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BASES PARA EL DISEÑO CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES.pdfJuanMatiasCastillo
Este documento presenta información sobre la caracterización de aguas residuales industriales para el diseño de sistemas de tratamiento. Se describen los pasos para la optimización, muestreo y análisis de aguas residuales, incluyendo la selección de parámetros a medir, puntos de muestreo, y requisitos de materiales y preservantes. También se explican conceptos clave como sólidos sedimentables y suspendidos para la caracterización de aguas residuales.
Tratamiento de Aguas Residuales en la Industria AlimentariaSpena Group
Las aguas residuales generadas en la Industria Alimentaria (Cárnica, Láctea, Conservas de frutas y hortalizas, Bebidas, etc.), deben ser convenientemente tratadas para alcanzar los parámetros que permitan su vertido a alcantarillado o cuerpo de agua, o bien su reúso principalmente como agua de riego. www.spenagroup.com
Medición del DQO en Aguas Residuales.docxANDREACASAS24
Este documento describe la importancia de medir la demanda química de oxígeno (DQO) en aguas residuales. La DQO mide la cantidad de oxígeno requerida para oxidar la materia orgánica presente en una muestra de agua residual. Es un indicador clave de la contaminación orgánica y la eficiencia del proceso de tratamiento de aguas residuales. El documento explica cómo se realiza la medición de DQO y los métodos estándar utilizados, así como sus usos comunes en plantas de tratamiento de aguas residual
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Construccion colectiva tratamiento de aguas residuales wiki 1dicaera
Este documento presenta información sobre el tratamiento de aguas residuales en diferentes sectores como industrias (Smurfit Kappa Cartón de Colombia e INCAUCA S.A.), agricultura (banano en Urabá), ganadería (hacienda Santa Elena) y doméstico (Ibagué). Describe los procesos y sistemas de tratamiento utilizados en cada caso, como lagunas de aireación, biodigestores y reactores UASB, e indica que en general cumplen con la normatividad colombiana sobre vertimientos.
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1) El documento presenta los antecedentes normativos de la gestión de aguas residuales y vertimientos en Colombia, incluyendo decretos y resoluciones clave desde 1974 hasta 2015. 2) Describe la estructura conceptual de la Resolución 0631 de 2015, incluyendo definiciones, parámetros, categorización de usuarios y aspectos operativos. 3) Explica los plazos de gradualidad e implementación para cumplir con la normativa, dependiendo de si se contaba o no con permiso de vertimientos al 31 de diciembre de 2015.
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4. 4
La duda mata…
Tomando en cuenta que una
persona excreta de 1 a 1.5 litros
de orina y de 135 a 270 gramos
de heces. El ser humano se ha
encontrado con un problema que
enunciaba en forma de pregunta
¿donde depositarlos?
5. 5
POR QUÉ?
AGUAS
RESIDUALES
DOMESTICAS
Consumo humano
Riego agrícola
Productos hidrobiológicos
RÍO
LAGO
MAR
USOS RELACIONADOS
A LA SALUD DE LAS
PERSONAS
IMPACTO EN LOS USOS DEL CUERPO RECEPTOR
Problemas ocasionados por
la falta de tratamiento
Contaminación de las aguas de los cuerpos
receptores y uso de aguas residuales en riego
6. 6
La contaminación del Lago Titicaca
Río Chira
56 vertimientos identificados
Uno de los cuerpos de agua mas contaminados del
país que compromete el abastecimiento de agua de
muchas localidades de la Región Piura
7. 7
Contaminación del Río Chili
Fuente: ANA, Identificación de fuentes de contaminación del río Chili, Marzo 2011
Canalización de
las aguas
residuales (Río
Rímac)
Cultivo de
plantas de
tallo bajo
USO IRRESTRICTO DE AGUAS RESIDUALES
8. 8
El contar con los servicios de agua potable,
alcantarillado y tratamiento de aguas residuales en
formasostenible permite:
Proteger la salud pública
Proteger los recursos hídricos y el ambiente
Las ciudades sean competitivas para su desarrollo
HASTA CUANTO?
Legislación
Capacidad asimilativa del
cuerpo receptor
Tipo de uso de los efluentes
9. 9
CÓMO?
Planta de tratamiento de aguas
residuales
Criterios de Diseño :
Criterios para
escoger el
tratamiento más
adecuado
•Características del Agua
Residual
•Medio receptor
•Posibilidades de Reuso
•Normativa legal aplicable
•Eficiencia requerida – Calidad
del efluente
•Generación, tratamiento y
disposición final de residuos
•Requerimientos energéticos
•Terreno disponible
• Complejidad del tratamiento
•Disponibilidad de recurso
humano especializado
•Impacto Ambiental
•Sostenibilidad del Sistema
•Costos de inversión, O & M
•Entorno Social
15. 15
Cuál es su composición?
El 99,95% es agua
Solo el 0,05% es material de desecho
◦ Orgánica
◦ Volátil
◦ Inorgánica
Color
Gris
(Doméstica)
Rojo
(Sangre)
Verde
(Tinte químico)
Negro
(Putrefacta)
19. 19
Inorgánica 50%
Orgánica 50%
ORGÁNICA
12%
INORGÁNICA
6%
ORGÁNICA
18%
INORGÁNICA
8%
INORGÁNICA
36%
18% 26%
SÓLIDOS COLOIDALES
SOLIDOS SEDIMENTABLES ORGÁNICA
20%
SOLIDOS TOTALES
SÓLIDOS SUSPENDIDOS
56%
44%
SÓLIDOS DISUELTOS
Serie de sólidos
Sólidos Totales (ST), en mg/L
◦ ST = SST + SDT
◦ ST = STV + STF
◦ ST = (SSV + SSF) + (SDV + SDF)
Sólidos sedimentables, en mL/(L.hora)
SST SDT
SSV: Relacionada al cultivo biológico
20. 20
Los sólidos suspendidos totales (SST):
Los sólidos suspendidos totales son los materiales retenidos por un
filtro estándar de fibra de vidrio y secado 103-105 ºC.
Los sólidos suspendidos fijos (SSF):
Son los residuos resultantes de la muestra retenida en el filtro luego
de calcinar a 550 ± 50 ºc.
corresponden a los compuestos perdidos de la muestra retenida en
el filtro durante la calcinación a 550 ± 50 ºc.
Los sólidos suspendidos volátiles (SSV):
Metodología parala determinación de
sólidos suspendidos
Es decir será: SSV=SST-SSV
Estufa
Equipos y materiales para la determinación
de sólidos suspendidos
Mufla Balanza analítica
Capsulas de
porcelana Desecador al vacío
Papel de filtro de
fibra de vidrio GFC
21. 21
Donde:
SST : Sólidos suspendidos totales en mg/L.
SSF : Sólidos suspendidos fijos en mg/L.
SSV : Sólidos suspendidos volátiles en mg/L.
P1 : Peso del filtro y crisol preparado en mg.
P2 : Peso del filtro y crisol más el residuo seco a 103-105 ºC en mg.
P3 : Peso del filtro y Crisol más el residuo calcinado a 550 ºC en mg.
V : Volumen de muestra tomado en ml.
Formulas para la determinación de sólidos.
Materia orgánica biodegradable
22. 22
Estimación del contenido de la materia
orgánica en el agua residual
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
Demanda Química de Oxígeno (DQO)
Carbono Orgánica Total (COT)
COT > DQO > DBO
Método: APHA AWWA-WEF Part 5210 B
Demanda Bioquímica de oxigeno (DBO5)
Medidor de oxígeno disuelto
Frascos de DBO
23. 23
Demanda química de oxigeno (DQO)
La demanda química de oxígeno (DQO) es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar
completamente la materia orgánica y cualquier compuesto oxidable.
Determinación en muestras:
Para su determinación se ha utilizado el método colorimétrico de reflujo cerrado 5520D,
del Standard Methods.
Reactivos:
• Solucion Digestora: K2Cr2O7 + H2SO4 + HgSO4
• Solucion Catalizadora: Ag2SO4+ H2SO4 (concentrado)
• Patron de Ftalato de potasio: KHC8O4H4
Preparación de la Curva de Calibración:
C8H5KO4 + 7.5 O2 8CO2 + 3H2O + K+
850 mg/l de C8H5KO4 requiere 1000 mg/L O2
Figura 49. Curva de calibración de DQO para rango alto.
Curva de calibración para la medición de DQO en las
muestras
24. 24
Equipos y materiales para la determinación de DQO
Espectrofotómetro UV-
1800
Tubos de
digestión
Reactor de DQO Nano
color Vario C2
Nutrientes
Nitrógeno
◦ Nitrógeno Total
◦ Nitrógeno Orgánico
◦ Nitrógeno Amoniacal
◦ Nitritos
◦ Nitratos
Fósforo
◦ Fósforo Total
◦ Ortofosfatos
28. 28
Análisis de aguas residuales domésticas
Variaciones de calidad
Lagunas de San Juan de Miraflores – Lima:
1979
DBO = 174 mg/L
1983-1984
DBO = 156 mg/L
1988 -1990
DBO = 278 mg/L
Q= 300 L/s
Nivel de micro-medición de SEDAPAL (< 10%)
2011
DBO = 556 mg/L
Q = 420 L/s (caudal de diseño de la ampliación de la PTAR=800 L/s - 1996)
Nivel de micro-medición de SEDAPAL (77%)
Fuente: CEPIS (1992), SEDAPAL (2011)
29. 29
Carga Orgánica (Kg DBO/día)
L/s
en
Q,
mg/L
en
,
DBO
DBO/día
Kg
en
C,
0,0864
x
DBO
x
Q
C
5
5
Q
DBO5
Población servida
servida
Población
Carga
percápita
ón
Contribuci
Cargas Másicas
Carga orgánica “C”, para el diseño
DBO/día
Kg
C
1000
percápita
ón
Contribuci
x
Población
C
Contribución percápita, en gr DBO/(habitante.día)
BM: 40 – 50
Metcalf: 54
Norma S090: 50
Cargas Másicas
30. 30
Carga de residuospromediopor personay por día
(g/hab*día)
Sólidos Inorgánico Orgánico Total DBO5
S. Sedimentables 10 30 40 20
S. No
sedimentables
5 10 15 10
S. Disueltos 75 50 125 30
Total 90 90 180 60
Fuente: Imhoff, K.R. (1977)
PARÁMETRO CONTRIBUCIÓN UNITARIA
g/(habitante.día)
DB05 45-54
DQO (1,6 a 1,9) x DB05
Sólidos totales 170-220
Sólidos en suspensión 70-145
Sólidos disueltos 50-150
Arena (inorgánica > 0.2 mm) 5-12
Grasas 10-30
Alcalinidad, como CaCO3 20-30
Cloruros 4-8
Nitrógeno total, como N 5-12
Nitrógeno orgánico (~0,4) x N-total
Nitrógeno amoniacal (~0,6) x N-total
Nitritos-N
Nitratos-N
Fósforo total, como P 0,8 – 4,0
Fósforo orgánico (~0,3) x P-total
Fósforo inorgánico (orto y polifosfato) (~0,7) x P-total
Potasio, como K2O 2 – 4
Fuente ARCEIVALA, S.J. (1981)
31. 31
Población Equivalente (P.E.)
ante.día)
DBO/(habit
Kg
percápita,
ón
Contribuci
DBO/día
Kg
industria,
la
de
Carga
P.E.
Poblaciones equivalenteparadistintas industrias
Con base en una contribución de 50 gr DBO/(habitante.día)
Tipo de Industria Unidad de Producción Población
Equivalente
Almidón:
de papas
de cereales
1 t de papas
1 t de cereales
600
420 – 1200
Verduras enlatadas
Frutas en conserva
1 t de producto
1 t de fruta fresca
240 – 600
600
Cervecerías 1 hl de cerveza 120 – 420
Vitivinícolas 1 m3 de producto 120 – 170
Producción de margarina 1 t de producto 600
Harina de pescado 1 t de pescado 240 – 570
Matadero 1 t de animal vivo 160 – 480
Curtiembre 1 t de piel 1200 – 4800
Textiles:
teñido
cáñamo y lino
seda sintética
1 t de telas 1200 – 3600
840 – 3600
840
Pulpa 1 t de pulpa
1 t de madera
54 – 84
12 – 36
Celulosa
de sulfito
de sosa y paja
1 t de celulosa 4200 – 6720
600
Jabón 1 t de jabón 1200
Refinería de petróleo 1 m3 de petróleo 840
33. 33
Descargas Industriales deterioran la
infraestructura de las plantas de
tratamiento.
Aspectos Microbiológicos
Principales grupos de microorganismos
Organismos patógenos
Indicadores de contaminación
Métodos empleados para determinar los organismos indicadores
34. 34
Organismos patógenos
Los organismos patógenos pueden proceder de
desechos humanos que estén infectados o sean
portadores de una determinada enfermedad.
Pueden ser bacterias, virus, protozoos o helmintos.
Se presentan en las aguas residuales y aguas
contaminadas en cantidades muy pequeñas,
además, resultan difíciles de aislar e identificar.
Agentes infecciosos - bacterias
Organismo Enfermedad Comentario
Escherichia coli
(enteropatogénica)
Gastroenteritis Diarrea
Legionella pneumophilia Legionelosis Infección Respiratoria
Aguda
Salmonella typhi Tifoidea Fiebre alta, diarrea,
ulceras al intestino
delgado
Salmonella (~ 1700
esp.)
Salmonelosis Envenamiento de
alimentos
Shiguella (4 especies) Shigelosis Disentería bacilar
Vibrio cholerae Cólera Diarrea aguda,
deshidratación
36. 36
Principales enfermedades de orígen hídrico y
agentes responsables
ENFERMEDADES AGENTES
ORIGEN BACTERIANO
Fiebres tifoideas y paratifoideas Salmonella typhi
Salmonella paratyphi A y B
Disentería bacilar Shigella sp.
Cólera Vibrio cholerae
Gastroenteritis agudas y diarreas Escherichia coli enteropatogénica
Campylobacter
Yersinia enterocolítica
Salmonella
Shigella
ORIGEN VÍRICO
Hepatitis A y E Virus de hepatitis A y E
Poliomelitis Virus de polio
Gastroenteritis agudas y diarreas Virus de Norwak
Rotavirus
Enterovirus
Adenovirus, etc.
ORIGEN PARASITARIO
Disentería amebiana Entamoeba histolytica
Gastroenteritis agudas y diarreas Giardia lamblia
Criptosporidium
Organismos indicadores
Su presencia es más numerosa y fácil de comprobar
Por ejemplo, las bacterias coliformes. Una persona
evacua de 100 000 a 400 000 millones de organismos
coliformes al día
37. 37
Organismos específicos empleados como
indicadores de la contaminación humana
Coliformes totales: fermentan la lactosa con generación de
gas en un tiempo de 12 a 24 horas a 35 °C. Incluye cuatro
géneros: Escherichia, Klebsiella, Citrobacter y Enterobacter.
Coliformes fecales (o termotolerantes), temperatura de
incubación: 44.5 °C durante 24 horas.
Organismos específicos empleados como
indicadores de la contaminación humana
Escherichia coli: el E. Coli, es el género de
coliformes más representativo de las fuentes de
contaminación fecal.
Estreptococos fecales: para determinar las fuentes
de contaminación fecal reciente (humana o de
animales de granja)
Enterococos: el S. Faecalis y S.Faecium son más
específicos de la contaminación humana. Se
excretan en menor número y sobreviven mejor en
agua salada
38. 38
Númerorelativode bacterias coliformes de tipofecal y
no fecal en diversas sustancias
Fuentes N° de cepas
observadas
% de cepas de
Aerobacter
(enterobacter
aerogenes)
% de cepas de
E.coli
Heces humanas 2534 5,9 94,1
Heces de
animales
1832 7,4 92,6
Agua 2137 35,2 64,8
Leche 1382 43,1 56,9
Granos 288 81,7 18,3
Suelo 853 88,1 11,9
Fuente: Boletín de la Estación Experimental de Ingeniería de la Universidad de Iowa, N° 62 (1991)
Porcentaje de los génerosde coliformes en las heces
humanas y de animales
Animal
(# examinado)
E. Coli Klebsiella sp Enterobater/
Citrobacter
Pollo (11) 90 1 9
Vaca (15) 99,9 - 0,1
Oveja (10) 97 - 3
Cerdo (15) 83,5 6,8 9,7
Gato (7)) 100 - -
Caballo (3) 100 - -
Ser humano
(26)
96,8 1,5 1,7
% Promedio 94,5
Fuente: Escherichia coli: The fecal coliform. A.P. Dufour. Special Thecnical Publication, 65
American Society for Testing and Materials, p 48-58 (1977)
39. 39
Organismos indicadores paradeterminarlos
rendimientos paradiferentes usos delagua
Usos del agua Organismos indicadores
Agua potable Coliformes totales y fecales
Aguas recreacionales dulces Coliformes fecales, E coli y
enterococos
Aguas recreacionales saladas C. Totales, C. Fecales, E. Coli,
enterococos
Zonas de crecimiento de moluscos C. Totales, C. Fecales o
termotolerantes
Irrigación agrícola Coliformes totales y fecales
Desinfección de efluentes de
aguas residuales
Coliformes totales y fecales
Determinación de la presencia de coliformes
Método de fermentación en tubo múltiple: dilución hasta
la extinción
Las concentraciones suelen expresarse como Número
Más Probable por cada 100 mililitros (NMP / 100 ml)
Método de filtro de membrana- recuento directo de
bacterias (no aplicable en aguas residuales)
40. 40
Relación CF/EF
Animal Coliformes
fecales
(percápita)
106
Estreptococos
fecales
(percápita)
106
Relación CF / EF
Gallina 240 620 0,4
Vaca 5400 31000 0,2
Pato 11000 18000 0,6
Cerdo 8900 230000 0,04
Oveja 18000 43000 0,4
Pavo 130 1300 0,1
Hombre 2000 450 4,4
Orígen de la contaminación
Animal: CF / EF < 1
Seres humanos: CF/EF > 4
CF / EF : 1 a 2 interpretación incierta
Muestra cerca de la fuente de contaminación
interpretación verosímil
◦ pH: 4 a 9
◦ 2 recuentos por muestra
◦ Distancia no mayor a 24 horas de flujo desde la teórica fuente de
contaminación
◦ Válido si la temperatura de incubación es 44 °C
43. 43
Excreción de microorganismos patógenos, supervivencia
y dosis infectiva
Organismos N°/gr de heces Supervivencia Dosis infectiva
Campylobacter sp 107 1 semana
Giardia lamblia 105 1 semana 1 – 106
Entamoeba histolítica 105 3 semanas
Shigella sp 107 1 mes 1 – 104
Vibrio cholerae 107 1 mes + 102 – 106
Salmonella typhi 108 2 meses 102 – 106
Escherichia coli
(patogénica)
108 3 meses 103 – 108
Enterovirus 107 3 meses 1 - 103
Ancylostoma duodenale 102 3 meses 1 –10
Trichuris trichura 103 9 meses 1 – 10
Taenia saginata 104 9 meses 1 – 10
Ascaris lumbricoides 104 12 meses 1 - 10
RIESGOS SANITARIOS
Tipo de patógeno /
infección
Frecuencia excesiva de
infección o enfermedad
Nematodos intestinales Elevada
Bacterias Menor
Virus Mínima
Tremátodos y cestodes De elevada a nula
44. 44
Concentraciones típicas
Microorganismos presentes en las
aguas
residuales domésticas
(por 100 mL de desagüe)
Total de Bacterias 109
– 1010
Coliformes fecales 106
– 109
Estreptococos Fecales 105
– 106
Salmonella typhi 101
– 104
Quistes de protozoarios >103
Huevos de helmintos >103
Virus (unidades formadoras de placa) 102
-104
Fuente: ARCEIVALA, S.J. (1981)
Osmosis Inversa
Nano - Filtración
Arena
de playa
Azúcares
Ultra - Filtración
1000
0.0001 100
10
1
0.1
0.01
0.001
Micro - Filtración
Filtración Partículas
Polen
Bacterias
Coloides
Virus
Micron
Sales
Acuosas
Cryptosporidium
Iones
metálicos
45. 45
Mag. Wilder Rosales Yanac
CIP N°163290
Especialista en Ingeniería Sanitaria
informes@aquarosales.com
wrosales@aquarosales.com
Mag. Wilder Rosales
Es Ingeniero Sanitario de la Universidad Nacional Santiago
Antúnez de Mayolo (Huaraz-Perú). Con estudios de posgrado
en ciencias con mención en tratamiento de aguas y reuso de
desechos en la Universidad Nacional de Ingeniería (Lima-
Perú).
Con estudios de especialización y maestría en ingeniería
sanitaria en la Universidad de Buenos Aires (BA-Argentina).
Jefe de mantenimiento de sistemas de agua potable y
alcantarillado sanitario en la EPS EMAPA Huaral S.A, en el
año 2013.
Asesor para el programa Pro-agua II, fomentado por la
cooperación alemana (GIZ) en el periodo de enero-marzo
2019.
Ingeniero Sanitario para la oficina de estudios de la oficina
general de infraestructura del Ministerio del Interior de Perú,
en el periodo de diciembre 2020 a febrero 2022.
Actualmente es consultor independiente en ingeniería
sanitaria.