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CURSO “CONTAMINACION DE AGUAS”
Dra. Isel Cortés Nodarse
cortes186@yahoo.com
icortes@cenma.cl
Tema 5: PRINCIPIOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES
USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA En orden de importancia, el uso es el siguiente: 1. ENFRI AMI ENTO (67% promedio) 2. LAVADO DE EQUI POS 3. AGUA DE PROCESO: solvente, reactivo, medio de
transporte, etc.
Sólo una pequeña f racción del agua captada corresponde al agua incorporada al producto o que se evapora (app. 7%), de manera que más de un 90% se transforma en efluente residual.
TIPIFICACIÓN
Al final del proceso, el agua usada ha sido degradada por adición de
sustancias o características físicas contaminantes.
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
1. Carga Orgánica
1.1 Parámetros globales: - DQO - DBO5
1.2 Compuestos particulares: - Proteínas
2. Parámetros Inorgánicos
- Alcalinidad - pH - Cloruros
- Nitrógeno - Fósforo - Azufre
- Metales pesados
3. Gases
- Oxígeno disuelto - Sulfhídrico - Metano
- Amoníaco - Anhídrido carbónico
TIPIFICACIÓNCARACTERÍSTICAS FÍSICAS
1. Sólidos
- En suspensión / Totales
- Volátiles / No volátiles
2. Temperatura
3. Color
4. Olor
5. Conductividad
6. Radiactividad
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS
1. Microorganismos
2. Organismos coliformes
DISEÑO PLANT A DE T RAT AM IENT O
EVALUACIÓN T ÉCNICO-ECONÓM ICAA M EJOR ALT ERNAT IVA
EVALUACIÓN ECONÓM ICA ALT ERNAT IVAS
ELECCIÓN M EJORES ALT ERNAT IVAS
ENSAYOS DE T RAT ABILIDAD
GEST IÓ N DE EFLUENT ESPrevención de la Contam inación
Gestión de Efluentes
La estrategia actual se orienta a lograr la prevención y minimización en la
generación de residuos, antes de aplicar una estrategia de tratamiento.
Incluye los siguientes procesos de jerarquía indicada
MINIMIZAR LA GENERACIÓN DE RESIDUOS (prioridad más alta)
RECICLAJE
REUSO
TRATAMIENTO
OBJETIVO
Optimizar el uso de los distintos recursos del proceso y de la
industria en general.
Gestión de Efluentes Prevención de la Contaminación Identificación de los puntos de origen
Auditoría Ambiental
Evitar que se produzca contaminaciónMinimización
Minimización Cambio de materias primas
Cambios en el proceso y Condiciones de operación
Cambios de Tecnología (Tecnologías Limpias)
Reciclo
Reuso
Recuperación de Material Valioso
Segregación-Agrupación de Corrientes
Otros
Gestión de Efluentes
La concentración de contaminantes presentes en un
efluente depende del tipo de industria, de los procesos de
fabricación utilizados y de la implementación de
programas de minimización de residuos, entre otros.
En la industria, el agua se usa para: enfriamiento, lavado
de productos y materias primas, transporte, elaboración
del producto, lavado de equipos y otros.
MINIMIZACIÓN DE EFLUENTES
ESTRATEGIAS
Planificación y organización.
Caracterización de residuos y pérdidas de recursos.
Desarrollo de opciones de minimización de residuos.
Factibilidad técnica y económica.
Implementación.
Monitoreo y optimización.
Gestión de Efluentes MEDIDAS INTERNAS
Reducción del uso del agua en la planta
Segregación/Agrupación de corrientes
Recuperación de componentes valiosos
Control de pérdidas
Control preventivo de la contaminación
Modificación del proceso
Para la implementación de las medidas de control de la
contaminación PREVIO estudio de Ingeniería Conceptual.
Identificación de los tipos de usos
Identificación de los puntos de consumo
Cuantificación de los caudales de cada corriente
Determinación de las características (composición,
caudal, distribución en el tiempo) TIPIFICACIÓN
Sistemas de Tratamiento de Efluentes Sistemas de Tratamiento de Efluentes Líquidos Líquidos
Los efluentes líquidos se pueden clasificar de diversas formas, sin embargo, lo clásico es hacerlo de acuerdo a su procedencia (agraria, industrial y urbana).
Las aguas de tipo agrario están compuestas fundamentalmente de restos de estiércol y abono, siendo los contaminantes más importantes los sólidos en suspensión. La fracción disuelta está constituida fundamental-mente por fertilizantes.
Las aguas urbanas están compuestas principalmente de residuos orgánicos y productos de lavado, siendo los contaminantes más importantes las grasas y aceites, la materia orgánica en general y los m.o. patógenos.
Las aguas industriales en cambio, son de contenido muy variable y dependientes del proceso productivo, lo que impide su generalización en cuanto a tratamiento y carga contaminante.
El problema característico de las aguas industriales es que, mientras que los vertidos urbanos convencionales presentan impurezas minerales y orgánicas cuya naturaleza y concentración son bastante similares de una ciudad a otra, por lo que sus líneas de tratamiento pueden ser análogas, los vertidos industriales, debido a su gran diversidad, necesitan de una investigación propia para cada tipo de industria y la aplicación de procesos de tratamiento específicos.
Así, es necesario para encontrar el proceso adecuado, realizar estudios de tratabilidadestudios de tratabilidad de aguas residuales.
Éstas se diseñan con el objetivo de conocer la capacidad de eliminación de contaminantes por medio de uno o varios procesos de tratamiento.
A la vez permiten acondicionar el efluente a los valores permisibles de carga orgánica y otros elementos contaminantes, para su vertido a los cursos receptores de agua.
Esto que parece tan lógico raramente es realizado y es causa de innumerables fracasos en los sistemas de tratamiento.
Los tratamientos de efluentes líquidos incluyen cuatro categorías de tratamiento:
Pretratamiento
Tratamiento físico/químico o primario
Tratamiento biológico o secundario
Tratamiento terciario
Los objetivos de cada categoría de tratamiento, como las operaciones unitarias involucradas, se explican a continuación.
Pretratamiento: Proceso de eliminación de los consti-tuyentes de las aguas residuales, en su fuente de origen, cuya presencia pueda provocar problemas de manteni-miento y funcionamiento de los diferentes procesos (sólidos de gran tamaño y sólidos suspendidos pesados, como las arenas)
Tratamiento primario: conjunto de procesos, que tienen como objetivo la separación por medios físicos de las partículas suspendidas. Hay que incluir también aquí tratamientos que requieren la utilización de productos químicos o coagulantes que rompen el estado coloidal de las partículas y forman flóculos de gran tamaño, de forma que decanten más rápidamente. En general, estos tratamientos primarios sólo remueven los sólidos en suspensión mediante técnicas tales como decantación, sedimentación, floculación u otros procesos semejantes.
Tratamiento secundario: Los tratamientos secundarios tienen por objetivo reducir la DBO de las aguas residuales, ya sean industriales o urbanas. Como en este tipo de tratamientos se emplean procesos de oxidación biológica, también se denominan tratamientos biológicos. El mecanismo de oxidación biológica consiste en la asimilación de la materia orgánica degradable biológicamente (DBO) por los m.o.
Dependiendo si estos procesos ocurren en presencia o ausencia de oxígeno se tendrán tratamientos biológicos aerobios o anaerobios.
Como característica básica los sistemas secundarios son sistemas biológicos con microorganismos heterogéneos que normalmente presentan bajas velocidades específicas de crecimiento, que deben tratar un sustrato heterogéneo en grandes volúmenes de operación, normalmente en un sistema continuo y que en la generalidad de los casos es un sistema poco controlado.
Tratamiento terciario o avanzado: Este tipo de tratamiento se aplica para la eliminación de contaminantes específicos, que no han sido eliminados en el tratamiento primario ni en el secundario (por ejemplo, el nitrógeno y el fósforo), como también en el caso de efluentes que, aún después del tratamiento secundario, siguen presentando elevados niveles de DQO y DBO, o incluso para reciclar el agua tratada en la red domiciliaria.
Este tratamiento terciario será más o menos intensivo en función de la utilización final del efluente.
En algunos casos se pueden utilizar distintos sistemas de desinfección y regeneración, cuando el agua vaya a ser reutilizada, ya sea para regadío o bien para consumo humano o animal.
En general una instalación completa corresponde a la que tiene los tres tipos de tratamiento, sin embargo en la industria es frecuente encontrar sólo tratamientos primarios y rara vez, aunque cada vez con más periodicidad tratamientos biológicos. Por razones técnicas y económicas, los tratamientos físico-químicos son aplicados en aguas con contaminantes inorgánicos o con materia orgánica no biodegradable y/o en suspensión, mientras que los segundos se utilizan cuando los principales contaminantes son biodegradables. Se debe ajustar el grado de tratamiento necesario conforme a la relación entre el agua residual cruda y la calidad del efluente exigido por la normativa vigente. Luego, se procede al desarrollo y evaluación de las diferentes alternativas de tratamiento aplicables, determinando la combinación óptima.
Tratamiento (% remoción)
primario secundario terciario
DBO 35 90 99.99
DQO 30 80 99.8
SS 60 90
N 20 50 99.5
P 10 60 variable
Niveles de remoción de los contaminantes según sea el Niveles de remoción de los contaminantes según sea el tratamiento: tratamiento:
La selección de los procesos de tratamiento de AR, o la serie de procesos de tratamiento, dependen de algunos factores, entre los que se incluyen:
• Características del agua residual: DBO, DQO, SS, pH, productos tóxicos.
• Calidad del efluente de salida requerido. • Costo y disponibilidad de terrenos. • Consideración de futuras ampliaciones o previsión de límites de
calidad de vertido + estrictos, que necesiten el diseño de tratamientos más sofisticados en el futuro.
PRE-TRATAMIENTOS PRE-TRATAMIENTOS
RIL AGUA
TRAT.
TRAT. TRAT. PRIMARIPRIMARI
OO
TRAT. SECUNDARI
O
PRE-TRATAMIENT
O
TRAT. AVANZAD
O
Sólidos de gran
tamaño, arenas
Sólidos suspendidos, grasas, etc.
Biomasa NN
Tratamientos Físicos
Tratamientos Físicos y/o Químicos
Tratamientos
Biológicos
Tratamientos Físicos,
Químicos, Biológicos
Contaminante Operación Unitaria, Proceso Unitario o Sist. de Tratamiento
Contaminante Operación Unitaria, Proceso Unitario o Sist. de Tratamiento
DESBASTE
DESARENADO
La entrada de arena en los tratamientos primario y secundario perturba su
funcionamiento debido a:
Aumento de densidad del lodo, dificultando su separación
Aumento del riesgo de atascamiento
Abrasión provocada sobre los elementos mecánicos en movimiento
El término “arena”, corresponde a partículas que:
No son putrescibles (gravas, cenizas, otros materiales)
Tienen velocidades de sedimentación o pesos específicos superiores a las de los
sólidos orgánicos putrescibles Composición de las arenas:
Entre 13 y 65% de humedad
Entre 1 y 56% de materia volátil
Peso específico entre 1,3 y 2,7 El procedimiento de separación de la arena consiste en la reducción de la velocidad
del agua, bajo los límites de precipitación pero sobre los de sedimentación de la
materia orgánica presente
DESARENADO
DESARENADO
Otra clasificación de desarenadores es:
De flujo horizontal
De flujo vertical
De flujo inducido De flujo horizontal
Es el más común
Constituído por un ensanchamiento en la sección del canal de pretratamiento
Permite la reducción de la velocidad de corriente a valores inferiores a los 20-30 cms
Inconveniente: la velocidad horizontal de circulación sufre variaciones por ser función
del caudal
De flujo vertical
El funcionamiento se realiza a sección llena
Velocidad ascencional del agua < a la caida de los granos de arena
Permite la reducción de la velocidad de corriente a valores inferiores a los 20-30 cms
Inconveniente respecto al horizontal: mayor profundidad (problemas en terrenos de
baja cota)
DESARENADO De flujo inducido (Desarenador rectangular aireado)
El aire inyectado provoca una rotación del líquido
Lo anterior crea una velocidad constante de barrido de fondo, perpendicular a la
velocidad de paso
Así, ésta puede variar sin provocar inconvenientes
La extracción de arena se realiza mecánicamente
El aire inyectado, por su efecto de agitación, favorece la separación de las materias
orgánicas y cede una cantidad de oxígeno a la masa de agua, ayudando a mantener
las condiciones aeróbicas
1. Canal de entrada2. Válvula de llegada3. Puente móvil para elevación de la arena4. Tranquilizador5. Válvula de desaceitado6. Canal de evacuación del aceite7. Válvula de salida8. Canal de salida. Alimentación de la decantación9. Evacuación de la arena10. By-pass por vertedero de rebose11. Tubos de inyección de aire
HOMOGENEIZACIÓN
VENTAJAS DE LA HOMOGENEIZACIÓN
TRATAMIENTOS PRIMARIOSTRATAMIENTOS PRIMARIOS
RILTRAT. TRAT.
PRIMARIPRIMARIOO
TRAT. SECUNDARI
O
PRE-TRATAMIENT
O
TRAT. AVANZAD
O
AGUA
TRAT.
Sólidos de gran
tamaño, arenas
Sólidos suspendidos, grasas, etc.
Biomasa NN
Tratamientos Físicos
Tratamientos Físicos y/o Químicos
Tratamientos
Biológicos
Tratamientos Físicos,
Químicos, Biológicos
Consiste en la separación, por acción de la gravedad, de las partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor que el del agua.
Se utiliza para:- eliminación de arenas- eliminación de materia en suspensión:
en aguas residuales y para potabilización flóculo biológico en los decantadores
secunda- rios de los procesos de lodos activados flóculos químicos cuando se emplea
coagulación- concentración de los sólidos en los espesadores
de lodos
SEDIMENTACIÓNSEDIMENTACIÓN
En función de la concentración y de la tendencia a la inter-acción de las partículas, se pueden producir cuatro tipos de sedimentación:
Discreta (Tipo 1): Sedimentación de partículas en una suspensión con concentración de sólidos baja. Las partículas sedimentan como entidades individuales, sin haber interacción con partículas vecinas.
Floculenta (Tipo 2): Sedimentación de partículas de una solución diluída, que floculan durante el proceso. Al aglomerarse, aumentan su tamaño y su masa, por lo tanto también su velocidad de sedimentación.
Retardada (llamada también en bloque o zonal) (Tipo 3): Corresponde a una suspensión de concentración intermedia, en la cual las fuerzas interpartículas son suficientes para entorpecer la sedi- mentación de las partículas vecinas, haciéndolas sedimentar como una sola unidad.
Por compresión (Tipo 4): Cuando la concentración de partículas es tal que éstas forman una estructura, la sedimetación sólo puede darse por compresión, debido al peso de las partículas que se van añadiendo.
Zona de agua clarificada
Zona de sedimentación discreta (Tipo 1)
Zona de sedimentación floculenta (Tipo 2)
Zona de sedimentación retardada (Tipo 3)
Zona de compresión
(Tipo 4)
ProbetaTIEMPO
Pro
fun
did
ad
Tipo de fenómeno Descripción Aplicación/Situacionesde sedimentación en que se presenta De partículas Se refiere a la sedimentación de partículas en una suspen- Eliminación de las arenas del agua residual.
discretas sión con baja concentración de sólidos. Las partículas se-
(Tipo 1) dimentan como entidades individuales y no existe interac-
ción sustancial con las partículas vecinas.
Floculenta Se refiere a una suspensión bastante diluida de partículas Eliminación de una fracción de los sólidos
(Tipo 2) que se agregan, o floculan, durante el proceso de sedi- en suspensión del agua residual bruta en
mentación. Al unirse, las partículas aumentan de masa y los tanques de sedimentación primaria, y en
sedimentan a mayor velocidad. la zona superior de los decantadores se-
cundarios. También elimina los flóculos quí-
micos de los tanques de sedimentación.
Retardada Se refiere a suspensiones de concentración intermedia Se presenta en los tanques de sedimenta-
(Tipo 3) en las que las fuerzas entre partículas son suficientes pa- ción secundaria usados en las instalaciones
ra entorpecer la sedimentación de las partículas vecinas. de tratamiento biológico.
Las partículas tienden a permanecer en posiciones relativas
fijas, y la masa de partículas sedimenta como una interfase
sólido-líquido en la parte superior de la masa que sedimenta.
Compresión Se refiere a la sedimentación en la que las partículas Generalmente, se produce en las capas in-
(Tipo 4) están concentradas de tal manera que se forma una feriores de una masa de lodo de gran espe-
estructura, y la sedimentación sólo puede tener lugar co- sor, tal como ocurre en el fondo de un de-
mo consecuencia de la compresión de esta estructura. La cantador secundario profundo y en las ins-
compresión se produce por el peso de las partículas, que talaciones de espesamiento de lodos.
se van añadiendo constantemente a la estructura por
sedimentación desde el líquido sobrenadante.
Estanque rectangular de decantación Estanque rectangular de decantación primariaprimaria
Estanque rectangular de decantación Estanque rectangular de decantación primariaprimaria
Se utiliza para la separación de partículas sólidas o líquidas de una fase líquida.
La separación se consigue introduciendo finas burbujas de gas, normalmente aire, en la fase líquida.
Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta el conjunto partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido.
De este modo se logra hacer ascender partículas de mayor densidad que el líquido, y favorece la ascensión de las que tienen menor densidad (aceite en el agua).
Se utiliza principalmente para la eliminación de materia suspendida (grasas) y para la concentración de lodos biológicos.
FLOTACIÓNFLOTACIÓN
Existen tres métodos para la inducción de la formación de la burbuja:
1. Inyección de aire en el líquido sometido a presión y posterior liberación de la presión a que está sometido el líquido (flotación(flotación por aire disueltopor aire disuelto).
2. Aireación a presión atmosférica (flotación por aireaciónflotación por aireación).
3. Saturación con aire a la presión atmosférica, seguido de la aplicación de vacío al líquido (flotación por vacíoflotación por vacío).
Velocidad Velocidad ascensional de las ascensional de las
partículaspartículas
En estos sistemas, el aire se disuelve en el agua residual a una presión de varias atmósferas, para luego liberar presión hasta alcanzar la atmosférica.
Las principales aplicaciones de flotación por aire disuelto se centran en el tratamiento de residuos industriales con un alto contenido de grasas y en el espesamiento de lodos.
FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTOFLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO
FLOTACIÓN POR AIREACIÓNFLOTACIÓN POR AIREACIÓN
Las burbujas de aire se introducen directamente en la fase líquida por medio de difusores o turbinas sumergidas.
La aireación directa por cortos períodos de tiempo no es efectiva para conseguir que los sólidos floten.
Estas instalaciones no suelen recomendarse para conseguir la flotación de grasas, aceites y sólidos presentes en las aguas residuales industriales, pero tiene buenos resultados en el caso de las aguas con tendencia a provocar espumas.
FLOTACIÓN POR VACÍOFLOTACIÓN POR VACÍO
Generalmente se agregan compuestos químicos para facilitar el proceso de flotación, los que crean una superficie o una estructura que permite absorber o atrapar las burbujas de aire.
Para agregar las partículas sólidas, de manera que se cree una estructura que facilite la absorción en las burbujas de aire se usa:- Sales de hierro- Sales de aluminio- Sílice activada
Adición de compuestos químicos
Consiste en saturar de aire el agua residual, ya sea directamente en el tanque de aireación, o permitiendo que el aire penetre en el conducto de aspiración de una bomba.
La arena y demás sólidos pesados, que se depositan en el fondo, se transportan hacia un cuenco central de lodos para su extracción por bombeo.
ESTANQUE DE FLOTACIÓN POR AIREACIÓNESTANQUE DE FLOTACIÓN POR AIREACIÓN
Como ya se dijo, para modificar la naturaleza de las interfases aire-líquido, sólido-líquido o ambas a la vez se suelen utilizar polímeros orgánicos, los que se sitúan en la interfase produciendo los cambios deseados.
Los factores más importantes a considerar en el diseño de un equipo de flotación son:
- Concentración de sólidos- Cantidad de aire que se va a utilizar- Velocidad ascensional de las partículas- Carga de sólidos
Por ser el método más comúnmente usado, se verá el análisis de la flotación por aire disuelto.
FLOTACIÓN POR AIRE FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTODISUELTO
Los valores típicos para los espesadores de lodos varían entre 0,005 y 0,060.
La eficacia de un sistema de aire disuelto depende principalmente del valor de la relación entre el volumen de aire y la masa de sólidos (A/S) necesario para obtener un determinado nivel de clarificación.
La relación A/S es variable para cada tipo de suspensión y puede ser determinada a nivel laboratorio.
FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTOFLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO
La relación entre A/S y la solubilidad del aire, la presión de trabajo y la concentración de sólidos en el lodo, para un sistema en el que la totalidad del caudal es presurizado, está dada por:
A 1,3 sa (f P - 1)
S Sa
donde A/S = relación aire-sólidos, mL (aire)/mg (sólidos).
sa = solubilidad del aire, mL/L..f = fracción de aire disuelto a la presión P.
Generalmente, f = 0,8P = presión, atm.
= p + 101,35p = presión manométrica, kPa.Sa = concentración de sólidos en el fango,
mg/L.
Para un sistema en el que sólo el caudal de recirculación es presurizado
A 1,3 sa (f P - 1) R
S Sa Q
donde R = caudal de recirculación presurizada, m3/d.
Q = caudal de líquido mezcla, m3/d. El numerador representa el peso del aire y el
denominador el peso de los sólidos. El factor 1,3 corresponde al peso específico del aire
(mg/cc) y el término (-1) del paréntesis se incluye para prever la posibilidad de que el sistema funcione a presión atmosférica.
FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTOFLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO
Flotación por aire disuelto sin recirculaciónFlotación por aire disuelto sin recirculación
Flotación por aire disuelto con recirculaciónFlotación por aire disuelto con recirculación
Flotación por aire disuelto, para clarificaciónFlotación por aire disuelto, para clarificación
de residuos aceitososde residuos aceitosos
Flotación por aire disuelto, para espesamientoFlotación por aire disuelto, para espesamiento
del lodo activado en excesodel lodo activado en exceso
FILTRACIÓN
La filtración por arena o antracita consiste en la purificación del agua al atravesar un lecho compuesto por alguno de los materiales citados.
La filtración es utilizada en los tratamientos de afino de las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable, ya que la sedimentación, con coagulación o sin ella, normalmente no proporciona resultados satisfactorios.
En agua potable se emplean filtros gravitacionales, en donde el agua se mueve por gradientes de gravedad.
Existen dos tipos de filtros gravitacionales que se ocupan:
• Filtros lentos Filtros rápidos
El diseño y la valoración de su eficacia debe basarse en:• La comprensión de las variables que controlan el proceso.• El conocimiento del o los mecanismos responsables de la eliminación de materia particulada.
La operación completa del proceso de filtración, en general, consta de dos fases: filtración y lavado o regeneración (lavado a contracorriente).
Los fenómenos producidos en la filtración son similares para todas las aguas. Sin embargo, la fase de lavado es bastante diferente en función de si el filtro es de funcionamiento continuo o semi-continuo.
Clasificación de los filtros
Tipo de medio filtrante y configuración del
lecho De una única capa
De doble capa Multicapa
Control del flujo A caudal constante
A caudal variable decreciente
Según el tipo de funcionamiento Continuos Semicontinuos
Sentido de flujo durante la filtración
De flujo ascendente De flujo descendente
Eliminación de la materia en suspensión en un filtro granular
(a)por retención;
(b)por sedimentación;
(c)por intercepción;
(d)por adhesión;
(e)por floculación
Filtros gravitacionales lentos:
De importancia histórica significativa.
Su uso ha declinado debido al alto costo de construcción y a las grandes áreas de filtración que se necesitan.
El medio filtrante está constituido por arena no estratificada:
Espesor, cm Tam. Efectivo, mm Coef. Uniform.
Valor medio 60 – 120 0.25 – 0.40 1.8 – 3.0
Valor usual 75 0.35 2
Como soporte del medio filtrante se utiliza una capa de grava de 42 cm de espesor
Las tasas de filtración varían entre 2 y 4 L/m2/min
Los lechos son limpiados por remoción de la capa superior (3 – 5 cm) de arena.
La carrera de este tipo de filtros varía entre 20 y 60 días.
Su uso se limita a aguas con turbiedad baja, que no requiere de tratamiento previo.
Son efectivos para la remoción de la mayor parte de los sólidos en suspensión, excepto para las arcillas finas y partículas coloidales, ya que éstas penetran en las capas inferiores de arena y no son removidas durante la limpieza.
Filtros gravitacionales rápidos:
Opera con tasas alrededor de 30 o más veces la de los filtros lentos.
Por lo anterior, necesita limpiarse 30 veces más a menudo.
Las tasas de filtración varían entre 80 a 120 L/m2/min, aunque la tendencia actual es diseñar filtros de alta tasa, por lo que es frecuente encontrar tasas de hasta 200 L/m2/min e incluso en algunos casos, mayores.
El tamaño del filtro está determinado por:- la capacidad de la planta de tratamiento- el número de unidades (operación flexible)- el número de horas de funcionamiento de la planta
En general, las plantas grandes funcionan las 24 horas del día, mientras que las pequeñas operan 8 ó 16 horas.
El número de horas de funcionamiento se obtiene del análisis comparativo del costo de almacenamiento versus el gasto de construir una planta de mayor capacidad y operarla en forma continua.
El número mínimo de unidades suele ser cuatro, aunque plantas muy pequeñas pueden tener sólo dos filtros.
La configuración de los filtros rápidos está determinada por los siguientes factores interrelacionados entre sí:i. Área filtranteii. Profundidadiii. Métodos de lavadoiv. Métodos de control
ii. Área Filtrante:
Depende de tres factores:
- El caudal de diseño (QD)
- La tasa máxima de filtración (R)
- El número de filtros (N)
El Área filtrante se determina como:
Af = QD/R
La superficie de cada filtro es:
A = Af/N
ii. Profundidad:
Depende: - Del medio filtrante- Del medio soportante- Del sistema de drenaje inferior- De la carga sobre el filtro- Del método de retrolavado
El medio filtrante es el material que, seleccionado y graduado, se coloca en una o varias capas dentro del filtro y a través del cual pasan las aguas a tratar. Puede estar constituido por varias clases de materiales, siendo el más común la arena de distintos tamaños y especificaciones.
Hoy se usa también carbón activado en combinación con la arena, ya que tiene < densidad, por su forma tiene > retención e incrementa la adsorción de materia orgánica y bacterias
ii. Profundidad (cont.):
El medio soportante es aquél que soporta al medio filtrante. Está compuesto por gravas graduadas y sirven para recolectar el agua filtrada y encaminarla a la salida y para distribuir uniformemente el agua de lavado.
El espesor de la capa de grava depende del sistema de drenaje que se utilice.
El sistema de drenaje inferior tiene como función recolectar las aguas filtradas y distribuir las aguas de lavado.
Existen diferentes tipo de sistemas, siendo los más usados los Laterales Perforados (malla de tubos paralelos) y las Placas Perforadas.
iii. Lavado del filtro:
El lavado se realiza forzando agua ya tratada, generalmente a contracorriente.
Los métodos comúnmente utilizados para el lavado de los lechos de medio granular incluyen:
- Lavado c/agua a contracorriente
- Lavado c/agua a contracorriente con agitación de la superficie
- Lavado c/agua a contracorriente y limpieza auxiliar c/aire
- Lavado a contracorriente combinado con limpieza c/aire y agitación de la superficie
Con los tres primeros métodos es necesario fluidizar el medio para lograr una limpieza efectiva del lecho al final del ciclo.
Lo anterior no es necesario con el cuarto método.
iv. Métodos de Control:
Existen dos métodos básicos de operar un filtro, los cuales difieren principalmente en la caída de presión a través de él:
Filtración a presión constante: Se aplica una presión constante a lo largo de toda la carrera del filtro. Al inicio, la tasa de filtración es alta, pero a medida que los poros se van obstruyendo, ésta comienza a disminuir y el caudal decrece.
Filtración a caudal constante: A medida que el filtro se obstruye, se aumenta la presión de manera de tener siempre el mismo caudal
PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO DE UN FILTRO RÁPIDO
Retención de aire:
Puede deberse a diferentes factores, entre los que cabe destacar:
- Pérdida de carga negativa
- Incremento de la temperatura
- Presencia de algas
Corrección:
- Evitar pérdidas de carga negativa excesivas
- Controlar el calentamiento
- Eliminación de algas
PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO… (cont.)
Acumulación de fangos:
Si las bolas de fango se forman principalmente por lodo y flóculos, permanecen en la superficie.
Si están constituidas por arena, penetran en la grava, provocando grietas tanto en la superficie como en la grava.
Corrección:
- Rastrillarlas si se encuentran en la superficie
- Uso de soda cáustica
- Agitación mecánica o por aire
PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO …(cont.)
Incrustaciones en la Arena: Se presenta:
i) Cuando se utiliza cal puede producirse una cristalización de carbonato de calcio en el filtro, aumentando el tamaño de la arena.
Corrección: Carbonatando el filtro. Esto se logra agre-gando alúmina en el sedimentador. El anhídrido carbónico resultante reacciona con el carbonato de calcio y lo retiene en la solución como bicarbonato. Otra forma consiste en introducir uno o más quemadores en el agua y quemar una mezcla apropiada de gas y aire a presión.
ii) Por la acumulación de manganeso, la cual forma una capa negro-parduzca sobre los granos de arena.
Corrección: Si es de origen mineral, se puede empapar el lecho con H2SO4. Si es de origen orgánico, puede emplearse soda cáustica.
a. Filtro convencional, mo-nomedio, flujo descendente
b. Filtro convencional, bi-medio, flujo descendente
c. Filtro convencional, mo-nomedio, de lecho profundo, flujo descendente
d. Filtro de lecho profundo y flujo ascendente
Partículas coloidales Muchas de impurezas presentes en el agua cruda, inclu-yendo los m.o. patógenos, los ácidos húmicos que son corrientemente responsables del color, los ácidos fúlvicos y los complejos arcilla-metal están en el rango del tamaño coloidal: 1 nm a 10 µm .
Los coloides son partículas de tamaño intermedio entre los sólidos disueltos y las partículas suspendidas, que tarde o temprano decantan por efecto de la gravedad.
Aunque las partículas coloidales son muy pequeñas, son lo suficientemente grandes como para dispersar la luz, por lo que estas partículas comunican aspecto turbio u opaco al agua, a menos que estén muy diluidas.
COAGULACIÓN - FLOCULACIÓN
Estabilización de las partículas coloidales: Existen dos tipos de coloides con características :
1. Coloides hidrofílicos (termodinámicamente estables)
Presentan afinidad por el agua. Se aíslan y evitan el contacto
con otras partículas, rodeando su superficie con una capa de moléculas de agua (hidratación). Ejemplos: grasas, aceites, detergentes, jabones.
2. Coloides hidrofóbicos (termodinam. inestables)Presentan escasa tendencia a ser mojados. Deben su es-tabilidad a cargas eléctricas de superficie. Estas partícu-las cargadas, se rodean de una capa de iones de carga opuesta, llamados contra-iones, constituyendo una doble capa eléctrica (Capa de Stern). Ejemplo: m.o.
La caída del potencial en la doble capa suele llamarse Potencial Electrocinético o Potencial z.
La estabilidad de la dispersión depende de los iones que el coloide adsorba. Casi todas las partículas coloidales, que estén dispersas en agua a pH entre 5 y 7, presentan carga negativa y su potencial z varía entre -14 y -30 mV.
Dispersiones con pot. z < -14 mV, tienden a aglomerarse.
Los mejores resultados de desestabilización se presentan cuando el potencial z es cercano a cero.
Dependiendo de las características de los tipos de con-traiones involucrados, el potencial z puede ser reducido de las siguientes formas:
1) Por la compresión del espesor de la doble capa debido a la incorporación de contraiones en la capa difusa
2) Por la adsorción específica del contraión sobre la superficie de la partícula, con la consecuente reducción en el potencial.
a) Diagrama de la distribución de cargas en la proximidad de la superficie de una partícula de hidróxido férrico en solución, obtenida por dispersión de FeCl3 en agua.
b) Representación de Helmholtz de la superficie de la partícula, indicando la carga rsultante q, y la distancia que alcanza la acción eléctrica d (espesor de la llamada doble capa)
c) Valores del potencial eléctrico inducido por la carga resulttante de la partícula, a distancia variable de su superficie. El potencial zeta es la diferencia de potencia entre el límite de la película líquida de solución rígidamente asociada a la partícula coloidal, y la masa de solución.
Coagulación
Desestabilización, efectuada general-mente por adición de reactivos químicos. Por medio de mecanismos de agregación o de adsorción, anulan las fuerzas repulsivas.
Floculación
Aglomeración de coloides "descar-gados", que resulta de diversas fuerzas de atracción entre partículas puestas en contacto, hasta alcanzar un grosor aproximado de 0,1 micra.
COAGULANTE
FLOCULANTE
Definición de los términos:
Coagulantes: Los coloides poseen una estabilidad que hace difícil que sedimenten por procesos naturales aplicación de aglome-rantes o coagulantes para su desestabilización y agrupación, consiguiendo así una partícula de mayor tamaño y peso, la cual sí puede sedimentar por acción de la gravedad.
Los principales coagulantes utilizados son sales metálicas:
Alumbre o Sulfato de AluminioCalCloruro férricoSulfato férricoSulfato ferroso
La acción de estos compuestos es compleja y
comprende:- La disolución de la sal- Formación de compuestos complejos del metal- Atrapamiento de partículas individuales en el precipitado.
FLOCULANTES ORGÁNICOS
Polielectrolitos NaturalesProteínasÁcidos nucleicosÁcido pécticoÁcido algínicoPolisacáridos
Polielectrolitos SintéticosAniónicos:PoliacrilamidasAc. poliacrílicosPolimetacrilatosPoliacrilnitrilosPoliestireno sulfonadoÁcidos polivinilsulfónicosDerivados de celulosa
No iónicos:Óx. de etileno
polimerizadoPoliacrilimidasCatiónicos:PoliacrilamidasPolietileniminasPolivinilpiridinasPolidialidimetilamonio
FLOCULANTES MINERALES Sílice activada
BetoniaKieselguhrAlgunas arcillasCarbonato de calcio precipitadoCarbón activo en polvo
Determinación de coagulantes: La cantidad de coagulantes no puede ser determinada en base a fórmulas estequiométricas o leyes químicas, debido a la diversidad de factores que intervienen en el proceso.
Por lo anterior, se recurre a técnicas de laboratorio: Pruebas del Test de Jarras o Jar Test.
Este procedimiento entrega información para:- Seleccionar el coagulante adecuado y dosificación de éste
- Seleccionar el floculante adecuado y dosificación de éste- Determinación del pH óptimo- Determinación del punto de aplicación del coagulante,
floculan- te y ajuste de pH.
- Optimización de la energía y tiempos de mezclado- Determinación de efectos de dilución del coagulante- Optimización del reciclaje de lodos
- Otros
METODOLOGÍA METODOLOGÍA DE DE
ECKENFELDERECKENFELDER
Para la selección Para la selección del coagulante, del coagulante,
dosis y pH dosis y pH óptimoóptimo
Equipos para la coagulación - floculación
REACTOR TUBULAR: Es un reactor de flujo forzado. Se utiliza donde un coagulante, flocu-lante y/o un reactivo químico para corrección del pH, se dosifican en forma consecutiva para la remo-ción de DQO, DBO, Turbidez, Precipitantes, etc. El proceso se efectúa bajo condiciones optimiza-das, controladas y bien definidas, hasta 500 m3/min. por unidad.
REACTOR CON AGITACIÓNEn caso de que puntos críticos (energía de mezclado, TRH y gran capacidad) no puedan obtenerse en el reactor tubular, se utiliza un estanque continuo agitado.
En general están diseñados ya sea para coagulación-floculación o para disolver aditivos químicos
REACTOR TUBULAR
CON EQUIPOS
ACCESORIOS
TRATAMIENTOS TRATAMIENTOS SECUNDARIOSSECUNDARIOS
RIL AGUA
TRAT.
TRAT. TRAT. PRIMARIPRIMARI
OO
TRAT. SECUNDARI
O
PRE-TRATAMIENT
O
TRAT. AVANZAD
O
Sólidos de gran
tamaño, arenas
Sólidos suspendidos, grasas, etc.
Biomasa NN
Tratamientos Físicos
Tratamientos Físicos y/o Químicos
Tratamientos
Biológicos
Tratamientos Físicos,
Químicos, Biológicos
Tratamientos biológicos
Aerobio
Anaerobio
Mixto: Anaerobio - Aerobio
La clasificación de los tratamientos biológicos puede ser según:
1. UTILIZACIÓN DEL OXÍGENO 1. UTILIZACIÓN DEL OXÍGENO
Biomasa
suspendida
Biomasa adherida
Tratamientos biológicos
2. DISPOSICIÓN DE LA BIOMASA2. DISPOSICIÓN DE LA BIOMASA
Mezcla completa
(agitados)
Flujo pistón (no
agitados)
3. TIPO DE FLUJO3. TIPO DE FLUJO
Tratamientos biológicos
Por lotes (batch)
Continua
4. OPERACIÓN4. OPERACIÓN
Tratamientos biológicos
Tratamientos biológicos
REACTOR AEROBIO(20 ºC)
REACTOR ANAEROBIO
(35 ºC)
Lodo a tratar Lodo estabilizado60 Kg DQO 10 Kg DQO
100 Kg DQO 10 Kg DQO
100 Kg DQO 10 Kg DQO
Electricidad para aireación
Metano31 m3
Calor ElectricidadMáximo 195 KWH Máximo 78 KWH
Tratamientos biológicos
VENTAJAS de los procesos anaerobios frente
a los aerobios: Tratamiento directo de aguas altamente contaminadas a
elevadas VCO’s. < Producción de lodos costo de tratamiento y vertido
de éstos. Producción de gas metano energía útil. No necesita aireación balance energético +. Preservación prolongada de los lodos, en forma activa. Estabilidad y facilidad de re-arranque. Baja necesidad de nutrientes.
Tratamientos biológicos
DESVENTAJAS de los procesos
anaerobios frente a los aerobios:
Puesta en marcha delicada.
Puede resultar sensible a tóxicos y/o inhibitorios.
de los efluentes a tratar.
Recuperación más lenta frente a sobrecarga.
Sistemas de Tratamiento Aerobios
Con biomasa suspendida
Sistema de lodos activos
Reactor batch secuenciado (SBR)
Lagunas
Con biomasa adherida
Filtros percoladores
Contactores biológicos rotatorios
Lodos ActivosLodos Activos
Lodos ActivosLodos Activos
Lodos ActivosLodos Activos
Esquema de un Lodo ActivoEsquema de un Lodo Activo
TanqueTanqueOxidaciónOxidación
SedimentadorSedimentadorSecundarioSecundario
PurgaPurgade Lodode Lodo
RecicloReciclo
EfluenteEfluente
VVQ+Q+ Q Q..
X,SX,S
QQss
XXss
SS
QQp XXr
SS
QQ..XXrr..
SS
Q,SQ,S00
Requerimientos ambientales (m.o. aerobios)
Parámetro ValorpH 6,5 a 8,5Temperatura 10 a 30 ºC
(típico 20ºC)DBO5/N/P 100/5/1Conc. mínima deoxígeno
2 mg/L
T>35ºC se produce deterioro de los flóculos
Parámetros de Operación
Transferencia de Oxígeno
Existen diversas formas de realizar la airea- ción, incrementándose la eficiencia mediante la utilización de oxígeno en vez de aire.
Para calcular el requerimiento de oxígeno, una de las relaciones más usadas es la fórmula de Eckenfelder:
DO2 = K1 * DBO + K2 * SST
donde DO2 es la demanda de oxígeno y K1 y K2 son constantes cuyos valores comunes son 0.53 y 0.15
LAGUNAS
AEROBIAS
AIREADAS
FACULTATIVAS
ANAEROBIAS
LAGUNAS
ParámetroAerobi
aAiread
aFaculta
tivaAnaero
bia
Profundidad (m)0.18 –
0.31.6 –
4.50.6 – 1.5 2.4 – 3.0
TRH (días) 2 – 6 2 -10 7 – 30 30 – 50
Carga DBO (kg/Há/d)
100 – 225
- 22 – 56336 –
790
Remoción DBO (%)
80 – 95 85 – 99 75 – 85 50 – 70
Algas (mg(L) 100 0 10 - 50 0
PARÁMETROS DE DISEÑO DE LAS LAGUNAS
LAGUNA FACULTATIVA
FILTROS PERCOLADORES
Llamados filtros aerobios, filtros percoladores o biofiltros.
En realidad son reactores de lecho fijo con la masa microbiana inmovilizada sobre la superficie de un soporte sólido, generalmente piedras.
Se piensa erróneamente que la depuración se debe a un proceso de filtración y no por una transformación biológica.
El problema es que se operan a velocidades de dilución mayores a las adecuadas, obteniendo eficiencias de depuración menores.
El agua es alimentada por goteo o por aspersión sobre el lecho, el cual no está inundado por lo que se requiere aireación adicional.
FILTROS PERCOLADORES (cont.)
El tamaño de los orificios debe ser tal que evite la filtración.
La masa microbiana (bacterias principalmente, hongos algas y protozoos), se adhiere a la superficie del soporte.
Luego del biofiltro es necesario un sedimentador, para la masa microbiana que se desprende del soporte.
Si el reactor tiene una altura superior a los 3 m, se producen problemas estructurales al usar piedras comunes.
FILTROS PERCOLADORES (cont.)
FILTROS PERCOLADORES (cont.)
FILTROS PERCOLADORES (cont.)
FILTROS PERCOLADORES (cont.)
FILTROS PERCOLADORES (cont.)
FILTROS PERCOLADORES (cont.)
FBC FAC
Carga Hidráulica 1 - 4.5 x 103 10 - 4.5 x 103 (m3/día)
Carga orgánica 1 - 3.3 3.3 - 16.5 (Kg DBO/m3 día)
Altura (m) 1.8 - 3.0 1 - 2.5
Recirculación 1:1 - 4:1
Insectos alto bajo
Desprendimiento esporádico permanente y cte. de lodos
Operación sencilla más compleja
Para nitrificación muy nitrificante alta nitrificación si (s/amonio) la carga es pequeña
CONTACTORES BIOLÓGICOSO BIODISCOS
Consiste en una serie de discos circulares situados sobre un eje, a corta distancia unos de otros.
Están parcialmente sumergidos en el agua
residual y giran lentamente en el seno de la misma
Los m.o. se adhieren a la superficie de los
discos La rotación de los discos permite a los m.o.
estar en contacto con la materia orgánica, cuando están sumergidos, y con el aire
La rotación también
permite eliminar el exceso de
m.o. por los esfuerzos
cortantes que se originan,
manteniéndose en suspensión
los sólidos arrastrados. Así, son
transportados desde el reactor
hasta el sedimentador
secundario
La gran cantidad de m.o.
adheridos permite resistir
mejor las sobrecargas
hidráulicas y orgánicas.
TRATAMIENTOS TERCIARIOS O TRATAMIENTOS TERCIARIOS O AVANZADOSAVANZADOS
RILTRAT.
PRIMARIO
TRAT. SECUNDARI
O
PRE-TRATAMIENT
O
TRAT. AVANZAD
O
AGUA
TRAT.
Sólidos de gran
tamaño, arenas
Sólidos suspendidos, grasas, etc.
Biomasa NN
Tratamientos Físicos
Tratamientos Físicos y/o Químicos
Tratamientos
Biológicos
Tratamientos Físicos,
Químicos, Biológicos
TRATAMIENTOS TERCIARIOSTRATAMIENTOS TERCIARIOS
OBJETIVOSOBJETIVOS
El afino, que tiende a reducir más aún el contenido de materias en suspensión y materia orgánica.
La eliminación de fosfatos, para luchar contra la eutrofización de los cauces receptores.
La eliminación de los compuestos nitrogenados (nitrógeno orgánico, amoniacal, nitritos, nitratos).
La eliminación del color y los detergentes.
La desinfección, la eliminación de gérmenes patógenos y parásitos.
Contenido de NitrógenoContenido de NitrógenoNo se produce disminución significativa en el tratamiento 2º.
Contenido de FósforoContenido de FósforoNo es removido con eficiencia en el tratamiento 2º. La célula no es un buen metabolizador de fósforo (0,2% de fósforo en una célula). Es un potencial contaminante.
Compuestos Orgánicos RecalcitrantesCompuestos Orgánicos RecalcitrantesPor su estructura no son o son difícilmente degradados por microorganismos y no son removidos en el tratamiento secundario: Compuestos fenólicos, algunos detergentes
TRATAMIENTOS TERCIARIOSTRATAMIENTOS TERCIARIOS
REMOCIÓN DE FÓSFOROREMOCIÓN DE FÓSFORO
Existen los tres tipos de tratamiento: Físico Químico Biológico
Químico:Químico: CoagulaciónPrecipitación
Físico:Físico: Sedimentación
Biológico:Biológico: Se han buscado y modificado cepas microbianas para que utilicen el fósforo, principalmente algas.
Ca(OH)2 + H3PO4 Ca5OH(PO4)3 + 9 H2O
HidroxiapatitaAltamente insoluble
Cómo Opera:
Eliminación química con calEliminación química con cal
Efluente Tratado
Sedimentador tubo
Barro
Precipitador agitado
RIL
Precipitación ácidaPrecipitación ácida
Al2(SO4)3 + 2 PO4= 2 AlPO4 + SO4
-3
Se realiza en el mismo equipo
Efecto de los diferentes procesos y Efecto de los diferentes procesos y operaciones de tratamiento sobre la operaciones de tratamiento sobre la
eliminación de fósforoeliminación de fósforo
Posibles puntos de alimentación de reactivos para la eliminación de fósforo:
(a) antes de la decantación 1ª;
(b) antes o a continuación del tratamiento biológico;
(c) a continuación del tratamiento secundario;
(d) en diferentes puntos de un proceso (conocido como “tratamiento desdoblado”)
Ventajas y desventajas de los
procesos biológicos de eliminación de
fósforo
(Patente, se elimina C y P)
AER
ANA
Aerobio
Cal
Ana-erobio
SUSTANCIAS RECALCITRANTESSUSTANCIAS RECALCITRANTES
Tratamiento BiológicoTratamiento BiológicoSe han encontrado microorganismos que consumen algunas sustancias que se consideraban recalcitrantes.
Tratamiento FísicoTratamiento FísicoAdsorción en columnas de carbono activo. Es útil para compuestos fenólicos y aromáticos
Es un tratamiento relativamente barato En aguas municipales no se aplica porque
los niveles de recalcitrantes no son altos
Las sales entorpecen la recirculación del agua
donde:P: Tanque precipitaciónS: SedimentadorA: Torre de aireaciónC: Torre de adsorciónH: Horno calcinador
Ejemplo de planta para Ejemplo de planta para eliminación de materia orgánica eliminación de materia orgánica
recalcitranterecalcitrante
REMOCIÓN DE NITRÓGENOREMOCIÓN DE NITRÓGENO
AMONIACOAMONIACO
Tóxico para especies animales, altamente tóxico a bajas concentraciones de O2.
Peces: 19,6 mg/L de amoniaco total (pH 7.5, 5 ºC)
0,12 mg/L de amoniaco total (pH 8.5,30 ºC)
Microorganismos:200 mg/L de amoniaco total
Oxidación hasta nitrato provoca disminución del O2
disuelto (4,2 g O2/g N2 oxidado).
Da lugar a nitratos y nitritos.
Metahemoglobinemia: nitritos > 10 mg/L
Formación de nitrosamidas y nitrosaminas
Reproducción animal
Problemas cardíacos
Desnitrificación NO, N2O.
NITRITOS Y NITRATOSNITRITOS Y NITRATOS
TRATAMIENTOS FÍSICO – QUÍMICOS PARA LA TRATAMIENTOS FÍSICO – QUÍMICOS PARA LA ELIMINACIÓN DE NITRÓGENOELIMINACIÓN DE NITRÓGENO
TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS PARA LA TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS PARA LA ELIMINACIÓN DE NITRÓGENOELIMINACIÓN DE NITRÓGENO
ProcedimientoProcedimiento Contaminantes EliminadosContaminantes Eliminados
Osmosis Inversa Nitrógeno, DBO, DQO, SS, Fósforo
Filtración a través de membrana Nitrógeno, DQO, Fósforo, Turbidez, Alcalinidad
Intercambio Iónico Nitrógeno, Fósforo
Desorción Nitrógeno
ProcedimientoProcedimiento Contaminantes EliminadosContaminantes Eliminados
Nitrificación – Desnitrificación DQO, Nitrógeno, Fósforo
Producción de algas Nitrógeno, Fósforo
Inmovilización de microorganismos Nitrógeno, Fósforo
INTERCAMBIO IÓNICOINTERCAMBIO IÓNICO
El agua residual se hace pasar a través de una resina y durante el contacto, iones contaminantes se intercambian por otros no contaminantes contenidos en la resina.
Resinas aniónicas fosfato, nitrito, nitrato Resinas catiónicas amonio
Ejemplo: R - Cl + NaNO3 R - NO3 + NaCl
Problemas Resina con alta selectividad y la pierde con uso prolongado. Eliminación del ion en la etapa regeneradora.
Diagrama de flujo para la eliminación de
amoníaco
por intercambio con zeolitas y desorción
DESORCIÓNDESORCIÓN
Se emplea para transferir uno o más componentes volá- tiles de una mezcla líquida a un gas.
Utilizado para eliminar gases disueltos: H2S, CO2 y NH3.
Amoniaco:Amoniaco: Requiere adición de álcali. Se utiliza aire.
Equipos utilizados en la eliminación de amoniaco: Balsas de estabilización. Sistemas con aire difundido. Equipos de aireación con agua en cascada o lluvia
OSMOSIS INVERSAOSMOSIS INVERSA
Especies iónicas (amonio, nitrato, fosfato), presentes en aguas residuales son retenidas por una membrana semipermeable que permite el paso selectivo de éstas.
Es en contra del gradiente de concentración.
P > P osmótica 20 - 25 atm (aguas salobres)
Membrana poco selectiva.
Significante reducción del contenido mineral.
Se logra eliminar: más del 80% de amonio más del 50% de nitrato más del 50% de fosfato
El diseño tubular emplea una membrana de acetato de celulosa contenida enteramente en la superficie interior de un tubo soporte
El agua alimentada fluye a través del tubo, el líquido purificado pasa a través de la membrana tubular y los contaminantes que permanecen dentro del tubo se descargan en el extremo opuesto
Varias unidades de membranas de tubo se conectan en paralelo dentro de un recipiente con tubos múltiples para alimentación, concentrado y producto
TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS DE TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS DE COMPUESTOS INORGÁNICOSCOMPUESTOS INORGÁNICOS
1. Crecimiento de plantas en terrenos tipo pantanos (wetland)
2. Crecimiento de plantas en terrenos normales
3. Biodegradación por m.o. específicos o tratamiento anaerobio
4. Caso especial: Lixiviación bacteriana
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