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1. PRACTICAS DE
SISTEMAS DE
ALCANTARILLADO
Análisis de la calidad de agua residual

2. AGUA RESIDUAL
Las aguas residuales son aquellas
aguas que han sido afectadas
negativamente por la acción del ser
humano y requieren tratamientos
para ser reusadas.

3. CLASIFICACION
DE AGUAS
RESIDUALES
Aguas residuales
urbanas
Viviendas
Limpieza urbana
Lluvia
Aguas residuales
domésticas
Baños
Cocina
Aguas residuales
industriales
Fabricas
Agricultura/Ganadería

4. 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.
4

5. CARACTERIZACION DEL AGUA RESIDUAL
 PARÁMETROS FISICOS
 PARÁMETROS QUÍMICOS
 PARÁMETROS BIOLÓGICOS

6. PARÁMETROS FISICOS AGUA
RESIDUAL
Existen características físicas esenciales en el agua residual que pueden
ser fácilmente percibidas por los sentidos o fácilmente medibles con
equipos. Estos son:
 Conductividad
 Turbidez.
 Color.
 Temperatura.
 Olor.
 Sólidos (en sus distintas clases).
6

7. PARAMETROS FISICOS
Conductividad
•Capacidad del agua
de conducir la
corriente eléctrica.
•Medicion
CONDUCTIVIMETRO
Turbiedad
•Dispersión de la luz
•Ocasionada por:
desintegración y la
erosión de
materiales terrenos,
restos de plantas y
microorganismos,
además de la
presencia de
detergentes y
jabones.
•Medición
TURBIDIMETRO
Color
•Aparente y Real
•Se debe a descargas
industriales y la
descomposición de
compuestos
orgánicos.
•Medición
COLORÍMETRO
Temperatura
•Es mayor que la
temperatura del
agua de
abastecimiento como
consecuencia de la
incorporación de
agua caliente
proveniente del uso
doméstico e
industrial
Olor
•Debido 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.

8. Existen valores cuantitativos para estimar la condición general del agua residual, vienen en la
tabla siguiente:
8
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.

9. 9
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 zorrillo
Sulfuros
orgánicos
(CH3 )2 S Coles podridas
Eskatol C8 H5 NHCH3 Fecal
Los principales olores se deben a los siguientes compuestos:

10. 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.
10
SÓLIDOS

11. 11
Los sólidos se
clasifican en
Suspendidos Disueltos Totales

12. Sólidos suspendidos.
Son aquellos que son visibles y flotan en las aguas residuales. 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 SOLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES y
 un 30% inorgánicos SOLIDOS SUSPENDIDOS FIJOS .
12

13. 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.
13

14. Sólidos disueltos.
 Es la denominación que reciben todos los
sólidos que NO quedan retenidos en un proceso
de filtración fina. En general, los sólidos
disueltos son:
 un 40% orgánicos SOLIDOS DISUELTOS
VOLÁTILES
 y un 60% inorgánicos. SOLIDOS DISUELTOS FIJOS
14

15. 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.
15

17. Características
Químicas
Del Agua Residual
Materia
Orgánica
Materia
Inorgánica
Gases

18. MATERIA ORGÁNICA
 En un agua residual de concentración media, un 75% de los sólidos
suspendidos y un 40% de los sólidos filtrables O disueltos son de
naturaleza orgánica procedente de los reinos animal, 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.

19. 19
Principales grupos
de sustancias orgánicas
Proteínas
(40 a 60%)
Carbohidratos
(25 a 50%)
Grasa y Aceites
(10%)
Otros son: agentes
tensoactivos,
fenoles y pesticidas

20. Medida del contenido orgánico
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).
20

21. DETERMINACION DE MATERIA ORGANICA
VIA BIOLOGICA
Materia Orgánica + Bacterias +O2 = CO2 + H2O + Nuevos
microorganismos

22. Es una variable muy empleada en la caracterización
de las aguas residuales.
INDICADOR DE
CONTAMINACIÓN
DBO
Es la cantidad de oxígeno que utiliza los microorganismos para
llevar a cabo la degradación de la materia orgánica en un periodo de
5 días a 20 °C. se expresa en mg/l
> Materia orgánica > requerimiento
de O
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO)

23. MATERIA ORGANICA: aguas negras, efluentes de las PTAR, aguas residuales industriales
se debe generalmente a tres clases de materiales.
Materia Orgánica
Carbonosa.
Materiales nitrogenados
oxidables
Ciertos compuestos
químicos reductores
En las aguas residuales domésticas crudas la mayor parte de la DBO es por la primera clase.
En efluentes que han sufrido ya un tratamiento biológico una proporción de consideración de la DBO
es por la segunda clase.
Los compuestos de la clase c en cambio están presentes generalmente en los desechos de tipo
industrial.

24. IMPORTANCIA
Determinar la
cantidad de O2 para
estabilización
biológica de la
materia orgánica.
Los datos de la DBO
sirven para
dimensionar las
instalaciones de
tratamiento y medir
el rendimiento de
algunos procesos
Controlar el
cumplimiento a las
que están regidas las
Aguas Residuales

25.  ENSAYO DE LA DBO: DILUCIÓN

26. ENSAYO DE LA DBO: DILUCIÓN

27. ENSAYO DE LA DBO: DILUCIÓN

28. FACTORES QUE AFECTAN EL ENSAYO
 Sustancias tóxicas.
 No disponibilidad de nutrientes
 Poca estabilidad de microorganismos
 Oxígeno insuficiente

30. RESULTADOS
MUESTRA --Dilución
O2 inicial
mg/l
O2 5 días
mg/l
Agua Residual Cruda 5% 6,80 0,11
Agua Residual Cruda 1% 6,90 4,56
Agua Residual Tratada
10%
6, 91 1,85
Agua Residual Tratada
20%
6,95 0,56
Blanco de agua de
dilución
7,01 6,96
𝐷𝐵𝑂𝑚𝑔/𝑙 =
𝑂2 𝐼𝑁𝐼𝐶𝐼𝐴𝐿 − 𝑂2 5𝐷Í𝐴𝑆
𝐷𝐼𝐿𝑈𝐶𝐼Ó𝑁/100

31. DETERMINACION DE MATERIA
ORGANICA VIA QUÍMICA

32. DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO)
Permite conocer tanto la concentración de las fracciones
biodegradables como las no biodegradables de la materia orgánica,
incluyendo la de aquellos compuestos inorgánicos que puedan ser
oxidados químicamente.
DQO
Variable de uso muy extendido para definir el material carbónico,
sea biodegradable o no, presente en un agua residual.
IMPORTANCIA
La relación entre la DBO5 y la DQO indica la importancia de los
vertidos dentro de las aguas residuales y su posibilidad de
biodegradación.

33. MÉTODO DQO
Método del Dicromato de potasio
MO + Cr2O7-2 + acido (H+) catalizador 2Cr+3 + CO2 + H2O
Titulación
𝐹𝑒+2
+ Cr2O7-2 + 14H+ 6 𝐹𝑒+3
+ 2Cr +3 + 7H2O

34. RESULTADOS
𝐷𝑄𝑂. 𝑚𝑔/𝐿 =
𝑉0 − 𝑉1 × 𝑁 × 𝐸𝑞𝑞. 𝑂2 × 1000
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 20𝑚𝑙
V0 = Volumen de sulfato necesario para la titulación del blanco
V1= Volumen de sulfato necesario para la titulación de la muestra
N= Normalidad de la solución de sulfato ferroso (0,1N)
EqO2= equivalente químico del oxígeno (8gr/mol)
MUESTRA VOLUMEN DE TITULACIÓN
(ml)
Blanco 25
Agua Residual Cruda 14,6
Agua Residual Tratada 20,1

35. Relación entre DBO y DQO.
 Nos permite determinar la biodegradabilidad del agua mediante la división del valor
obtenido de DBO5 para la DQO que nos indicaría lo siguiente de acuerdo a los resultados
obtenidos

36. NUTRIENTES
Los elementos de nitrógeno y fósforo son esenciales para el crecimiento de cierto tipo de
microorganismos y plantas, se encuentran en cantidades mayores a 0,05% en peso seco, por
ello son considerados macronutrientes o bioestimulantes.
Su recuperación o reutilización es importante, como fertilizante, con la cantidad adecuada de
nutrientes, pues una concentración elevada de estos sería perjudicial para los cultivos.

37. NITROGENO
 Elemento disponible en la atmósfera en
un 98%.
 La excreción humana de nitrógeno
asciende a 11g al día, aproximadamente
4 kg por persona al año.
 En las aguas residuales el nitrógeno (N)
es un contaminante a ser eliminado por
múltiples razones:
 Reduce el oxígeno disuelto de las aguas
superficiales,
 Tóxico para el ecosistema acuático,
 Genera un riesgo para la salud pública y
junto al fósforo (P), son responsables del
crecimiento desmesurado de organismos
fotosintéticos (EUTROFIZACIÓN).

38. COMPUESTOS DEL NITRÓGENO
Indicadores de CONTAMINACIÓN ORGÁNICA.
Nitrógeno Amoniacal: Se encuentra como sales de amoníaco. ((NH4)CO3,
NH4Cl o NH3).
Nitrógeno Orgánico: Nitrógeno en forma de proteínas aminoácidos y
urea.
Nitrógeno de Nitritos (NO2): Una etapa intermedia de oxidación que
normalmente se presenta en grandes cantidades.
Nitrógeno de Nitratos (NO3): Producto final de la oxidación del
nitrógeno.

39. COMPUESTOS DEL NITRÓGENO
La Oxidación de los compuestos del nitrógeno se llama NITRIFICACIÓN.

40. NITROGENO AMONIACAL NH3+
 En aguas residuales recientes el nitrógeno esta 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, .
 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

41. METODO DE DESTILACION- VOLUMETRIA
 50 mL de muestra se llevan a pH 9,5 con NaOH para mantener el amoniaco sin
perdidas.
Se destila y se recogen, en un vaso de precipitados, unos 50 mL de destilado sobre 10
mL de disolución de ácido bórico al 2%.
 Para proceder a la valoración volumétrica se realiza con ácido sulfúrico 0,02 N hasta
que el indicador pase de color verdoso a violáceo.
N- NH3 mg/l = V(H2SO4) * N (ácido 0.02N) * Eq N *1000
Volumen de muestra

42. NITROGENO KJELDAHL
 El metodo Kjeldahl consta de tres etapas:

43. DIGESTION: Se rompen todos los enlaces de nitrógeno de la muestra
y se convierten en iones amonio (NH4 +). El carbono orgánico y el hidrógeno
forman dióxido de carbono y agua.
En este proceso la materia orgánica se carboniza dando lugar a la formación de
una espuma negra. Durante la digestión, la espuma se descompone y finalmente
se convierte en HUMOS BLANCOS que indica que la reacción química ha
terminado.
Para ello, la muestra se mezcla con ácido sulfúrico a temperaturas de ebullición.
La digestión también se puede acelerar con la adición de sales y catalizadores.
Una vez la digestión ha finalizado, se deja enfriar la muestra a temperatura
ambiente, se diluye con agua y se trasvasa a la unidad de destilación.

44. DESTILACION: Durante el proceso de destilación los iones amonio
(NH4 +) se convierten en amoniaco (NH3 ) mediante la adición de un álcali
(NaOH). El amoniaco (NH3 ) es arrastrado al vaso receptor por medio de una
corriente de vapor de agua y es receptado por una solución de ácido bórico
[B(OH)3 ] en solución acuosa al 2-4%.

45. VALORACION POR TITULACION: La concentración de
los iones amonio capturados puede determinarse por una valoración ácido-base
utilizando una solución estandarizada de ácido sulfúrico 0.02N
N- KJELDAHL mg/l = V(H2SO4) * N (ácido 0.02N) * Eq N *1000
Volumen de muestra

46. NITRITOS NO2-
Oxidación incompleta del amoníaco
Presentes: Efluentes de PTAR tratamiento biológico, agua
lluvia, formadas por bacterias a partir del amoníaco
Valores superiores a 1,0 mg/l son totalmente tóxicos, incluso
para la vida acuática y el establecimiento de un ecosistema
fluvial en buenas condiciones, En el organismo reaccionan con
aminas y amidas formando compuestos altamente cancerígenos.
(NITROSAMINAS).

47. DETERMINACIÓN:
Espectrofotometría – Método de Sulfanilamida
Formación Colorante Azoico (Púrpura).

48. NITRATOS NO3-
Aguas
Superficiales:
• Condiciones
Naturales no
existe
concentraciones
altas.
• Abonos químicos
• Ganadería
• Industrias
Aguas
Subterráneas:
• Nitrificación del
Nitrógeno
Orgánico
• Disolución del
terreno
Agua Lluvia
• Originados del
óxido de
nitrógeno
• Amoníaco,
presentes en el
atmósfera.
El nitrato (NO3–) es el producto final de la nitrificación, muy nocivo en los
humanos y relativamente inofensivo para los peces y otros organismos
acuáticos cultivados, debido principalmente a su limitada absorción a través
de las branquias

49. Peligro Niños de 6
meses: no digiere
(metahemoglobinemia).
Puede provocar asfixia.
(10 – 20mg/l).
Puede liberar oxígeno al
agua, pero solo cuando
éste sea menor a 1mg/l
(no hay vida).
Rango máximo permitido
50mg/l en adultos.

50. NITRÓGENO DE NITRATOS
DETERMINACIÓN:
Espectrofotometría- Método de Salicilato Sódico
Nitratos + salicilato de sodio paranitrosalicilato sódico
color amarillo (estable 24H)

51. PROCEDIMIENTO
 Tomar 10ml de la muestra a analizar (filtrada) en una cápsula de porcelana
 Agregamos 1ml de la solución de salicilato sódico.
 Evaporamos a sequedad y dejamos enfriar.
 Tratar el residuo con 2ml de H2SO4 concentrado, reposo 5minutos
 Añadir 15ml de agua destilada
 Añadir 15 ml de hidróxido de sodio y tartrato doble de sodio y potasio
(desarrolla coloración amarilla).
 Dejar reposar 5 minutos, lectura en el espectrofotómetro.

52. NITREGENO TOTAL
 SUMATORIA DE TODAS LAS FORMAS DE NITROGENO
NT= N-NH3+ N-ORGANICO+N-NO2+N-NO3

53. FOSFORO
 Es esencial para el crecimiento de fitoplancton y otros organismos biológicos, en
concentraciones elevadas presenta efectos nocivos como crecimientos
incontrolados de algas.
 Las aguas residuales urbanas suelen contener de 5 a 20 mg/l de fósforo total, del
cual el 1-5 mg/l es orgánico y el resto es inorgánico.
 El fósforo es uno de los principales constituyentes de los detergentes sintéticos.
La contribución individual del fósforo varía entre 0.65 y 4.80 g/habitante al día
puede encontrarse en soluciones acuosas como:
 Ortofosfatos: disponible para el metabolismo biológico
 Polifosfatos: moléculas con 2 o más átomos de fosforo, oxígeno y en algunos casos
átomos de hidrógeno combinados en una molécula compleja.

54. DETERMINACION:
El ortofosfato (fosforo inorgánico) se determina añadiendo directamente una
sustancia llamada molibdato amónico, con el que forma un complejo
coloreado(AZUL), que se determina espectrofotométricamente.
Los polifosfatos y fosfatos orgánicos (FOSFORO ORGÁNICO) deben convertirse en
ortofosfatos para luego determinarse de igual manera.