundario
o Anaeróbico
o Aeróbico
o Manejo de lodos
• Tratamiento Terciario
Experiencia en reutilización de Agua Residual
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3. Características del agua residual
pH: La concentración del ión hidrógeno es uno de los parámetros mas importantes del
agua residual, ya que de el depende la adecuada proliferación y desarrollo de la vida
biológica. El agua residual con pH inadecuado presenta dificultades en tratamientos
biológicos
Sólidos totales: Término que engloba la materia en suspensión, sedimentable, coloidal y
disuelta.
22% Sedimentables
30% Suspendidos
8% No Sedimentables
Sólidos totales
7% Coloidales
70% Filtrables
63% Disueltos
Distribución típica de la concentración de sólidos en un efluente industrial
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4. Características del agua residual
DBO: La demanda bioquímica de oxígeno es una prueba que mide la cantidad de oxígeno
consumido en la degradación bioquímica de la materia orgánica mediante procesos
biológicos aerobios.
DQO: La demanda química de oxigeno, mide la cantidad de oxigeno que se requiere para
oxidar el total de la materia orgánica presente en una muestra de agua residual hasta dar
dióxido de carbono y agua como productos finales. Debido a que para la prueba se utilizan
oxidantes fuertes, tiene la ventaja de que requiere sólo tres horas, a diferencia de la DBO
que necesita 5 días.
La relación entre los valores de DBO y DQO es indicativo de la biodegradabilidad de la
materia contaminante. En aguas residuales un valor de la relación DBO/DQO menor de 0,2
se interpreta como un vertido de tipo inorgánico y si es mayor de 0,6 se considera un
vertido de tipo orgánico
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5. Características del agua residual
Nutientes: Es necesario presentarlos en dos visiones:
• Rol que juegan en el tratamiento de las aguas residuales
• Impacto que tienen sobre los cuerpos de agua las altas concentraciones de P y N
En el primer caso son necesarios para la reproducción celular; la materia carbonosa es el
plato principal de los microorganismos, pero el nitrógeno y el fósforo forman parte del
contorno. Teóricamente se manejan las siguientes relaciones: 350 DBO : 5 N : 1 P
La presencia de fósforo y nitrógeno en el efluente descargado
por un planta a un cuerpo de agua tiene amplios
cuestionamientos, ya que por años se les ha responsabilizado
de la eutroficación de los cuerpos de agua
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6. Diagrama general de una P.T.A.R
Tratamiento
Tratamiento Tratamiento
Terciario o
Primario o Secundario o
Acondicionamiento
Pre-tratamiento Biológico
para reuso
Etapa del tratamiento en donde se llevan
a cabo cambios en las características
físicas del agua: Principalmente
eliminación de sólidos.
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7. Tratamiento Primario
Cedazos: Estos elementos pueden estar constituidos por barras , alambres, telas
metálicas, placas perforadas o rejas. Su función principal es la de eliminar sólidos
suspendidos del agua. De acuerdo al tipo de sólidos a eliminar se clasifican en gruesos,
medios y finos.
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8. Diagrama general de una P.T.A.R
Tratamiento
Tratamiento Tratamiento
Terciario o
Primario o Secundario o
Acondicionamiento
Pre-tratamiento Biológico
para reuso
Etapa del tratamiento en donde se llevan a cabo
cambios físico-químicos en el agua residual
gracias a la interacción de microorganismos.
Estos procesos se pueden llevar a cabo en dos
formas:
• Anaeróbicamente: En ausencia de oxigeno
libre (diferente a anóxico )
• Aerobicamente: En presencia de oxigeno
Ley de la conservación de la masa:
“En el universo nada se crea ni se destruye, solo se transforma”
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9. Tratamiento Secundario: Proceso Anaeróbico
El tratamiento anaerobio es un proceso biológico donde microorganismos convierten los
compuestos orgánicos (DBO/DQO) en Gas (metano/CO2) y materia celular,
principalmente.
Este proceso está compuesto de dos etapas esenciales: la preacidificación de la materia
orgánica (proteínas, carbohidratos y grasas), seguidamente la digestión de la materia
orgánica generando metano como subproducto.
Filtro
Compost
Manejo de Vahos
Cedazo Fino
Gasómetro
Gasó Quemador
NaOH
Cedazo Grueso CO2
EB Tq. PA
Afluente Cervecería
2.000 m3
ROOTS
Manejo de Biogas
IDM IDM
Sistema de Recepción Tratamiento Anaeróbico ROOTS
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10. Tratamiento Secundario: Proceso Anaeróbico
100% O2+ Compuestos de menor tamaño
Hidrólisis Compuestos de alto peso molecular
pH óptimo 6,5
Tiempo de reacción 4 a 6 hrs. Bacterias Hidrolíticas
Temperatura óptima 30 a 41 °C
Aminoácidos
30% O2+
Acidogénesis 70% O2-
pH entre de 4 a 8
Tiempo de reacción rápido
Temperatura óptima 30 a 41 °C
Bacterias Acidogénicas AGV + CO2 + H2
Acetogénesis 100% O2-
pH entre de 4 a 8
Tiempo de reacción rápido AGV Bacterias Acetogénicas Acetato + CO2 + H2
Temperatura óptima 30 a 41 °C Ac. Acético + Amoníaco
Metanogénesis 100% O2-
pH entre de 6,2 a 8
Tiempo de reacción rápido
Temperatura óptima 30 a 41 °C
Acetato + H2 Bacterias Metanogénicas Metano + CO2
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11. Tratamiento Secundario: Proceso Anaeróbico
Biogas
Pre tratamiento
NaOH
CO2
Efluente
Tanque PA Reactor
En este equipo ocurre: En este equipo ocurre:
• Hidrólisis • Acetogenesis
• Acidogénesis • Metanogénesis
• Acetogenesis En el efluente se mide:
• AGV y alcalinidad. Realizar balance:
Es indispensable el monitoreo del pH y la temperatura
(AGV+Alc)Tq PA = (AGV+Alc)efluente reac
Se realiza medición de AGV y alcalinidad
Se calcula del Grado de Acidificación • DQO filtrado en el efluente y calcular % remoción
Se mide el DQO filtrado Adicionalmente se debe monitorear permanentemente
Se debe monitorear el tiempo de residencia (3 a 6 la producción de biogás.
horas) Si ocurre una sobreproducción de biogás se debe
calcular la carga volumétrica (Kd DQO/m3reactor*dia)
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12. Tratamiento Secundario: Proceso Anaeróbico
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13. Tratamiento Secundario: Proceso Aeróbico
El tratamiento aerobio es un proceso biológico donde microorganismos convierten los
compuestos orgánicos (DBO/DQO) en Lodo BiológicoGas (metano/CO2).
Tratamiento Aeróbico
Trat. Anaeróbico
Clarificador
O2 Efluente
Final
Piscina de Aireación
Silo de lodo
Espesador Centrífuga
Manejo de lodo
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14. Tratamiento Secundario: Proceso Aeróbico
Mecanismo de eliminación de la DBO
Nuevas células
CO2 Productos de la respiración
Membrana celular
H2O
Reserva
célula
Orgánicos absorvidos
Capa de limo
Partícula adsorbible
O2
Partículas libres
Orgánicos solubles
MO + O2 + Nitrógeno + Fósforo Nuevas células + CO2 + H2O + MONB
MO: materia orgánica MONB: materia orgánica no biodegradable
nutrientes
1 kg DBO removido ½ kg de lodo (SST)
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15. Tratamiento Secundario: Proceso Aeróbico
Posterior a la aireación, se encuentra el proceso de clarificación, cuyo objetivo principal es
separar el agua ya tratada de los flóculos formados por el lodo aeróbico.
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16. Tratamiento Secundario: Manejo de lodo
Silo de lodo
Exceso de lodo Espesador Deshidratación
O2
Digestor
Manejo de lodo
Uno de los inconvenientes del tratamiento aeróbico, es la generación de lodo; por ello es
necesario contar con la infraestructura necesaria para su tratamiento.
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17. Diagrama general de una P.T.A.R
Tratamiento
Tratamiento Tratamiento
Terciario o
Primario o Secundario o
Acondicionamiento
Pre-tratamiento Biológico
para reuso
Etapa del tratamiento en donde se llevan a cabo
cambios Físicos y Microbiológicos en el agua
residual tratada que le infieren la calidad
necesaria que permita su reutilización.
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18. Tratamiento Terciario: Acondicionamiento del Agua
¿POR QUÉ UN MBR + ÓSMOSIS INVERSA?
Ideal para reuso de agua por la calidad del efluente obtenido (Filtración por Membranas)
Ideal para Plantas que dispongan de poco espacio ya que se trata de un sistema compacto.
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19. Tratamiento Terciario: Acondicionamiento del Agua
¿QUÉ ES UN MBR?
Sus siglas en Inglés significan Membrane Bioreator (Bioreactor de Membrana).
Tratamiento combinado de lodo activado + sistema de filtración por membrana (Microfiltración o
Ultrafiltración) de flujo cruzado.
Obligatorio
AGUA
RECIRCULACIÓN CLARIFICADA
1 2 3
Alimentación Libre de SS,
Coloides y
Virus
Cedazo
PRE – LODO ACTIVADO MEMBRANAS
TRATAMIENTO Depuración del agua Proceso de
Remoción de Partículas residual: Eliminación de Clarificación del agua
que puedan obstruir o la materia orgánica libre de materia
dañar las membranas orgánica

20. Entrada PTAR
(Tanque Pre Bioreactor Ultrafiltración Osmosis Inversa
acidificación)
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21. Experiencia en reutilización de Agua Residual
Parámetro Sistema UF Sistema RO
Cantidad de efluente tratado 80 80
(m3/h)
Rango de pH 8,0 6,02
Demanda Química de 14,5 <5
Oxígeno
Fósforo Total (ppm PO4) 13,7 0.32
Nitrógeno Total (Kjedhal) 13,4
Amonio <0.01 n.a.
Dureza Total (ppm CaCO3) 84 0
Dureza Cálcica (ppm 26.67 0
CaCO3)
Alcalinidad (ppm CaCO3) 656.57 19.33
Sílice (SiO2) 37.85 0.97
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22. Gracias por su asistencia!