Aguas residuales

SISTEMAS DE AGUA NEGRAS
MATERIA: ELECTIVA VI AUTOR: CRISTAL GARCÍA CI:26.599.046

El agua es uno de los recursos naturales
más vital para todos los seres vivos
Se denomina aguas servidas a aquellas que resultan del
uso doméstico o industrial del agua. También se llaman
aguas residuales, aguas negras o aguas cloacales.
Esta agua residual debe de tratarse en plantas de tratamiento antes
de reincorporarse al medio ambiente; lagos, ríos, etc.

Aguas Negras, Aguas grises y
Aguas Negras industriales

TIPOS DE AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales provenientes
de inodoros, es decir, aquellas que
transportan excrementos humanos
y orina.
Aguas Negras
Las aguas residuales provenientes
de tinas, duchas, lavamanos y
lavadoras
Aguas Negras
Industriales
La mezcla de aguas negras de una
industria en combinación con las
aguas residuales de sus descargas
Aguas Grises
A B C

DBO
La DBO es una de las determinaciones más
importantes para hallar el grado de polución de
un agua.
Se refiere a la cantidad de oxígeno en mg/l que
hace falta para descomponer (oxidar) las materia
orgánicas de un agua polucionada, por acción
bioquímica aerobia.
Esta demanda de oxigeno la ejercen tres
clases de sustancias:
carbonadas, nitrogenadas, y ciertos compuestos
químicos reductores.

Para hacer completa la oxidación
biológica, exige un tiempo de 21
a 28días, se obtiene la DBO21 o
DBO28.
OXIDACIÓN
Las aguas limpias se
encuentran saturadas de
O2 disuelto.
NATURALEZA
La DBO21 que exige un tiempo
demasiado largo ha sido reemplazada
por la DBO5, es decir por la cantidad de
O2 consumida después de 5 días de
incubación.
DBO21 VS DBO5
Las materias de desecho que se
descargan en las aguas naturales,
experimentan una descomposición
aerobia. Solo cuando el O2 disuelto
que se toma en solución,
principalmente de la atmosfera, no
puede mantener proporción con la
DBO de la carga de desechos,
convierte el agua en anaerobia.
AGUAS NATURALES

OXIGENO EN EL AGUA
DESCOMPOSICIÓN
BIOLOGICA
NATURALEZA
Las aguas receptoras anaerobias
tienen un aspecto razonablemente
limpio y están libres de olor.
NATURALEZA
Las aguas anaerobias se hacen
negras, desagradables y de mal
olor.
DESCOMPOSICIÓN BIOLOGICA
-En ausencia de oxigeno es una acción
anaerobia, produce malos olores.
-En presencia de oxigeno es una acción
aerobia, libre de malos olores.

TRANSFORMACIÓN
BIOLOGICA DE LA MATERIA
La transformación biológica de la materia orgánica se da en dos etapas.
- La primera, empieza y termina aproximadamente a los 20 días a 20 ºC, del cual s
e oxidan los compuestos carbonados.
- La segunda, no comienza antes de los 10 días a 20ºC y se prolonga por un periodo
más largo, del cual se oxidan los compuestos nitrogenados.

DBO5
La diferencia entre los dos
contenidos, representa la
DBO5.
Las aguas polucionadas
necesitan en los 5 días
cantidades de O2 mucho
mayor que la que
contiene la muestra.
APORTE DE O2
El aporte necesario puede hacerse:
- Por aireación directa del agua
-Por diluciones con un agua
no polucionada con O2 a saturación.
PROCEDIMIENTO
La determinación se efectúa valorando el contenido de O2 de una
muestra dada, y el que queda después de 5 días en otra muestra
semejante, conservada en frasco cerrado fuera del contacto del
aire, a 20 ºC y en la oscuridad.

1
23
4 Neutralización del pH
El agua a analizar debe sufrir diferentes tratamientos antes de determinar la DBO:
Destrucción de
organismos
nitrificadores
Cuerpos tóxicos
(precipitación, decantación,
etc., de cianuros, cromo)
Cuerpos reductores
inorgánicos (SH2,
SO2)
a veces hay que eliminarlos
como las sustancias toxicas.

METODOS
PARA
DETERMINAR
LA DBO
METODOS DE DILUCIÓN
El método se basa en el
conocimiento del valor
de la DQO:
El agua de dilución se prepara con agua
destilada (exenta de cobre) o agua
desmineralizada, debe conservarse en
frascos con tapón de algodón por un
tiempo suficiente, para que se sature de
oxígeno y se estabilice, manteniéndolas a
20ºC, se le añaden determinadas
soluciones salinas al momento de utilizarse
- 0,1 a 1% Para desechos industriales.
- 1 a 5% Para aguas negras.
- 5 a 25 % Para efluentes oxidados.
- 25 a 100% Para aguas fluviales
contaminadas.

METODOS
PARA
DETERMINAR
LA DBO
METODO OPERATIVO
Pasos:
Lo primero a realizar es hacer la DQO y
algunos análisis previos para ver la
necesidad de ozono
Las determinaciones se hacen sobre
muestra decantada, y a veces
homogenizada, llevando a cabo los
siguientes pasos:
a) Introducir en un frasco o probeta la
cantidad de muestra a analizar y
completar con agua de dilución de
volumen correspondiente.
b) Homogenizar la muestra.
c) Llenar dos frascos de DBO por cada
dilución, cerrar, cuidando de que no
quede ninguna burbuja de aire.
d) Determinar el oxígeno disuelto de uno
de los frascos de cada dilución.
e) Incubar el otro a 20ºC en la oscuridad
durante 5 días, al cabo de los cuales se
valora el O, disuelto.

RELACIÓN
ENTRE
DBO Y DQO
En teoría para sustancias orgánicas
totalmente degradables, la DBO
última y la DQO, deberían coincidir.
Como los valores que se obtienen
de la DBO son a los 5 días, este
valor es solo una relación entre
DQO y DBO5, que debe ser mayor
que la unidad.

Simple Portfolio
Designed
Demanda
Química
De Oxigeno
Uno de los primeros métodos utilizados fue la medida
de la pérdida de peso del residuo seco obtenido por
evaporación del agua y posterior calcinación. La
demanda química de oxigeno es un ensayo que se
realiza en el laboratorio en condiciones estándar y que
sirve para medir, en conjunto aquellas sustancia
orgánicas e inorgánicas susceptibles de ser oxidadas
por diversos reactivos en diferentes condiciones.

Al aplicar este Test
de forma repetida a
un agua residual se
obtienen valores
que no concuerdan
por los siguientes
factores:
En la medida de la materia orgánica
de un agua natural o potable se viene
utilizando el permanganato potásico
que puede hacerse en frio (4 horas a 2
7 ºC) o en caliente (10 minutos de
ebullición).
A los valores obtenidos en los
ensayos en caliente se les da el
nombre de “oxidabilidad al
permanganato” el método de
trabajo en frio se le llama consumo
de oxígeno.
- Fracción de materias en suspensión
que se admiten en la muestra
concentración a que se trabaja con el
permanganato
- Acidez del medio
- Temperatura de la reacción
- Existencia de otros compuestos que
interfieren en la reacción del
permanganato o en su valoración.

OXIGENO EN EL AGUA
- Presión parcial del oxígeno gaseoso
- Temperatura
- Coeficiente de solubilidad
LA SOLUDIBILIDAD DEL OXIGENO
EN EL AGUA ES FUNCIÓN DE LOS
SIGUIENTES FACTORES:
El oxígeno disuelto en el agua
es indispensable para la vida
de ciertos microorganismos
acuáticos. Por eso es tan
importante el contenido en
oxigeno del agua
El fenómeno de solubilización
del oxígeno en el agua a
partir del aire, bacterias que
efectúan el tratamiento se
reproducen, y su masa total
aumenta en función de la
cantidad de materia
degradada, es decir, con el
tratamiento hay disminución
de la materia orgánica y hay
producción de lodo.
La mayoría de las plantas de tratamiento construidas alcanzan apenas el nivel de tratamiento
secundario, pero en muchas situaciones es obligatorio que este tratamiento alcance el nivel
denominado terciario. El efluente del tratamiento secundario aún posee nitrógeno y fosforo en cantidad,
concentración y formas que pueden provocar problemas en el cuerpo receptor.

Dentro de los tratamientos
secundarios tenemos:
- Tratamiento electroquímico:
En los últimos años la utilización de procesos electroquímicos está
adquiriendo cada día más importancia por su versatilidad, reducido
tamaño y capacidad de automatización.
- Tratamiento biológico: El tratamiento biológico del agua residual
se utiliza para bajar la carga orgánica de compuestos orgánicos
solubles.
Hay dos categorías principales: tratamiento aerobio y tratamiento a
naerobio.

Diseño de
Digestores
Aerobios
Los factores que hay que tomar
en cuenta en el diseño de
digestores aerobios incluyen la
temperatura, la reducción de
sólidos, el volumen del tanque
(tiempo de retención), las
necesidades de oxígeno, las
necesidades energéticas para el
mezclado, y la operación del
proceso.
A
B
C
Temperatura: los tanques de
digestión aerobia se encuentran al
aire libre y en contacto con la
atmosfera, la temperatura del líquido
contenido dependerá de las
condiciones climáticas, lo cual puede
provocar que las variaciones sean
amplias.
Reducción de sólidos: esta
reducción solo afecta al contenido de
sólidos biodegradables del fango, a
pesar de que también se puede
producir una ligera reducción de la
materia inorgánica.
Necesidades de oxigeno: La
demanda de oxigeno que es necesaria
satisfacer durante el proceso de
digestión aerobia es la asociada al
tejido celular. El oxígeno necesario
para la oxidación completa de la DBO
del fango primario varía entre 1,6 y 1,9
kg/kg DBO destruida.

Diseño de
Digestores
Aerobios
II
PARTE
D
E
Necesidades energéticas para el
mezclado: Para asegurar un funciona
miento correcto, es necesario que el
contenido del tanque de digestión
aerobia este bien mezclado. La
cantidad de aire que hay que
suministrar para satisfacer la demanda
de oxigeno suele ser suficiente para
conseguir un mezclado adecuado
Operación del proceso: la capacidad
tempanadora del sistema, el pH puede
descender, para tiempos de detención
hidráulica elevados, hasta valores bajo
s (±5.5). El pH se debe comprobar de
forma periódica y en caso de que
resulte excesivamente bajo, se deben
tomar medidas para su ajuste.

DIGESTIÓN AEROBIA
DEL FANGO
La digestión aerobia del fango solo se puede emplear para el tratamiento de:
1. Fango activado en exceso
2. Mezclas de fangos activados en exceso o fangos procedentes de filtros percoladores con fangos
primarios
3. Fangos en exceso de sistemas de aireación prolongada
4. Fangos de plantas de tratamiento de fangos activados que no dispongan de decantación primaria

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4
Las ventajas entre el proceso de digestión aerobia del fango, frente al proceso de digestión anaerobia son:
La reducción de sólidos
volátiles es aproximadamente
igual a la obtenida en el
proceso anaerobio.
Se consiguen menores
concentraciones DBO en el
líquido sobrenadante
Mayor recuperación del
valor del fango como
fertilizante
Menores costos iníciales

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2
3
Las principales desventajas del proceso de digestión aerobia del fango son:
El mayor costo energético
asociado al suministro del
oxigeno
Se produce un fango digerido
de pobres características
para la deshidratación
mecánica
Es un proceso muy
sensible a la temperatura,
emplazamiento, y tipo de
materiales con que se
construye el tanque

Tanques
Imhoff
Es un contenedor de dos pisos: el superior permite la
sedimentación y el inferior posibilita la transformación
aerobia (en presencia de oxigeno) y la acumulación
del material a tratar.
Estos tanques son empleados
como sistemas de tratamiento
para aguas residuales domésticas
y en sistemas de alcantarillado por
gravedad; entre sus ventajas
destaca su sencilla operación,
para la cual no se requiere
personal muy calificado, son muy
eficientes aunque costosos.

Filtros
Anaerobios
Consiste en unidades de tratamiento físico y biológico,
que se han utilizado desde hace mucho tiempo en el
tratamiento de las aguas residuales provenientes de
viviendas aisladas, y de otras instalaciones de pequeños
sistemas descentralizados de tratamiento.
Estas unidades de tratamiento cuentan con los
siguientes elementos básicos:
- Contenedor Aislado: Es una excavación en tierra, o un
a estructura elaborada en concreto o madera
- Sistema de Drenaje: Este sistema se utiliza para
recolectar el líquido tratado y transportarlo a una cámara
de bombeo para su disposición final.
- Medio Filtrante: Hasta la fecha la arena se constituye
como el medio filtrante más utilizado en la construcción
de filtros de lecho empacado intermitentes, los medios
filtrantes más utilizados son arena gruesa y grava fina
- Sistema de Distribución y Dosificación: Para aplicar
uniformemente sobre el medio filtrante el líquido a filtrar
se requiere de un sistema de distribución, que pueda
operar a presión o por gravedad.

Filtros
Intermitentes
Poco tiempo después de que un filtro entra en funcionamiento,
aparece una delgada película bacteria en las capas superiores
sobre los granos del medio filtrante; esta película es muy
importante dentro del funcionamiento normal del filtro, ya que
mediante absorción retiene microorganismos y materia coloidal
soluble y partículas presentes en el agua residual sedimentada
El material retenido se descompone
y oxida durante el intervalo de
tiempo entre aplicaciones del
líquido

Filtros de
Recirculación
El volumen de líquido re circulado es de gran importancia,
puesto que diluye el efluente de tanques sépticos, de
manera que la materia orgánica aplicada en cada dosis, y
absorbida en la película bacterial, puede ser procesada con
más facilidad por las bacterias entre dosis. La materia
orgánica presente en el afluente se distribuye a una mayor
profundidad dentro del filtro debido al volumen de líquido
adicionado
En filtros con recirculación de alta
cargase debe instalar una trampa
de sólidos para remover el material
extraído del filtro antes de realizar
la descarga del efluente.

Tratamientos
Terciarios
Tiene por objetivo principal la remoción de nutrientes
(nitrógeno y fosforo), pero también la desinfección y
la remoción de compuestos tóxicos y contaminantes
específicos.
Dentro del tratamiento terciario se
encuentran el sistema de lodos
activados y la desinfección.

SISTEMAS
DE LODOS
LA
DESINFECCIÓN
Este sistema está basado en el
proceso biológico aerobio y se
fundamenta en el principio de que
tiene que evitarse la fuga
descontrolada de bacterias activas
(lodo activo) producidas en el
sistema y que, por tanto, deben
ser recirculadas, de modo que se
mantenga la mayor concentración
posible de micro organismos
activos en el reactor aireado, a fin
de acelerar la remoción del
material orgánico de las aguas
residuales.
Es la eliminación de agentes
infecciosos que está fuera del
cuerpo por medio de la exposición
directa a agentes químicos o físicos.
La desinfección en los sistemas de
agua constituye una barrera contra
las enfermedades de transmisión
hídrica. El cloro es el desinfectante
de uso más común en todo el
mundo.

LAGUNAS DE
OXIDACIÓN Y
ESTABILIZACIÓN
CLASIFICACIÓN DE
LAS LAGUNAS
Este método consiste en una
excavación de poca profundidad
en donde se desarrollan
microorganismos (bacterias,
algas y protozoos) a 25, 28º C.
a fin de eliminar los patógenos
relacionados con excrementos
humanos, sólidos en suspensión
y materia orgánica, causantes
de enfermedades tales como el
cólera, el parasitismo, la
hepatitis y otras enfermedades
gastrointestinales.
Las lagunas se clasifican en:
- Aerobias: La profundidad que se utili
za es menor a 1metro.
- Anaerobias: La descomposición de la
materia orgánica se realiza en dos ca
pas, hasta 1 metro de profundidad el
proceso es aerobio, y a partir de 1 me
tro en adelante, la descomposici
ón se realiza a través de microorgani
smos anaerobios y facultativos. Las p
rofundidades de estas lagunas van d
esde 2.50 m hasta 6 m.
- Facultativas: La descomposición de l
a materia orgánica se realiza a través
de microorganismos facultativos que
se adaptan tanto al proceso aerobi
o como al anaerobio. La profundidad
es de 1m a 2.50m.

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